既有雙曲線鐵路橋梁梁體更換施工技術(shù)研究

王春亭

（中鐵十四局集團第五工程有限公司，山東 濟寧 272100）

1 工程概況

馮家莊2號中橋位于膠濟客運專線馬店至高密站間，橋梁全長47.02m，為2～16m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支T梁橋，圓端形橋墩，鑄鋼支座。橋下跨越國道309，通行凈高5.2m，兩側(cè)未設(shè)置限高防護架。橋上線路曲線半徑為6000m，線路坡度為0‰，上下行線間距為4.57m。

2 施工條件

安全順利的線路開通標準關(guān)系該工程的成敗，可最大限度減少對運輸?shù)母蓴_，因此確保線路安全運營是整個工程的重中之重。

（1）現(xiàn)場調(diào)查情況。該橋1#墩兩側(cè)有接觸網(wǎng)立柱，兩側(cè)接觸網(wǎng)回流線位于距線路中心約5m位置，橋面接觸網(wǎng)拉線換梁期間需臨時拆除；通信光電纜、信號電纜和電力電纜均在橋梁南側(cè)護欄外側(cè)電纜槽內(nèi)，換梁前需進行臨時防護。

（2）明確施工任務(wù)。工務(wù)段：施工場地占用，電線桿、路燈、地方電力通信線纜等障礙物拆除及省道封鎖、交通疏導(dǎo)、施工用水用電以及破壞原有道路、設(shè)施的恢復(fù)等事宜；既有軌道拆除、恢復(fù)。通信段：施工范圍內(nèi)影響換梁施工的通信光電纜防護及恢復(fù)。供電段：施工范圍內(nèi)影響換梁施工的電力電纜防護及恢復(fù)。維管段：施工范圍內(nèi)影響換梁施工的接觸網(wǎng)拉線拆除與恢復(fù)，點內(nèi)接觸網(wǎng)停電配合。電務(wù)段：施工范圍內(nèi)影響換梁施工的信號電纜防護及恢復(fù)。施工單位：新梁預(yù)制和運輸、換梁及橋面系、新梁橋上線路預(yù)鋪及初整、舊梁吊裝運輸及外運破除。

3 總體方案

總體方案主要包括軍用墩鋼塔架搭設(shè)，塔架上安裝移梁軌道以及移梁小車等。通過利用鋼塔架將舊梁整孔移出對支座墊石進行鑿毛植筋處理，新梁整孔移入，并澆筑新支座墊石，然后進行落梁加固，最后恢復(fù)既有設(shè)備及橋面線路，開通線路并進行階級提速。

3.1 換梁前準備作業(yè)

（1）場地準備。場地清理、平整、壓實及硬化并進行鋼塔架基礎(chǔ)施工，施工區(qū)域地面要平整壓實，滿足卸梁吊車和運梁車進出需要，搭設(shè)鋼塔架處地面基承載力滿足T梁邊位拼裝和移梁要求。

（2）既有鋼塔架拆除及新鋼塔架基礎(chǔ)施工。利用維修天窗拆除影響移梁塔架搭設(shè)的靠近既有橋墩側(cè)鋼塔架，拆除時在橋墩支座墊石外側(cè)及鄰跨既有塔架支墩上設(shè)置臨時墊木支墩，為提高拆除效率盡量整體拆除，托至場地外零散拆除。塔架拆除后上行線限速45km/h運行至換梁結(jié)束。塔架拆除時密切監(jiān)控測量，發(fā)現(xiàn)異常及時采取相應(yīng)措施恢復(fù)支撐。鋼塔架基礎(chǔ)采用鋼筋砼基礎(chǔ)形式，在梁兩端各設(shè)置1道。鋼塔架基礎(chǔ)尺寸為55m×3m×0.35m，每條基礎(chǔ)設(shè)置2道。

（3）橋墩幫寬。對既有橋墩側(cè)面進行鑿毛處理并植筋，植筋鉆孔直徑為25mm，孔深為30cm。植筋前將鉆孔清理干凈，清除松散的材料和鉆孔塵土，清除孔內(nèi)水分，并確?？妆诒砻鏉崈魺o殘渣，植入植筋膠，植入鋼筋。植筋前探明鉆孔位置是否有結(jié)構(gòu)鋼筋，如有，適當改移鉆孔位置，不得打斷鋼筋。在植筋膠規(guī)定的固化時間前，不得擾動鋼筋或加載。為避免加固后新舊混凝土連接處產(chǎn)生裂縫，結(jié)合面應(yīng)使用水性環(huán)氧混凝土界面劑，各項參數(shù)均應(yīng)滿足《混凝土界面處理劑》（JC/T907—2002）中的規(guī)定。注膠時將攪拌頭插入孔的底部開始注膠，逐漸向外移動，灌注量為孔深的2/3，并保證在植入鋼筋時有少許膠粘劑溢出。

（4）新梁搭設(shè)存梁平臺及滑道。新搭鋼塔架采用八三式軍用墩，長度為50m、寬度為2m。鋼塔架上下增加水平剪刀撐增加鋼塔架穩(wěn)定性，各組滑道間相互平行且垂直于既有線路。移梁機軌道應(yīng)盡量靠近墩臺，以減少T梁支點懸臂長度，軌道采用P50鋼軌，鋪設(shè)要求如下：①同一截面軌頂高差小于30mm。②軌距偏差±20mm。③軌道縱向坡度小于0.5%，嚴禁設(shè)置下滑道。④軌道接頭高差小于2mm。⑤軌道接頭間隙2～4mm。

（5）移梁小車選用。此次橋梁大修換梁施工采用新型移梁小車施工，結(jié)構(gòu)簡單、雙軌運行、速度均衡可控、安全可靠、操作簡便，對結(jié)構(gòu)物既能橫移，又能縱向小范圍調(diào)整（±100mm），特別適合既有線換梁施工。主要技術(shù)參數(shù)如下：移梁機運行速度為1.9m/min；移梁機最大負荷為80t/輪×8輪=640t；此次施工安全系數(shù)為640÷240=2.67；縱向調(diào)整油缸行程±100mm；軌道坡度小于0.5%。

（6）新梁運梁及吊裝。砼梁由橋梁廠裝汽車運至現(xiàn)場，每車1片，共4車，每片重65t，使用300t吊車卸至鋼塔架平臺移梁小車上。準備300t吊車，吊梁施工當天吊車要提前2h進場等待。另外提前預(yù)約500t吊車作為備用。

（7）新砼梁橫向連接、濕接縫、橋面系及橋面軌道工程。新砼梁對孔對位卸完后，使用千斤頂調(diào)整好標高和位置，提前安裝好支座，支座底面高度要高出墩臺原支承墊石30cm?；壊捎肞50軌高0.152m，滑車高度為0.85m，支座高度為0.17m。新砼梁左右位置、平面高度調(diào)整一致以后，將梁橫隔板焊接為一體，進行橫隔板和濕接縫施工，待橫隔板混凝土強度滿足要求后進行橫向張拉、壓漿和封錨施工。梁頂面鋪設(shè)道砟、軌枕，道砟鋪設(shè)好后要提前夯壓密實，底砟厚度根據(jù)既有橋面情況控制為不大于30cm。

3.2 換梁作業(yè)

（1）光電纜架空防護及既有角鋼支架拆除。對影響換梁施工的各類管線進行架空防護，新梁移入完成后恢復(fù)原位。拆除既有橋梁角鋼支架、人行道步板、檢查梯。

（2）換梁地段鋼軌更換、道砟裝袋。換梁施工前將施工地段應(yīng)力放散，鋸軌（鋸軌長度為24m，從梁縫位置分別延伸出4m，以方便封鎖大要點出梁和伸縮縫鋼板移除）采用夾板臨時連接線路，施工點首列限速35km/h（不放行旅客列車），第二列限速45km/h。

（3）封鎖線路梁體更換。根據(jù)施工封鎖計劃，明確線路封鎖的里程、影響范圍、封鎖時間、電氣化接觸網(wǎng)停電單元等。

（4）拆除鋼軌、清理梁端伸縮縫道砟及鋼蓋板、拆除橋下鋼塔架。拆除舊梁范圍24m鋼軌縱移至路基段，兩端梁縫兩側(cè)各1根橋枕拆除，然后進行梁端道砟清理和橋梁伸縮縫拆除，保證梁體移動不受道砟阻力影響，注意檢查與梁體移動受影響的所有連接件，同時拆除橋下臨時加固鋼塔架。

（5）舊梁移出。拆除支座連接裝置、千斤頂起梁、壓好走行小車并加固。橋面線路和梁端伸縮縫拆除完畢后，即可啟動走梁小車，緩慢橫移將舊梁整體移出，橫移時必須兩端同步移動，需要不斷調(diào)整移動方向和速度（2m/min），協(xié)調(diào)統(tǒng)一。舊梁移除后兩側(cè)打斜支撐、梁底墊枕木進行加固。

（6）新梁移入。①墊石處理。舊梁整體移出后，即可進行既有支座墊石鑿毛清理，支座墊石鋼筋網(wǎng)布置，模板支立。②新梁橫移到位。準備就緒后啟動走梁小車，緩慢橫移新梁就位，橫移時必須兩端同步移動，需要不斷調(diào)整移動方向和速度，協(xié)調(diào)統(tǒng)一。③當新梁到位后，全面檢查核對梁中線位置，是否需要調(diào)整，檢查梁端縫控制在6～8cm，如無問題立即用牙木在兩端塞緊小車，用枕木在梁端4個方向支撐梁體，防止梁體位移。④起落梁就位。按照分段落梁方案，先使用4臺200t液壓千斤頂頂起青島方梁體，抽出小車和滑軌，在墩帽上加鋼墩墊木做臨時支點，落梁放穩(wěn)。再使用4臺200t液壓千斤頂起落濟南方梁體，落梁高度10cm。在落梁時，根據(jù)梁端縫的大小，決定落梁的順序，把梁端縫控制在誤差以內(nèi)。⑤澆筑支座墊石，加蓋伸縮縫蓋板，連接線路，起道整修線路。新梁就位以后，立即將梁端縫道砟清理干凈，加蓋梁縫蓋板。補充梁縫處道砟，共2處梁端縫，擺放軌枕，每處有兩根軌枕。軌枕擺放完畢，連接扣件和夾板，補充道砟，整修線路。同時使用灌漿料塞填支座墊石，支撐、加固梁體。

（7）接觸網(wǎng)、通信光電纜、信號電纜、電力電纜調(diào)整（與整修線路同步進行）。

（8）清理現(xiàn)場、檢查開通線路（與整修線路同步進行）。限速條件：開通后限速45km/h運行4h（首列限速35km/h,不得放行旅客列車），限速60d后次日施工。

4 施工安全措施

4.1 營業(yè)線施工安全保證措施

（1）營業(yè)線和鄰近營業(yè)線施工必須按規(guī)定設(shè)置防護，落實“先防護后施工”制度。未設(shè)置防護，所有人員一律不準作業(yè)。（2）封鎖前嚴禁作業(yè)人員上道。現(xiàn)場施工負責人接到封鎖施工的調(diào)度命令后方可允許作業(yè)人員上道作業(yè)。（3）封鎖施工結(jié)束后必須經(jīng)各單位施工負責人共同進行設(shè)備狀態(tài)檢查，確認達到開通條件后，方可由施工負責人通知駐站防護員銷記，開通線路。

4.2 移梁施工安全保證措施

（1）提前檢查所用走梁小車、千斤頂、發(fā)電機、泵站等機具性能及狀態(tài)，嚴禁機具帶病作業(yè)。（2）施工前，技術(shù)人員進行技術(shù)交底。施工負責人做好分工，使每一個作業(yè)人員清楚具體作業(yè)項目、作業(yè)程序、作業(yè)標準和安全注意事項。（3）頂落梁時頂鎬必須穩(wěn)正、墊實，同起同落，專人指揮。頂鎬上下加墊防滑墊片，及時跟緊楔木，注意保護好梁體。（4）封鎖施工前對所有參與施工人員進行班前教育，明確各組人員的施工任務(wù)劃分，各工序的作業(yè)過程、要求及工序銜接。

4.3 施工用電安全保證措施

（1）施工現(xiàn)場用電應(yīng)采用三相四線制供電系統(tǒng)，且工作接地電阻值不得大于4Ω；電動機具、各種電器操作人員必須持證上崗，穿戴勞保用品。（2）施工用電設(shè)備應(yīng)實行一機一閘一漏（漏電保護器）一箱（配電箱）；漏電保護裝置應(yīng)與設(shè)備相匹配。

4.4 人身安全保證措施

（1）在開工前對全體參加施工人員進行全面的營業(yè)線施工安全教育，增強全員安全意識。（2）各工種的施工人員必須熟知本工種的安全技術(shù)操作規(guī)程，熟悉施工要求和作業(yè)環(huán)境，認真執(zhí)行安全交底，班前嚴禁飲酒，對沒有安全交底的生產(chǎn)任務(wù)，有權(quán)拒絕接受，有權(quán)抵制違章指令。

5 結(jié)束語

綜上所述，雖然利用搭設(shè)軍用墩鋼塔架完成新梁吊裝、橋面系施工及封鎖點內(nèi)舊梁拆除、新梁更換已經(jīng)是一種比較成熟的施工工藝，但是其實際操作要求較高，各項標準數(shù)據(jù)要求精準，需要各單位施工任務(wù)劃分明確，工序銜接有序，而馮家莊2號中橋換梁施工開創(chuàng)了國內(nèi)首次雙線鐵路曲線段換梁的先河。