雙線墩架設增二線梁在鐵路擴能改造中的應用

董 宏

(太原鐵路局， 太原 030013)

雙線墩架設增二線梁在鐵路擴能改造中的應用

董 宏

(太原鐵路局， 太原 030013)

在鐵路新增二線擴能改造中，經常會遇到臨近既有線架梁施工。若在新建增二線單線墩進行架梁，由于離既有線有一定安全距離則比較簡單。但若在既有雙線墩上已經有一線開通運營的情況下，利用既有墩架設增二線梁，由于線間距太近則比較困難。本文以遷曹鐵路曹妃甸特大橋雙線墩架設增二線梁為例，通過合理的施工組織，采取架橋機改造、接觸網改造以及線路偏心和撥移回撥等安全措施，實現了施工安全、貨運量、施工進度三大目標，能夠對鐵路建設和擴能改造的類似工程提供參考。

雙線墩； 二線梁； 重載鐵路

在鐵路新增二線擴能改造中，經常會遇到鄰近既有線架梁施工。若在新建增二線單線墩上進行架梁，由于離既有線有一定安全距離則比較簡單。但若在既有雙線墩上已有一線開通運營的情況下，由于離既有線太近架設增二線梁則比較困難。由于鐵路梁自重較大且橋下難有適合的道路和場地，使用汽車吊、履帶吊架梁不太現實，所以一般使用架橋機架梁。

2009年建設遷曹鐵路曹西單線時，考慮到曹妃甸特大橋(跨海大橋)施工的難度和搭設棧橋的投資以及將來的發(fā)展，在當時搭設了施工棧橋的情況下，按照雙線墩只架單線梁進行了施工預留，施工完畢后按照海域通航的要求拆除了棧橋。隨著經濟發(fā)展，運量增加，以及環(huán)渤海經濟圈、京津冀協(xié)同發(fā)展等國家戰(zhàn)略的提出，從2014年起開始實施曹妃甸港區(qū)鐵路擴能改造工程，需要在既有雙線墩上架設增二線梁。通過大量的現場調研和安全限界測量，確定了施工方案，按照鄰近營業(yè)線B類進行架梁施工。

1 既有橋概況

1．1 既有曹妃甸特大橋區(qū)域位置

曹妃甸港區(qū)鐵路位于河北省東北部唐山市的曹妃甸區(qū)境內，北距唐山市80 km，西距天津120 km，西距北京220 km，東距秦皇島170 km。既有曹妃甸特大橋位于曹妃甸北站與曹妃甸西站之間，將大陸與曹妃甸島連為一體。

1．2 既有曹妃甸特大橋設備概況

既有橋為電氣化鐵路橋梁，采用“專線(01)2051”圖號的簡支T梁，預留二線墩臺線間距4.0 m，橋面兩側均設有護欄和步行板以及擋砟板，靠近新線一側有電務電纜。

2 新增曹妃甸特大橋架梁總體思路

2．1 主要工程數量

曹妃甸特大橋全長7 478.65 m，共計242孔。其中有4處共15孔現澆結構已按雙線施工，剩余227孔為預制T型梁，包括32 m T梁191孔、24 m T梁33孔、20 m T梁3孔。

2．2 細化措施，確保安全

由于受線間距4.0 m限制，架橋機與接觸網之間安全距離不足，架梁施工前首先必須拆除既有橋上靠近新線一側的護欄和步行板，對電務電纜進行遷改，并對橋上接觸網完成改造。

采取的措施：一是對既有橋上接觸網進行改造，使帶電部分向靠近既有線側調整；二是對架橋機進行選型、改造與防護，外形尺寸向遠離既有線側調整0.2 m，對架橋機下方的運梁車走行線路進行偏心鋪設，向遠離既有線側偏移0.2 m。達到規(guī)范規(guī)定的安全距離。

2．3 優(yōu)化施組，確保進度

根據制梁場臺位的數量和24 m、20 m特殊 T梁的具體孔位，有針對性地安排不同跨度的梁體制作，使制梁順序與架梁順序保持一致，避免發(fā)生無梁可架的現象。同時搭設蒸汽養(yǎng)生棚保證冬期制梁，搭設防護棚保證雨季制梁不間斷進行。

3 施工準備工作

3．1 接觸網改造

取消接觸網在架梁一側的受電線偏移，僅保留既有線一側的受電線偏移，Z字值為0.2～0.35 m，受電線向既有線一側適當偏移后拉出值并不超標。同時更換腕臂并將直型定位管更換為彎型反定位管，使帶電部分向接觸網支柱方向靠近。將過長的平腕臂、斜腕臂、反定位進行切割或更換，最后進行接觸網調整。接觸網改造工作完成后，正定位拉出值由0.2 m變?yōu)?.35 m，反定位拉出值由-0.2 m變?yōu)?0.2 m，架橋機與接觸網帶電部分距離達到1.5 m。當架梁工作完成后，再將改造過的既有接觸網改造回原來狀態(tài)。

3．2 架橋機改造

3．2．1 架橋機外型改造

對比DJK166型和DJ180型兩種架橋機的支點反力和外形尺寸，(1)DJK166型架橋機自重256 T，架橋機支點反力超出橋梁的承載能力，DJ180型架橋機自重123.7 T，架橋機支點反力小于橋梁的承載能力。(2)DJK166型架橋機最外廓寬4.33 m，DJ180型架橋機最外廓寬4.2 m。經過綜合比選，采用DJ180型單臂步履式架橋機進行改造。

改造前的DJ180架橋機3號柱外廓寬4.2 m，單側支柱距接觸網帶電部分0.8 m，1號、2號柱外廓寬4.0 m，單側支柱距接觸網帶電部分0.9 m。改造時將架橋機1號、2號柱向內側收回0.4 m，能夠滿足架橋機支撐穩(wěn)定，同時將3號柱向內側收回0.77 m，保證3號柱柱腳能夠支撐在橋梁的擋砟槽與軌枕頭之間，使軌排車能夠順利通過。

改造后DJ180架橋機3號柱外廓寬3.43 m，單側支柱距接觸網帶電部分為1.185 m。1號、2號柱外廓寬3.6 m，單側支柱距接觸網帶電部分為1.1 m，但仍不能達到接觸網安全距離。

架橋機采用分體汽運，在預制梁場內線路上采用汽車吊組裝。

3．2．2 安裝絕緣板防護

架橋機靠近接觸網一側在接觸網帶電桿件5.0 m范圍內，滿布牢固粘貼絕緣板。

3．2．3 設置接地線防護

在新架梁梁頂左側邊緣布設10×5鍍鋅扁鋼接地線帶，布設進度隨架梁進度。每隔6個橋墩將接地線沿橋墩引至橋下，連接接地極，使架橋機可靠接地，消除靜電。滿足TG/01-2014《鐵路技術管理規(guī)程》第203條“接觸網帶電部分5 000 mm范圍內的金屬結構物須接地”的要求。

3．3 走行線路偏心鋪設

在進行接觸網偏移改造后，新線在正常架梁工況下，架橋機架體及運梁軌道中心線與兩片T梁的中心線重合，架橋機上部結構與接觸網腕臂帶電部分有1.5 m的水平安全距離。在架橋機架體尺寸單側瘦身微調0.2 m后，變?yōu)?.7 m的水平安全距離。如果將架橋機架體及運梁軌道中心線一起向兩片T梁的中心線外方再偏移0.2 m，即新線與既有線線間距由4.0 m臨時變?yōu)?.2 m，可以達到1.9 m的水平安全距離，其斜向安全距離(真實的安全距離)就能夠達到2.0 m以上。

經過對架體偏移和墩身承載綜合檢算，偏移0.2 m不影響整體重心穩(wěn)定和墩身承載。待架橋機通過后再逐步撥回4.0 m線間距位置。

試架梁時按照偏心鋪設后4.2 m的臨時線間距進行了實際測量：

(1)建筑限界安全方面

架橋機1號柱距離既有線中心2.52 m，2號柱距離既有線中心2.23 m，3號柱距離既有線中心2.47 m，1號柱和3號柱滿足TG/01-2014《鐵路技術管理規(guī)程》中距離既有線中心2.44 m的要求，但2號柱不能滿足，因此架梁期間，允許既有線普通列車通過，但禁止既有線超限貨物列車通過。

(2)人身安全方面

①架橋機最寬部位距離接觸網線2.3 m，滿足GB/01-2014《鐵路技術管理規(guī)程》第203條中“接觸網帶電部分至機車車輛或裝載貨物的距離不小于350 mm”的要求，也滿足TG/01-2014《鐵路技術管理規(guī)程》第205條中“其他人員(包括所攜帶的物件)與牽引供電設備帶電部分的距離不得小于2 000 mm”的要求。②架橋機最寬部位距接觸網腕臂最外端水平距離為1.9 m，但由于腕臂位于接觸網上方，根據勾股定理，其斜向距離(真實的安全距離)已大于2.0 m，且可以通過在架橋機上設置絕緣板和警戒隔離繩等補強措施來防止架橋機上的人員靠近接觸網帶電部分。

(3)梁車運行安全方面

線路偏移情況需考慮到已就位梁體的偏載，經檢算200 mm的偏移在容許范圍內。其關鍵點是：①卡控運梁車上梁體的偏載，避免不利因素的疊加。②卡控運梁車的走行速度，因速度加快，車輛的蛇形擺動造成的橫向偏移量也隨之加大，影響重心穩(wěn)定。③橋梁全長7 478.65 m，長距離的線路偏移不利于梁車運行安全，因此在架設5孔梁(150 m左右)之后就開始逐步撥回到4.0 m線間距位置，也有利于橋面線路鋪設能及早按正式工程施工(如圖1所示)。

圖1 運梁車軌道向外偏鋪200 mm (mm)

4 施工過程

4．1 施工順序

架梁作業(yè)盡可能利用列車間隙時間進行。順序為先采用人工移梁方式架內邊梁，后通過架橋機整機外移50 mm、機臂外移750 mm架外邊梁，一次落梁到位。架梁時間控制為200 min，即：架橋機過孔60 min，架內邊梁60 min，架外邊梁60 min，鋪架軌排20 min，這4個環(huán)節(jié)順序要嚴格不變，才能確保安全。

4．2 施工卡控措施

成立裝載加固驗收小組，每一片梁的裝載加固必須有錄像備查，運行必須有速度記錄儀備查。運梁車在距架橋機100 m時要一度停車。架橋機的檢修須利用天窗點進行。架梁期間，禁止既有線超限貨物通過。對人員和設備采取防感應電、屏蔽接地等措施。

5 效果

2016年7月13日，曹妃甸特大橋最后一片梁順利合龍，達到預期效果。需要指出的是，隨著架橋機推進，運梁車的走行距離也在加大，架橋機利用率必然會隨之降低。2016年6月，本方案在總公司組織的全路施工交流匯報會上進行了經驗推廣。

6 結束語

從我國鐵路建設現狀來看，新建單線橋時預留增二線雙線墩是比較普遍的，建1個雙線墩相比建2個單線墩(一舊一新)來說，在項目投資、土地預審、征地拆遷、環(huán)評、水土保持、消防送審、防洪評價等方面都能節(jié)省投資或簡化審批手續(xù)，有很大優(yōu)勢。曹妃甸特大橋在既有雙線墩上已有一條單線開通運營并開行2萬噸重載列車的情況下架設增二線梁，通過合理組織施工并采取安全措施實現了這一目的，是鐵路鄰近既有線大型施工和擴能改造的成功案例。

[1] TG/01-2014 鐵路技術管理規(guī)程[S]. TG/01-2014 Railway Technical Management[S].

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[3] TB10303-2009 鐵路橋涵工程施工安全技術規(guī)程[S]. TB10303-2009 Safety Constructional Regulations forRailway Bridge and Culvert Engineering[S].

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[6] 戴樹和.工程風險分析技術[M].北京：化工工業(yè)出版社，2007. DAI Shuhe. Project Risk Analysis[M].Beijing: Chemical Industry Press,2007.

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Application of Double-Track Pier Erecting Second Line Beam in Railway Expansion and Reconstruction

DONG Hong

(Taiyuan Railway Bureau,Taiyuan 030013,China)

In the expansion and reconstruction of new-added double-line of railway, the construction of new line near to the existed line is often happens. If the beams are erected on the single-line pier of new line, it is relatively simple for there exists some certain safety distance from the old one. But when one of the existed second line beams is already at work, it is difficult to erect the beam of second line due to the shorter distance between centers of tracks. This paper takes the erection of beams on the double-line pier of Caofeidian super major bridge on Qiancao Railway as an example. the three goals of construction safety, freight volume and construction progress have been achieved by many safety measures such as taking reasonable construction organization, improving bridging machines and contact nets, adopting line eccentricity and shifting methods, etc. The experience provides references to the similar projects of railway construction and its capacity expansion.

double-line Pier; beams of Zenger-Line; heavy-loaded railway

2016-06-20

董宏(1970-)，男，高級工程師。

1674—8247(2016)05—0091—04

U44

A