單線鐵路長大橋梁鐵路架橋機架梁橋上T梁換裝施工技術

孫娟

中鐵十四局集團第五工程有限公司 山東 濟寧 272117

1 工程概況

新建和田至若羌鐵路為單線鐵路，PJS2標負責DK0+000-DK535+000段共計1163孔T梁架設施工任務，其中，依木拉克特大橋橋梁全長為8656.6m，孔跨布置為264-32m預應力混凝土簡支T梁橋。

根據施組安排該橋采用PJ165鐵路架橋機架梁，鐵路平板車運梁和倒裝龍門倒裝的架梁施工方案，在架梁施工中為減少梁體倒裝運距，提高運架梁施工效率[1]，應用了倒裝龍門吊專用底座在橋面上組立倒裝龍門吊，有效保證了架梁工期節點。

2 橋上換裝施工方案

2.1 橋上倒裝龍門吊安裝工藝流程

橋上倒裝龍門吊安裝工藝流程，如圖1所示。

圖1 橋上倒裝龍門吊安裝工藝流程圖

2.2 施工準備

2.2.1 安裝前提前對現場進行調查，確定安裝位置，要求盡量安裝在坡度不大于3‰的直線地段，倒裝龍門跨度29.6m，龍門吊兩端分別設立在兩孔梁上，兩個支立點盡量靠近梁端支座位置。

2.2.2 支立倒裝龍門吊的兩孔梁提前完成橫向預應力鋼棒穿設和濕接縫混凝土澆筑施工，使兩片梁形成一個整體，為保證人員高空作業安全，橋面系鋼橫梁、護欄、電纜槽和人行道蓋板提前安裝完成。

2.2.3 提前平整橋下吊車作業平臺，使其滿足現場吊車支立吊裝條件。

2.2.4 提前加工倒裝龍門吊專用底座，并檢查加工及焊接質量，底座詳細結構如圖2所示。

圖2 倒裝龍門吊底座

2.3 線路拆除

龍門吊專用底座安裝在鋼軌下，安裝前提前對工程線進行封鎖，根據確定好的位置將安裝位置的線路鋼軌或軌排臨時拆除，再將裝底梁處的道砟清除，并將部分軌枕移位。

2.4 專用底座安裝

龍門吊專用底盤為拼裝式結構，可用架橋機主機或吊車進行吊裝。

在橋下不具備支立吊車條件時采用架橋機主機進行專用底盤吊裝，如圖3所示，具體步驟[2]如下：

圖3 利用架橋機主機安裝底座

2.4.1 先在橋頭將專用底座的底梁和連接桿吊裝到架橋機的主機上。

2.4.2 主機行駛到安裝專用底盤的位置。

2.4.3 將底梁和連接桿按前后龍門吊的位置卸在軌道兩側。

2.4.4 拆除前龍門吊位置鋼軌，并吊放在主機上，再將兩個底梁吊裝就位，安裝連接桿，鋼軌復位。

2.4.5 拆除后龍門吊位置鋼軌，并吊放在主機上，再將兩個底梁吊裝就位，安裝連接桿，鋼軌復位。

在橋下具備吊車支立條件時，可采用吊車進行專用底座吊裝，如圖4所示，具體步驟[2]如下：

圖4 利用吊車安裝底座

2.4.5.1 拆除前后龍門吊位置鋼軌。

2.4.5.2 將前后專用底座的底梁吊裝就位，安連聯接桿。

2.4.5.3 鋼軌吊裝復位。

2.5 專用底座定位及固定

專用底座聯好后，用手動葫蘆人工調整定位，專用底盤中心應與軌道中心重合，左右偏差不大于50mm[1]。安裝時注意調整底盤平整度，底盤左右高差不得大于20mm，底盤下方T梁腹板受力位置采用硬雜木或橡膠墊進行支墊，底座安裝相對位置根據倒裝龍門吊具體尺寸確定。每個龍門吊2個專用底座間采用槽鋼加工的聯接桿進行連接，枕木頭兩側每側2道，增加底座的整體性能。如圖5所示。

圖5 底座定位及固定

2.6 線路恢復

底盤安裝定位完成后將鋼軌安裝復位，并上緊扣件及夾板[3]。

2.7 補砟整道

一般情況下，鐵路架橋機架梁時，梁上砟帶道砟較少，因此在安裝專用底盤的位置要補碴整道，調整線路高低、軌向等，并對線路進行搗固使底盤與道床為一個整體，保證底盤穩定性。

2.8 支立倒裝龍門吊

機車平板運送倒裝龍門吊至橋上安裝位置，吊裝至安裝好的底座上，龍門吊中心與線路中心一致，誤差不大于10mm；龍門吊與底座應接觸良好，不得出現“3條腿”現象。如圖6所示。

圖6 倒裝龍門吊支立

2.9 驗收及試吊

2.9.1 安裝完成后對倒裝龍門吊平整度，倒裝龍門吊與底座接觸情況，底盤中心、倒裝龍門吊中心、線路中心偏差情況，線路整道情況，是否存在三角坑、死彎、反超高等病害進行檢查驗收。

2.9.2 安裝完成第一次吊梁時，先進行試吊，將梁片提升50mm后停留10分鐘，期間檢查各處無異常后方可繼續提升梁。

3 底座受力計算

3.1 設計信息

鋼材等級：Q235；

梁跨度(m)：0.500；

梁截面：普通熱軋工字鋼: I25a；

板件寬厚比等級：S3；

梁平面外計算長度：1.000；

強度計算凈截面系數：1.000；

構件所屬結構類別：鋼框架；

設計內力是否地震作用組合：否；

梁上荷載作用方式：無荷載作用；

設計內力：

繞X軸彎矩設計值 Mx (kN.m)：20.000；

繞Y軸彎矩設計值 My (kN.m)：5.000；

剪力設計值V (kN)：40.000。

3.2 截面特性計算

A=4.8541e-003；Xc=5.8000e-002；Yc=1.2500e-001；

Ix =5.0200e-005； Iy =2.8000e-006；

ix =1.0200e-001； iy =2.4000e-002；

W1x=4.0200e-004； W2x=4.0200e-004；

W1y=4.8300e-005； W2y=4.8300e-005；

3.3 驗算結果

3.3.1 梁構件強度驗算結果。

截面塑性發展系數：γx=1.050 ；

截面塑性發展系數：γy=1.200 ；

梁構件強度計算最大應力（N/mm2）：133.649 < f=215.000；

梁構件強度驗算滿足。

3.3.2 梁構件整體穩定驗算結果。

平面外計算長度(m)：1.000；

平面外長細比λy：42；

受彎整體穩定系數φb：0.936；

梁構件整體穩定計算最大應力（N/mm2）：

139.436 < f=215.000；梁構件整體穩定驗算滿足。

3.3.3 梁構件抗剪驗算結果。

計算點(形心點)以上對中和軸面積矩（m3）：

Sx =2.3070e-004；

梁構件計算最大剪應力（N/mm2）：22.978 < fv=125.000；

梁構件抗剪驗算滿足。

3.3.4 梁構件折算應力驗算結果。計算點(翼緣與腹板交點)以上對中和軸面積矩（m3）：Sx2 =0.0000e+000；

梁構件計算最大折算應力（N/mm2）：

44.622 < 1.1f=236.500；

梁構件折算應力驗算滿足。

3.3.5 局部穩定驗算。翼緣寬厚比B/T=3.51 < 鋼結構規范GB50017容許寬厚比 [B/T] =13.0；

腹板計算高厚比 H0/Tw=25.50 < 鋼結構規范GB50017容許高厚比[H0/Tw]=93.0梁構件驗算滿足。

4 結束語

在新建和若鐵路依木拉克特大橋架梁施工，采用了在簡支T梁上加裝龍門吊專用底座，再將龍門吊支立在龍門吊專用底座上的方式有效地解決了單線長大橋梁鐵路架橋機架梁橋上T梁倒裝困難的難題，不僅大大提高了架梁施工效率，而且有效保證了架梁施工安全，為類似施工提供了借鑒和參考。