既有线框构桥加宽接长分段法施工技术探讨

2011-05-04梁生武

铁道建筑 2011年5期

梁生武

(沪昆铁路客运专线江西有限责任公司，南昌 330002)

1 工程概述

本工程位于京九铁路里程 K1311+028.54处，为九江市青年南路下穿铁路线的交通桥，在原下穿铁路立交桥的基础上加宽接长。原框构立交桥是3孔(4+8+4)m宽度10.6 m的框架结构，新框构立交桥为4孔框架结构交通桥，桥全长42.13 m，设计宽度28.6 m。孔径布置为:6 m×5.0 m+12.5 m×5.0 m+12.5 m×5.0 m+6 m×5.0 m，其中12.5 m孔径为机动车道，6 m孔径为人行道，净高均为5.0 m。新桥中心线在原桥中心线向南昌方向偏移3.5 m。采用分段预制，D型便梁架空既有线，拆除既有框构桥，分段顶进新框构桥的“分段法”施工。

按照总体施工组织思路，施工工期约60 d。以满足节点工期和运输组织为前提，施工按先后顺序分为框架桥预制、线路架空、既有框构桥拆除、框架桥顶进、线路恢复五部分。为缩短总体工期，线路架空所用的桩基施工与框架节预制同步施工。

2 施工难点及对策

2.1 工程施工难点

1)本工程距九江火车站1 500 m。九江火车站为京九线上中间站，运输业务繁忙，车流密度大，客车43对，货车67对，日输送旅客1.3万人。为了不影响行车，确保列车运营安全，设计采用顶进法施工。

2)由于设计方案确定较晚，为确保昌九城际铁路按期通车，施工总工期为120 d。

3)青年路框架位于九江市主干道上，道路两侧为居民区，施工场地狭窄，地方干扰大。

总之，工期紧、任务重、条件差、要求高，施工运输两不误是本工程的施工难点。

2.2 相应的对策

为了确保昌九城际铁路如期开通，参加建设的领导、工程技术人员针对青年路框构桥的施工特点，依据设计图纸及现场调查情况，研究制定了符合实际、针对性强、便于操作、施工运输两不误的“分段预制对顶施工”的施工方法。即对既有线路采用D型便梁架空，既有框构桥拆除与预制框架节顶进同时施工的方法。九江端左侧预制武九客联2股道的11.5 m框架节，右侧预制京九左右线及武九客联上行疏解线3股道的17.1 m框架节;南昌端左侧预制武九客联及京九左右线4股道的22.1 m框架节，右侧预制武九客联上行疏解线1股道的6.5 m框架节。

新建框架桥顶进时，既有京九铁路采用24 m D型便梁加固，顺接16 m工字钢纵横抬，加“5-7-5”扣轨加固的方法对既有线路加固。九江侧框架顶进时，工字钢纵横抬加“5-7-5”扣轨，九江端D型便梁架设于挖孔桩基础上，庐山端D型便梁支撑在既有京九铁路框架桥上。顶进过程中，需拆除既有京九铁路框架桥中孔及九江侧边孔。挖孔桩基础施工时，相应地段线路采用“3-5-3”扣轨加固。线路架空期间列车限速45 km/h。庐山侧框架顶进时，与九江侧框架顶进之工序基本相同。

3 施工前期

3.1 优化施工方案

根据设计院提供的框构桥设计图纸进一步深化施工设计。成立由高级工程师为主，结构、桥梁等相关专业工程师密切配合的设计小组，根据设计图纸，优化施工方案、编制工艺流程。

根据优化方案预制框构节分段如下:①九江端在线路右侧预制京九线及武九客联上行疏解线3股道的17.1 m框架节(编为1号框架节);线路左侧预制武九客联线2股道的11.5 m框架节(编为2号框架节)。②南昌端在线路左侧预制武九客联及京九线4股道的22.1 m框架节(编为3号框架节);线路右侧预制武九客联上行疏解线1股道的6.5 m框架节(编为4号框架节)。见图1。

3.2 开挖工作坑

根据设计图确定工作坑尺寸，工作坑应在框构主体外侧预留1 m的操作空间，并按土质设置一定的边坡。开挖时在边角设置集水井，防止工作坑内积水。

3.3 滑床施工

为防止顶进中的扎头现象，滑板顶面顺顶进方向预留4‰的仰坡，施工中应严格控制滑板顶面的平整光洁。垂直于桥中线设置0.5 m×0.5 m的地锚梁与滑板混凝土一起灌注。在滑板前设长1.0 m，高0.1 m的船头坡并铺设隔离层。滑板表面光滑平整，水平误差不超过±3 mm。

滑板结构形式:原地面夯实→10 cm厚碎石垫层→30 cm厚C20混凝土滑板→1 mm石蜡→1 mm润滑油→3 mm油毡→1 mm润滑油→3 mm油毡。

3.4 主体预制

在滑床板润滑隔离层上预制框构节。首先做好定位工作，使框构节中心线、工作坑滑板中心线、顶进桥位的中心线在同一轴线上。

图1 青年路框架桥顶制框架方案 (单位:m)

施工顺序:绑扎底板钢筋→浇筑底板混凝土→养护→支内模→绑扎侧墙及顶板钢筋→支外模→浇筑侧墙及顶板混凝土→养护→拆模→安装钢刃脚→制作桥身防水层。

预制钢筋焊接时，在施焊地点铺设一块约0.5 m2的石棉板，以免烧坏润滑隔离层。箱身侧面除涂沥青防水层外，为减少顶进阻力，还要涂刷石蜡油。

4 D型便梁架设

4.1 便梁运输

D型便梁采用铁路运输，到达工地后作好卸车准备工作。先利用封锁点将两片纵梁卸于线路一侧，利用牛脚连接，防止单片梁失稳侵限。再利用封锁点将两片梁分置于线路两侧设计位置，准备架梁。

4.2 便梁架设

1)D型梁施工

安装D型梁施工在封锁线路时间内完成，封锁时间3 h，安装D型梁具体施工细节均严格按其安装说明进行操作。施工顺序:施工准备(施工防护人员、材料机具到位)→扒道心及枕木头两侧道砟，扒到平枕底，安设D型梁支座及纵梁→封锁线路→抽换枕木穿D型梁横梁→钢轨与横梁联结→横梁与纵梁联结→检查线路几何尺寸并整正线路，合格后开通线路→巡养线路。施工中随时检查线路几何尺寸，避免超限，危及行车安全。

2)扣轨加固线路

施工前需准备好加固线路所用材料:吊轨为50 kg/m旧钢轨(25 m)，Ⅱ型旧木枕，严禁使用重伤钢轨和失效木枕。

施工顺序:施工准备(施工防护人员、材料机具到位)→利用列车间隔时间隔二抽一用木枕抽换混凝土枕→封锁线路2 h→抽换剩下混凝土枕→铺架基本轨内外侧三组(5-7-5)轨束梁→用U型抱箍紧固基本轨内外侧轨束梁与木枕→检查线路几何尺寸并整正线路，合格后开通线路。施工中随时检查线路几何尺寸，避免超限，危及行车安全。

3)线路架空养护

为较好地掌握D24便梁的变化，在便梁两端两外侧各设一观测桩，对架空过程中便梁的状况随时观测，确保线路的稳定，保证列车的平稳运行，同时应经常检查架空便梁及线路扣件的扣紧度。对于水平(三角坑)、高低，做到每过一趟车检查一次，检查轨距水平用道尺，检查高低用目视，发现超保养标准立即进行处理。各种检查要用规定的检查记录簿作好记录(线路检查记录簿、道岔检查记录簿、曲线正矢检查记录簿)，作业要实行记名管理，若发现作业质量不良，便于分析和追查责任。

4.3 D24便梁纵移

D便梁纵移参考道岔纵移的方法，利用小台车滑行纵移。D便梁纵移施工工序:施工准备(施工防护人员、材料机具到位)→封锁命令下达→安装牛腿(四对)→横向架钢枕→联结牛腿与钢枕→加设小台车→牵引纵移就位→拆除小台车落梁→清理限界→解除封锁开通线路。

5 既有框构桥拆除

既有框构为三孔框构桥，且位于京九线下，无法采用常规的机械破除方法。经论证采用链锯切割和水钻打孔相配合的方法拆除既有框构。

1)切割设备为瑞士进口的 HILTI公司的产品:D-LP32片锯切割设备和DS-LP32链锯切割设备。

2)首先采用链锯在框架涵顶部混凝土切出两道切割缝，同时采用人工配合用搭枕木堆和千斤顶的办法将顶板落下，之后使用破碎炮凿除。墙体和底板用水钻和破碎炮配合凿除，此方案既缩短工期，又解决了施工场地限制的难题。

6 框架桥顶进施工

1)后背制作

1#、3#框构采用钢筋混凝土墙做顶进后靠背;2#，4#由于离民房较近，采用钢筋混凝土加挖孔桩做顶进后靠背。桩基单排布置，共6根桩，桩距3 m，桩径φ1.0 m，长7 m，主筋采用 φ20 mm@300 mm，混凝土采用C25混凝土。后背截面尺寸为1.5 m×3.5 m，纵向长22 m。后背墙自滑板埋入2.5 m，外露1.0 m。

2)千斤顶的布置

采用TDW-200型千斤顶，最大顶程26 cm，利用公式nkPi≥P计算出千斤顶的总台数n(k为顶力利用系数，一般取0.7，Pi为单个千斤顶的设计顶力)。得1#框构最大顶力P=27 540 kN，需TDW-200型千斤顶17.2台，取油顶18台。2#框构最大顶力为18 530 kN，实际计算需油顶11.7台，为保平衡油顶数只能取双数，取油顶12台。因框架中心线与铁路中心线正交，顶镐采用对称布置。千斤顶均放置在与箱身底板相连的角钢架上，随箱身顶进前进而移动。

3)顶进作业

框构顶进施工中，每镐顶程45 cm，列车限速40 km/h。顶进作业利用列车运行间隙进行。遇到危及行车安全情况时，必须停止顶进作业，尽量在列车通过前处理。如列车到达前不能完成，应按《技规》要求派出防护人员，设置信号，及时通知列车停止前进。同时在顶进过程中做好测量观测记录，发现偏差及时通知顶进指挥人员采取措施，纠正偏差。对于后背变形情况的观测，可在横向设置观测点。

4)恢复线路

顶进施工完毕后，即可使线路恢复正常。并拆除线路加固装置，会同当地工务部门共同检查线路情况，检查合格后办理封锁销点手续。

5)顶进质量控制

在顶进过程中，坚持做到每顶完一顶，就全面测量框架桥各观测点的沉降、偏移。框架出现“扎头”的现象，可在顶进前在框架前端按2根/m压入静力桩，同时安装船头板。出现严重“抬头”现象，在保证线路稳固的情况下，可酌情考虑多挖框架前的土体。框架出现中心偏移现象时，采用单侧增减千斤顶、轮流开动两边高压油泵、调整后背顶铁、单侧超挖或在箱身前端加横向支撑等方法来调整。

6)安全措施

在既有线封锁施工前必须与工务、车务、电务及其他设备管理单位定好安全协议，在接管既有线时，必须双方确认接管范围，做到责任分明。

施工前必须逐组进行安全技术交底，交底内容针对性要强，并做好记录，并明确安全责任制。同时，分专业做好岗前安全培训工作。