跨铁路桥梁施工技术方案简析

2021-12-31潘承勇

工程建设与设计 2021年20期

潘承勇

（中铁广州工程局集团第三工程有限公司，广东肇庆 526020）

1 工程概况

1.1 工程简介

天河潭大道二标段跨沪昆铁路桥位于K2+470 处，桥梁交叉桩号为K2+462.557= 沪昆铁路上行线K2021+007.446、K2+457.517=下行线K2021+355.731。跨度组合为1×50 m+1×30 m，其中，50 m 梁跨越既有线沪昆铁路。

K2+470 跨铁路桥梁0#台与1#墩之间为既有沪昆铁路。0#台左右幅共16 根直径为1.5 m 的钻孔桩，单根桩长15 m，左右幅桥台高度分别为6.277 m 及6.223 m。1#墩左右幅共6 根直径为2.2 m 的钻孔桩，单根桩长10 m，左右幅墩身均为圆柱墩，墩高均为11.702 m。梁部为50 mT 梁，左右幅各7 片，共计14 片。

1.2 跨铁路桥梁与铁路平面关系表

跨铁路桥与既有铁路平面位置关系见表1。

表1 与既有铁路平面位置关系表

2 施工准备工作

施工准备工作除常规的“三通一平”外，应着重配合铁路相关部门进行现场施工调查，签订安全协议及营业线岗前培训。

2.1 施工调查

因跨铁路营业线，本段所通过地段电力线较多，施工前应配合铁路相关部门完成前期施工调查，并由铁路相关部门出具施工调查表。本工程涉及迁改及防护如下：

1）供电段电力专业：对10 kV 东平贯通线石湖段05#～09#杆进行迁改，并拆除05#～09#杆架空导线，改为YJV22 3×70 mm2电力电缆沿铁路护栏电缆沟敷设；

2）供电段接触网专业：17#、18#杆位于桥梁正下方，需迁改至桥梁以外；

3）工务段：建议坡面完善排水系统，并对边坡危岩进行搜扫；

4）通信段：迁改光缆12 芯，18 芯各1 根，迁改长度各800 m，从边坡顶部迁改至铁路侧沟内侧；

5）电务段：通信电缆需采用混凝土全包裹形式进行防护。

2.2 签订安全协议

本工程施工前，与铁路局工务、车务、供电、通信、电务等部门签订安全配合协议，并委托铁路工务、电务部门在施工时进行安全监护及安全防护。

2.3 营业线岗前培训

施工前，必须经过铁路局有关部门进行培训，培训人员包括安全员、防护员、联络员、带班人员和工班长等，所有人员取得资格证后，持证上岗。

3 下部结构施工

桥梁下部结构施工：土石方开挖采用机械结合人工凿除方式开挖，纵向分段，竖向分层。孔桩采用旋挖钻孔灌注桩施工，钢筋笼在现场附近的钢筋棚加工，用汽车吊分节吊装入孔。桥台基础及台身采用组合钢模施工，基坑采用挖掘机结合人工放坡开挖，桥墩施工采用定型钢模施工，混凝土浇筑采用泵送方式。盖梁采用穿芯棒法现浇施工。下部结构施工应着重于邻近既有线土石方开挖施工及大型施工机械平面布置[1]。

3.1 邻近既有线土石方开挖施工

邻近既有线土石方开挖方式经比选，主要采用机械凿除开挖，临边1 m 范围采用人工配合风镐破碎开挖，自卸汽车出渣。纵向分4 段，从远离铁路一侧逐段推进，竖向每2 m 一层进行分层开挖。分步开挖如图1 所示，开挖顺序为：①→②→③→④。

图1 分步开挖施工顺序图

步骤①：在0#台侧搭设第一、第二、第三道钢管防护架，采用机械凿除分层开挖第一道钢管防护架远离既有铁路一侧土石方。

步骤②：拆除0#台侧第一道钢管防护架，采用机械凿除分层开挖第一、二两道防护之间土石方。

步骤③：拆除0#台侧第二道钢管防护架，在第二和第三2 道防护之间高边坡上挂设主动防护网，从侧面修施工便道，采用人工配合机械凿除分层开挖至桥梁承台底部。分层开挖过程中，应保证边坡主动网随开挖过程逐层拆除，不得完全拆除后再进行开挖作业。同时，迁改1#墩侧通信光缆，搭设第五道彩钢板围挡及第四道钢管防护架，采用机械凿除分层开挖形式开挖至桥墩底系梁顶部。

步骤④：采用人工配合小型凿岩设备分层开挖0#台侧剩余土石方，第三道钢管防护架在工程结束后拆除。同时，拆除1#墩侧第五道彩钢板围挡，采用人工配合小型凿岩设备分层开挖至既有线标高，第四道钢管防护架在工程结束后拆除。

3.2 大型施工机械平面布置

1）挖掘机：挖掘机破碎锤凿除石方时应垂直于铁路向远离铁路方向破碎，装碴时大臂转动应向靠山一侧转动，不得侵入铁路界限。

2）旋挖钻机：本工程选用旋挖钻机有2 种，ZR280A-2 型及XR360 型。旋挖钻机布置应垂直于既有铁路线路，即使发生侧翻事故，也不会危及铁路行车安全。

3）吊车：吊车选择应根据作业半径和起重重量确定。经计算，下部结构施工吊装最终选定吊车为QY-25 汽车吊。吊车平面布置，应结合施工场地实际情况，确保吊装过程中转动半径不得侵入铁路限界，如图2 所示。

图2 吊车平面布置

4 防护棚架施工

为防止跨铁路桥梁上部结构施工过程中可能存在的小型坠物对铁路运输安全影响，在桥梁施工影响范围内铁路应搭设防护棚架。

4.1 防护棚架设计

防护棚架必须委托具有资质设计单位进行设计，并提交施工方案至铁路局总工室审查。

本工程防护棚架设计概况：防护棚架总宽为19.40 m，棚架顶横梁底距轨面高由9.16 m 渐变到8.5 m，沿铁路总长度为60 m。防护棚架顶部向上依次为7 cm 厚木板、草席、薄铁皮。顶横梁采用15.4 m 的Ⅰ32a 工字钢。工字钢按纵向间距0.5 m布置，工钢之间采用L50 角钢焊接连接。棚架两侧支墩采用外径48.3 mm、壁厚3.6 mm 的扣件式钢管架搭设。棚架基础采用50 cm 厚C20 混凝土基础。

4.2 防护棚架安装

待桥梁基坑按要求开挖至设计标高后，再进行棚架基础及钢管架支墩施工。基础需分段2 m 跳槽开挖，当天浇筑完毕，不得过夜。待地基处理完成后，进行钢管排架搭设。首先准确放出钢管中心位置，横杆、立杆间距按设计图安设，四角及双侧边上设置缆风绳。钢管排架搭设完后须做好接地与防雷设施。

工字钢横梁及角钢吊装：工字钢按0.5 m 的间距布置，60 m 棚架121 根。每个封锁点120 min，每台吊车每次吊装4 根，吊装用时20 min/次，每个封锁点内吊装4 次共16 根，共需要8 个封锁点。吊装现场安排专人指挥，人工用钢丝绳捆绑好，两端挂缆风绳配合吊车进行安放。为防止工字钢晃动损坏铁路设施，就位后安放在钢管排架顶部方木上，用铁丝绑扎牢固。每天根据请点情况调整安排横梁吊装计划，保证在请点时间内安装横梁时有富余时间，确保施工安全[2]。

在防护棚架顶部向上依次为7 cm 厚木板、草席、薄铁皮。用镀锌铁丝把方木与工字钢绑扎牢固，并把铁皮、草席钉在方木上。薄铁皮纵向接缝须与接触网竖向位置错开，避免雨水导致棚顶结构物带电。

4.3 防护棚架拆除

跨铁路桥梁桥面系施工完成后，再拆除棚架。棚架拆除时，由上至下依次拆除。先拆除棚架两端横梁，然后再拆除中间横梁。拆除顺序是：棚架顶面清扫→拔钢钉→取铁皮→拆除木板→拆除横梁→拆除钢管排架。

工字钢横梁拆除是棚架拆除难点，受到T 梁限制，不能用吊车直接拆除。中间部分横梁可利用牵引平车把工字钢梁移至T 梁外，再用吊车吊离。

5 50 m T 梁架设

待桥梁下方防护棚架施工完毕后，方可进入上部结构施工，上部结构施工重点在于14 片50 m T 梁架设，其余桥面系工程可按常规施工方案实施。根据铁路局批复文件，共8 个封锁点，每个封锁点为60 min。投入2 台WJQ200t-50A3 型配重式双导梁架桥机，分左右2 幅同时架梁。

5.1 架桥机安装

1）安装前准备：安装场地应无障碍物，场地平整无积水。安装前，对设备进行全面检查、清理，如发现有损伤、腐蚀或其他缺陷，应在安装前予以处理，合格后方可安装。

2）安装流程：前支腿的安装→中托横移轨道、中托轮及后托轮的安装→主梁的安装→前支腿的调整、安装前支液压系统→提升小车的安装→电器设备的安装→吊钩（滑轮组）的安装。

3）架桥机安装完成后应及时进行试吊检验，架桥机试吊成功，检验合格后，做好跨铁路过孔准备，等待施工命令。

5.2 50 m T 梁运输

采用2 台有效载重2 000 kN（200 t）的运梁平车进行运输。T 梁通过2 台120 t 质量的龙门吊吊装至运梁平车上，两侧用斜撑抵住翼板腹板交界处，底端抵住平车，并用2 个手拉葫芦带钢丝绳沿两侧加固紧，检查牢固后启动平车。运梁车行走过程中应有专人跟踪检查。

5.3 T 梁架设

1）架桥机过孔：架桥机整机过孔方式为尾部天车配重，在1 个封锁点内完成。

2）架梁：用前提升小车将T 梁前端提起，后运梁车同前提升小车同步将T 梁前移，至T 梁后端到后提升小车提梁位时，用后提升小车将预制梁后端提起，两提升小车同步吊梁前行至待架梁跨上方后停止前行，两提升小车卷扬机同时同步下落，待T 梁距支座顶面约150 mm 时停止落梁，启动前支腿和中支装置的横移电机，整机带动预制梁同步横移，把预制梁放到设计位置上。梁放稳后先对T 梁端部两侧横向支撑牢固，再进行连接。架梁时间分解见表2。

表2 架梁时间分解表

3）架梁顺序：左、右幅架梁顺序一致，从中间向两边架设，分别为③→④→⑤→①→②→⑦→⑥，如图3 所示。

图3 架梁顺序示意图

4）梁体就位后加固：落梁就位后，小车吊力下降70%时，对T 梁前端横隔板支垫方木，并用圆木做45°斜撑稳固，T 梁后端同样方木支垫、圆木斜撑，同时增加2 套5 t 质量的手拉葫芦，与桥台伸缩缝钢筋做剪刀架拉结加固。确认梁片稳固后，再释放剩余30%吊力。后一片梁解除吊具后，立即对前后端横隔板钢筋进行连接，与前一片梁形成整体。