探讨D便梁加固线路在铁路框架桥施工中的应用

2018-04-09莫德均

建材与装饰 2018年11期

莫德均

（广西宁铁工程有限责任公司　广西玉林市　537500）

1　工程简介

贵港市同济大道下穿既有线铁路框架桥桥长120.68m，采用9+15+15+9m四孔钢筋混凝土独立并置框架桥下穿黎湛左右线等5股道，整个线路垂直长度大约为57.70m，垂直高度为10.5m。这个框架桥大约处于半径为大于800m的圆形弧线上（中间还有内外环线），桥与地面相交处的夹角67.3°，整个桥的框架结构与线路的夹角为4°。在整个施工的过程中必须保持有两股道路保持正常运行，所以加强线路的稳定建设，要架构空的线路以便用来对框架进行施工。

2　整个线路加工稳固方案的对比

如果采用平常的纵横梁法来对线路进行加牢稳固，这将需要吊装的大部件数量是非常多的，并且线路加工所需要的时间很长，这将大大影响到整个工程的建造总时间，如果我们从经济利益等方面考虑分析，这施工所需要的费用也将大大超出了所需要的预期成本。所以我们要在保证铁路正常运营和施工建造过程的安全的条件下，设计出方便施工并且要求封锁地点条数较少的路线加固施工的方案。以上的方案将会满足施工时间并且减少施工的费用。通过该项目的技术部专家和员工进行多次的探讨和该方案的对比、优化，合同再次考虑到施工安全、经济效益时间等各多方面因素，最后决定采用D型便梁进行线路稳定加工，那么完整的一套方案如下。

通过对立交桥建造结构的特点、横跨维度和现场施工的方式观察，我们决定将D型便梁孔跨按D24m+D24m+12m+8m工字钢扣轨附跨进行安排建造，一共所需线路长度68m。由于已经有铁路线路总长度为60kg/m钢轨，曲线半径900m，整个框架桥的位置处于曲线地方，线路间的距离为为5.4m，所以D24型便梁一定要选用R≥800的曲线双线丙式低位。通过对承载力的计算，同时把人力进行施工建造等要求考虑在内，位于线路两边的D型便梁墩采用2×2.5m方形孔桩，线路中间的桥墩采用用2.5×2.9m方形孔桩，每根孔桩的长度为23m，它能够插入框架桥底部以下的9.5m处。整个线路建造加工结构见图1～2所示。

图1　同济大道施工方案步骤横断面示意图（第一步）（本图为黎湛线横断面为例）

3　线路加工的受力计算

通过对线路的加工稳固以及主要构建结构的受力进行计算，用来确保对行车以及施工建造过程中人员的安全。

3.1　荷载取值

本项目主要对D便梁加固线路的加工稳固以及主要构建结构的受力进行计算。整个列车的满荷载按中-活载计算，如图3所示。由于在整个施工的过程中列车的速度限制为55km/h，并且也不允许列车在刚修建线路加固的地方进行紧急刹车制动，因此列车在载物取值时不必要考虑横向摇摆力、离心力、和紧急制动力对线路的影响。

图2　同济大道黎湛线D24型施工便梁横向示意图

图3　中-活截图

整个铁路的轨道、轨枕及与它相连的原件荷载按照线路横向为5.5kN/m计算。D24型便梁重达48.9t。因此为了安全因素考虑起见，以上荷载取1.5作为安全系数。

3.2　对D型便梁受力计算

对D型便梁受力计算，在整个原铁道样式的抢险设备为D型系列便梁，这些状况一定要在线路安全的条件下使用，必须要满足D型便梁的载重要求，因此不必再进行线路结构的受力计算。

3.3　D型便梁的线路两侧孔桩支墩受力计算

（1）下面给出线路两边孔桩支墩所能够城守横向压力的计算。

当一列火车行驶至图4所示的位置时，在此时列车荷载的总重量作用于两边的挖孔桩墩，该桩墩所能承受的最大横向压力为1616.5kN。在这个时候中间桩支墩所承受的垂直压力为：M=（1517.5+48.9×9.8+16×5.5）×1.2/3=833.8kN

图4　挖孔桩支墩受力图

（2）两侧挖孔桩容许承载力计算。

人工挖孔方桩桩长23m，伸入框架基底土层长度为8m，对挖孔桩容许承载力进行计算，并通过计算得出结论，铁路两侧支墩容许承载力满足要求。

3.4　在线路之间孔桩支墩的受力计算

（1）在线路之间孔桩支墩的受力计算，在同一时间两列列车同向行驶时的状况，当这个时候列车的行驶处于如图4所处示的情况时，通过支墩所能支持的最大的列车荷载量，再加上论文上述计算原理可以得到：P=2294.32kN，由计算原理P≥12267.1kN可以得到支墩所能承受的最大压力满足要求，因此该桥梁的建设通常使用5D型施工便梁技术进行铁路的加工。

（2）挖孔方桩施工建设的过程。

在挖孔方桩动工以前需要办理列车行驶速度为45km/h等手续，而且在整个挖孔工程之间，通常要在现场安排保护人员进行安全的保证，例如在车站以外安排驻站通信员等。在进行支墩混泥土浇筑的过程中，需要严格检查桩顶的标准，用来保证每孔梁的安装的标准明确。在最外面的横向方桩设置成L型桩槛，以此用来限制便梁的纵向位移。该方桩的顶层横向按照最高值去设置横向坡度，与此同时在便梁的纵梁两边预置钢板板子，通过这大大减少了便梁横向滑行移动。

（3）接下来D型便梁进入工程之中。

这个时候要使用汽车来将D型便梁构件运送到铁路的两边，然后再用50t的吊车吊运并且安装。因为既有铁路干线是国家级铁路，它为电气化焊接无缝铁轨铁路，在该铁路的上方设置有27.5kV的高压线，为了保证吊、卸梁时机器和施工人员的安全，为了防止造成触电或列车行驶的安全事故，吊梁放入标准位置时必须按照《技规》的要求检查、保护，用来确保有足够的吊与卸的时间。铁路加工之前要做好无缝线路力求放散。在整个放散之后，在停止吊桥供电时间之前，必须实现在既有线路之间开挖D型便梁至纵向底标高，用来方便安放便梁的纵梁位置，这时要采用渐渐开挖泥土，在开挖到合适的位置位后立刻去支模，浇注C30的混凝土到墙的适当位置，铁路的墙顶一定要低于枕木之下，用来方便以后来换掉枕木。钢筋混凝土浇注到适当的位置完成完后，一定要保证铁路的稳定，不能够干扰有线列车的安全行驶。由于铁路的周围场地位置受到限制，再按照实际要求的施工平台和施工工程等工作下，一定要多次封锁对D便梁纵梁进行施工，事先先安排好线路之间的一个方向，然后在安排好横梁后再架设外面的地方。

（4）紧接着再对便梁的横梁进行安装。

在既有线纵梁之间的构件安装到合适的位置之后，这个时候要采用不封锁铁路但是限速行驶为45km/h的方式来安装横梁。第一步先按670mm间隔大小对既有枕木的间距合适的调整，拿出多余的不需要的枕木。抽出木头要按照要求“六抽一”的办法。从纵梁的两侧向纵梁的中心部位抽换，再起中间加入横梁，在这个时候如果横梁位置长度不够，可以将周围的旧枕松挪开不用，然后再做出合适的整换，只需要抽掉6～7根旧的枕木，紧接着再调整旧枕之间的距离，在这个时候方可以将所有的枕木安装到位。

（5）最后再讲一下对线路的维护和检查。

在架空线路的施工过程中，需要限制列车行驶慢至至45km/h。列车减速到45km/h开之后，这个时候要专门防护人员现场24h进行接车，每隔2h的时长进行线路检查，不仅如此在还要在列车每通过线路都要检查线路一次。在当时建设施工的时候要安排驻站联络员，在没有驻站联络员的地方禁止进行建设。对线路的检查项目除了以上的几种之外还还应该检查D型施工便梁的支座有没有什么危险的地方，各个不见之间的来凝结有没有松动的地方，哥哥部件的连接缧栓是不是还是完好的。每月的观察不少于于30次，如果发现线路有下沉或者错位，要及时汇报相关工作人员进行处理，并且在以后加强队这段铁路的观测频次，记录好相关的信息。除此之外，还有经常对铁路进行保养来增加线路的使用时间等。