鐵路咽喉區(qū)D型便梁架空線路與框架橋頂進(jìn)施工技術(shù)

【摘要】

介紹開發(fā)一路框架橋下穿平頂山東站西咽喉區(qū)，橋址處有5組9號單開道岔及1組交叉渡線。施工期間對橋址處道岔及交叉渡線拆除，以滿足線路梁架空條件。站內(nèi)5條線路采用D20+D24+D12型便梁架空，現(xiàn)場采用拆除道岔、插鋪軌排、架空線路、頂進(jìn)框架橋的工藝施工。

【關(guān)鍵詞】

咽喉區(qū)； 拆除； 道岔； D型便梁； 架空

【中圖分類號】U455.47【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

［定稿日期］2023-06-29

［作者簡介］張軍偉（1988—），男，專科，工程師，從事施工單位技術(shù)管理工作。

1 工程概況

既有開發(fā)一路道路寬12 m，橋位處位于平頂山東站出站的西咽喉位置，道岔和站線較多，列車調(diào)度頻繁。

新建框架橋與鐵路正交，立交孔徑（1×6+2×12+1×6） m，保留既有框架，在西側(cè)增加（6+12） m兩孔連續(xù)框架，在東側(cè)增加1孔6 m框架，結(jié)構(gòu)凈高5.1 m。新增（6+12） m兩孔連續(xù)框架長40.9 m，跨度20.85 m，新增6 m框架長37.5 m，跨度7.2 m。（6+12） m連孔框架橋及6 m單孔框架橋工作坑均設(shè)置在線路南側(cè)。

框架橋采用D型便梁架空線路后頂進(jìn)的工藝施工，下穿Ⅰ道（孟平下行線）、Ⅱ道（孟平上行線）線路及平頂山東站4道、10道、20道及44#～60#渡線共6條線路。孟平上、下行線路均為60 kg/m無縫鋼軌，其余4條站內(nèi)線路為60 kg/m有縫鋼軌。橋址處有42#、44#、46#、48#、58#及50#/56#交叉渡線（包括50#、52#、54#、56#4組單開道岔及1組菱形交叉），以上道岔均為60 kg/m鋼軌9號單開道岔（圖號CZ577），道岔總長度26.596 m。施工期間需要對上述道岔及交叉渡線拆除，并插鋪Ⅱ型枕軌排、進(jìn)行D型便梁架設(shè)。

施工期間Ⅰ道（孟平下行線）、Ⅱ道（孟平上行線）慢行速度45 km/h，其余站內(nèi)各股道按原速度15 km/h行駛。頂進(jìn)前線路平面見圖1。

拆除道岔后，Ⅰ道、Ⅱ道、4道、10道及44#～60#渡線采用D12+D24+D20型便梁架空線路。線路架空及框架橋平面見圖2。

2 方案優(yōu)化

施工區(qū)域各道岔的拆除對于平頂山東站的運營都有著較大的影響，必須對各施工階段進(jìn)行嚴(yán)格把控。項目部通過積極與武漢局集團(tuán)有限公司各部室及各參建單位溝通，多次到現(xiàn)場調(diào)研，制定出優(yōu)化措施。

2.1 合理布局

施工期間，10道在車站西側(cè)區(qū)域400 m范圍內(nèi)無列車停靠，利用滑輪設(shè)備將48#、50#、52#、54#、56#道岔及菱形交叉向東縱移至10道編組站區(qū)域。

4道西頭18#岔～車擋約有100 m線路無列車停靠，利用滑輪設(shè)備將42#、46#道岔推移至18#岔西側(cè)存放。

58#～64#岔間線路與62#～70#岔間線路之間場地足夠?qū)掗煟勺鳛?8#道岔存放場地。

44#岔北側(cè)路肩區(qū)域可作為44#岔存放場地。各道岔拆除后存放位置見圖3。

2.2 優(yōu)化施工順序

（1）施工期間先拆除對站內(nèi)運營影響小的道岔，后拆除列車通過數(shù)量大的道岔；先恢復(fù)對站內(nèi)運營影響大的道岔，后恢復(fù)對站內(nèi)運營影響小的道岔。

（2）Ⅰ道、Ⅱ道在施工區(qū)域范圍內(nèi)無道岔，可先架空Ⅰ道、Ⅱ道線路，提前開挖Ⅰ道南側(cè)土方，并將框架橋頂進(jìn)到Ⅰ道下方。

（3）1-2#、3-4#挖孔樁長均為3 m，分別位于44#、52#岔枕下方，選擇在拆除道岔并替換軌排后、D型便梁架空前施工，以避免2次拆除道岔。

（4）58#岔是西咽喉區(qū)列車經(jīng)過最為頻繁的道岔，58#岔拆除后，僅開通道岔直股，58#～60#岔間線路處于中斷狀態(tài)。利用小里程6 m框架橋跨度小、土方開挖量少的特點。優(yōu)先集中力量頂進(jìn)東側(cè)6 m邊孔，以盡早恢復(fù)58#岔，開通58#～60#岔間線路。

2.3 優(yōu)化施工工藝

2.3.1 優(yōu)化道岔拆除方案

（1）根據(jù)D型便梁架空范圍，42#岔、58#岔僅拆除轉(zhuǎn)折部分即可保證線路架空。

（2）52#岔、56#岔只拆除連接部分、轍叉及護(hù)軌部分，保留尖軌即可完成線路架空。

2.3.2 采用軌道吊吊裝D型便梁

本工程共有15組D型便梁架空線路。若采用汽車吊吊裝，速度慢、風(fēng)險高，且需要二次轉(zhuǎn)移，難以保證在封鎖點內(nèi)完成線路架空。軌道車行駛范圍可覆蓋施工區(qū)域所有股道，具有吊裝速度快、精度高、單次攜帶D型便梁數(shù)量多的優(yōu)點，故本工程采用重型軌道吊吊裝D型便梁方案。

3 方案實施

3.1 頂進(jìn)工作坑

東側(cè)6 m框架橋及西側(cè)（6+12） m連孔框架橋工作坑設(shè)置在線路南側(cè)，工作坑深度10.5 m。工作坑采用放坡開挖，挖掘機(jī)按每層厚度不大于2 m分層開挖，基坑坡面采用打入土釘掛網(wǎng)噴10 cm厚噴射混凝土防護(hù)，施工期間每開挖一層防護(hù)一層。

工作坑所在地層地下水豐富，基坑頂2 m外設(shè)置截水溝，基底四周設(shè)置排水溝、四角設(shè)集水井，共采用8臺7.5 kW帶浮球的自動抽水泵24 h不間斷強(qiáng)行排水。

3.2 后背梁

后背梁高3 m、厚2 m，采用C30鋼筋混凝土澆筑。后背梁底部打入3 m長P50鋼軌加固，鋼軌打入后背梁底下方2 m，在后背梁混凝土中錨固長度1 m，后背梁每15 m設(shè)置一道沉降縫。后背梁靠土體側(cè)打入7 m長I20工字鋼，與后背梁共同支護(hù)后背土體和承受頂進(jìn)期間千斤頂壓力。后背梁鋼筋綁扎期間，將滑板鋼筋錨入后背，增強(qiáng)后背與滑板整體性，防止頂進(jìn)時壓力過大造成滑板開裂。

3.3 地錨梁、滑板及導(dǎo)向墩

在基底開挖至設(shè)計標(biāo)高并完成地錨梁基槽開挖后即可施工地錨梁、滑板、導(dǎo)向墩工程。滑板的平整度對于框架橋頂進(jìn)受力有著重要的影響，本工程滑板采用設(shè)置角鋼的方法找平。采用∠30×30×3 mm角鋼，每3 m設(shè)置一道。角鋼底部采用20 mm短鋼筋作為支撐，每1.5 m設(shè)置一道，角鋼標(biāo)高與滑板混凝土頂面平齊。角鋼頂面標(biāo)高用水準(zhǔn)儀測量，沿角鋼布置方向，每2 m設(shè)置一個測點，控制滑板頂面標(biāo)高。

地錨梁、滑板、導(dǎo)向墩混凝土共同澆筑，以增強(qiáng)整體受力。滑板混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后施工頂部潤滑層。

3.4 人工挖孔樁

D型便梁支點樁采用方形人工挖孔樁，非共用支點樁截面尺寸200 cm×200 cm，兩線間共用支點樁截面尺寸根據(jù)線間距不同分為200 cm×250 cm和200 cm×300 cm兩種。D24便梁東側(cè)和D20便梁西側(cè)位于既有12 m框架橋頂板頂部，通過在既有框架橋頂板上澆筑鋼筋混凝土支墩作為便梁支點。

3.5 道岔拆除及軌排插鋪

3.5.1 預(yù)鋪軌排

根據(jù)既有道岔拆除長度及軌縫計算配軌長度，同時現(xiàn)場復(fù)核既有道岔主要尺寸，并在西咽喉區(qū)北側(cè)平臺預(yù)鋪軌排，其幾何尺寸滿足規(guī)范要求。根據(jù)預(yù)鋪軌排長度備足道砟。

3.5.2 道岔拆除

要點封鎖站內(nèi)施工區(qū)域前后100 m范圍內(nèi)各股道，封鎖命令下達(dá)后，立即投入人力將道岔兩側(cè)夾板拆除，同時安排一部分人用千斤頂頂起道岔，搭枕木垛、穿滑軌，調(diào)整滑軌方向并定位，在滑軌與道岔之間放置滑輪，將道岔整體通過橫移，然后再將軌排落到線路上放置的縱移滑輪上，將拆除的道岔縱移。通過橫、縱推移，分別將各組道岔運至4道、10道或者其他存放場地。

3.5.3 軌排插鋪

道岔拆除移走后，清除道砟至設(shè)計位置時，道砟頂面控制在比設(shè)計軌枕底標(biāo)高略低2～3 cm。完成后將軌排通過橫移、縱移方法推至拆除道岔處就位，與既有線路連接，起道搗固至設(shè)計高程。每天派專人調(diào)整、檢查線路，確保列車行車安全。

3.6 線路架空

3.6.1 應(yīng)力放散

施工區(qū)域Ⅰ道、Ⅱ道是無縫線路，對框架橋中線前后100 m范圍內(nèi)線路進(jìn)行應(yīng)力放散。其余站內(nèi)各股道為有縫線路，無需放散。

3.6.2 穿入橫梁

Ⅰ道、Ⅱ道、44#～60#渡線距離路肩邊緣較近，直接用汽車吊將橫梁吊至路肩外側(cè)后，利用封鎖點，調(diào)整枕木間距至67 cm，在鋼軌上放樣并標(biāo)出橫梁安裝位置，用人力將橫梁穿入軌下。4道、20道距離較遠(yuǎn)，用夾枕機(jī)轉(zhuǎn)運至設(shè)計位置后，采用人工將橫梁穿入軌下。橫梁穿入后，在橫梁與鋼軌之間墊橡膠墊，防止軌道短路出現(xiàn)紅光帶。

3.6.3 吊裝縱梁

封鎖要點前一天晚上，軌道車裝載D型便梁縱梁在平頂山東站東貨場待命。

當(dāng)日封鎖給點后，根據(jù)車站值班員命令，軌道車進(jìn)入施工地段，軌道吊運行至目的位置后，扒出影響軌道吊支撐腳就位處的道床道砟，再支好軌道吊支撐腳，松開軌道平板車上的固定件及綁扎物，掛好吊鉤。現(xiàn)場所有施工人員，聽從吊裝負(fù)責(zé)人的統(tǒng)一指揮，一片縱梁就位后，先固定好運輸車輛再吊裝另外一片縱梁，避免由于不對稱吊裝作業(yè)造成軌道車傾覆。吊卸縱梁作業(yè)完畢后，軌道車返回東貨場。

3.6.4 縱、橫梁連接

縱梁就位后，立即連接鋼軌與橫梁之間的鋼扣件以及縱梁與橫梁之間的牛腿、連接板。最后，在預(yù)埋P43鋼軌限位裝置與縱梁之間塞入短木枕，并打入木楔抄緊，同時在D24與D12縱梁之間打入硬木，防止D型便梁出現(xiàn)縱、橫向移動。

3.7 框架橋頂進(jìn)

框架橋頂程49.3 m，6 m框架橋采用6臺500 t千斤頂，（6+12） m框架橋采用12臺500 t千斤頂頂進(jìn)。靠近千斤頂5 m范圍內(nèi)，采用頂鐵傳力，防止頂鐵過長頂進(jìn)過程中彎曲或起拱，頂鐵至后背梁之間采用1 m寬×1 m高×2 m長混凝土傳力柱傳力。頂進(jìn)過程中，每頂進(jìn)一鎬，進(jìn)行1次中線及高程測量，如有偏位超限，及時處理。

框架橋頂進(jìn)前，在頂板周邊碼砌50 cm高砂袋墻，用汽車吊將砂夾碎石吊運至頂板上方，隨框架頂進(jìn)時，一同頂入線路下方，以解決人工挑運回填箱頂過慢問題。

3.8 過渡段、箱頂回填及線路補(bǔ)砟、養(yǎng)護(hù)

過渡段采用C20素混凝土回填，箱頂采取壓注水泥漿液的方法對砂夾碎石固結(jié)。

線路回填采用高邊車裝運道砟至D型便梁處卸料回填，作業(yè)人員將道砟扒平后搗固密實，后期拆除D型便梁后對線路及道岔進(jìn)行大機(jī)搗固。

3.9 拆除D型便梁及恢復(fù)線路

D型便梁拆除及各道岔、岔間線路恢復(fù)等施工工藝與道岔拆除、D型便梁安裝的施工過程相類似，不再贅述。

4 結(jié)束語

本工程以減少對車站的運營影響為前提，通過優(yōu)化方案設(shè)計，僅用了不到2個月的時間完成了本工程5組單開道岔和1組交叉渡線的拆除及軌排插鋪、15組D型便梁架設(shè)、框架橋頂進(jìn)、過渡段及線路回填以及D型便梁的拆除、9組道岔及交叉渡線恢復(fù)的施工。通過本方案的順利實施，在施工過程總積累了寶貴的施工經(jīng)驗，對后續(xù)類似工程的實施具有可觀的參考價值。

參考文獻(xiàn)

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