既有線框架頂進便梁支點偏位處理施工技術

嚴來章 中鐵二十四局集團安徽工程有限公司

新建合肥市集賢路框架立交橋，下穿既有合武鐵路H6聯絡線（一股道）。該線路為客貨共線鐵路，該橋處為圓曲線段（曲線半徑 1600m），線路坡度5.5‰。

該框架橋由5孔獨立的框架組成，孔徑（正交）依次為 1孔 6.5m、4孔12.75m框架，箱身為C30鋼筋混凝土。鐵路線路與框架斜交角為 52°43′45″。

框架分5次頂進，采用D型24m施工便梁架空線路。首先頂進4號框架，便梁兩端采用挖孔樁作為支點；再頂進3號框架，便梁一端以4號框架為支點，另一端以挖孔樁為支點；最后分別頂進2號、1號、5號框架，同樣支點一端為已經頂進就位框架，另一端為挖孔樁。

1 便梁支點偏位處理方案

⑴ 4號框架頂進就位后，由于作為便梁支點的挖孔樁向外側偏離40cm，造成無法架設便梁。為此，采用便梁焊接接長40cm的方案，架設便梁后將3號框架順利頂進就位。

⑵ 3號框架頂進就位后，由于作為便梁支點的挖孔樁向外側累計偏離80cm，造成上述便梁焊接40cm后仍然無法滿足要求。

因此，除上述便梁一端焊接接長40cm外，再將便梁另一端（框架端）以從框架頂部縱向懸臂挑出的工字鋼作為支點，架設便梁后將2號框架順利頂進到位。

最后，再依次頂進1號、5號框架。其中，1號框架的挖孔樁支點位置正常，沒有發生偏移；5號框架的挖孔樁支點也向外側偏離，同樣按照上述頂進2號框架的方法處理。

由于框架結構總高度達11.4m，5號框架附近的電氣化接觸網鋼柱基礎在影響范圍內，因此在頂進5號框架前，將附近的電氣化接觸網鋼柱基礎進行了加固處理，基礎外側包一圈鋼箍并填充混凝土。全部框架頂進就位后，再架設便梁施工框架橋兩側的擋土墻。

上述施工方案，實施順利，整個施工過程未影響列車的正常運行。最后，整個工程順利結束并已竣工交驗完畢。另外，施工過程中，列車均慢行（時速45km/h）。

2 便梁焊接接長

包括：縱梁承受的最大剪應力和最大正壓力；縱梁的總穩定性、變形與撓度；焊縫的強度等。計算結果表明，焊接后的便梁可以滿足要求。其中，便梁焊接接長及下面將要介紹的工字鋼縱向懸臂支撐的主要計算依據：

鐵路橋梁鋼結構設計規范（TB10002.2－2005）、鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范（TB10002.3－2005）以及D型施工便梁使用說明書等。

除便梁焊接按照規范要求執行外，施工中還采取了以下措施：

⑴ 要求焊縫打磨平整，以減小應力集中。焊接端位于挖孔樁一側。

⑵ 經委托有資質的單位對焊縫質量進行檢測，焊縫符合要求。

⑶ 在腹板處焊接2道水平鋼板，以保證腹板穩定。

⑷ 當框架頂至便梁下方時，如有列車通過則提前在便梁的縱梁下方增加臨時支撐點，以減小縱梁內力；頂進時則將臨時支撐點拆除。

D型24m便梁全長24.50m，支座縱向中心距24.12m、橫向中心距4.46m。設計圖中便梁為16Mnq（Q345c）。由于線路與框架斜交，因此只需焊接其中的1片縱梁即可。焊接（采用對焊焊接）40cm后，其中1片便梁總長24.90m，支座中心至梁體端部距離不變。由于焊接接長的長度較小，故可忽略2片梁體的不對稱性，只計算接長的1片縱梁。

按照規范要求，需要考慮鋼軌自重、軌枕及配件自重、便梁自重、列車荷載、沖擊系數、超高及偏心影響等。計算內容

3 工字鋼縱向懸臂支撐

3.1 工字鋼承受的荷載

由于焊接40cm后，頂進2號框架時仍然不能滿足要求，因此在焊接縱梁的另一端采用組合工字鋼縱向懸臂支撐縱梁（組合工字鋼縱向中心線與縱梁中心線重合）。此時，組合工字鋼相當于杠桿，主要承受3處荷載：

⑴ 由便梁支座（位于組合工字鋼一端的上方）傳來的荷載；

⑵ 由框架上方邊緣處的支點傳來的荷載（需要考慮局部受壓）；

⑶ 組合工字鋼的另一端傳來的平衡荷載（經計算，采用6Φ32的U型螺栓）。

組合工字鋼是由4片I56c工字鋼組成的（橫向寬度68cm，高度56cm），工字鋼長度6m；各工字鋼之間填入硬木，不留空隙；沿工字鋼截面高度方向穿入上下2排Φ22螺栓（全部采用雙螺帽），以增強其整體性。

除上述縱梁需要計算外，主要是關于組合工字鋼的計算。計算內容包括：組合工字鋼承受的內力；平衡荷載（經計算，并充分考慮到安全性，采用6Φ32的U型螺栓可滿足要求）；中間支點處的混凝土局部受壓；變形與撓度等。

3.2 施工中需要采取的措施

⑴ 便梁支座處、工字鋼與框架連接處均應設置限位措施，防止工字鋼及便梁橫移，以承受列車橫向搖擺力、風荷載等橫向作用。實際施工中，便梁支座處采用焊接鋼板作為限位措施；工字鋼與框架連接處采用貫入框架頂部的光圓鋼筋作為限位措施。

⑵ 便梁支座下方，組合工字鋼頂部焊接20mm厚鋼板；工字鋼承受平衡荷載的另一端（U型螺栓端），也采用20mm厚鋼板在工字鋼頂部焊接，以增強整體性和受力均勻性。

⑶ 由開口向下的U型螺栓6Φ32扣在組合工字鋼上，U型螺栓貫穿框架的頂板且錨固，以保證受力的可靠性。

⑷ 此外，頂進過程中必須隨挖隨頂、吃土頂進，禁止超挖（頂程應小于1m）或放坡大開挖；頂進過程出土要盡可能快，頂進盡可能快，以較小風險。

此外，由于框架長度較小（垂直線路方向長10m），在頂進5號框架過程中，靠近接觸網鋼柱基礎的一側土體有坍塌現象。為保證接觸網安全，暫停頂進，該處立即采取回填措施，并且加強觀測。

實際上，由于基礎位于土體破裂面之上，所以加固措施并未能改變這一狀況。該處的接觸網在施工前應該遷移，并且應按照原計劃的采用鋼板樁方案作為施工防護，可以消除此類隱患，保證接觸網鋼柱基礎的安全性。

4 結論與建議

⑴ 在便梁支點偏位導致便梁無法架設時，可采用便梁焊接接長或工字鋼縱向懸臂支撐的辦法進行處理。但應進行計算、復核、論證，嚴格按照規定的程序辦理，迅速處理。

⑵ 需要詳細、可靠的構造措施，以滿足計算假定和安全要求。計算和采取的構造措施同等重要；同時，應采取便梁中部增加臨時支點、加強監測等措施。

⑶ 便梁支點施工前，應該嚴格按照程序復測、復核。這種失誤完全可以避免。

上述既有線框架頂進便梁支點偏位處理施工技術已順利實施完畢。作為一種補救措施，保證了行車安全、工程進度和安全，也為處理便梁支點偏位問題積累了寶貴實踐經驗。