深度探討鐵路移梁方案設(shè)計(jì)及施工技術(shù)

摘 要:在鐵路增建二線和既有線改造施工中，由于曲改直或者小半徑改大半徑，常常需要將既有橋梁進(jìn)行改建或撥移。本文基于筆者多年從事鐵路工程施工的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以筆者參與的某鐵路工程項(xiàng)目移梁施工為研究背景，結(jié)合工程實(shí)際探討了兩種移梁施工方法，詳細(xì)闡述了移梁施工的步驟，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞:隧道塌方冒頂處理方案工藝總結(jié)

中圖分類號(hào):TB21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)05(a)-0082-02

在鐵路增建二線和既有線改造施工中，由于曲改直或者小半徑改大半徑，常常需要將既有橋梁進(jìn)行改建或撥移。橋梁橫移的施工方法較多，通常采用吊車吊梁移梁，或在橋下搭枕木垛，利用滑移系統(tǒng)移梁，或利用既有墩臺(tái)上進(jìn)行移梁作業(yè)。下面結(jié)合工程實(shí)際介紹后兩種移梁施工方法。

1 工程概況

某鐵路段因新建橋梁在既有大橋的橋頭分開繞行，占用3道位置，需要將3道上第一孔梁24m(標(biāo)準(zhǔn)重156.9t)和第二孔梁32m(標(biāo)準(zhǔn)重222.7噸)拆移。

既有橋?yàn)樗木€共墩橋，道碴橋面，鋼筋混凝土梁。3道線路為50kg/m的普通線路，設(shè)有P43護(hù)輪軌，支座為鋼支座，支座高度50cm，梁端距離支座水平距離為30cm，支座固定端為安康端。橋梁按照曲線布置，3道和Ⅱ道線間距為5.264m。本橋左側(cè)為角鋼欄桿，混凝土人行道步板，右側(cè)為3道和Ⅱ道梁間混凝土步板，寬度1.3m。

既有橋2#墩位于主溝槽內(nèi)，溝內(nèi)常年流水，本溝匯水面積較大，特別在夏秋兩季，常常是暴雨引發(fā)山洪。2#墩身高度為22m，1#墩身高度13m，0#臺(tái)高4m。墩臺(tái)頂面高程為:206.1m，漢江百年水位198.26m。24m梁下是鄉(xiāng)村公路。

2移梁總體施工方案比選及確定

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，擬定以下3種施工方案:

第一種:人工移梁。先加固地基，搭設(shè)滑道所用臨時(shí)支墩，利用千斤頂頂起梁體，采用托板、輥杠、滑道組成滑移系統(tǒng)，推拉鎬牽引和千斤頂頂推橫移到位，再逐層頂起，抽掉枕木垛，降低梁體高度后破碎，清理出場(chǎng);32米梁在既有橋墩上橫移，將梁體固定在既有橋墩上存放。優(yōu)點(diǎn):利用自有設(shè)備和人員，不需要天窗，需要場(chǎng)地小，可靠性高，施工安全穩(wěn)定，不需要大型設(shè)備。缺點(diǎn):前期枕木垛、滑道等準(zhǔn)備工作量大，所需人員較多，工序多，進(jìn)度較慢。

第二種:架橋機(jī)移梁。該橋位于車站內(nèi)，而該站內(nèi)設(shè)有鋪架切入點(diǎn)，在鋪架單位向東鋪架完成后，若有空閑時(shí)間，可從車站西咽喉進(jìn)入3道，架橋機(jī)依次分片吊起第1孔、第2孔梁，運(yùn)輸至車尾，用龍門吊起吊置于3道線路已預(yù)先鋪設(shè)好的滑道上，橫移到線路限界以外存放。優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單、快速、方便。缺點(diǎn):線上作業(yè)需要天窗點(diǎn)，點(diǎn)內(nèi)起吊運(yùn)輸時(shí)間緊，橫移梁在線上作業(yè)，對(duì)既有線安全隱患大，同時(shí)因鋪架工期緊，架橋機(jī)難得有空閑時(shí)間，因此該方案的可靠性較小。

第三種:大噸位吊車移梁。32m梁標(biāo)準(zhǔn)重222.7噸，需要2臺(tái)80噸汽車吊同時(shí)分片起吊，放于墩下。

綜合比選，第三種方案可能性小，第二種方案可靠性小，而采用第一種方案，人工移除方法雖然工序多，材料多，但是不需要大型設(shè)備，不需要要點(diǎn)，所用場(chǎng)地小，干擾少，并且許多材料可以利舊，人員可以就近。人員可以集中項(xiàng)目部其他工隊(duì)勞務(wù)工，經(jīng)熟練技工培訓(xùn)后上崗，枕木垛基礎(chǔ)可利用施工廢棄的砼砌塊砌筑，同時(shí)牽出線拆除后的木枕和鋼軌也可以作為施工材料，不夠的就近從工務(wù)段購(gòu)買，移梁設(shè)備自有，且性能良好，完全具備施工條件，還不依賴外單位，可靠性高，安全性也好。

人工移梁具體方法如下:

第一孔梁:支墩的地基依次采用夯實(shí)、20cm厚C20鋼筋砼處理后，沿既有1#墩位置砌筑2m高C20砼砌塊，再搭設(shè)寬3.75m、高4.5m、長(zhǎng)6.25m的枕木垛，既有0#臺(tái)位置搭設(shè)寬3.75m、高2.5m、長(zhǎng)6.25m的枕木垛，頂帽表面原流水斜面用砼補(bǔ)平，便于起梁。梁體每端用4臺(tái)50噸千斤頂頂起，每端鋪設(shè)2根長(zhǎng)12.5m的P50鋼軌，用卡子加固牢靠，每端放置4個(gè)走梁小車。走梁小車推移至梁底，托板上墊上枕木，梁體下落至枕木上，推拉鎬牽引和千斤頂頂推橫移到位，再落梁破碎。第二孔梁:在既有橋墩上向既有正線靠近，采用與第一孔梁相同的滑移系統(tǒng)，不同的是不需要臨時(shí)支墩，且梁的支座必須保留，將梁體固定在既有橋墩之上存放。這樣既移走了橋梁，留夠了二線橋梁的空間，又不破壞原4線橋墩受力的平衡，避免了高墩所需大量枕木垛，大大降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。

3 移梁施工步驟

3.1 施工準(zhǔn)備

3.1.1 移梁牽引力計(jì)算

移梁牽引力計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果

N =KQ(f1+f2)/D±QN

式中N——牽引力(kN);

f1、f2——上下滑道與輥扛滾動(dòng)摩擦系數(shù):鋼對(duì)鋼取0.03～0.1。

D——輥扛(圓鋼)直徑(cm)。

N——滑道坡度，平坡取0。

K——阻力系數(shù):鋼對(duì)鋼取2.5～5。

Q——梁體總重(kN);

該橋移梁滑道為既有鋼軌，f1、f2取最大值0.1，k取3.0，滾杠直徑為5cm，滑道坡度為平坡取0。

24m鋼筋混凝土梁體每孔標(biāo)準(zhǔn)重量為1569kN，按照1600kN考慮，則N=3.0×1600×(0.1+0.1)/5=192kN，因此采用2臺(tái)10t的推拉鎬即可牽引，也可以每端利用2臺(tái)50t千斤頂同時(shí)平推到位，場(chǎng)地受限時(shí)兩者結(jié)合使用。

32m鋼筋混凝土梁體每孔標(biāo)準(zhǔn)重量為2227kN，按照整體移動(dòng)，按照2250kN考慮，則N=3.0×2250×(0.1+0.1)/5=270kN，因此采用2臺(tái)15t的倒鏈即可牽引。因在既有橋墩上推移，空間狹小，推拉鎬施展不開，每端用2臺(tái)50噸千斤頂平推到位。

綜上所述，采用2臺(tái)10t推拉鎬或倒鏈，也可用4臺(tái)50噸千斤頂即可推移24m、32m梁體橫移到位。

3.1.2 地基處理

該處地基表層為碎石土，參照設(shè)計(jì)參數(shù)，從溜塌邊坡出露看，厚度4m，灰色，成分主要為石英云母片巖，稍濕，稍密-中密，Ⅲ級(jí)硬土，σ=350kPa，以最重的32m梁計(jì)算，梁體作用于枕木垛下的基礎(chǔ)受力面積為3.75m*6.25m，基底承受的壓強(qiáng)為σ’=2227kN/(3.75m*6.25m)=95kPa<σ=350kPa，可以直接在地基上搭設(shè)枕木垛。為避免軟硬不均，并擴(kuò)大受力面積，利用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)后，澆筑20cm厚C20砼，為增大砼抗裂性能，其中放置2層φ8鋼筋網(wǎng)片，養(yǎng)護(hù)3天后開始上部支墩砌筑施工。

3.1.3 枕木垛搭設(shè)

為減少購(gòu)買的枕木量，支墩下層利用現(xiàn)有的C20砼砌塊砌筑2m高，也可用漿片。1#墩枕木垛長(zhǎng)6.25m，寬3.75m，高4.5m，0#臺(tái)枕木垛長(zhǎng)6.25m，寬3.75m，高2.5m。枕木分2.5m長(zhǎng)和1.25m長(zhǎng)，無腐朽，堅(jiān)固可靠。每排長(zhǎng)短搭配，交錯(cuò)搭設(shè)，滑移過程中所用的枕木垛采用空心垛，枕木間距0.15m，枕木之間鋪設(shè)細(xì)砂增加摩擦，扒釘加固;放置梁所用的枕木垛為確保破碎過程中的安全性，采用實(shí)心垛，同時(shí)為便于梁體下降，為了給千斤頂提供支點(diǎn)，梁體內(nèi)外的枕木垛分開獨(dú)立搭設(shè);枕木垛頂面和墩臺(tái)頂帽平齊，并留20根80～90cm的短枕備用。

3.1.4 梁上線路設(shè)備拆除

該橋施工前，供電單位提前將該作業(yè)范圍內(nèi)的接觸網(wǎng)鋼柱改移。3道作為工程線使用后，首先設(shè)置好與正線的物理隔離措施，拆除梁上既有3道線路設(shè)備，扒除道碴，拆除梁上人行道及梁間混凝土步板及梁上相關(guān)附屬構(gòu)件。因千斤頂?shù)膰嵨话凑?2m梁考慮，故24m梁上只需將鋼軌、枕木拆除用于移梁作業(yè)，梁上步行板拆除以保安全，其余可隨梁體整體移除，節(jié)約人工及時(shí)間。32m梁必須全部拆除鋼軌、枕木、人行道步板及支架，清除道碴。

3.2 移梁施工步驟

(1)使用8臺(tái)(每端4臺(tái))500kN的油壓千斤頂將整孔梁頂起。(2)拆除墊梁木，落千斤頂，每端使用2臺(tái)千斤頂平推或倒鏈牽引，橫移梁體到位。(3)梁體橫移到位后，用鐵楔將拖板兩端卡緊，不使拖板再沿滑道產(chǎn)生滑移。然后拆除鋼絲繩和倒鏈，再用8臺(tái)千斤頂，每4臺(tái)一組，分別將梁的一端頂起，取掉輥杠和拖板，抽掉滑道，千斤頂回油，落梁到指定位置。(4)落梁。落梁時(shí)，千斤頂置于分開搭設(shè)的內(nèi)側(cè)枕木垛上，先將一端頂起，抽掉梁下另一個(gè)獨(dú)立枕木垛上的一層枕木，千斤頂回油，將梁輕輕落下，再下降另一端;然后抽掉千斤頂下枕木垛的一層枕木，千斤頂再頂起梁，再抽取置梁的枕木垛一層枕木，落梁;如此循環(huán)，直至下降到預(yù)定的高度。(6)梁體破碎。因臨近既有線和居民區(qū)，不能爆破，只能采用機(jī)械破碎錘破碎，兩側(cè)道路加強(qiáng)防護(hù)，每日清除廢碴，2天完成破除工作。(7)32m梁移梁。將既有橋梁兩側(cè)人行道拆除后，梁體向既有線靠近1.3m，可滿足新梁建筑寬度要求。移梁步驟與移24m梁基本相同，不同的是在墩頂移動(dòng)，不需要枕木垛，梁頂起后支座需要保留，還需要增加梁體固定措施。在移梁之前，采用取芯機(jī)鉆出平移后支座地腳螺栓孔位置，對(duì)平移后孔位在原支座位置區(qū)域內(nèi)的，采用擴(kuò)大鋼板與支座焊接，在鋼板上打孔錨固螺栓，這樣可將孔位移至原支座位置以外。

3.3 施工注意事項(xiàng)

(1)移梁時(shí)兩端橋臺(tái)由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員、安質(zhì)人員檢查、控制。施工人員基本固定，分工明確，熟悉程序，服從指揮。施工前必須進(jìn)行安全教育和技術(shù)交底，講清作業(yè)程序及任務(wù)、質(zhì)量要求，并經(jīng)考試合格后方能上道作業(yè)。(2)移梁所用機(jī)具必須質(zhì)量可靠，檢驗(yàn)合格，使用先試車，千斤頂必須有2臺(tái)以上備用。(3)千斤頂施頂時(shí)位置必須符合要求，頂梁、要精心調(diào)整橋梁在平面和立面的位置，確保整孔梁無“三條腿”的現(xiàn)象，落梁時(shí)要使梁平起平落。(4)平移時(shí)必須一人統(tǒng)一指揮，兩端同時(shí)移動(dòng)，接近就位時(shí)要緩慢牽引。(5)所有高空作業(yè)人員進(jìn)入作業(yè)必須佩戴安全帶、安全帽，穿軟底防滑鞋。思想集中，服從施工負(fù)責(zé)人的命令，做到令行禁止。(6)移梁作業(yè)時(shí)，人行道封閉，禁止通過。梁平移后，及時(shí)恢復(fù)正線人行道。(7)橋面拆除的材料，放置不得侵入限界，嚴(yán)禁隨意丟擲到橋下，不得堆置在橋人行道上。

4施工小結(jié)

采用人工移梁，所需設(shè)備自有，不需要增加投入，購(gòu)置的枕木還可以在以后的工程中使用，人員就近利用，其他材料基本可以利舊，投入不增加多少，本方法與傳統(tǒng)工藝相比，用走梁小車取代了托板、輥杠，使之簡(jiǎn)約化、集成化，加大了千斤頂?shù)膰嵨?，原分片頂起可以整孔頂起，減少了支撐，加大了梁體的穩(wěn)定性，唯一的不足是工序較多，必須提前準(zhǔn)備。通過安全順利地完成移梁工作表明，這種方案的施工過程是穩(wěn)扎穩(wěn)打，安全可靠，且不需要外單位協(xié)助，施工變數(shù)少。同時(shí)第2孔梁可在既有墩頂橫移，節(jié)約了高墩所需大量枕木垛，減少了工序，大大降低了施工成本和安全風(fēng)險(xiǎn)。

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