吳大勇 （中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司，安徽 合肥 230011）

跨繁忙干線鐵路置換簡支梁施工技術(shù)

吳大勇 （中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司，安徽 合肥 230011）

在既有鐵路電氣化改造中為了提高鐵跨鐵橋下凈空，往往采用置換梁的方式來滿足凈空要求。本例采用將既有低高度簡支梁更換為下承式正交異性橋面鋼板梁，討論了在復(fù)雜環(huán)境下采用全液壓汽車起重機(jī)換梁作業(yè)的施工組織、重點(diǎn)工序、工藝和施工安全要點(diǎn)，最大程度降低了換梁施工對(duì)上跨、下穿鐵路運(yùn)輸?shù)挠绊?，確保了鐵路運(yùn)輸安全。

既有鐵路；汽車起重機(jī)；簡支梁；置換

1 工程概況

京九鐵路電氣化改造工程阜陽北環(huán)到線上的郭莊特大橋在第二孔處跨越既有京九右線，跨越處既有橋梁為1孔16m低高度預(yù)應(yīng)力混凝土梁，交叉法線角7.88°。為滿足電氣化改造和通行雙層集裝箱的凈空要求，需將16m預(yù)應(yīng)力混凝土梁置換為1孔16m正交異性橋面鋼板梁，既有板式橡膠支座更換為1500KN雙曲面鋼支座，同時(shí)對(duì)2個(gè)橋墩進(jìn)行擴(kuò)大加強(qiáng)(圖1)。

圖1 施工現(xiàn)場平面布置圖

新鋼梁長16.5m，主梁高度1.94m，寬度6.13m，梁重45.76t，分5段由山海關(guān)橋梁廠制造，分別為3.5m+3.5m+2.5m+3.5m+3.5m節(jié)段，運(yùn)輸至工地后栓焊拼裝。

2 施工流程

施工準(zhǔn)備→拆除橋上線路→千斤頂頂活舊梁→鋼絲繩捆綁混凝土梁體→吊出舊梁→支座安裝→吊裝鋼梁→恢復(fù)京九右線→恢復(fù)環(huán)到線。

3 施工方案

3.1 總體步驟

阜陽北環(huán)到線是連接阜陽北站出發(fā)場和到達(dá)場的唯一通道，京九線又屬繁忙干線，本次換梁施工，將同時(shí)封鎖京九右線和阜陽北環(huán)到線，對(duì)運(yùn)輸影響重大，不得有絲毫紕漏。為盡可能減小對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)挠绊懀_保既有線行車安全和換梁施工的萬無一失，確定了在封鎖環(huán)到線8h，同時(shí)封鎖京九右線4h的時(shí)間里完成換梁施工任務(wù)。

本橋換梁地處特殊位置，同時(shí)受到進(jìn)場道路和復(fù)雜的鐵路線路限制，經(jīng)多方調(diào)查、論證及優(yōu)化，最終選定采用一臺(tái)全液壓QAY350t汽車式起重機(jī)進(jìn)行置換梁作業(yè)。

3.1.1 鋼梁拼裝

在環(huán)到線1號(hào)墩旁租地605m2(27.5m×22m)，清除表層松土，整平、壓實(shí)，然后搭設(shè)枕木垛臨時(shí)支墩5個(gè)，每個(gè)支墩尺寸為6.5m×2.4m×0.8m。確保場地內(nèi)排水暢通，防止因排水不暢，造成支墩下沉，影響鋼梁拼裝質(zhì)量。鋼板梁在工廠按縱向分5個(gè)節(jié)段加工成型，汽車運(yùn)輸至現(xiàn)場，采用一臺(tái)16t汽車吊配合進(jìn)行鋼板梁的栓焊拼裝。

3.1.2 既有混凝土梁拆除

混凝土梁體采用一臺(tái)350t汽車吊在距環(huán)到線1號(hào)墩（大里程側(cè)）6m處且基本垂直京九上行線方向（線路中心距吊機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)尾4.5m）就位。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查尺寸，吊機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)中心到環(huán)到線線路中心距離為15m（幅度），既有地面與環(huán)到線梁頂面（拆除道碴后）高差為8.5m。結(jié)合QAY350全地面起重機(jī)主臂起重性能表分析。

在拆除第一片混凝土梁時(shí)，吊機(jī)幅度為14m，梁頂面與轉(zhuǎn)臺(tái)高差8m，吊機(jī)臂長為30.8m時(shí)，吊鉤到地面高差為21.5m，吊梁時(shí)2根斜拉鋼絲繩為12.5m/根，吊機(jī)全支腿狀態(tài)下最大起吊重量為58.7t，梁重45.1t，鋼絲繩拉力為26.1t，由此鋼絲繩采用70mm直徑,公稱抗拉強(qiáng)度須大于1700MPa。因此，在上述情況下拆除第一片混凝土梁體時(shí)，吊機(jī)具備1.3倍的安全系數(shù)，屬安全作業(yè)。吊機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)將梁體吊下至地面指定位置。

在拆除第二片混凝土梁時(shí)，吊機(jī)幅度為16m，梁頂面與轉(zhuǎn)臺(tái)高差8m，吊機(jī)臂長為30.8m時(shí)，吊鉤到地面高差為21.5m，吊梁時(shí)2根斜拉鋼絲繩為12.5m/根，吊機(jī)最大起重量為52t,砼梁體重45.1t。因此，在上述情況下拆除第二片混凝土梁體時(shí)，吊機(jī)具備1.2倍的安全系數(shù)，屬安全作業(yè)。吊機(jī)逆時(shí)針徐徐旋轉(zhuǎn)將梁體吊下只至地面指定位置。

3.1.3 鋼梁安裝

鋼梁在起吊時(shí)，幅度為14m,臂長30.8m時(shí)，吊機(jī)在全支腿狀態(tài)下最大起重量58.7t（吊機(jī)配重為98.2t時(shí)的吊重），鋼板梁重45.8t，用4根直徑70mm鋼絲繩，4個(gè)40t卡環(huán)固定于鋼板梁的4個(gè)角進(jìn)行吊裝。在上述情況下吊裝鋼梁時(shí)，吊機(jī)具備1.3倍的安全系數(shù)，屬安全作業(yè)。

3.2 封鎖作業(yè)時(shí)間及節(jié)點(diǎn)

封鎖時(shí)間：阜陽北環(huán)到線封鎖8h；自阜陽北環(huán)到線封鎖開始2h后京九右線開始封鎖4h。換梁作業(yè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)表(見表1)，實(shí)際京九線封鎖作業(yè)時(shí)間為210min。

換梁作業(yè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)表 表1

3.3 施工方法

3.3.1 線路拆除

換梁前一天，拆除橋面系，封鎖點(diǎn)前2h內(nèi)，拆除橋上護(hù)輪軌，拆除的護(hù)輪軌放置在環(huán)到線的2號(hào)～3號(hào)墩一側(cè)的道心上，扣件用筐子裝好放置在人行道步行板上。拆除環(huán)到線線路時(shí)為保證京九上行線行車安全，在環(huán)到線1號(hào)～2號(hào)墩梁底安裝防拋網(wǎng)。環(huán)到線封鎖點(diǎn)前2h限速25km/h，軌枕內(nèi)道碴可扒至枕底以上10～20mm，并將道碴裝入筐內(nèi)放置在兩端人行道上，同時(shí)卸下線路接頭二五螺栓和混凝土枕扣件隔二松一。

待環(huán)到線封鎖命令下達(dá)后，立即進(jìn)行線路軌道結(jié)構(gòu)的拆除，拆除的軌道結(jié)構(gòu)及道碴裝筐放在兩側(cè)線路上。待京九線封鎖命令下達(dá)后，將梁上剩余道碴全部清理至梁下，在10min內(nèi)滿足吊梁條件。

3.3.2 既有混凝土梁拆除

在混凝土梁體內(nèi)側(cè)上部（垂直梁體方向）距梁端2m左右處，鑿凹槽兩道（一端一道），拆除墩臺(tái)處梁體支座螺栓及支擋物，用千斤頂頂活舊梁。分別用2根（備用4根）40mm鋼絲繩雙股在距砼梁體兩端2m處將梁體捆綁，捆綁后一端插入1個(gè)40t卡環(huán)，再用2根（備用4根）d=70mm長分別為12.5m鋼絲繩一端掛入吊鉤，另一端分別掛入卡環(huán)。在吊梁前必須進(jìn)行試吊，當(dāng)梁體吊起離開支承墊石后，同時(shí)檢查吊機(jī)支腿有無下沉或傾斜現(xiàn)象，如吊機(jī)支腿發(fā)生異常，立即落下，同時(shí)，將另一片梁支立牢固后，再次吊起離開環(huán)到線落梁至指定位置。

3.3.3 吊裝鋼梁

用4根直徑70mm鋼絲繩一端分別用40t卡環(huán)卡入鋼板梁四角，另一端掛在吊鉤上，待各個(gè)程序準(zhǔn)備檢查完畢后，由專業(yè)吊裝人員指揮徐徐吊起，當(dāng)鋼梁起吊離開支墩頂面時(shí)，對(duì)吊機(jī)支腿進(jìn)行全面檢查，查看是否發(fā)生下沉或其它異常情況，檢查確認(rèn)安全后，鋼梁吊起后順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)至環(huán)到線1號(hào)、2號(hào)墩支承墊石處，徐徐下落就位，先粗略對(duì)位，然后再按照測量放樣精確對(duì)位。

3.3.4 線路恢復(fù)

鋼板梁吊裝就位后，在梁體對(duì)位細(xì)調(diào)滿足要求后，首先恢復(fù)京九右線，消點(diǎn)開通；然后立即組織梁上線路鋪軌上碴作業(yè)，正道達(dá)標(biāo)后，消點(diǎn)開通。

4 經(jīng)濟(jì)效益

采用本方案比采用架橋機(jī)、拖拉法置換梁減少設(shè)備投入，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益50萬元。由于我項(xiàng)目部優(yōu)質(zhì)、安全、正點(diǎn)完成了置換梁任務(wù)，得到了業(yè)主及上海路局嘉獎(jiǎng)，也為企業(yè)贏得了榮譽(yù)。

5 總結(jié)

通過合理的施工組織，采用大型全液壓汽車起重機(jī)置換梁具有成本低、設(shè)備進(jìn)出場方便、安全隱患較少、作業(yè)效率高、安全性能穩(wěn)定可靠，最大限度減小行車影響范圍等優(yōu)點(diǎn)，可以為類似工程提供借鑒。

[1]王維新.鐵路既有線橋梁拆、換梁施工技術(shù)[J].河北企業(yè)，2008（1）：55-56.

[2]陶帥，徐彬.鐵路行車線換梁設(shè)計(jì)與施工[J].鐵道建筑，2015（4）：12-14.

[3]中國鐵路總公司.鐵路技術(shù)管理規(guī)程（普速鐵路部分）[S].北京：中國鐵道出版社，2014.

[4]中國鐵路總公司.普速鐵路工務(wù)安全規(guī)則[S].北京：中國鐵道出版社，2014.

[5]鐵道部第三工程局.鐵路工程施工技術(shù)手冊（橋涵）[M].北京.中國鐵道出版社，1994.

[6]JGJ276-2012，建筑施工起重吊裝工程安全技術(shù)規(guī)程[S].

U445.4

B

1007-7359（2016）06-0119-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.045

吳大勇（1982-），男，安徽合肥人，畢業(yè)于北京交通大學(xué)，工程師，國家注冊一級(jí)建造師。