大跨度框架頂進施工時線路加固設計及施工關鍵技術

雷海斌

摘要：某項目地道橋下穿采用（16+16）m兩聯孔連續框架結構，橫向寬度達35m，下穿鐵路車站4股道。因跨度大，下穿股道多，線路加固難度大。本文介紹了采用縱橫抬梁法+吊軌梁進行線路加固的施工技術措施及結構承載檢算方法，以期對同類項目的施工起到借鑒作用。

關鍵詞：地道橋；下穿鐵路；大跨度；線路加固；承載檢算

0引言

隨著時代的進步及經濟的迅猛發展，我國城市急速擴大，出現了大量下穿既有鐵路的橋涵工程，這些橋涵工程相對以往而言且有跨度大、下穿鐵路股道多及上覆土層薄等特點。因此線路加固難度大，稍有不慎就容易出現鐵路行車安全事故，而造成巨大的經濟損失及惡劣的社會影響。所以，采取穩固有效的線路加固非常重要的，是保障鐵路行車安全的前提。本文結合某項目（16+16）m框架橋頂進施工時的線路加固實例，介紹了大跨度，下穿多股道時采用縱挑橫抬梁（工字鋼）和3-3-3-3吊軌梁（P50軌）進行鐵路加固的施工技術及結構承載檢算方法。

1工程概況

某項目采用連續框架橋的形式下穿鐵路車站，與鐵路交于里程K5+306.8，交點處鐵路里程為K273+085。交角為90°，框架采用（16+16）m兩聯孔連續框架結構，框架橋外部尺寸為橫向寬度35m，長31.2m，高9.0m，框架邊墻及中墻厚1.0m，頂板厚1.0m，底板厚1.1m?？蚣茼敻餐梁穸?.2m。

既有鐵路為國鐵I級，電氣化，無縫線路，P60軌，列車運行速度為160km/h。

因施工期間需保持鐵路的正常運行，框架采取預制框架后頂進的施工方法，工作坑設于鐵路上行線左側空地上。

2線路加固的難點、風險分析及采取的技術措施

框架采取預制后頂進的施工方案，因此需對線路進行加固，以確保鐵路行車安全及施工安全。根據本項目框架跨度大、覆土薄及下穿股道多等特點而采取的技術措施如下：

①框架跨度大，常規線路加固方案難以滿足承載要求。因框架外部寬度達35m，大大超過了以往施工小跨度框架采取鋼束梁作線路加固縱梁的最大跨度，也超過了D型施工便梁的最大（24m）加固寬度。本項目采取增設中間支撐墩的方法，以達到鋼束梁或D型施工便梁的安全承載跨度。

②覆土薄，頂進時土體作用于股道的橫向作用力大。框架覆土薄，頂進時土體作用于鐵路股道的橫向作用力大，在不采取有效措施的情況下，容易使線路股道橫移，造成行車安全事故。為了消除頂進時作用于鐵路股道的橫向作用力，本項目將線路完全架空后，進行非覆土頂進。

③線路加固股數多，施工作業難度及安全壓力增加?？蚣芟麓╄F路4股道，中間股道的加固材料需跨2股鐵路進行吊運。采取D型施工便梁進行加固線路，雖然安全可靠，但其縱梁重量較大，需利用大噸位的吊裝機械施工，施工成本高。另外，因鐵路4股道的線間距不均勻，固定寬度的D型施工便梁不能適用于本項目。決定采用大型號工字鋼作為縱梁及橫梁的縱挑橫抬梁法進行線路加固。

3線路加固方案

橋涵下穿既有鐵路頂進施工時，線路加固是保證鐵路行車安全的根本。結合本項目的施工具體條件，經對多種線路加固方案進行評估、優化及創新，采取的線路加固方案如下：

①對線路采用縱挑橫抬梁法+吊軌梁實施加固，線路加固的總長度為58.5m。

②線路加固的縱挑梁采用156b工字鋼，按單層擺放，在線路左右最外側的每束縱挑梁由3根156b工字鋼組拼。位于股道中間的每束縱挑梁由5根156b工字鋼組拼。

③橫抬梁采用156b工字鋼，單根布設，間距為1.0m。通常在線路加固前，需將加固范圍內的砼軌枕更換成木軌枕。因本項目加固的線路均位于直線上，考慮到砼軌枕保持線路良好狀況的能力更強，且目前獲得足夠數量的，且質量達到使用要求的木軌枕的難度較大。經鐵路相關管理部門同意后，使用原砼軌枕進行線路加固。但砼軌枕間距按橫抬梁的間距要求，調整至間距1.0m。

④線路加固設置3-3-3-3吊軌梁，吊軌梁采用P50軌。

⑤縱梁支墩采用人工挖孔樁，孔徑為1.3m，高度15m。加固4股軌道共設置了5排挖孔樁支墩，每排設10根孔樁支墩。同排孔樁的中心距為6.5m。線路最外側孔樁中心距相鄰線路中心的距離為2.2m，其余孔樁支墩設在線路的中間位置。第l排孔樁與第2排孔樁之間的距度為：（2.2+2.5）=4.7m：第2排孔樁與第3排孔樁之間的距度為：（2.5+2.65）=5.15m：第3排孔樁與第4排孔樁之間的距度為：（2.65+2.6）-5.25m：第4排孔樁與第5排孔樁之間的距度為：（2.6+2.2）=4.8m。

線路加固如圖1、圖2所示。

4線路加固施工關鍵技術

4.1線路加固前工作內容

根據相關技術資料、現場情況及規范要求，編制詳盡可行的線路加固方案報鐵路局工務處、安監室等部門進行審批。與相關部門簽定安全配合協議，進行管線的遷改及防護。

做好要點申請，備好施工機具、材料及防護用的減速地點標、減速信號牌等，在距工點外800m的兩端鐵路線路上安排遠端防護聯絡員，現場設專職防護員，車站設駐站聯絡員。

支墩樁施工采用人工挖孔，鋼筋混凝土護壁，樁身直徑1.3m，樁內置φl8鋼筋。

按要求對線路進行應力放散。

4.2吊軌梁施工

吊軌梁施工前，申請慢行行車（速度按45km/h）。

吊軌梁為P50軌3-3-3-3扣。鋼軌接頭錯開1.0m以上，扣軌端部加設臨時梭頭。兩端伸出框架邊緣長度lOm以上，吊軌與砼枕使用φ20U型卡子和扣板聯結在一起，以增加整體性。

4.3工字鋼縱梁安裝

線路最外側兩條縱梁采用156b工字鋼3根一束，線路中間為156b工字鋼5根一束，工字鋼分長12m、6m兩種，連接處錯開1.5m以上。縱梁工字鋼接頭采用2塊夾板連接，夾板為長1200mm、寬450mm、厚20mm的鋼板?？v梁與夾板采用20mm×80mm螺栓聯接，每處接頭用24個螺栓。同束工字鋼間采用φ20U形螺栓和扣板聯接。

4.4橫抬梁施工

輔助橫抬梁采用9m長156b工字鋼，鋪設間距1.0m，接頭錯開1.5m。橫梁位于基本軌下，橫梁與基本軌間設置橡膠絕緣墊片。

穿橫梁按“隔六穿一”進行，即穿1#橫梁后，緊接著穿8#橫梁：然后穿2#橫梁，再穿9#橫梁，按此順序安排完成全部橫梁的穿插。每穿插一根橫梁，立即將橫梁底道碴回填，并搗固密實。因砼軌枕的原間距與橫梁的設計間距不符，施工時對砼枕的間距進行調整。

橫梁工字鋼與縱梁用φ22U形螺栓和扣板聯接在一起，因頂進施工需進行前方支墩拆除前時，橫梁后端的支撐點需轉移至框架頂部，為避免橫梁與框架頂的摩擦力使縱梁橫向變形。在框架頂與橫梁的接觸面處放置鋼板，橫梁與鋼板間設置滑車，滑車能隨框架的頂進而滾動，大幅減少了摩擦力，保證了縱梁及線路方向正確，確保了列車行車安全。

4.5線路加固及頂進期間監控量測

在線路加固施工前，我方組織鐵路部門、監理單位共同對鐵路現狀實施勘察及測量，并進行詳細記錄。在線路加固及頂進施工期間隨時監測線路狀況，防止線路變形危及鐵路行車安全。

在鐵路軌道上每隔5m設置一個監測點，在進行橫梁穿插后及時對軌道情況實施全面觀測，如出現較大變形，立即進行整修。整修完成后由鐵路工務部門檢測合格后方可進行下一輪的作業。

4.6拆除線路加固設備、恢復線路

①框架頂進至位后，及時組織人員、機械、設備將線路加固設施全部拆除，恢復線路。

②拆除順序為：拆除縱梁-拆除橫抬梁同時補充道碴并修整-拆除3-3-3-3扣軌-起道并整修線路-抽換砼枕-起道并整修線路-線路穩定整修-恢復線路。

③拆除縱梁立即整修線路，并進行補碴，抽一根橫梁，立即補上一根砼枕，并用電鎬把道碴搗固密實后，方可進行下一根的抽換。

④線路扣軌的拆除，按先中間后兩邊的順序進行。

⑤扣軌、橫梁、縱梁等拆除后，立即吊運至線路界限以外，并整齊堆碼，以避免鋼軌、工字鋼等長桿件侵入線路界限，造成鐵路行車安全事故。

⑥列車恢復正常通行速度后，繼續加強線路的整修、養護，以確保道床穩定，并及時向鐵路局工務段辦理驗收交接手續。endprint