熊正華/XIONG Zhenghua

（中鐵十二局集團(tuán)第七工程有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

朔黃線自2000 年開(kāi)通以來(lái)，隨著運(yùn)量逐年提升，線路設(shè)備負(fù)荷越來(lái)越大。為了滿足重載鐵路貨運(yùn)量增加的需求，列車載重增加。隨著大軸重列車的開(kāi)行，朔黃鐵路部分鋼筋混凝土橋梁在翼緣板、腹板等位置相繼出現(xiàn)了縱向裂縫、混凝土掉塊、鋼筋銹蝕等嚴(yán)重病害問(wèn)題，為了保證橋梁滿足重載鐵路長(zhǎng)期的運(yùn)輸要求和運(yùn)營(yíng)安全，可以通過(guò)換梁的方法對(duì)既有鐵路橋梁進(jìn)行強(qiáng)化改造。

由于受鐵路運(yùn)輸影響，換梁施工須在天窗點(diǎn)內(nèi)完成，本文以朔黃鐵路跨線橋換梁施工為背景，在換梁施工中，通過(guò)對(duì)重載鐵路運(yùn)營(yíng)線路的加固處理方案進(jìn)行分析比較，確定了主要的施工工藝，并對(duì)換梁施工提出了有效可行的措施，確保了換梁施工安全和既有鐵路的運(yùn)營(yíng)安全。

1 工程概況

朔黃鐵路200#演練橋位于肅寧北站演練線上，演練橋?yàn)椋?-16)m+（1-20)m+（1-16)m，全長(zhǎng)63.92m，中心里程K408+323，（2-16)m 先張預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土低高度T 型梁，（1-20)m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土超低高度后張T 梁，演練跨為大里程側(cè)的16m 跨簡(jiǎn)支T 梁，本橋支座均采用板式橡膠支座，無(wú)下支座鋼板，跨中里程為K408+341.655。本橋?yàn)榱⒔欢O(shè)，跨越光華街，凈寬7.0m+16.0m+7.0m，凈高正線4.5m，輔道4.0m。本橋位于直線及平坡道上，聯(lián)絡(luò)線與右線并行，橋上及臺(tái)上外側(cè)均設(shè)鋼筋混凝土步板及鋼欄桿，寬度1.05m，兩線間設(shè)人行步板。本橋于2 號(hào)墩兩側(cè)設(shè)避車臺(tái)，橋臺(tái)及1 號(hào)墩設(shè)通往人行道的檢查梯，1 號(hào)墩兩側(cè)設(shè)接觸網(wǎng)立柱。橋梁現(xiàn)狀如圖1 所示。

圖1 演練橋現(xiàn)況

2 選定換梁方案

既有鐵路線換梁通常采用中斷行車施工和不中斷行車施工。中斷停車施工一般僅在不是很繁忙的鐵路線路上換梁施工時(shí)采用。由于既有鐵路橋梁換梁作業(yè)量大、工作時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)為了考慮既有鐵路運(yùn)營(yíng)列車行車安全，繁忙鐵路上通常采用不中斷行車進(jìn)行施工。

為了減少換梁對(duì)既有鐵路運(yùn)營(yíng)的影響，特別是為了解決高墩和橋面下地形、地貌較復(fù)雜的情況下梁體換架的施工需要，本文提出了THLJ-16型換運(yùn)架一體機(jī)的施工裝備和施工技術(shù)路線。

THLJ-16 型換運(yùn)架一體機(jī)針對(duì)既有鐵路16m及以下簡(jiǎn)支T 梁、板梁的換架施工，采用牽引機(jī)車+運(yùn)梁車-換梁機(jī)-運(yùn)梁車+牽引機(jī)車聯(lián)掛編組的方式運(yùn)行，形成“兩車夾一機(jī)”。換梁機(jī)具有姿態(tài)轉(zhuǎn)換功能，能夠?qū)崿F(xiàn)換-運(yùn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，既滿足運(yùn)輸狀態(tài)鐵路限界要求，又滿足換梁狀態(tài)施工要求。成套設(shè)備通過(guò)內(nèi)燃機(jī)車牽引成套設(shè)備至指定橋位進(jìn)行換梁作業(yè)，實(shí)現(xiàn)天窗點(diǎn)內(nèi)整孔T梁的換架。

3 換運(yùn)架一體機(jī)換梁施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 梁體加固

由于演練橋兩片T 梁間無(wú)橫向連接，為保證頂升整體性，演練開(kāi)始前將梁體的捆綁，采用上下雙工18 工字鋼通過(guò)32m 精軋螺紋鋼將梁體夾緊，底部設(shè)置有橫向限位絲杠限制橫向移動(dòng)，兩片梁縫中間裝有T 形木楔，沿縱向均布三處加固。T 梁捆綁約束如圖2 所示。

圖2 T梁捆綁約束圖

3.2 鋼軌應(yīng)力放散

本橋的鋼軌型號(hào)為60 軌，且設(shè)置護(hù)輪軌，為減少對(duì)既有鋼軌的破壞，先對(duì)演練范圍內(nèi)的25m短軌進(jìn)行替換，以演練正線應(yīng)力放散的短軌更換工序。

3.2.1 準(zhǔn)備工作

1）對(duì)Y2 線演練線橋跨范圍內(nèi)的壓軌螺栓進(jìn)行點(diǎn)油處理。

2）在現(xiàn)場(chǎng)自橋跨范圍內(nèi)至放置鋼軌位置區(qū)間內(nèi)軌道邊每4m 放置滾杠。

3.2.2 拆除鋼軌和替換鋼軌

1）拆除Y2 線演練橋跨范圍內(nèi)的護(hù)輪軌，及影響演練范圍的全部25m 鋼軌。并通過(guò)滾杠將拆除鋼軌運(yùn)至橋臺(tái)側(cè)路基道砟兩側(cè)。

2）根據(jù)實(shí)際情況更換鋼軌，通過(guò)滾杠將更換鋼軌運(yùn)至拆除軌枕位置，確保演練跨范圍內(nèi)鋼軌為通長(zhǎng)的16.5m 鋼軌，前后更換實(shí)際長(zhǎng)度的短鋼軌，并使用魚尾板連接。

3）預(yù)緊鋼軌扣件和魚尾板螺栓。

3.3 通信電纜和貫通線臨時(shí)懸掛

該演練橋跨通信電纜和貫通線位于線路左側(cè)人行道板外側(cè)，且附著于人行道板牛腿上。

利用臨孔橋支撐角鋼及人行道欄桿，建立電纜及信號(hào)線懸吊系統(tǒng)，采用柔性吊帶將線纜槽懸掛于?10mm 鋼絲繩上。具體操作如圖3 所示。

圖3 電纜及信號(hào)線懸吊系統(tǒng)立面圖

1）根據(jù)電纜型號(hào)及數(shù)量要配備10 人，并進(jìn)行安全培訓(xùn)，以保證電纜懸掛能順利進(jìn)行，施工時(shí)要佩戴安全用具和防護(hù)服。

2）清理場(chǎng)地和電纜敷設(shè)通道，為電纜懸掛創(chuàng)造很好的外部條件。

3）拆除演練橋跨鄰近跨和橋臺(tái)的首個(gè)人行欄桿，并安裝立柱，立柱上方設(shè)置定滑輪，對(duì)應(yīng)牛腿下部設(shè)置帶螺旋支撐的斜撐桿，上部銷接于牛腿頂部，下部頂緊于墊石根部。

4）將鋼絲繩兩端采用鋼絲繩卡錨固于鄰近跨和橋臺(tái)的第二個(gè)人行欄桿的牛腿上，并放置于定滑輪上；采用懸掛吊帶將電纜線懸掛于鋼絲繩上。

5）待全部吊帶初緊后，拆除全部電纜線槽固定裝置和電纜線槽。

3.4 人行道板拆除

人行道板寬1.05m，采用預(yù)埋U 型螺栓與梁體連接。

1）清除人行道步板（含線間人行道板），人行道步板臨時(shí)存放位置設(shè)在橋臺(tái)大里程路基道砟兩側(cè)，將完整的步板碼放整齊。

3.5 舊梁試頂

1）由于演練橋兩片T 梁間無(wú)橫向連接，為保證頂升整體性，首先進(jìn)行梁體的捆綁。

2）檢查舊梁與支座等部位的聯(lián)結(jié)狀態(tài)及頂升設(shè)備的狀況，再進(jìn)行試頂梁作業(yè)。

3）在梁底設(shè)置千斤頂，并在施工前一孔梁兩端各備用2 臺(tái)，采用的千斤頂頂力不小于支座豎向力的1.2 倍，本次演練工程千斤頂選用50t 液壓千斤頂。

4）頂升過(guò)程要嚴(yán)格控制千斤頂?shù)挠蛪杭绊斏叨?，保證千斤頂頂升過(guò)程同步，頂升直至支座與梁底出現(xiàn)縫隙后即可落梁，縫隙不超過(guò)5mm。試頂梁體以確保舊梁能夠安全順利頂升及移出。

5）人工清除梁端梁縫處石砟，確認(rèn)梁體橫向蓋板能完全拿出后，石砟裝袋后回填，在相鄰兩側(cè)梁體的端部設(shè)置木板，防止梁體移出后有石砟掉落。

6）人工背抬換梁補(bǔ)充石砟至橋頭兩側(cè)平坦處備用。

3.6 穿墊梁及道砟處理

演練橋橋臺(tái)總長(zhǎng)5m，將外側(cè)支撐移出橋臺(tái)外側(cè)，換梁機(jī)支撐絲杠橫向間距為2.8m，為避免穿橫梁影響軌道正下方道砟施工，在橋臺(tái)后支撐點(diǎn)，將支撐點(diǎn)位置道砟鋪平，密排木枕，木枕以絲杠支撐位置對(duì)稱穿插入軌底，木枕上縱向布置3 根鋼梁，2 根鋼梁通過(guò)橫向連接鋼梁固定為整體，換梁機(jī)絲杠支撐在橫向鋼梁上。在橋臺(tái)背墻支撐點(diǎn)，采用墊梁支撐到背墻上。

上面說(shuō)到的一些原材料中，質(zhì)量控制主要是體現(xiàn)在含泥量方面，按照已有的標(biāo)準(zhǔn)慣例來(lái)看，在砂石的含泥量中不得大于3%，而碎石的含泥量也不能超過(guò)2%，假若是不小心超過(guò)了這個(gè)已有的標(biāo)準(zhǔn)，那將會(huì)對(duì)整個(gè)建筑工程的質(zhì)量帶來(lái)尤為嚴(yán)重的危害。并且除了上文說(shuō)的要保證碎石、砂石等原材料的含泥量外，也需要做好對(duì)于骨料的質(zhì)量控制，骨料看重的是他的含水量，這個(gè)因素將直接影響著混凝土的強(qiáng)度，在選擇骨料的時(shí)候應(yīng)該選擇熱膨脹系數(shù)比較小，且含泥量相對(duì)較低的骨料。在材料的質(zhì)量控制中，要對(duì)混凝土進(jìn)行嚴(yán)格把控，這也是整個(gè)建筑材料的質(zhì)量核心，混凝土質(zhì)量與規(guī)格的達(dá)標(biāo)是對(duì)整個(gè)建筑材料的保證，更是有利于提升建筑工程整體的施工質(zhì)量和建設(shè)水平。

該工藝主要包括換梁機(jī)精準(zhǔn)駐車、換梁機(jī)橋面系支撐、門型支腿支撐。其中換梁機(jī)精準(zhǔn)駐車以±5cm 誤差控制，橋面系支撐包括油缸翻折、絲杠油缸自鎖、油缸平穩(wěn)頂升及調(diào)平，門型支腿支撐包括支腿90°轉(zhuǎn)動(dòng)、同步頂升、轉(zhuǎn)動(dòng)止動(dòng)銷軸插拔及立柱鋼銷插拔。除單一過(guò)程演練外，還需演練整套動(dòng)作完成的時(shí)間。一體機(jī)駐車位置滿足每個(gè)支腿的4 個(gè)螺旋支撐停留在下墊梁的正上方，誤差±5cm，過(guò)程采用鐵鞋輔助駐車。通過(guò)橋面系支撐的頂升油缸，調(diào)整每個(gè)支腿的4個(gè)螺栓支撐點(diǎn)在同一水平面內(nèi)，四角相對(duì)誤差±2mm，擰緊四角螺旋支撐，收起油缸，完成體系轉(zhuǎn)換。換梁機(jī)支腿支撐過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注下墊梁的支撐穩(wěn)定性、系統(tǒng)油缸的伸長(zhǎng)量及油壓等，保證各部件運(yùn)行正常。

3.7 舊梁吊裝

舊梁吊裝為本次演練方案的核心環(huán)節(jié)，包括吊具安裝、舊梁提升、起重小車縱移、駝梁小車運(yùn)梁及舊梁加固等關(guān)鍵過(guò)程。通過(guò)各過(guò)程的演練，提高換梁機(jī)各機(jī)械設(shè)備的配合，記錄各機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和各工序的時(shí)間及銜接情況。由于演練橋兩片T 梁中間無(wú)橫向連接構(gòu)件，為保證吊裝過(guò)程的穩(wěn)定性，采用下托梁輔助吊具提梁方案。舊梁吊裝如圖4 所示。

圖4 舊梁吊裝效果圖

1）換梁機(jī)具備吊重能力后，拆除鋼軌連接螺栓，縱向移動(dòng)前后起重小車至起吊位置，下放吊具至軌頂，并使用輔助卷?yè)P(yáng)機(jī)將吊帶懸掛至梁底指定位置，前吊點(diǎn)距離梁端1.5m 處，后吊點(diǎn)距離梁段1.0m 處，將吊帶兩端掛至吊具上。

2）啟動(dòng)起重小車提升卷?yè)P(yáng)機(jī)，緩慢吊起整孔舊梁、舊軌枕和鋼軌，過(guò)程中關(guān)注前后起重小車同步控制，保證起吊過(guò)程中梁的兩端水平高差不超過(guò)2cm。

3）起重小車起升至高位后，前后起重小車同步向前縱移，在提梁過(guò)門型支腿時(shí)，低速通過(guò)，過(guò)程中關(guān)注梁體輪廓與支腿距離不得小于5cm，否則停止縱移，通過(guò)起重小車橫移和升降調(diào)整梁體姿態(tài)后，安全通過(guò)。

4）起重小車縱移梁至梁體前端距離支腿中心4.3m 時(shí)，暫?？v移，前后起重小車同步落梁，使得梁體前端落于運(yùn)梁車前馱梁小車上，前馱梁小車支撐梁體位置距離梁端2.5m，拆除前方吊帶。

5）運(yùn)梁車前馱梁小車和換梁機(jī)后起重小車同步縱移梁體，移梁至梁體后端距離支腿中心0.7m時(shí)，暫停縱移，后起重小車落梁，使得梁體后端落于運(yùn)梁車后馱梁小車上，后馱梁小車支撐梁體位置距離梁端2.5m，拆除后方吊帶。前后馱梁小車縱移梁體至設(shè)計(jì)運(yùn)輸位置，采用斜撐加固。

3.8 墊石處理及支座更換

1）搭設(shè)施工作業(yè)平臺(tái)。利用現(xiàn)有橋臺(tái)及橋墩處的吊圍欄檢修平臺(tái)作為施工作業(yè)平臺(tái)，施工操作平臺(tái)考慮到除承重人體操作活荷載外，還要考慮承受各種施工設(shè)備重量等。

2）支座墊石清理。清理墊石上部舊橡膠支座，橡膠支座不進(jìn)行更換，只進(jìn)行墊石鑿除動(dòng)作得到模擬，以及動(dòng)作熟練。采用鼓風(fēng)機(jī)清理墊石表面浮灰，保證混凝土表面清潔。

3.9 新梁安裝

1）檢查前運(yùn)梁車上雙T 梁的橫向連接情況，并拆除側(cè)向加固斜撐。

2）啟動(dòng)前后馱梁小車，同步將梁體縱移至換梁機(jī)喂梁區(qū)，同時(shí)前后起重小車走行至喂梁區(qū)，后起重小車行至懸臂端，其中心距離支腿中4.93m，前起重小車行至中心偏懸臂端，其中心距離支腿中心0.3m。

3）待前馱梁小車行至其中距離支腿中1.8m時(shí)，暫?？v移，在距離梁端1.0m位置安裝吊帶，并吊掛于前起重小車吊具上，前起重小車起升吊具，脫空前馱梁小車。

4）換梁機(jī)前起重小車和運(yùn)梁車后馱梁小車同步縱移梁體，過(guò)程中關(guān)注梁體輪廓與支腿距離不得小于5cm，否則停止縱移，通過(guò)起重小車橫移和升降調(diào)整梁體姿態(tài)后，安全通過(guò)。同時(shí)，縱移后起重小車，使其中心距離支腿中心2.8m。

5）待后馱梁小車行至其中距離支腿中4.3m時(shí)，暫?？v移，在距離梁端4.0m位置安裝吊帶，并起升后起重小車吊具，脫空后馱梁小車，并將后馱梁小車向后移動(dòng)1.85m。

6）后起重小車下落吊具，使梁體尾部支撐于后馱梁小車上，脫空吊帶。然后換梁機(jī)前起重小車和運(yùn)梁車后馱梁小車?yán)^續(xù)同步縱移梁體，待梁體端部距離支腿中4.3m 時(shí)，暫?？v移，在距離梁端1.5m 位置安裝吊帶，并起升后起重小車吊具，脫空后馱梁小車。

7）起重小車起升至高位后，前后起重小車同步向前縱移，過(guò)程中關(guān)注梁體輪廓與支腿距離不得小于5cm。

8）起重小車將舊梁體提運(yùn)至孔跨正上方，緩慢下落。下落過(guò)程中關(guān)注前后起重小車同步控制，保證下落過(guò)程中梁的兩端水平高差不超過(guò)2cm，同時(shí)控制前后梁縫距離；在接近設(shè)計(jì)標(biāo)高2～3cm 時(shí)，通過(guò)起重小車的橫移和縱移以及豎向起升精調(diào)新梁姿態(tài)，將梁體調(diào)整至設(shè)計(jì)要求位置。

9）現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員復(fù)核梁體縱橫方向和標(biāo)高，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后采用墩頂?shù)? 臺(tái)千斤頂同步頂升梁體，吃力平穩(wěn)后，將吊帶脫空，完成體系轉(zhuǎn)換。使用4 臺(tái)千斤頂同步落梁，將梁體落至橡膠支座上。

3.10 通車恢復(fù)

1）梁體落梁完成后，進(jìn)行鋼軌連接，連接螺栓等級(jí)為10.9 級(jí)，扭矩不小于400Nm。

2）安裝橫向梁端鐵蓋板，回填石砟，待換梁機(jī)具備過(guò)梁條件后，換梁機(jī)離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)。

3）進(jìn)行墊梁拆除、梁縫蓋板安裝和道砟補(bǔ)齊工作，過(guò)程中調(diào)整枕木間距符合設(shè)計(jì)要求。

4）搗固機(jī)械進(jìn)場(chǎng)，大機(jī)進(jìn)行三搗作業(yè)。經(jīng)檢查線路質(zhì)量達(dá)到開(kāi)通條件后，大機(jī)返回車站，整修道床，開(kāi)通線路。

4 結(jié)論

1）換運(yùn)架一體架橋機(jī)既可以借助運(yùn)梁機(jī)車進(jìn)行遠(yuǎn)距離的運(yùn)輸，同時(shí)又可以快速組織施工，充分高效地利用了天窗點(diǎn)內(nèi)有限的時(shí)間，既不破壞既有設(shè)備線路，又可以保證施工和線路安全。

2）換運(yùn)架一體架橋機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸合理沒(méi)有超過(guò)鐵路建筑限界的安全距離，避免了因換梁作業(yè)時(shí)對(duì)既有線路及附屬設(shè)備的影響。

3）換運(yùn)架一體架橋機(jī)在T 梁換梁施工過(guò)程中能精準(zhǔn)控制新梁就位，最大限度減少了換梁后的檢查工作。

4）通過(guò)對(duì)換梁施工工藝進(jìn)行分析研究，在保證對(duì)既有線路影響最少的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了天窗點(diǎn)內(nèi)換梁的施工作業(yè)量降至最低。結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)換梁中的關(guān)鍵工序、關(guān)鍵環(huán)節(jié)采取了有效的措施，確保了既有線路的運(yùn)營(yíng)安全，對(duì)以后類似工程具有借鑒意義。