大型鐵路框架涵D型鋼便梁架空施工關鍵技術探討

賈耀飛

摘 要：文章以大型鐵路框架涵D型施工便梁線路架空作為研究對象，通過多座鐵路線立交框架涵的施工任務，總結出省級施工工法，成果的編制與實施對推動礦區鐵路橋涵施工作出了有益的探索。

關鍵詞：鐵路框架涵；D型鋼便梁；架空施工

中圖分類號：U218 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）26-0149-03

Abstract： Taking the D-type construction of large scale railway frame culverts as the research object， this paper summarizes the provincial construction methods through the construction tasks of several railway line interchange frame culverts. The compilation and implementation of the results have made a beneficial exploration to promote the construction of railway bridges and culverts in mining areas.

Keywords： railway frame culvert； D-type steel beam； overhead construction

1 概述

我國經濟的迅猛發展，交通運輸業一直在不斷改進，以滿足社會需求。為適應經濟形式的發展，許多新建的橋梁、鐵路、公路工程經常出現與即有運輸線路發生沖突，特別是主干城市道路的規劃施工與運煤主干線路不可避免的交叉，建設與生產需要二者兼顧；國家鐵道部強調逐步取消平交道口，要求平交改立交；要解決這一問題，就要采用一些新技術和新工藝。

下穿鐵路線的橋涵施工可以采取頂進施工工藝，該工藝準備工作時間長，占地面積大，成本費用高，在實施過程中施工精度的控制難度大，發生問題處理難度大；為解決大跨度橋涵施工所面臨的難題，本文設計的《大型鐵路框架橋D型鋼便梁線路架空施工技術》不僅能解決施工中即有線路的運營難題，而且還能保證橋涵正常施工，加快工程的施工進度，保證施工質量，降低工程成本投入。

2 工藝原理

單孔橋涵鐵路線路架空體系由支撐點（支撐樁），縱向受力體系，橫向受力體系，連接桿配件組成一個立體的空間結構，根據四孔分體框架涵自身的特點及D型便梁可拼可接的特點，合理布置混凝土支撐樁，選擇最匹配的鋼便梁組合方式，減少便梁的施工投入成本[1]。

施工時在橋涵位既有鐵路兩側構筑鋼便梁臨時支撐樁；臨時支撐樁為鋼筋砼人工挖孔灌注樁；待支撐樁砼達到設計強度后安裝鋼便梁縱梁，兩片縱梁下部穿鋼橫梁并用聯接板，螺栓與縱梁連為一體，然后用鋼軌扣件將既有鐵路鋼軌與鋼橫梁連接使支墩縱橫梁、鋼軌形成一個牢固的結構體，從而架空鐵路進行線下橋涵的施工。待線下橋涵施工結束后，拆除鋼便梁，整修鐵路，列車恢復運行。

3 D型鋼便梁架空施工技術要點

3.1 施工準備

計算支撐樁縱向間距；根據施工圖紙設計橋涵的孔徑，斜交角的角度，樁徑及施工工作面計算支撐樁縱向間距，通過D型鋼便梁參數選擇合適的便梁型號。

支撐樁縱向間距：L=L橋涵長度+（L最小工作面+L橋涵斜寬×COS橋涵交角余角）×2

計算支撐樁橫向間距S=2.5m+5×L道肩寬度+D挖孔樁直徑

由于施工條件使得便梁的布置型式可能不滿足線間距和“建限”要求時可采用加長型橫梁。

3.2 臨時支撐樁施工

臨時支墩必須具有一定的強度和穩定性，一般視橋涵的跨度和高度及具體土質等情況。可采用橋木垛，片石砌筑，混凝土灌注樁等形式。本工法施工時均采用人工挖孔混凝土灌注樁，采用直徑1.5m、C25鋼筋砼，孔徑、孔深及砼強度等級、鋼筋的種類及孔深按具體土質情況和框架橋基底深度由設計驗算確定[2]。

3.3 D型鋼便梁安裝

3.3.1 D型便梁安裝工藝流程

橫抬梁就位→縱梁就位→聯結縱橫梁→逐段扒除道碴→安裝斜桿和聯系結構→安裝軌道扣件→火車限速行駛→線下橋涵施工

3.3.2 D型鋼便梁的安裝程序

D型鋼便梁安裝程序：先橫抬梁就位，后安放縱梁。

（1）抽出枕木，塞入橫梁

橫隔梁吊裝的位置應與事先設置枕木位置相協調，所以首先調整枕木的間距。然后抽出枕木，插入橫隔梁。橫隔梁應按施工工法要求“隔六抽一”，由縱梁兩端向中心次序抽換。

（2）按施工規劃位置，預先安放一片縱梁，另一片縱梁墊出適當高度，一般高出線路枕木頂面0.2m左右，以便更換枕木，待縱梁安裝完成后設置橫梁。

（3）一旦橫隔梁安裝到位，將墊高的縱梁徐徐降落到設定位置，并與縱梁螺栓連接。

（4）分層清除道碴，并安裝斜桿和所有連接系統，連接板及牛腿的孔均應上滿螺栓，彈簧墊圈，不得漏裝。見圖1。

3.3.3 D型鋼便梁布置的要點

（1）線路為單線直線地段。此種情況D型梁安裝采用高位布置，此時軌底到梁底的距離為375mm，鐵路中線與橫梁中線重合。見圖2。

（2）線路為單線曲線地段。此種情況D型梁安裝采用高位布置，此時軌底到梁底的距離為375mm；根據曲線段的半徑及規定的行車速度計算軌道超高值，利用支墩和道床設置橫向坡度，以滿足超高值。見圖3。

（3）采用分節組合式D

型便梁。D型分節式組合式鋼便梁與普通D型鋼梁的類型及適用條件相同，在現場運輸、儲存及起重能力不足的情況下選用分節式鋼便梁（縱梁分節制造與安裝），可以根據施工建筑物跨度拼接需要的長度，減少購備種類，充分利用；D16、D24型跨度縱梁分節長度如下：

在采用分節式縱梁時，整孔便梁的安裝工藝除縱梁組裝及使用特殊工藝要求外，其余零件的組裝就位與普通D型鋼梁的安裝方法相同[3]。

（4）采用加長型橫梁。D型鋼便梁的橫梁一般為4460mm，但施工條件使得便梁的布置型式均不滿足線間距和“建限”要求時可采用加長型橫梁，加長型橫梁為4960mm。

3.4 框架涵架軌施工

為確保正常行車和施工不受影響，采用分別施工1#邊孔、3#中孔和2#邊孔、4#中孔跳倉式施工方法。兩階段施工均采用基坑大開挖和現澆結構施工。

第一階段線路加固及施工完畢后調整鐵路架空方案，進行D型鋼便梁的轉換及安裝后再第二階段施工。待框架橋施工完，砼達到設計強度后，回填石碴，拆除架空梁，整修和恢復鐵路正常運行。施工階段見圖4，圖5。

3.5 D型便梁的拆除

框架橋施工完成后及時將橋涵兩側空隙用片石或碴石回填，砌筑兩端翼墻和兩側擋碴墻，填筑D型鋼便梁下路基和碎石道床，在預先澆筑的砼支墩頂部將便梁縱梁用鋼板支墊穩固[4]。

先拆下一片縱梁，拆除鋼橫梁一端聯結件，養護路線，保證行車安全。待行車24小時線路基本穩定后，再拆下另一片縱梁，拆除鋼橫梁另一端聯結件，再次進行線路整修，火車仍限速慢行，利用火車行車間隙，按“隔六抽一”的方式，抽換鋼橫梁為鋼筋砼軌枕，注意一邊抽換軌枕，一邊進行線路整修并安裝橋面護軌、護欄等其他附屬工程。

4 結束語

本文以“大型鐵路框架涵D型施工便梁線路架空關鍵技術研究與實施”作為研究對象，已經完成了多座鐵路線立交框架涵的施工任務，取得了良好的效果。其施工工法通過了河南省省級工法的評審，其成果的編制與實施對推動礦區鐵路橋涵施工作出了有益的探索，主要取得如下結論。

（1）采用的施工技術是傳統的單孔架空技術的拓展改進，結合施工材料特征，巧妙的布置混凝土支撐樁將大跨度多孔橋涵架軌轉變成傳統的單孔橋涵架空技術，大大的降低了施工難度。

（2）充分利用框架涵自身優點，將混凝土跳倉施工法原理運用至橋涵的施工中，將4孔橋涵轉變成2孔橋涵分兩次施工即可完成施工任務。

（3）使用碗式扣件代替傳統扣件作為涵體頂板支撐體系材料，單體橋涵支撐體系搭設時間由七天縮短為兩天，大大縮短了工期。

參考文獻：

[1]劉波.D型施工便梁在多跨框架橋涵頂進中的應用[J].鐵道標準設計，2008（3）：85-87.

[2]劉湘萍.D型便梁架空技術在長沙市漁業路下穿京廣鐵路工程中的應用[J].價值工程，2015（18）：113-114.

[3]胡國平.框架涵下穿鐵路安全監控與施工風險分析[D].華東交通大學，2016（7）：71-72.

[4]王心順.基于有限元分析的D型施工便梁改造與應用研究[J].國防交通工程與技術，2015，13（2）：36-39.