既有双线桥梁更换单线病害梁体施工技术研究

2014-10-25王哲军龙志刚

铁路技术创新 2014年3期

■ 王哲军龙志刚

1 病害概况

柘溪桥位于沪昆线横阳山—团结山区段，中心里程K1357+068，为直线地段，线路坡度0.3%，1孔，梁长16.46 m。下行桥为普通钢筋混凝土Π形梁，始建于1960年，梁高1.9 m、重160 t（含道砟与轨枕）；上行桥为预应力T形梁，1996年湘黔复线改造时修建，上下行线间距5.1 m，梁体挡砟墙间距1.2 m。下行桥梁体已使用52年，由于施工质量、自然环境等多方面因素影响，梁体腹板、底板处主筋严重锈蚀，主筋体积膨胀后挤裂保护层混凝土，导致多处混凝土剥落。针对梁体病害采用传统的贴附钢板或纤维布加固，不能彻底根除，后期的检查、维修、保养成本支出较高。通过分析研究，决定更换为低高度预应力混凝土提速梁。

2 方案比选

柘溪桥上、下行桥梁间隔1.2 m，因受施工场地及天窗时间限制，换梁施工成为难题。旧梁及新梁必须在同侧进出，以往更换病害梁体均为新旧梁整体平推，旧梁从一侧出，新梁从另一侧进。结合施工现场实际情况，提出3种换梁施工方案。

方案一：旧梁横移出桥位，利用架桥机或龙门吊吊起，新梁从吊起的旧梁底部穿过横移就位。

方案三：旧梁横移至制梁平台（横移距离12 m），新梁自存梁平台纵移至横移位置后，拆除立体交叉龙口处杆件，连接横移滑轨，横移就位。

3种换梁施工方案相关指标对比见表1。

综合分析比选3种换梁施工方案，确定采用方案三。

3 施工方案

根据施工现场实际情况，将新梁存梁平台设置为新梁制梁平台，新梁制好后直接放置移梁小车上，减少新梁从现制梁平台横移至移梁小车后纵移至存梁平台的施工环节。由于制梁平台宽度超过5 m，且立柱较多，对路基边坡影响较大，并直接影响路肩接触网立柱的安全。因此，直接设置为存梁平台，减少对路基的影响。

3.1 施工工艺

施工工序流程：塔架基础施工→搭设塔架→铺设制梁、纵移梁平台→预制新梁→新梁并置后横移→拆除立体交叉龙口处杆件与滑轨→纵移移梁小车就位→新梁横移移梁小车上→新梁纵移至存梁平台→恢复立体交叉龙口处杆件与滑轨→松开扣件，抬升钢轨→横移旧梁至制梁平台最外侧→拆除立体交叉龙口处杆件与滑轨→新梁纵移到位→连接横移滑道→新梁横移就位→落钢轨、安装扣件螺栓→线路保养→开通线路。流程中“松开扣件，抬升钢轨”之前的各项工序为天窗时间前的准备工作，之后的各项工序为天窗时间换梁施工。

3.2 施工重点与难点

（1）塔架平台配置复杂。塔架平台搭设需要解决桥下公路交通及河道软基问题，纵横移滑道存在立体交叉，存梁平台需切除路基边坡且跨越桥台护锥。

（2）梁体纵横移距离较长，移梁的精度控制要求较高，施工难度大。旧梁横移距离12.3 m；新梁纵移距离18.5 m，横移距离7.0 m。新梁纵移时的位置不能出现偏差，保证新梁下的滑轨与既有横移滑轨（旧梁压实，不能移动）采用鱼尾板可正常联结；新梁横移至桥台位置，梁体纵向位移不能大于1 cm，保证梁端与桥台胸墙5 cm的施工梁缝（预设梁缝6 cm）。

（3）受营业线天窗时间限制。沪昆铁路图定施工天窗时间210 min，换梁施工工序较多，为流水作业，无法采用平行作业。施工作业必须在天窗时间内完成，否则影响铁路运输。

师：它却又在孕育着新生命，诞生了希望，看到了明天。充满了力量。你们真会找，这样好的文字，让我们再来美美读读这一段，将美丽广玉兰花映入我们心中。争取能把这句背下来。

（4）既有线首次换梁，施工安全风险较大，无类似施工经验，且换梁施工后必须满足45 km/h的行车条件。

4 施工关键技术

4.1 塔架与平台工程

（1）塔架基础。河道中塔架基础采用抛填片石后施作混凝土条形墙，基础承载力不得低于2 kg/cm2。桥台护锥处采用破孔挖桩后制作支承墩，墩身0.8 m×0.8 m。

表1 3种换梁施工方案相关指标对比

（2）塔架。制梁塔架为C式塔架，塔架立柱由C1、C2及C3组成，立柱上横向布置3片P30工字钢，纵向每片梁底采用4片P30工字钢，间距22 cm，与外侧2片（每侧1片，工作平台支撑用）P30工字钢组成制梁平台，面积20 m×5.5 m；纵拖塔架为C式塔架，塔架立柱由C1、C2及C3组成，立柱上横向布置3片P30工字钢，纵向设置12片P30工字钢，分两组集中在两个走行轮下，纵拖平台面积38 m×3 m。纵向工字钢上铺设D型梁横梁，间距0.8 m，其上设置2根纵向走行轨，轨距1.8 m。

（3）存梁平台。存梁平台位于线路路基边坡，边坡最大切除深度2 m，为保证路基及接触网立杆安全，接触网立柱外侧采用1 m×1 m×5 m的挖孔桩防护。存梁平台采用6根1 m×2 m×4 m的挖孔桩，靠近路基方向设置钢筋混凝土连续挡墙，连续挡墙比平台挖孔桩低1 m，钢筋与挖孔桩钢筋连接。

4.2 纵横移轨道与立体交叉龙口

（1）横移滑轨。横移滑轨采用2根P50钢轨。钢轨下部支撑采用3片P30工字钢。滑道总长14 m，由桥台、交叉龙口置换和制梁平台组成。滑道间连接采用鱼尾板接头。滑轨轨腰按水平油顶顶程每80 cm进行钻孔，插销为φ32 mm圆钢，将水平油顶底座固定在滑轨上，使梁体在滑轨上滑行。滑道接口处轨面设置10%楔形坡口，保证新旧梁横移时平稳顺利通过接头。

（2）纵移轨道。纵移轨道采用D型梁横梁支承P60钢轨，轨距严格控制在1.8 m，移梁小车轮对踏面与钢轨踏面之间的间隙小于5 mm，确保梁体纵移到位后横移滑道的精准对接。

（3）立体交叉龙口。东西两侧纵移轨道上方设置2根50 cm钢支墩，支墩上布置3片长3.3 m的Ⅰ30横向滑道支承梁。支承梁设2根P50钢轨横向滑道，滑道长度与移梁小车的滑道等长（3.2 m）。纵横移梁交替时，龙口拆除与横移滑道对接时间控制在15 min内。

4.3 横移油顶设备的选定

（1）油泵流量参数调整。新旧梁的横移距离较长，保障横移速度是施工关键。原有配套QYS60-1000型油顶及BZ50-15B型油泵的流量为6 L/min。经试验一个顶程（80 cm）需用7 min，因受天窗时间限制，采用CY14-1B型油泵替代原有配套油泵，其流量10 L/min。在实际操作中，一个顶程控制在4 min内。旧梁横移顶程12.3 m，新梁横移顶程7.0 m，近20 m顶程横移循环25次，横移用时控制在100 min内。

（2）横移梁体同步控制。新旧梁的横移距离较长，新梁梁端与桥台胸墙的梁缝为6 cm，梁体横移时两端必须同步，纵向偏移量不得大于1 cm。为确保安装精度，对横移油顶配套油泵流量进行精确检校，通过加载试验和调整，两侧油泵流量偏差应在5%以内；控制横移滑道的安装精度，两侧横移滑道插销孔眼与线路中心距离保持一致，且两侧滑道保持平行。

4.4 纵移梁小车

新梁及桥面道砟、轨枕总质量150 t。为保证纵移梁的安全及控制移梁小车速度，特定制了2台由同步电机控制的移梁小车，其设计承重80 t，运行速度4 m/min。施工前对新梁移至移梁小车进行演练，移梁小车走行平稳，并能准确对位，从存梁平台运行至新梁横移位置（运行距离18.5 m）用时不到5 min。

存梁平台

安装在纵移轨道上的移梁小车

4.5 油顶通过接头处理

横移滑道分3节，有2处接头。当水平油顶底座移至滑道接头处时，在接头处的鱼尾板位置无法钻固定油顶底座的插销孔。因此，在油顶前端加设传力顶铁（1.0 m），使新旧梁继续前移，直至通过接头位置后，使用插销固定油顶底座传力顶继续推移梁体。

4.6 提前解除支座，穿设滑轨

改变以往在天窗时间穿设旧梁滑轨模式，在天窗时间前，申请一个小天窗时间（90 min），梁体竖向顶升10 cm后，解除旧梁摇轴支座，穿设旧梁滑轨（旧梁支座高18 cm、P50滑轨15 cm，滑轨下垫3 cm硬木板），将滑轨与平台上横移滑道联结成整体，滑道上涂黄油，落旧梁于滑道上。桥台两端梁缝采用楔形硬木顶死，防止梁体纵向位移；利用安装在胸墙上的钢支架约束旧梁横向位移。支座解除后，24 h限速45 km/h。施工提前完成，为换梁施工节约天窗时间30 min。

4.7 新梁预铺道砟与轨枕

为保证换梁后尽快恢复线路，新梁梁面道砟与轨枕在换梁施工天窗时间之前预铺完成。轨枕按1 760根/km布置，位置与既有桥枕保持一致；预铺道砟厚度按低于设计标高3 cm控制，减少新梁就位后补充道砟的工作量。

5 换梁施工

（1）换梁工序。架梁前准备工作→申请天窗时间慢行施工计划→利用第一次小天窗时间进行旧梁试顶（调整梁缝）、穿设旧梁横移滑轨→利用天窗时间进行换梁施工→利用换梁后的第二次小天窗时间进行支座垫砂浆→安装2线之间盖板、人行道支架→线路整修→恢复常速。

（2）天窗时间工序计划与实际作业时间对比（见表2）。

（3）换梁注意事项。顶落梁时油顶摆放位置置于梁体重心处，应平稳牢固，顶梁时必须随顶随抄，设好保险；油顶顶面与钢质或其他较滑物件接触时，应使用木板防止滑动；落梁时应缓慢均匀下落；起落梁时应统一指挥、统一行动，两端必须交错起落，严禁同时起落。为防止新、旧梁在横移时产生纵向移动，防止新、旧梁端与桥台胸墙出现纵移造成相互“顶死”现象，根据设计的梁缝值安放导向轨或钢管，并派专人观察，发现纵向滑移及时纠偏，两端的防偏设施在换梁施工完成后拆除。纵移梁时检查移梁小车运行及走行轨情况，2台移梁小车4人，站在前行方向，检查移梁小车通过接头情况，以及是否有爬轨现象。