羅慧剛

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，河北肅寧　062350）

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朔黃鐵路高窩中橋鋼-混結(jié)合梁換梁施工技術(shù)

羅慧剛

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，河北肅寧062350）

摘要為滿足開行30 t軸重重載列車要求，朔黃鐵路高窩中橋既有低高度鋼筋混凝土梁須換為新型變高度鋼-混凝土結(jié)合梁，換梁施工面臨場(chǎng)內(nèi)作業(yè)面積小，人員、機(jī)具眾多等不利條件。本文闡述了換梁施工方案、技術(shù)要求和應(yīng)急預(yù)案。通過嚴(yán)格執(zhí)行施工計(jì)劃，在5 h封鎖時(shí)間內(nèi)順利完成了2孔梁的換梁施工，縮短了施工時(shí)間，減少了對(duì)運(yùn)營(yíng)的干擾，同時(shí)確保了換梁施工作業(yè)安全。

關(guān)鍵詞既有線；重載鐵路；換梁；施工技術(shù)

1　工程概況

朔黃鐵路高窩中橋（橋號(hào)：204）中心里程為K415 + 812，梁體孔跨為3×10 m低高度鋼筋混凝土梁，全橋長(zhǎng)42. 14 m，支座均采用板式橡膠支座。橋梁第2孔跨越高窩路（高莊—窩化），兩側(cè)有限高架，限高4 m。上行重車線為無縫線路，外側(cè)設(shè)有單側(cè)電纜槽，兩線間不設(shè)護(hù)欄。上行重車線人行道外側(cè)與橋外自閉線路電桿間凈距7. 5 m，梁底距地面約5 m。橋墩外側(cè)不設(shè)接觸網(wǎng)桿及避車臺(tái)。高窩中橋概貌見圖1。

圖1　高窩中橋概貌

根據(jù)國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目《軸重30 t以上煤炭運(yùn)輸重載鐵路關(guān)鍵技術(shù)與核心裝備研制》重載線路基礎(chǔ)設(shè)施強(qiáng)化改造措施研發(fā)任務(wù)研究成果：既有低高度鋼筋混凝土梁梁體主筋應(yīng)力超過規(guī)范容許值，則不滿足30 t軸重重載貨車長(zhǎng)期開行要求，需對(duì)梁體進(jìn)行加固或改造。提出采用新設(shè)計(jì)的變高度鋼-混凝土結(jié)合梁（以下簡(jiǎn)稱新梁）替換既有低高度鋼筋混凝土梁（簡(jiǎn)稱舊梁）。新梁梁端高度受既有空間限制，為了提高結(jié)構(gòu)剛度，結(jié)合梁采用變截面形式，在中間位置加大梁高。

對(duì)高窩中橋（上行重車線）第1，3孔進(jìn)行換梁施工，支座類型變更為球型鋼支座。更新橋上道砟、電纜槽、人行道托架、L形擋砟塊及混凝土步行板，其他結(jié)構(gòu)原則上利用既有設(shè)施。

為保證新型變高度結(jié)合梁換梁工作的順利進(jìn)行，對(duì)換梁施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究和現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)籌安排。以確保施工和運(yùn)輸安全為原則，保證換梁工作進(jìn)度，并盡量減少施工對(duì)行車的影響。最終形成了優(yōu)化的換梁施工方案，并成功進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

2　換梁方案

充分考慮現(xiàn)場(chǎng)限制條件、既有機(jī)械設(shè)備能力、施工技術(shù)人員數(shù)量和技術(shù)水平，制定了換梁施工方案。結(jié)合朔黃鐵路運(yùn)營(yíng)情況和天窗點(diǎn)安排計(jì)劃，定于8月14日進(jìn)行換梁施工。換梁主要步驟如下：

1）由于受既有地形條件限制，此次換梁施工采用高架臺(tái)車同側(cè)出舊進(jìn)新，并結(jié)合汽車吊裝卸梁的方案進(jìn)行，2孔梁換梁作業(yè)封鎖線路300 min。此次新梁重約40 t，連同線路及附屬設(shè)備整孔梁重約60 t，高架臺(tái)車的承載力為240 t，滿足承載力需要。

2）換梁天窗點(diǎn)前進(jìn)行施工準(zhǔn)備，平整場(chǎng)地，夯實(shí)地基；修筑施工便道，鋪設(shè)橫向滑道；組拼臺(tái)車，新梁上臺(tái)車，上砟；拆除限位角鋼和橋臺(tái)檢查梯。

3）8月12日利用圖定天窗點(diǎn)進(jìn)行試頂梁作業(yè)。8 月12日天窗點(diǎn)后慢行45 km/h至14日換梁天窗點(diǎn)前，期間第1，3跨線路扣件預(yù)松解，扒除梁頭處道砟，拆除舊梁北側(cè)人行道及托架；架空電纜，處理墊梁石，舊梁聯(lián)結(jié)鑿除、切斷。

4）換梁天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行線路扣件拆除；頂起主軌，舊梁臺(tái)車支頂舊梁并移出橋位；清除舊梁上枕木及部分道砟；掛好鋼絲繩，吊起舊梁至存梁枕木垛，用運(yùn)梁板車運(yùn)離工地；處理墊梁石并打預(yù)埋螺栓孔。新梁臺(tái)車支頂新梁移入橋位，精確對(duì)位后落梁，澆筑預(yù)埋螺栓孔，恢復(fù)線路及人行道托架，確認(rèn)達(dá)到線路開通條件后開通線路。

5）8月14日換梁天窗點(diǎn)后階梯提速，第1列25 km/h，第2列45 km/h，第3列及后續(xù)列車以60 km/h通過并保持24 h，之后列車以正常速度通過。點(diǎn)后工作包括安設(shè)新限位角鋼、電纜入槽，安裝人行道板，恢復(fù)護(hù)錐和橋臺(tái)檢查梯等附屬結(jié)構(gòu)；拆除高架臺(tái)車及橫向滑道，恢復(fù)占用耕地和高窩路限高裝置，清理場(chǎng)地。

3　換梁施工

3. 1換梁實(shí)施

3. 1. 1換梁點(diǎn)前準(zhǔn)備

1）平整場(chǎng)地及自閉線路移動(dòng)

①橋址處平整場(chǎng)地，夯實(shí)地基，特別對(duì)鋪設(shè)橫向滑道的位置和吊車支點(diǎn)位置進(jìn)行重點(diǎn)夯實(shí)。

②移動(dòng)并防護(hù)北側(cè)的自閉線路，與線路垂直方向移動(dòng)不少于20 m，防護(hù)長(zhǎng)度約100 m，。

2）鋪設(shè)橫向滑道

①滑道由50 kg/m鋼軌、普通木枕、碎石道砟組成?；缼缀纬叽鐓⒄照揪€作業(yè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。橫向滑道木枕按2 000根/km布置，枕底道砟厚度≥300 mm。

②橫橋向鋪設(shè)2條滑道，滑道中線與線路中心線垂直。每股滑道長(zhǎng)35 m，每股由4根12. 5 m軌和2根10 m軌組成。

3）組拼高架臺(tái)車

①采用16 t車吊結(jié)合人工的方式拼裝出舊梁臺(tái)車2臺(tái)，進(jìn)新梁臺(tái)車2臺(tái)，單個(gè)臺(tái)車承載力不少于240 t。臺(tái)車寬2 m，長(zhǎng)5. 85 m，高約5 m，以地面至梁底高度為控制范圍。先組拼舊梁臺(tái)車，運(yùn)行至既有梁底處后再組拼新梁臺(tái)車。

②進(jìn)新梁臺(tái)車、出舊梁臺(tái)車上均設(shè)8臺(tái)100 t起梁千斤頂，并在進(jìn)新梁臺(tái)車上安設(shè)4臺(tái)50 t縱向移梁千斤頂。每個(gè)臺(tái)車由8臺(tái)轉(zhuǎn)速機(jī)控制，可沿滑道移動(dòng)。

4）新梁吊卸與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)

新梁到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行吊裝作業(yè)，在2#墩處設(shè)置1輛300 t汽車吊，可確保1. 3以上的安全系數(shù)。運(yùn)梁平板車將新梁分片運(yùn)到指定位置后，將梁體吊裝至臺(tái)車頂面，在內(nèi)外梁梗處用方木打好支撐，之后進(jìn)行支座安裝、底砟鋪設(shè)、附屬設(shè)施安裝等現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。

①在新梁上對(duì)位、安裝新支座，按設(shè)計(jì)要求控制好梁體和支座的組裝高度，確保下座板水平。

②鋪設(shè)新梁梁頂?shù)醉?，以新梁就位后不改變線路既有標(biāo)高、方向?yàn)樵瓌t，并對(duì)底砟進(jìn)行初步搗固，按標(biāo)準(zhǔn)鋪設(shè)軌枕。

③安裝新梁?jiǎn)蝹?cè)人行道托架及扶手角鋼，鋪設(shè)橡膠道板。

5）架空電纜

人工開挖橋頭處電纜，放出電纜余量，將電纜移出既有電纜槽，分別在橋頭處設(shè)支點(diǎn)，將電纜挑起，架空于軌面以上不少于0. 43 m（以最低點(diǎn)計(jì)算）。

6）線路放散及梁體試頂

①利用圖定天窗點(diǎn)，于8月初進(jìn)行鋼軌應(yīng)力放散。

②8月12日利用圖定天窗點(diǎn)進(jìn)行舊梁試頂，確定舊梁與支座等部位的聯(lián)結(jié)狀態(tài)，檢驗(yàn)頂鎬等設(shè)備的狀況。試頂梁時(shí)將梁體頂起，支座頂與墊梁石頂面出現(xiàn)縫隙后即可落梁，縫隙不超過5 mm。

3. 1. 2慢行期間準(zhǔn)備

8月12日天窗點(diǎn)后慢行45 km/h至14日換梁點(diǎn)前，期間進(jìn)行以下工作：

1）拆除舊梁上的混凝土人行道、橋臺(tái)檢查梯等附屬設(shè)施。

2）拆除既有梁體橫向限位設(shè)施，在墩臺(tái)頂按照新梁的設(shè)計(jì)位置和尺寸鉆制限位錨栓孔，并制作新梁限位設(shè)施，待新梁就位后安裝。

3）線路上主護(hù)軌扣件逐個(gè)松解，并隔一拆一。

4）人工清除梁端梁縫處道砟，裝袋后回填，隔一枕木扒除枕間道砟。

5）在舊梁預(yù)設(shè)吊點(diǎn)處清除內(nèi)側(cè)擋砟墻處道砟，揭開縱向蓋板，分別從梁縫處和擋砟墻處穿入鋼絲繩，鋼絲繩直徑不小于80 mm。繩體兩端掛在橋枕螺紋道釘處備用，梁體兩端均需設(shè)置并備好2套鋼絲繩及鋼制包角。切除雙幅橋中間橫向連接鋼筋。

3. 1. 3換梁點(diǎn)內(nèi)工作

8月14日線路封鎖給點(diǎn)后進(jìn)行以下作業(yè)。

1）線上作業(yè)人員拆除本孔及鄰孔25 m范圍內(nèi)線路扣件，并松開線路兩端5 m范圍內(nèi)扣件，將本孔橋上鋼軌頂起40 cm（以跨中最低點(diǎn)計(jì)算）。將梁縫處道砟袋清除，拆除橫向蓋板。

2）松開或切斷下擺錨螺栓，確認(rèn)舊梁與其他設(shè)備無聯(lián)結(jié)后將舊梁頂起，起梁高度不超過150 mm。在臺(tái)車頂面穿入硬雜木后落梁，用圓木在梁體翼緣內(nèi)、外側(cè)進(jìn)行支承，并用大木楔備牢。對(duì)舊梁道砟進(jìn)行灑水防污處理。啟動(dòng)高架臺(tái)車自走行裝置，向北側(cè)移動(dòng)臺(tái)車，舊梁移出橋位。舊梁到達(dá)指定位置后，采用?？吭?#墩處的1臺(tái)300 t汽車吊，整體起吊舊梁并用卡車裝運(yùn)。

3）舊梁移出橋位后，墩臺(tái)作業(yè)人員迅速處理墊梁石并鉆制預(yù)埋螺栓孔。

①用臺(tái)式水鉆在墊梁石頂面鉆制新梁支座下座板錨螺栓孔，孔徑63 mm，每個(gè)支座鉆制4個(gè)孔，鉆孔深度不小于200 mm。

②用空壓機(jī)帶動(dòng)破壞器（或電鎬）對(duì)預(yù)埋螺栓孔外側(cè)墊梁石頂面套筒周圍進(jìn)行小面積鑿除（鑿除厚度不小于30 mm，面積不超過50 mm2）。以便于安裝螺栓套筒為原則。

③鑿除完畢后用高壓風(fēng)對(duì)墊梁石頂面和錨栓孔內(nèi)進(jìn)行吹風(fēng)處理，保證墊石上與預(yù)埋孔內(nèi)無灰塵雜物。

4）待墊梁石處理及吊車作業(yè)完畢后，先啟動(dòng)舊梁臺(tái)車走行裝置移入下行線北側(cè)位置，再啟動(dòng)新梁臺(tái)車的自走行裝置，使新梁逐漸移入橋位。新梁初步對(duì)位，啟動(dòng)新梁臺(tái)車縱移梁頂鎬，控制梁體的空間位置，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可落梁。落梁時(shí)兩端同時(shí)進(jìn)行，并精確對(duì)位。

5）新梁就位后進(jìn)行墩臺(tái)作業(yè)：將新支座地腳螺栓與預(yù)埋螺栓套筒進(jìn)行連接，并用鐵路專用灌漿料澆筑預(yù)埋螺栓孔，修補(bǔ)墊梁石，抹出流水坡。

6）落梁完成后線上作業(yè)：①回落鋼軌，調(diào)整新枕間距，上緊主軌扣件；②回填道砟，進(jìn)行小型機(jī)械搗固；③檢查線路幾何尺寸，確認(rèn)達(dá)到線路開通條件后開通線路。

3. 1. 4換梁點(diǎn)后收尾工作

1）安裝新梁扶手、電纜槽等附屬結(jié)構(gòu)。

2）電纜回落，移入電纜槽，將電纜余量重新埋入橋頭路基。

3）拆除高架臺(tái)車和橫向滑道。

4）清理場(chǎng)地，恢復(fù)原貌。

高窩中橋換梁后概貌見圖2。

圖2　高窩中橋換梁后概貌

3. 2換梁施工技術(shù)要求

1）換梁施工須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，各部件尺寸與質(zhì)量一定要符合設(shè)計(jì)要求，如須設(shè)計(jì)變更，應(yīng)按程序文件有關(guān)規(guī)定辦理。

2）施工中按《鐵路架橋機(jī)架梁暫行規(guī)程》（鐵建設(shè)［2006］181號(hào)）、《鐵路橋涵施工規(guī)范》（TB 10203—2002）、《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》（鐵建設(shè)［2010］241號(hào)）等有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

3）嚴(yán)格進(jìn)行施工過程控制和檢驗(yàn)，使工程質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求。各道工序執(zhí)行自檢、互檢和最終檢驗(yàn)制度，嚴(yán)把工程質(zhì)量關(guān)。

4）存梁、運(yùn)梁、架梁過程中吊點(diǎn)位置的控制要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，存梁時(shí)梁端容許懸出長(zhǎng)度≤2 m；運(yùn)輸、架設(shè)時(shí)，梁端容許懸出長(zhǎng)度≤3. 7 m。新梁上砟應(yīng)先鋪設(shè)跨中部分，在換梁施工前1～2 d方可進(jìn)行梁端部分底砟鋪設(shè)，以減少梁體危害性受力。

5）支承墊石處理及梁體就位是換梁的關(guān)鍵工序，必須嚴(yán)格按照TB 10203—2002的規(guī)定和要求進(jìn)行，支承墊石表面平整無凹陷，標(biāo)高和設(shè)計(jì)誤差不超過±5 mm；梁的中心線與設(shè)計(jì)位置偏差不大于10 mm。

6）支座安裝應(yīng)保持梁體垂直，支座上、下座板水平，不產(chǎn)生偏位。支座與支承墊石、梁底間應(yīng)密貼，且無縫隙。支座四角高差不應(yīng)大于2 mm。固定支座安裝時(shí)，上、下座板應(yīng)相互對(duì)正，上座板中心應(yīng)對(duì)準(zhǔn)梁體支承中心，縱、橫向允許偏差為0. 5 mm，平面扭轉(zhuǎn)不大于1 mm?；顒?dòng)支座上、下座板橫向應(yīng)對(duì)正，上座板與上擺之間不設(shè)預(yù)偏位移，上座板處于水平狀態(tài)時(shí)的偏移量不大于2 mm。

7）橫向滑道幾何尺寸須符合一般線路的有關(guān)規(guī)定。橫向滑道中心線必須垂直于線路中心線，且鋪設(shè)在梁的起吊點(diǎn)范圍內(nèi)，并設(shè)不大于1‰的上坡。

8）換梁時(shí)線路開通技術(shù)條件：線路軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差（軌距為+ 9 mm，- 4 mm；水平為10 mm；高低為10 mm；軌向?yàn)?0 mm；三角坑為9 mm）。

3. 3換梁施工安全卡控

根據(jù)換梁作業(yè)項(xiàng)目和卡控內(nèi)容，指定卡控人員，以保證各作業(yè)工序均有人負(fù)責(zé)，人工換梁各工序安全關(guān)鍵卡控見表1。

3. 4換梁施工應(yīng)急預(yù)案

提前考慮了換梁作業(yè)各道工序中可能遇到的問題，擬定了應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)對(duì)措施，并為每道工序指定了負(fù)責(zé)人員。換梁作業(yè)應(yīng)急預(yù)案見表2。

表1　人工換梁各工序安全關(guān)鍵卡控

表2　換梁作業(yè)應(yīng)急預(yù)案

4　結(jié)論

在換梁工程時(shí)間緊、工序多、安全責(zé)任重大的情況下，通過對(duì)換梁施工技術(shù)的深入研究、嚴(yán)謹(jǐn)計(jì)劃、周密部署和精心施工，完成了工作場(chǎng)地平整、夯實(shí)滑道地基、搭設(shè)移梁滑道及平臺(tái)、試頂梁等準(zhǔn)備工作后，2014 年8月14日5：30～10：20進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)換梁工作。在5 h天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行拆除扣件、軌道頂起，道砟及蓋板清理，舊梁頂起及移位、舊梁吊離裝運(yùn)，支座墊石處理、新梁落位、線路恢復(fù)等繁重工作。最終，高窩中橋換梁工程順利實(shí)施并正常通車，充分驗(yàn)證了換梁施工技術(shù)方案的有效性，有力地保障了國(guó)家科技支撐計(jì)劃研究成果的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

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（責(zé)任審編鄭冰）

Construction Technology of Replacement of Steel-Concrete Composite Girder of Gaozhuang-Wohua Medium-sized Bridge on Shuozhuo-Huanghuagang Railway

LUO Huigang
（Shuohuang Railway Co.，Ltd.，Suning Hebei 062350，China）

AbstractT o meet the requirements of heavy haul train of 30 t axle load，it need to replace the low height reinforced concrete girder with a new type variable height steel-concrete composite girder of Gaozhuang-W ohua medium-sized bridge on Shuozhuo-Huanghuagang railway. In the construction site，it exists the complex working conditions，such as small on-site working area，too many workers and equipments. T he article expounds the girder replacement construction technical proposal，technical requirements and emergency plan. T hrough the strict implementation of the plan，2 spans were replaced successfully in 5 h blocking，it reduced girder replacement construction period and minimized the interference to railway operation，at the same time ensured the girder replacement construction safety.

Key wordsExisting line；Heavy haul railway；Girder replacement；Construction technology

中圖分類號(hào)U445

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

DOI：10. 3969 /j. issn. 1003-1995. 2016. 05. 21

文章編號(hào)：1003-1995（2016）05-0095-05

收稿日期：2016-01-11；修回日期：2016-03-31

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃（2013BAG20B00）

作者簡(jiǎn)介：羅慧剛（1975—），男，高級(jí)工程師。