移梁法在铁路桥梁工程中的施工技术

江怀瑞

（中铁十八局集团国际工程分公司，天津 300350）

随着我国复兴号的投入运行，我国铁路运行速度再上一台阶。火车运行速度不仅与列车制造工艺有关，同样与铁路工程建设水平有关。在我国某些偏远地区，由于铁路建设时间较长，一些铁路已无法满足目前高铁、动车的运行要求，特别是一些铁路桥梁，作为铁路连接的重要节点，是火车能否提速的一个关键因素。为此，需要对原有部分铁路桥梁进行拆除，架设新桥梁[1]。移梁法作为目前桥梁建设的一种新型技术，逐渐在我国一些地区应用[2，3]。针对铁路桥梁工程，研究移梁法施工工艺及关键技术参数，极大推动了我国铁路桥梁的建设水平。

1 工程概况

某桥梁为2个二级火车站连接的关键线路节点，原有桥梁由于施工年限过久，无法满足目前高速铁路的正常运行要求，因而需要设计新的钢板铁路桥梁。桥梁设计采用后张法预应力施工，原有桩基础为钻孔灌注桩，共有10根桩基，桩深25～35m，部分摩擦桩嵌入土层深度达20m。桥梁设计全长62.3m，桩基标号为CK649+123.52－CK649+185.82。该桥梁选址区下部为天然河流，有明显干涸与蓄水期，河流宽度约为20m，水深约3.1m。蓄水期与地区雨水季节有关，常年为3～4个月。桥梁所处基岩层主要为全风化砂岩，区域地震烈度为Ⅵ度，根据标准贯入试验[4]得知地基承载力约为200kPa。

由于施工期紧邻当地雨水季节，河流蓄水显著，导致桥梁搭设出现一定的困难。该桥梁设计需要完成预制梁的施工及整体移梁安装，而预制梁的安装涉及到桩基础支架的搭设，对架桥机安装以及起重机进场造成一定影响，蓄水期来临，对桩基础施工亦造成一定的影响，因此，项目组考虑采用人工控制移梁法完成预制桥梁的搭设。

2 移梁法施工关键技术研究

2.1 预制梁施工关键技术

新设计桥梁每个桩基钻孔相比老桥梁承载更重，因而新预制桥梁的重量控制是一个极为关键的技术节点，对后期移梁安装具有较大影响。鉴于此，项目组首先编制出预制梁的总体施工方案，为预制梁施工工序提供指导。

2.1.1 总体施工方案

结合工程现场具体现状与设计图纸要求，预制梁总体施工方案参照以下流程进行：

（1）完成临时道桥搭建，方便运输材料车进场以及人员检查新桥梁预制效果，同时给现场施工人流量带来一定疏散作用，降低河流蓄水期对桥梁施工的影响程度。

（2）桩机进场，放置临时道桥，完成钢管桩灌注施工，铺设底板及横梁，搭建纵梁与底板模具成型。

（3）混凝土浇筑质量检测，预压顶板模具，完成预应力钢筋混凝土张拉，卸除底板模具，完成预制梁浇筑施工作业。

2.1.2 预制梁施工技术节点

（1）施工准备。

完成前期材料及机械设备进场加工、混凝土搅拌试验，获得最佳参数，达到设计要求，安装好工程监测设备，提供工程施工参考。

（2）模具安装。

模具包括底模、侧模以及顶模。利用抛光后的水泥砂浆块作为模具的固定内撑支座，辅助模具贴合，部分拐弯死角可采用方木作为外支撑。底模与端模之间设置一定长度的Φ40钢管连接。

模具安装平台铺设在扩大基础与Φ650钢管基础之上，桥墩由4根灌注桩作为支撑载体。其中辅助有3根Φ650钢管嵌入1m土层，安装3根Ⅰ40a工字梁作为钢管与梁模具的连接载体。在预制梁顶部安装8榀贝雷架，以截面积为36cm2的正方形方木作为纵梁，间距12cm。

在平台支架两侧预留出1.6m宽的作业平台，在中间宽约7.5m的区域内铺设贝雷连接支架。贝雷架铺设完成之后，安装3根Ⅰ56b工字梁横梁连接件。工字梁间距控制在35cm内，采用电焊连接方式，焊接材料选择Φ25钢筋。工字梁长度应控制在8m内，不可超过平台中间作业区域的长度。完成模具平台搭建后，控制支架标高与新建桥梁在同一高度。本工程新建桥梁标高为77.132m。

（3）预压支架。

预压支架可测试支架承载力，且可降低支架沉降对预制梁施工的影响。预压一般在模具铺设完成之后进行，预压荷载控制在100t，按每级荷载增加20%（5t），且荷载应均匀布置在支架平台上。

加载过程中，采用水压控制荷载加载。第一、二级荷载加载时间控制在10h内，第三、四级加载时间控制在24h内。根据水压的变化，适当调节加载时间与加载顺序。

预压过程中，采集沉降数据观测点位移数据，每隔7h对所有观测点重新测试1遍位移数据。另外，布置6组系列沉降观测组，每组包括4个观测点。每组观测点互相独立，每组测点间隔3m。只有当连续观测6组沉降观测点的位移不发生变化，才可进行卸载。对获得的沉降观测数据进行分析，划分出可恢复的弹性变形与不可恢复的塑性变形段，并计算出底板模具的标高调整值。

（4）浇筑混凝土。

本工程预制梁采用的是C45混凝土，设计需求量为240.5m3。由于施工时间恰逢雨季，混凝土搅拌站至工程现场道路崎岖，导致混凝土泵车运输较为困难。而预制梁浇筑有一定的时间限制，为此需要合理设计混凝土配合比，保证混凝土进场质量较高。

混凝土配合原材料选择砂土与碎石土，两者之比为1.57∶2.1。再配合水与水泥添加剂，水与水泥添加剂之比控制在0.25∶0.015。另外，为了保证混凝土塌落度不易过低，选择在混凝土中添加胶凝材料，胶凝材料与砂土配合比为1∶1.57。混凝土减水剂掺量控制在1.1%，配合部分Ⅰ级粉煤灰材料，砂土粒径控制在10～15mm。

（5）预应力钢筋施工。

预应力钢筋施工是后张法桥梁施工的关键问题。由于桥梁铺设钢筋网络较密，部分区段钢筋无法选择出箍筋与槽钢绑扎，因此需要采用橡皮胶管抽拔的方式，并且在某些预应力孔道处设置0.5mm薄钢板，释放初始应力，保证钢筋应力均匀，不致某些区域出现应力集中效应。

预应力钢筋张拉应在混凝土施工后的3～4天进行，模具预应力过大会导致底板拆除异常困难，因而需要增加模具中侧边钢板自重，减弱桥梁内预应力过大对混凝土变形的影响。张拉顺序应首先选择横梁，施加45%预应力；横梁预应力张拉完成之后，拆去横向束缚力，进行纵向张拉；纵向张拉时应依次去掉支架上部方木楔；当纵梁张拉完成之后，支架方木楔亦完成拆除。

（6）铺设防水保护垫层。

防水层施工之前应保证桥面平整度在1.5，清除桥面渣土与灰尘，烘干桥面水分，且桥面不能有裂隙。部分裂隙直径控制在3mm，否则需要进行混凝土填补处理。每平方公里防水材料使用重量不可超过预估值的5%，每次涂刷不能超过20min，分2次进行。涂刷厚度应低于1mm，在桥面钢板接口处封边防水层厚度不可超过1.5mm。由于施工恰逢雨季，室外温度在18℃，正宜防水层施工。当温度过低时，应控制防水层施工面积。

混凝土保护层施工应在防水层施工后的24h内进行，保护层材料采用C35聚乙烯安纤维网，掺量部分聚丙烯。当保护层强度达到设计值的50%时，桥面铺设的断缝应立即填满，以保护桥梁内部混凝土结构不受损伤。

2.2 移梁安装施工关键技术

2.2.1 平移通道施工

初步估算预制梁需要移动约8.7m，而设置的平移通道约10.5m。平移通道采用的是箱型基础，铺设C35钢筋混凝土，基础间距控制在80cm。钢板铺设在钢筋混凝土上部，且调整钢板标高在74.345m。

2.2.2 预制梁移梁安装

预制梁的平移安装参照如下工序进行：

（1）起降：在起降之前，需在桩基础上预留桥梁楔口。楔口直径约为70cm。千斤顶自生高度为35cm，可提升30cm高度，采用5台250t千斤顶将桥梁整体抬升至指定高度。

（2）就位：桥梁整体在指定高度回转一定角度达到新建桥台上，在新建桥台上均匀搭建垫石。每个垫石附近30cm范围内设置砂土箱，砂土箱宽度契合垫石。桥梁就位后，桥梁上部搭建的方木以及槽型梁随之就位。方木应铺设7cm厚，并且预留1～2cm，契合方木的弹性变形沉降量。方木结合钢板作为千斤顶容纳空间。

（3）平移：桥梁就位后，在千斤顶与桥梁平移滑道之间涂抹润滑油，平移桥梁至预定位置。预制梁混凝土约重580t，在5台千斤顶的合力推动作用下，结合钢轨摩擦的作用，完成桥梁平移至指定目标。

3 结束语

针对某铁路桥梁工程引入移梁法工艺，研究了移梁法在铁路桥梁工程中的施工技术要点与施工工艺，获得了预制桥梁施工准备、模具安装、支架预压、混凝土浇筑、预应力张拉及铺设防水垫层6个工序节点关键技术参数，研究了平移通道与桥梁就位、移梁安装各工序之间的联系，获得了各工序施工节点参数，为桥梁顺利移梁安装提供了重要的技术保障。