芜湖长江大桥1-2号孔明桥面大修施工工艺

2012-05-15徐子邦王曙明

铁道勘察 2012年1期

徐子邦王曙明

(上海铁路局南京桥工段,江苏南京 210000)

1 工程概述

芜湖长江大桥20世纪末开建,21世纪初建成,被誉为世纪大桥,是继武汉、南京、九江长江大桥后,桥梁史上的又一座里程碑。大桥建造之初工期紧,选用的桥枕尺寸规格较小。2006年淮南线全面提速,将既有的50 kg/m钢轨更换为60 kg/m钢轨。大桥常年肩负繁重的运输任务,桥上通行的列车大多为重载货列,且很多货列都装载具有强烈腐蚀性物质,给芜湖长江大桥的上盖板、桥枕造成很大的腐蚀,加大了桥枕的劣化程度。此次对明桥1-2号孔进行大修,对上盖板重新进行喷锌涂装,从免维修和少维修角度考虑,采用可调式K型扣件及镀锌连接件。

2 施工流程

明桥面大修的主要施工流程如图1。

2.1 施工准备

(1)搭设脚手架,挂安全网,胶垫编号及新枕位置划线、编号。

脚手板与脚手钩采用红棕绳绑扎牢固。脚手板长4 m、宽25 cm、厚5 cm,3块并列式摆放,每个节间12块，下部挂设安全网。为防止施工物体掉落伤及桥下行人,在整个桥孔脚手架底部采用高密度防尘网满铺,防尘网两端拴于两侧下弦跑道连接件的上方,以确保吊篮正常使用。将待换的铁垫板编号,以便原枕木与铁垫板一一对应,不改变线路几何状态。

图1 主要施工流程

(2)桥枕制作：结合本次桥面大修对线路进行优化,并结合现状和《铁路桥隧建筑物修理规则》的规定,将线路轨面平均抬高7 mm,所以本次施工采用断面为220 mm×240 mm和220 mm×260 mm的桥枕。为防止桥枕压杆件,所有桥枕刻槽深度控制在20 mm以内,超过此值的桥枕应进行中部削平处理。对制作完成的桥枕进行编号,将编号用红色油漆写于两线间的枕木断面上,以方便在换枕式看清枕木编号,对号入位。桥枕加工结束后,需对加工过的钻孔、刻槽、锯头等部位进行防腐处理。新制作的桥枕在上桥前由专人进行尺寸复核,对与设计值相差大于2 mm的桥枕重新制作,小于2 mm的记录下桥枕号,便于以后调整胶垫厚度,使其总高度达到设计值。

2.2 施工步骤

(1)抽匀桥枕

施工准备工作完成后,按规定设置防护,施工前慢行点可拆除道心步行板、护轨垫板及道钉、护木及护木螺栓、计划抽出枕,上盖板有螺栓位置枕可拆除两头钩螺栓,但应保证每3根有1根拧紧,且拧紧的钩头螺栓必须作用于同一根枕木,线路扣件隔1紧1,但两端松紧对称。施工封锁命令下达后,松开其他桥枕钩头螺栓2 cm左右,并敲松钩头连接,同时拆除所有线路扣件及抽出枕的K型垫板,抬高线路约5 cm。必须保证失效的桥枕全部抽出,当遇到上盖板有螺栓位置时,将枕木抽出进行现场刻槽。将没抽出的桥枕用原来编号的铁垫板、胶垫一一对应,保证线路几何状态不改变。

(2)上盖板清理涂装

采用清筛过、直径1.5～2.0 mm且已经过干燥处理的石英砂进行喷砂作业,喷砂作业对准抽匀枕后露出上盖板及横梁顶部,其等级应达到Sa3.0级。上盖板边缘应采用手工除锈,其除锈等级应不小于St3级。上盖板达到清理等级要求后4 h内进行喷锌作业,2 h内完成封孔剂的覆盖。本次喷涂采用喷锌工艺,喷涂后干膜总厚度不小于200 μm。喷锌作业完成后,立即覆盖环氧类封孔剂,涂覆至不被锌层吸收为止。在封孔剂完全干透后,进行手工刷涂棕黄聚氨酯底漆,底漆完成后,按要求进行灰聚氨脂盖板面漆涂覆。

(3)二次匀枕

线路封锁后,拆松所有线路扣件,拆松钩头螺栓,抬起钢轨、护轨,调整枕木位置,保证枕木全部压在新涂层上,使未涂装的位置全部露出。匀枕后的间距需满足要求,枕中心距小于500 mm。匀枕时若遇上盖板螺栓且桥枕未留通长螺栓槽,则需将其抽出进行刻槽。移枕完毕后,及时上紧钩螺栓,拧紧钢轨扣件,钉紧临时护木,补好护轨道钉。

(4)上盖板二次清理涂装

重复前次涂装流程。

(5)成段更换新枕

上盖板涂装满足条件后,开始成段换枕施工。施工须在封锁点内进行。封锁前应做好：钢轨轨腰上用红漆标出新枕两边边线；将需要更换的新枕按编号水平放置于对应位置人行道上,新枕编号端朝线路右股；根据枕木有效高度配制胶垫,胶垫编号与桥枕号对应；拆除临时护木。线路封锁后,及时拆除所有桥枕的钩头螺栓及扣件,抬起钢轨。新枕穿入后,应保证其平稳,个别可用木锤配合落位,并及时塞入轨下铁垫板及胶垫,安装K型扣件及卡铁。丈量固定的横距控制点,保证基本轨向后,在相对应铁垫板两侧各打入一个镀锌螺纹道钉。道钉打入前,用14 mm电钻先对桥枕进行洗孔,并及时灌入氟化钠防腐。个别需改道的,采用备用非标卡铁调整轨距、轨向,待线路几何状态符合规范要求,打入每个铁垫板上剩余的两根道钉。

成段换枕流程见图2。

3 施工难点

3.1 材料吊运难

图2 成段换枕流程

此次施工的地点处于长江北岸,而桥枕及加工基地、扣件等材料在长江南岸,明桥面大修需要把江南的材料运至江北而后吊运到30多m高的桥面。明桥面大修涉及的材料众多,更换桥枕就达到1 414根,每根新枕重达100 kg,上盖板清理采用的是喷砂除锈工艺,其中砂重就达500 t,而吊点最大吊载为1 t。为了保证吊运的安全,吊运最大荷载为800 kg,材料的倒运需要花费巨大的人力物力。4～6月份,芜湖处于梅雨季节,阴雨天吊运材料也给安全卡控增加压力。

3.2 安全卡控难

此次芜湖长江大桥明桥面大修安全卡控涉及车辆伤害、高空坠落、触电伤害、起重伤害、物体打击伤害、机具伤害、爆炸火灾伤害、中毒窒息伤害等8大类伤害事故,安全形势极其严峻。换枕工作需要在天窗点内进行,天窗点大多数在凌晨四点,作业人员可能出现睡眠不充分,夜间施工照明条件差,这些不利因素给施工的安全卡控带来了更为严峻的考验。本次施工加强了夜间照明,采用多盏照明灯,每位职工都配备了头灯,将两人分为一个小组,相互照应,相互提醒,确保安全。

3.3 施工场地小

大量的施工机具和材料集中在狭小的空间,给物品的摆放带来了很大的困难。因此，材料机具必须严格按划定位置和要求有序摆放,这样才能正常施工。首先将新枕按编号顺序摆放在两侧人行走道,其中新枕之间留有一个桥枕宽度,以便旧枕抽出放置,扣件、胶垫等材料摆放在两线间走道上,施工机具按施工位置摆放在施工地点两端,护木、牙板放置于不施工地段。

4 新方法、新材料、新工艺

4.1 采用镀锌连接件

之前芜湖长江大桥采用的是普通连接件,大桥上通过装有腐蚀性物质的列车较多,对连接件的损伤较大,连接件锈蚀严重。连接件及螺栓需要经常更换,既浪费人工,又浪费材料。本次明桥面大修使用了镀锌连接件,大大减轻了维修保养的费用。为了保证锌层的完整，对有破损的连接件表面单独处理,使连接件能够在少保养甚至免保养的条件下稳定工作。

4.2 可调式K型扣件的使用

从以往明桥面换枕大修来看,在短暂的施工天窗点内,很难一次性将线路方向、轨距精确确定,大多都是在以后的维修天窗点内逐步优化线路几何状态。在使用可调式K型扣件之前,微调线路状态都要先起螺纹道钉,待线路状态良好后再打入螺纹道钉,对新桥枕造成了巨大损伤,无形中加速了桥枕劣化程度。本次明桥面大修采用了可调式K型扣件,扣件采用7 mm和13 mm,8 mm和12 mm,9 mm和11 mm卡铁。如果线路几何状态需要微调,只要更换不同型号的卡铁即可,大大降低了线路改线的工作量,提高了工作效率,延长了桥枕的使用寿命,进而降低了后期桥梁维护成本。

4.3 安全带的改进

明桥面大修属于高空作业,加之夜间天窗较多,防止高空坠落成了重中之重。安全带是高空作业的必需品,可是如果作业人员需要来回移动,安全带的固定得不到保障,安全带就形同虚设,起不到保安全的作用。为了解决明桥面大修中出现的作业人员来回移动,移动过程中安全带固定问题,本次施工采用了双扣双安全绳,在人员移动过程中始终保持有一根安全绳与固定物体相连,作业过程中两根安全绳同时固定,移动时解开一根安全绳,待移动到作业地点再固定。若需继续往前走,则先往回走解开最早固定的安全绳,再向前走,重复此流程,保证始终有一根安全绳固定，大大减轻了安全压力,也缓解了作业人员高空移动作业的紧张心情。