圓曲線段、高低線路的加固施工實(shí)踐

摘要：文章通過(guò)實(shí)例介紹框架橋頂進(jìn)線路加固中解決圓曲線段外軌超高和線路高差較大造成加固困難的施工方法。

關(guān)鍵詞：圓曲線段；高低線路；工程施工

中圖分類(lèi)號(hào)：P463文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-1145（2009）11-0138-02

在京山線K109+660楊村建設(shè)南路6m—17m—6m三孔框架地道橋工程施工中，由于橋址位于三條鐵路圓曲線段HY點(diǎn)和YH點(diǎn)之間，橋體要求由圓曲線內(nèi)側(cè)向外側(cè)、高線路向低線路頂進(jìn)，在保證線路方向的前提下為線路加固工作增加了困難。

本人有幸參加了類(lèi)似工程的施工，現(xiàn)通過(guò)該工程實(shí)例，介紹本人在框架橋頂進(jìn)線路加固中，對(duì)解決圓曲線段外軌超高和線路高差較大造成的加固困難等問(wèn)題總結(jié)的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，盼與同行商榷。

一、工程概況和難點(diǎn)

京山線K109+660楊村建設(shè)南路6m—17m—6m三孔框架地道橋，分別穿越京山上行、下行及京山Ⅲ線，該橋中心線與既有三條線路交角為84°51′31″，84°17′28″，86°36′23″。

橋址位于三條鐵路圓曲線段HY點(diǎn)和YH點(diǎn)之間，其中，上行線緩和曲線長(zhǎng)120米，曲線半徑1700米，超高90mm；下行線緩和曲線長(zhǎng)120米，曲線半徑1500米，超高95mm；Ⅲ線緩和曲線長(zhǎng)20米，曲線半徑3000米，超高25mm。

三條線路軌道類(lèi)型均為60kg/m，無(wú)縫線路，混凝土枕，線間距（垂直距離）分別為4.541m 、6.777m，橋位處鐵路軌頂面高程分別為9.51m（上行）、9.46m（下行）、9.03m（Ⅲ線），最大軌底高差為542mm。（加平面圖）

橋體由圓曲線內(nèi)側(cè)向外側(cè)、高線路向低線路頂進(jìn)，在保證線路方向的前提下使線路加固異常困難。

二、線路加固方案

（一）線路加固檢算

主要檢算橫梁的強(qiáng)度和鋼度。

按照中國(guó)鐵道出版社出版的《橋涵頂進(jìn)設(shè)計(jì)與施工》介紹，當(dāng)限速不超過(guò)45km/h時(shí)，列車(chē)的沖擊系數(shù)取1.20?？紤]橫梁的不均勻工作系數(shù)1.30，則綜合系數(shù)β=1.2×1.3=1.56，此時(shí)β×P=1.56P。

活載取現(xiàn)行機(jī)車(chē)最大軸重P=25t作為計(jì)算荷載。橫梁設(shè)計(jì)按簡(jiǎn)支梁核算工字鋼的強(qiáng)度和撓度計(jì)算。

簡(jiǎn)圖如下：

M=（1/2）β*Ｐ*Ｃ＝0.78Ｐ*Ｃ

δ＝Ｍ／Ｗ≤［δ］

f={(0.78Ｐ*Ｃ*Ｌp2）/（24EI）}×（3-a2）

={(Ｐ*Ｃ*Ｌp2）/（32EI）}×（3-a2）≤Lp/400

橫梁間距為0.9m。

即M=（1/2）β*Ｐ*Ｃ＝0.78*25（L-1.5）*0.5

選用I40b工字鋼Wx=1140cm2Ix=22800cm4

δ＝Ｍ／Ｗ={0.78×25 ×(L-1.5)×0.5}/1140≤［δ］=1700

L=3.69m

按0.9m間距布置I40橫梁，最大允許跨度3.49m，挖土控制在此范圍內(nèi)能夠保證加固體系的強(qiáng)度要求。計(jì)算撓度是否滿足

f={（Ｐ*Ｃ*Ｌp2）/（32EI）}×（3-a2）≤Lp/400

a=C/Lp=0.995/3.49=0.285 a2=0.081

f={（25×103×3.692×104×0.995）/（32×2.1×106×22800）}×（3-40.081）

=（25×103×3.692×104×0.995×2.676）/（3×2.1×106×22800）

=0.5292cm≤369/400=0.925cm故撓度滿足要求。

（二）線路加固技術(shù)方案

1．線路加固主要分五步施工

第一步施工準(zhǔn)備工作，第二步抽換枕木，第三步鋼軌扣軌，第四步穿橫梁，第五步縱梁加固。

2．施工前的準(zhǔn)備工作

在施工頂進(jìn)以前需要工務(wù)部門(mén)對(duì)線路進(jìn)行放散，并提前通知施工范圍內(nèi)管線管理單位進(jìn)行拆遷，同時(shí)向相關(guān)路局單位提交要點(diǎn)申請(qǐng)，期間備足施工中所需的砟料、木楔等材料設(shè)備，待以上工作完成，給點(diǎn)通知下發(fā)后，駐站員持電報(bào)到車(chē)站要點(diǎn)登記，并進(jìn)行頂進(jìn)施工。

施工中當(dāng)有火車(chē)開(kāi)來(lái)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)室值班員通知駐站員，駐站員通知施工現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)員和廣播員，施工現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)員再用對(duì)講機(jī)通知兩側(cè)800米防護(hù)員注意瞭望。一旦火車(chē)開(kāi)來(lái)，來(lái)車(chē)方向防護(hù)員必須及時(shí)告知現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)員。當(dāng)施工過(guò)程中遇有險(xiǎn)情時(shí)由現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)員及時(shí)通知工務(wù)段現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)員及駐站員，由駐站員告知車(chē)站運(yùn)轉(zhuǎn)值班室。如有必要時(shí)則由工務(wù)段現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)人員及現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)員攔截列車(chē)，避免事故發(fā)生。

施工期間，各站段分別派人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)及協(xié)調(diào)。所有防護(hù)人員、駐站人員均需持證上崗，并進(jìn)行點(diǎn)前培訓(xùn)。

3．抽換枕木

線路慢行給點(diǎn)后，組織勞力按照隔六抽一、穿插進(jìn)行、隨時(shí)搗固的原則，將加固范圍內(nèi)線路鋼筋混凝土枕依次抽換為木枕（3.2m/根）。

由于該圓曲線段超高90mm，因此當(dāng)抽換上、下行枕木時(shí)，須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量情況，在木枕下面用鐵釘固定木楔子，并要求木楔子用硬雜木通長(zhǎng)制作而成。

4．扣軌作業(yè)

組織人力按3-5-3扣軌（50kg/m）形式將鋼軌依次扣放在線路兩側(cè)及道心，形成鋼軌束。用扣軌卡子，將扣軌束及每根木枕連接加固在一起。根據(jù)基坑開(kāi)挖時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際土質(zhì)情況，計(jì)劃每股線路扣軌長(zhǎng)度50m，每側(cè)伸出箱體外8.6 m?？圮壥撥壗宇^錯(cuò)開(kāi)2m以上。

5．橫梁架設(shè)

人工配合吊車(chē)將橫梁工字鋼（I40）按照間距0.9m/根對(duì)著所穿枕木空位置依次順?lè)旁诘厣吓藕茫褂茫é?10mm）鋼板雙面焊接（詳見(jiàn)線路加固縱斷面圖B大樣）。組織人力把即將穿入橫梁的枕木空石砟掏凈。并用棕繩把工字鋼穿放入枕木空內(nèi)放平放穩(wěn)。工字鋼與軌底之間用方木、楔子填塞揹緊。穿放過(guò)程中須穿入一根，揹緊加固后在穿入下一根，這樣依次將全部工字鋼橫抬梁支撐牢固。

由于京山Ⅲ線與京山上、下行線軌頂高差較大，每個(gè)接口處采用四塊（δ=10mm）鋼板雙面焊接，鋼板探出部分與工字鋼翼板焊牢。

在路肩上和線路間設(shè)置枕木垛支撐，把工字鋼橫抬梁支撐牢固。

6．縱梁架設(shè)

縱梁采用雙縱梁形式。工字鋼接長(zhǎng)用雙付鋼板（δ=10mm）節(jié)點(diǎn)板焊接牢固（接頭要錯(cuò)開(kāi)）。用人力將工字鋼（I45）抬放到橫梁工字鋼面上，擺放整齊平穩(wěn)。而后用專用U型卡具與枕木、吊軌梁連為整體，使上下層加固形成框架網(wǎng)格狀。并在縱梁兩端及中間適當(dāng)位置設(shè)枕木垛支撐牢固。

7．線路恢復(fù)

橋體就位后立即組織人員和機(jī)械設(shè)備拆除線路加固設(shè)備。線路恢復(fù)按照線路加固順序逆向進(jìn)行，并回填石砟，用搗固機(jī)加強(qiáng)搗固，恢復(fù)行車(chē)速度。具體施工順序如下：

拆除縱梁→拆除橫抬梁→補(bǔ)充道砟并整修→拆除扣軌→起道、整修線路→抽換枕木→起道、整修線路→線路穩(wěn)定整修 →恢復(fù)正點(diǎn)運(yùn)輸

拆除扣件時(shí)要先拆除中間扣件，在拆兩邊。拆除后立即抬到線路限界以外。列車(chē)正常速度運(yùn)行后，仍要加強(qiáng)線路的整修及養(yǎng)護(hù)，并和工務(wù)部門(mén)聯(lián)系辦理交接手續(xù)。

（三）線路高差的解決

橋位處最大軌頂高差為542mm。三線軌底距橋頂最小厚度為700mm。京山上、下行工字鋼橫梁與橋頂間距較大，考慮安全因素，無(wú)法按常規(guī)的施工方法（墊枕木）實(shí)施。經(jīng)研究，于工字鋼橫梁與橋體頂面之間，每道縱梁下方，自下而上安設(shè)滑梁小車(chē)、鋼支墩及枕木頭。

滑梁小車(chē)高度為80mm；枕木頭高度為160mm；根據(jù)實(shí)際高度，制作鋼支墩，鋼支墩采用I40工字鋼制作，每組兩根，并排焊接，并用木楔（方木）填塞揹緊縫隙。

（四）防止線路橫向移動(dòng)施工技術(shù)保證措施

在頂進(jìn)施工時(shí)，線路的防位移裝置占有十分重要的地位，只要保證橫、縱梁不變形、不移位，線路就不會(huì)產(chǎn)生位移。因此，在線路加固頂進(jìn)箱體，有時(shí)會(huì)帶動(dòng)線路橫向移動(dòng)，為了確保行車(chē)安全，事先采取預(yù)防措施；

1．橫梁前端間距4m/根設(shè)置抗移樁（詳見(jiàn)線路加固平面布置示意圖），在頂進(jìn)過(guò)程中，使橫梁前端受一阻力，保證橫梁不至于向前移動(dòng)；

2．在頂進(jìn)側(cè)的橫梁工字鋼。上用倒鏈拉住箱體以固定線路。當(dāng)線路方向發(fā)生變化時(shí)，可以拉緊倒鏈，并找正方向；

3．當(dāng)箱涵被頂入線路下方時(shí)，在橫梁下設(shè)滑梁小車(chē)支點(diǎn)，以減小頂進(jìn)過(guò)程中阻力和保證線路行車(chē)的安全。

三、結(jié)語(yǔ)

在該工程施工中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，采用通長(zhǎng)木楔以解決線路高差問(wèn)題，采用工字鋼支架、鋼支墩可增強(qiáng)對(duì)線路的保護(hù)，該施工方法得以充分驗(yàn)證，證實(shí)在類(lèi)似工程中該方法可以保證既有線不變形，從而保證既有線的行車(chē)安全。

對(duì)于框構(gòu)橋頂進(jìn)施工中由于既有建筑物或其他地理因素的限制須在曲線段頂進(jìn)完成，施工中解決圓曲線段外軌超高和線路高差較大造成的加固困難等問(wèn)題，需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定，不提倡生搬硬套，以上施工體會(huì)僅供參考。

參考文獻(xiàn)

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[4]鐵路施工技術(shù)安全規(guī)則匯編．

作者簡(jiǎn)介：顧玉峰（1971- ），男，河北獻(xiàn)縣人，中鐵六局集團(tuán)天津鐵路建設(shè)有限公司工程師，研究方向：既有線鐵路曲線段框架橋頂進(jìn)施工。