既有雙曲線鐵路橋梁梁體更換施工技術研究

王春亭

（中鐵十四局集團第五工程有限公司，山東 濟寧 272100）

1 工程概況

馮家莊2號中橋位于膠濟客運專線馬店至高密站間，橋梁全長47.02m，為2～16m預應力鋼筋混凝土簡支T梁橋，圓端形橋墩，鑄鋼支座。橋下跨越國道309，通行凈高5.2m，兩側未設置限高防護架。橋上線路曲線半徑為6000m，線路坡度為0‰，上下行線間距為4.57m。

2 施工條件

安全順利的線路開通標準關系該工程的成敗，可最大限度減少對運輸的干擾，因此確保線路安全運營是整個工程的重中之重。

（1）現場調查情況。該橋1#墩兩側有接觸網立柱，兩側接觸網回流線位于距線路中心約5m位置，橋面接觸網拉線換梁期間需臨時拆除；通信光電纜、信號電纜和電力電纜均在橋梁南側護欄外側電纜槽內，換梁前需進行臨時防護。

（2）明確施工任務。工務段：施工場地占用，電線桿、路燈、地方電力通信線纜等障礙物拆除及省道封鎖、交通疏導、施工用水用電以及破壞原有道路、設施的恢復等事宜；既有軌道拆除、恢復。通信段：施工范圍內影響換梁施工的通信光電纜防護及恢復。供電段：施工范圍內影響換梁施工的電力電纜防護及恢復。維管段：施工范圍內影響換梁施工的接觸網拉線拆除與恢復，點內接觸網停電配合。電務段：施工范圍內影響換梁施工的信號電纜防護及恢復。施工單位：新梁預制和運輸、換梁及橋面系、新梁橋上線路預鋪及初整、舊梁吊裝運輸及外運破除。

3 總體方案

總體方案主要包括軍用墩鋼塔架搭設，塔架上安裝移梁軌道以及移梁小車等。通過利用鋼塔架將舊梁整孔移出對支座墊石進行鑿毛植筋處理，新梁整孔移入，并澆筑新支座墊石，然后進行落梁加固，最后恢復既有設備及橋面線路，開通線路并進行階級提速。

3.1 換梁前準備作業

（1）場地準備。場地清理、平整、壓實及硬化并進行鋼塔架基礎施工，施工區域地面要平整壓實，滿足卸梁吊車和運梁車進出需要，搭設鋼塔架處地面基承載力滿足T梁邊位拼裝和移梁要求。

（2）既有鋼塔架拆除及新鋼塔架基礎施工。利用維修天窗拆除影響移梁塔架搭設的靠近既有橋墩側鋼塔架，拆除時在橋墩支座墊石外側及鄰跨既有塔架支墩上設置臨時墊木支墩，為提高拆除效率盡量整體拆除，托至場地外零散拆除。塔架拆除后上行線限速45km/h運行至換梁結束。塔架拆除時密切監控測量，發現異常及時采取相應措施恢復支撐。鋼塔架基礎采用鋼筋砼基礎形式，在梁兩端各設置1道。鋼塔架基礎尺寸為55m×3m×0.35m，每條基礎設置2道。

（3）橋墩幫寬。對既有橋墩側面進行鑿毛處理并植筋，植筋鉆孔直徑為25mm，孔深為30cm。植筋前將鉆孔清理干凈，清除松散的材料和鉆孔塵土，清除孔內水分，并確?？妆诒砻鏉崈魺o殘渣，植入植筋膠，植入鋼筋。植筋前探明鉆孔位置是否有結構鋼筋，如有，適當改移鉆孔位置，不得打斷鋼筋。在植筋膠規定的固化時間前，不得擾動鋼筋或加載。為避免加固后新舊混凝土連接處產生裂縫，結合面應使用水性環氧混凝土界面劑，各項參數均應滿足《混凝土界面處理劑》（JC/T907—2002）中的規定。注膠時將攪拌頭插入孔的底部開始注膠，逐漸向外移動，灌注量為孔深的2/3，并保證在植入鋼筋時有少許膠粘劑溢出。

（4）新梁搭設存梁平臺及滑道。新搭鋼塔架采用八三式軍用墩，長度為50m、寬度為2m。鋼塔架上下增加水平剪刀撐增加鋼塔架穩定性，各組滑道間相互平行且垂直于既有線路。移梁機軌道應盡量靠近墩臺，以減少T梁支點懸臂長度，軌道采用P50鋼軌，鋪設要求如下：①同一截面軌頂高差小于30mm。②軌距偏差±20mm。③軌道縱向坡度小于0.5%，嚴禁設置下滑道。④軌道接頭高差小于2mm。⑤軌道接頭間隙2～4mm。

（5）移梁小車選用。此次橋梁大修換梁施工采用新型移梁小車施工，結構簡單、雙軌運行、速度均衡可控、安全可靠、操作簡便，對結構物既能橫移，又能縱向小范圍調整（±100mm），特別適合既有線換梁施工。主要技術參數如下：移梁機運行速度為1.9m/min；移梁機最大負荷為80t/輪×8輪=640t；此次施工安全系數為640÷240=2.67；縱向調整油缸行程±100mm；軌道坡度小于0.5%。

（6）新梁運梁及吊裝。砼梁由橋梁廠裝汽車運至現場，每車1片，共4車，每片重65t，使用300t吊車卸至鋼塔架平臺移梁小車上。準備300t吊車，吊梁施工當天吊車要提前2h進場等待。另外提前預約500t吊車作為備用。

（7）新砼梁橫向連接、濕接縫、橋面系及橋面軌道工程。新砼梁對孔對位卸完后，使用千斤頂調整好標高和位置，提前安裝好支座，支座底面高度要高出墩臺原支承墊石30cm?；壊捎肞50軌高0.152m，滑車高度為0.85m，支座高度為0.17m。新砼梁左右位置、平面高度調整一致以后，將梁橫隔板焊接為一體，進行橫隔板和濕接縫施工，待橫隔板混凝土強度滿足要求后進行橫向張拉、壓漿和封錨施工。梁頂面鋪設道砟、軌枕，道砟鋪設好后要提前夯壓密實，底砟厚度根據既有橋面情況控制為不大于30cm。

3.2 換梁作業

（1）光電纜架空防護及既有角鋼支架拆除。對影響換梁施工的各類管線進行架空防護，新梁移入完成后恢復原位。拆除既有橋梁角鋼支架、人行道步板、檢查梯。

（2）換梁地段鋼軌更換、道砟裝袋。換梁施工前將施工地段應力放散，鋸軌（鋸軌長度為24m，從梁縫位置分別延伸出4m，以方便封鎖大要點出梁和伸縮縫鋼板移除）采用夾板臨時連接線路，施工點首列限速35km/h（不放行旅客列車），第二列限速45km/h。

（3）封鎖線路梁體更換。根據施工封鎖計劃，明確線路封鎖的里程、影響范圍、封鎖時間、電氣化接觸網停電單元等。

（4）拆除鋼軌、清理梁端伸縮縫道砟及鋼蓋板、拆除橋下鋼塔架。拆除舊梁范圍24m鋼軌縱移至路基段，兩端梁縫兩側各1根橋枕拆除，然后進行梁端道砟清理和橋梁伸縮縫拆除，保證梁體移動不受道砟阻力影響，注意檢查與梁體移動受影響的所有連接件，同時拆除橋下臨時加固鋼塔架。

（5）舊梁移出。拆除支座連接裝置、千斤頂起梁、壓好走行小車并加固。橋面線路和梁端伸縮縫拆除完畢后，即可啟動走梁小車，緩慢橫移將舊梁整體移出，橫移時必須兩端同步移動，需要不斷調整移動方向和速度（2m/min），協調統一。舊梁移除后兩側打斜支撐、梁底墊枕木進行加固。

（6）新梁移入。①墊石處理。舊梁整體移出后，即可進行既有支座墊石鑿毛清理，支座墊石鋼筋網布置，模板支立。②新梁橫移到位。準備就緒后啟動走梁小車，緩慢橫移新梁就位，橫移時必須兩端同步移動，需要不斷調整移動方向和速度，協調統一。③當新梁到位后，全面檢查核對梁中線位置，是否需要調整，檢查梁端縫控制在6～8cm，如無問題立即用牙木在兩端塞緊小車，用枕木在梁端4個方向支撐梁體，防止梁體位移。④起落梁就位。按照分段落梁方案，先使用4臺200t液壓千斤頂頂起青島方梁體，抽出小車和滑軌，在墩帽上加鋼墩墊木做臨時支點，落梁放穩。再使用4臺200t液壓千斤頂起落濟南方梁體，落梁高度10cm。在落梁時，根據梁端縫的大小，決定落梁的順序，把梁端縫控制在誤差以內。⑤澆筑支座墊石，加蓋伸縮縫蓋板，連接線路，起道整修線路。新梁就位以后，立即將梁端縫道砟清理干凈，加蓋梁縫蓋板。補充梁縫處道砟，共2處梁端縫，擺放軌枕，每處有兩根軌枕。軌枕擺放完畢，連接扣件和夾板，補充道砟，整修線路。同時使用灌漿料塞填支座墊石，支撐、加固梁體。

（7）接觸網、通信光電纜、信號電纜、電力電纜調整（與整修線路同步進行）。

（8）清理現場、檢查開通線路（與整修線路同步進行）。限速條件：開通后限速45km/h運行4h（首列限速35km/h,不得放行旅客列車），限速60d后次日施工。

4 施工安全措施

4.1 營業線施工安全保證措施

（1）營業線和鄰近營業線施工必須按規定設置防護，落實“先防護后施工”制度。未設置防護，所有人員一律不準作業。（2）封鎖前嚴禁作業人員上道?，F場施工負責人接到封鎖施工的調度命令后方可允許作業人員上道作業。（3）封鎖施工結束后必須經各單位施工負責人共同進行設備狀態檢查，確認達到開通條件后，方可由施工負責人通知駐站防護員銷記，開通線路。

4.2 移梁施工安全保證措施

（1）提前檢查所用走梁小車、千斤頂、發電機、泵站等機具性能及狀態，嚴禁機具帶病作業。（2）施工前，技術人員進行技術交底。施工負責人做好分工，使每一個作業人員清楚具體作業項目、作業程序、作業標準和安全注意事項。（3）頂落梁時頂鎬必須穩正、墊實，同起同落，專人指揮。頂鎬上下加墊防滑墊片，及時跟緊楔木，注意保護好梁體。（4）封鎖施工前對所有參與施工人員進行班前教育，明確各組人員的施工任務劃分，各工序的作業過程、要求及工序銜接。

4.3 施工用電安全保證措施

（1）施工現場用電應采用三相四線制供電系統，且工作接地電阻值不得大于4Ω；電動機具、各種電器操作人員必須持證上崗，穿戴勞保用品。（2）施工用電設備應實行一機一閘一漏（漏電保護器）一箱（配電箱）；漏電保護裝置應與設備相匹配。

4.4 人身安全保證措施

（1）在開工前對全體參加施工人員進行全面的營業線施工安全教育，增強全員安全意識。（2）各工種的施工人員必須熟知本工種的安全技術操作規程，熟悉施工要求和作業環境，認真執行安全交底，班前嚴禁飲酒，對沒有安全交底的生產任務，有權拒絕接受，有權抵制違章指令。

5 結束語

綜上所述，雖然利用搭設軍用墩鋼塔架完成新梁吊裝、橋面系施工及封鎖點內舊梁拆除、新梁更換已經是一種比較成熟的施工工藝，但是其實際操作要求較高，各項標準數據要求精準，需要各單位施工任務劃分明確，工序銜接有序，而馮家莊2號中橋換梁施工開創了國內首次雙線鐵路曲線段換梁的先河。