上跨铁路既有线关键架梁技术探析

耿永征

（中铁十八局集团第二工程有限公司，河北 唐山 064000 ）

某铁路桥与既有铁路为大角度斜交形式，建成后桥下净空不小于7.96m。跨铁路三跨一联（20m-50m-20m），其中20m桥跨采用装配式预应力砼简支箱梁，50m桥跨采用装配式预应力砼简支T梁。下部结构为圆形墩柱，钻孔灌注桩基础，桥面采用分离式双幅形式，两幅桥面间有0.5In的间隙，单幅桥面净宽10.75m，桥面总宽24.5m。

1 作业内容及施工重难点

作业内容：路跨线桥50mT梁梁板安装施工。

施工重难点：架梁上跨的铁路为营业线，梁板架设工序衔接紧、任务重，基本没有容错的可能，因此施工组织显得尤为重要。

2 施工方案

2.1 所架设T梁自重计算

T梁理论重量根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）[1]，取C50钢筋混凝土自身容重2·6kN/m3参考设计图纸给出的梁板理论方量及外露护栏等钢筋重量，具体理论重量计算如下：

混凝土的理论重量=方量*单位混凝土重量

钢筋的理论重量=单位钢筋的重量*每根钢筋长度*根数

护栏钢筋按照施工图纸，外露部分直径为20钢筋，按照外露长度单根2.4m计算，50mT梁共333根，折合理论重量[2]计算如下：50mT梁：2.47×2.4×333=1.97t。

主梁中横隔梁预制部分、端横梁预制部分以及梁体顶部两侧预留衔接钢筋为直径25和12的热轧带肋钢筋，其中Ф25的带肋钢筋按照外露0.3m计算，50mT梁共计16根；Ф12按照0.5m计算，50T梁共计333根，计算公式如下：50mT梁：3.85×0.3×16+0.89×0.5×333=0.4t。

护栏钢筋只涉及边梁，梁板理论重量计算见表1。

表1 50mT梁理论重量

由表1可计算，50mT梁最大梁板自重为188.4t。

2.2 梁板纵横坡度说明

该桥位于桥面纵坡0.3%的下坡纵断面上，桥面横坡为2%，桥机两支腿间距6.5m、高差13cm，桥机地轨下方采用混凝土基础施工方式找平。

2.3 架桥机各支腿位置、尺寸及受力检算

架桥机组装完毕，施工前架桥机各支腿位置、尺寸为：1#支腿的端头和2#相距2m，2#和3#相距36m，3#和4#相距29m，4#和5#的端头相距35m，桥机共长102m，备用动力支腿与3#支腿相邻（见图1）。架桥机全部支撑点位均采用C30混凝土条形基础设置[3]，其基础尺寸分别为：

图1 各支腿位置与尺寸断面示意

1#支腿高度为3.42m，可调整±20cm。1#支腿混凝土底标高为1974.64m，横梁底砼基础高23cm，主梁底标高设为整体的基准面，标高为1978.29m。

主梁标高=支撑面底标高+轨道横梁砼基础高度+支撑高度=1974.64m+0.23m+3.42m=1978.29m。

2#支腿高度为2.35m，支撑条形基础最小厚度40cm，轨道横梁砼基础底标高1975.54m。

主梁标高=轨道横梁砼基础底标高+条形基础厚度+支腿的高度=1975.54m +0.40m +2.35m =1978.29m。

3#、4#、5#支腿和备用动力支腿自身高度为2m，可上升高度为80cm。支撑面采用C30砼条形基础。此三处支腿点位以及备用支点处标高均与前两个支点的标高保持一致。如果支腿高度不够，准备质量好的方木垫高支腿，方木紧凑摆放，上下层横竖交错[4]。

架桥机自重定位230t，边跨边梁自重为188.4t，T梁架 设时1#和2#支撑点位为主承重，均承重209.21;主梁进入桥机架设区域时3#、4#、5#支撑点位为主承重，此三处支点均承重104.6t。根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）[5]得出以下公式，重量取1.1的系数。

混凝土受力公式[6]为：Fl≤ 1.35×βc×βl×fc ×Aln

式中：Fl—局部受压面上作用压力设计值；fc一混凝土轴心抗压强度设计值；βc—混凝土强度影响系数，C30的混凝土取值为1；β1一混凝土局部受压时的强度提高系数；AI—混凝土局部受压面积；AIn—混凝土局部受压净面积；Ab—局部受压的计算底面积。

经计算所得混凝土基础满足梁板架设需要。

2.4 梁板架设前准备工作

（1）对垫石和支座进行检查，其标高、平整度等指标要符合要求。（2）对负责梁板安装的技术、设备操作人手进行培训，提高其业务能力。（3）对架梁中所使用的简易千斤顶、倒链、钢板、支撑垫木以及架设过程中使用的其他机械设备进行仔细检查。（4）在正式吊梁前，对桥机进行试吊、试运行。

2.5 架桥机过孔步骤[7]

（1）检查架桥机各部位设备、电路工作状态。前天车位移至3#支腿顶部，后天车位移至后端4m-6m的位置，前后天车均处于制动状态， 2#、3#、4#、5#支撑点位受力。

（2）1#和5#支腿收起。通过2#支腿、备用支腿上的动力装置将主梁以1.57m/min向前移动30m，前天车同步后移30m，前天车相对地面是静止状态。2#、3#、备用动力支撑、4#支腿受力，后天车处于制动状态，用时20min。

（3）后天车往前运行24m。前、后天车距离5m，4#支腿前移19m，距离3#支腿10m。运梁车运梁到后天车，后天车用钢丝绳兜住梁板，前天车处于制动状态，2#、3#、4#以及备用动力支撑受力，4#支腿是机动性支腿，用时20min。

（4）后天车提升梁板。不能将梁板吊离运梁车，架桥机主梁继续向前20m，运梁车不动，前、后天车向后同步向后运行。1#支腿支撑，3#支腿距离5#支腿14m，1#、2#、3#、4#以及备用动力支撑受力，4#支腿是机动性支腿，过孔到位，用时20min。

（5）前天车前行34m。距离2#支腿2m处，后天车处于制动状态，前、后天车距离39m，锁定桥机，进人待架梁状态。1#、2#、4#支腿受力，需要用时20min。架桥机完成全部过孔工序达到架设条件总计80min。

2.6 架桥机架梁步骤[8]

2.6.1 中梁架设步骤

（1）运梁车将梁板运至主梁正下方，梁板要与主梁中心线相对应。将前天车钢丝绳捆绑梁板，1#、2#、3#支腿受力，4#支腿起辅助作用，5#和备用动力支撑不受力，前、后天车处于制动状态，用时10min。

（2）前天车将梁板提起，梁板稳定后前天车向前运行6m，运梁车同步前进6m,前、后天车相距45m。将后天车的钢丝绳捆绑在梁板上，后天车处于制动状态，用时15min。此时1#、2#、3#支点均受力，4#支点在梁体前移过程中起辅助作用。

（3）后天车将梁板的后端提起，梁板稳定后前、后天车以相同的速度前行，运梁车退回继续运梁，前天车前进至距离1#支腿3m处，前、后天车同时停止前进，用时10min。此时1#、2#、3#支点均受力，4#支点在梁体前移过程中起辅助作用。

（4）主梁移至待架点位，同时将3#、4#支腿收起。3#、4#、5#和备用动力支腿不受力，1#、2#支腿受力，前、后天车处于制动状态，再次检查各支腿和天车的状态，以及确保横移轨道上无障碍物，用时15min。

（5）前、后天车同时降落梁板，距离垫石5cm时停止降落，梁板稳定后，架桥机的横移调整梁板的左右位置，进行梁板安装，梁板安装到位同时进行梁板加固，1#、2#支腿受力，3#、4#、5#和备用动力支腿不受力，安装完成，用时30min。架设中跨、边跨中梁用时80min。

2.6.2 边梁架设步骤[8]（如图2所示）

图2 边梁架设步骤

步骤（1）、（2）同中梁架设。

（3）梁体稳定后架桥机携梁横移2.4m，平均速度为1.57m/min。前、后天车左右横移处于制动状态不动，前、后天车可向前或向后移动调整梁板位置。梁板横移至临近边梁的垫石上降低，距离垫石5cm时停止降落，准备横移桥机，需时20min。

（4）架桥机以1.57m/min横向移动，横移到主梁距离钢丝绳穿挂点10cm处，停止移动。前、后天车均进行制动。此时1#与2#支撑点位受力，3#、4#、5#、备用动力支点不受力，用时20min。

（5）架桥机携梁以1.57m/min横移2.4m，到达指定落梁位置。前、后天车在桥机携梁横移过程左右横移处于制动状态，前、后天车可向前或向后移动来调整落梁的前后位置，需时30min。安装边梁完成用时95min。

3 安全控制要点

跨铁路架梁需在铁路局给定的天窗时间（一般为110min）内完成，这就要求人员组织、安全防护、工序衔接等准确高效，不能出现意外。

（1）在架梁前，要对所有施工和技术人员开展岗前安全质量教育培训，设备操作人员必须持证上岗，具备特种设备操作证书，另外要强化施工和技术人员的各项培训以及绩效考评。（2）配备专职的安全人对跨铁路架梁施工全过程进行认真细致的监控。（3）跨铁路架梁在运输梁体前，要百分百保证保桥机的防滑移系统、吊装结构等设备的安全性能，确保万无一失。（4）在进行跨铁路架梁吊装作业时，在起吊及移动范围不让人员进入，务必保证吊具的安全、可靠。（5）非施工作业人员不得进入跨铁路架梁施工作业现场。（6）施工作业和技术人员要严格执行佩戴安全带和安全帽、穿防滑鞋等必要的防护措施。（7）在恶劣的施工环境，如暴风、下雪、冰雹、雷阵雨等天气，以及夜间情况，不许进行架梁、运梁、吊梁等相关施工。（8）对架桥机的主支腿以及支承垫石间支承进行强化，不许在未进行支承密实、稳固的前提下匆忙施工。施工时切实强化监控主支腿，严禁进行无监控和野蛮施工。

4 结语

通过分析某铁路桥段上跨既有线架梁施工工艺，可知该类施工可使用时间非常有限，如何在有限的时间内安全完成施工任务成为最重要的问题。整个施工过程既在与时间赛跑，工序衔接又不能出现任何差错。这些都需要精心组织，需要机械设备的良性维护和全体人员的通力合作。