小半径曲线上D型施工便梁架设施工技术

崔庆宏/CUI Qing-hong

(中国铁路昆明局集团有限公司，云南 昆明 650200)

1 工程概况

成昆线K839水害复旧工程作为2016年“9·17元谋特大山洪泥石流”灾后复旧工程，其主体工程为新建1-16m下穿既有线框架桥，箱身轴线与铁路中垂线成15°夹角，桥长为16m，横向桥长19.05m，桥内净高为5.0m，净宽为16m，顶板厚1.2m，底板厚1.4m，边墙厚1.24m，施工过程中需要架设D型便梁对既有线路进行架空加固，D便梁支撑桩采用直径1.8m钻孔桩，桩长35m。

2 施工方案

新建框架桥1-16m，位于既有成昆线下，根据施工现场等情况，框架桥采用7.225m+24.5m+17.275m三孔D型便梁（一组D24组装式纵梁7.225+17.275m及一组D24整装纵梁），架空既有铁路后开挖框架基坑土方，框架桥施工首先施工6根∅1.8m的D便梁支撑桩及一个桥台，施工前需要设置3组轨束梁加固线路，其中#0墩-#1墩间轨束梁需一次性抽换18.5m的混凝土枕，施工#0、#1墩横抬梁时需对轨束梁进行移位，待支撑桩及桥台施工完成后安装横抬梁，D便梁架设后再开挖框架基坑施工框架主体。主体施工完成后及时进行过渡段回填、线下回填道砟、拆除D便梁及横抬梁。

3 D型施工便梁架设计算

3.1 纵梁选型分析

架空线路便桥采用D24组装式1组及D24整体式纵梁一组。根据线路曲线半径，线路布置及线路间距对照D24型低高度施工便梁设置表分析。架设条件参考表1，便梁结构如图1。

图1 便梁结构示意图

3.2 D型施工便梁架设的参数

1）横向限界值的确定梁顶至轨面距离H=323mm，根据铁路建筑限界，查得相应横向限界值为1 725mm。

2）外轨超高值现场实测超高值h=100mm。

3）中矢距D24型施工便梁在曲线上采用平分中矢布置，计算正矢值E=149mm，实测得此处正矢值为140mm。

4）曲线两侧加宽值W内=102mm，W外=88mm。

5）侧便梁定位线至纵梁中线距W内2 137mm；外侧便梁定位线至纵梁中线距W外2 123mm；确保架设D型便粱不侵入铁路限界，确保行车安全，则W内+W外= 4 260mm，因此选用长为4 460mm钢枕。

表1 D24型低高度施工便梁设置表（轨型60kg/m）

3.3 横抬梁尺寸

横抬梁结构尺寸为1组12m×1.20m×0.65m及2组12m×1.05m×0.65m。

4 方案实施

4.1 线路加固

0#墩～1#墩位置布置一组轨束梁、2#墩位置布置一组轨束梁、3#台位置布置一组轨束梁，分三段对线路进行加固。将P43钢轨、木枕及扣轨配件运至施工地段，人工卸至3m以外的铁路路肩处。抽换木枕前，将木枕按有关要求整齐地堆码在路肩上，并用油漆将抽换枕的位置标识在钢轨外侧的轨腰上。按照批准的封锁时间，将施工区域内的混凝土枕抽换为木枕，木枕采用再用枕，长度为2.6m。并将抽换出混凝土枕人工搬运至线路3m外的路基上整齐摆放。在线路封锁后，将钢轨从路肩上搬运到已抽换好的木枕上，按3-5-5-3型拼装成轨束梁。轨束梁成型后，人工调整好其位置，用U型螺栓及扣轨夹板把轨束梁和木枕牢固地连接成整体，以达到加固线路的目的。

4.2 便桥支撑桩施工

主要工艺流程为：场地清理—测量放线—现场核对—钻机就位—锁扣护壁施工—泥浆配制—灌入护壁泥浆—钻孔—按循环周期加入泥浆—测定泥浆指标—成孔—检测签证—清孔—吊放钢筋笼—浇筑水下混凝土—成桩养护。

4.3 线路架空

采用横抬梁与17.225m、7.225m、24.5m便梁结合体系架空线路施工，架设时两片纵梁中心横向间距为4.46m。线路架空施工期间，列车慢行45km/h通过施工地段。

4.3.1 施工准备

1）横抬梁结构尺寸为12m×1.20m×0.65m、12m×1.05m×0.65m（2组）。

2）24mD型便梁的纵梁（每片重16t）及横抬梁，采用50t平板拖车一次运至施工现场，清理补足扣配件数量。

3）钻孔桩成桩后用作支墩，要求顶面平整，桩顶坡度满足既有线路超高要求，养护达到设计强度后，以垂直线路方向两棵桩为1组，按设3组横抬梁。

4.3.2 横抬梁安装

横抬梁安装前，根据横抬梁安装高度及安装位置在线路左、右侧平整场地，夯填碎石找平，然后用枕木和钢轨铺设轨道，场地限制地方搭设枕木垛，保证横抬梁安装位置、高度准确。利用线路在轨束梁（3-5-5-3）扣轨及慢行限速45km/h时容许最大跨度4.1m的施工条件，在安装横抬梁的线路投影位置，分3次掏空线路，先后浇筑左、右侧C25混凝土挡碴墙，两挡碴墙间净距按横抬梁宽度加20cm确定，然后测定横抬梁安装高度，掏空槽内道碴和底部土体，浇筑C25底板混凝土（厚20cm），作为穿入横抬梁的导向槽道。

横抬梁安装时，利用封锁点进行横抬梁安装。用2台挖掘机推拉进行横抬梁安装，穿过线路部分槽道时，在横抬梁底部垫入1m长∅45mm的短钢管作为滚杆，以便横抬梁移动。横抬梁安装就位后，分别在预先埋入桩顶的横抬梁两侧钢板上焊接纵、横向角钢（L50×50×5mm），高30cm，防止横抬梁纵、横位移。

4.3.3 抽换横梁

短横梁采用4.46m的小横梁。安装横梁的位置应与枕木位置一致，利用点外作业计划对架空段及前后20m线路安设轨距拉杆进行加固。利用批准的封锁时间，将木枕抽换成短横梁。抽换时短横梁必须按标识好位置准确就位，用专用扣件将横梁与钢轨扣连在一起。而后详细检查线路轨距、水平、高低、轨向，对超标处及时进行调整。抽换短横梁前，先在钢轨外侧的轨腰上用白油漆标注好短横梁的位置，将短横梁摆放在对应位置的路肩上，抽换短横梁是用自制定位角钢作为导向架，从一端向另一端逐一抽换短横梁。

4.3.4 D型便梁纵梁吊装

D便梁布置形式按D24型（轨型50kg/m）单线曲线（中位）设置。吊装架设在白天进行，用两台50t汽车起重机吊装D便梁纵梁。在吊装前清空D便梁的安放位置，靠线路一侧道床采用袋装道碴围护支挡。每榀纵梁就位后，两端立即用5分板、短枕木头、方木对纵梁进行临时加固，防止纵梁倾覆，2榀纵梁就位加固后，在两端各连接1根小横梁，使D便梁形成不易倾覆的整体，然后从纵梁两端向中心将纵、横梁用牛腿、连接螺栓等附件全部装设牢固。

纵梁就位后，在横抬梁上距离纵梁外侧25cm位置，分别焊接2根长50cm的30b槽钢，并在纵梁与槽钢间塞入短枕木和木楔，防止纵梁横向移动。

4.3.5 拆除架空便梁恢复线路正常运营

桥身施工完混凝土强度达到设计要求后，按照“先装后拆，后装先拆”的原则进行拆除。拆除横梁时，必须将预先备好的道砟回填至枕盒，加强换枕地段捣固养护，直至线路慢行结束。

拆除便梁时，先将架设在D便梁上的各种电线、电缆、接触网等进行改迁，然后依次拆除D便梁上的防护栏角钢、扣配件、牛腿、连接杆件，使纵梁与横梁分离，但D便梁两端各保留一根横梁不拆除。

将纵梁支撑加固，拆除最后两根小横梁，使用两台50t汽车起重机，设置在框架桥东西两头，拆除D便梁纵梁。纵梁拆除后拆除横抬梁回填道砟。拆除横梁时用抽换枕木的方法换入混凝土枕，扣紧螺栓恢复线路。

5 架空方案实施效果

方案实施后，对便梁的挠度、支座的沉降以及位移进行了持续观测，观察列车通过时动力荷载作用下便梁产生的挠度，发现最高值为22.1mm＜l/800=30.6mm，满足安全要求。

得益于精确良好的桩基础施作、纵梁布置、纵横向限位措施，支座位置处设置的位移及沉降观测桩在整个架空过程中最大位移为14mm，最大沉降量为7mm，均满足安全要求。

6 结 语

线路参数的准确掌握以及精密的计算，合理使用已有材料构件，选用最合适的线路架空形式是施工方案确定的基础。在实际施工中严格控制架空设备安装质量和支撑桩施工质量，加强各连接处的日常检查，确保架空体系各部位的有效性是成功施工的关键。在整个方案实施中，由于外轨超高的存在，导致外轨侧绝缘轨距块损耗较快，给轨道电路及线路安全造成一定的风险，提醒在今后的工程实践中选用抗冲击强度更高的绝缘轨距块。