李杰偉鄭州中原鐵道工程有限責(zé)任公司 河南 鄭州 450052

正文：

1 工程概況

該工程下穿箱涵與鐵路線路交角35.5°，線間距為5.3m,交匯處鐵路位于曲線段，無(wú)縫線路，曲線半徑R=400m，曲線外軌超高為120mm，電氣化鐵路，60型鋼軌，鋼筋混凝土Ⅱ型枕，行車對(duì)數(shù)約為70對(duì)/日，最高行車速度為70km/h。

箱橋?yàn)檫B續(xù)式箱體，輪廓尺寸長(zhǎng)22.1米，寬（順鐵路線方向）87米，高9.7米；頂進(jìn)箱涵連續(xù)架空總長(zhǎng)度144米。

2 小半徑大跨度受力特點(diǎn)分析

2.1 力學(xué)特性

小半徑曲線與直線段無(wú)縫線路相比具有：①耦合效應(yīng)，小半徑曲線線路的受力是荷載豎向力、徑向、橫向及動(dòng)應(yīng)力的耦合；而且半徑越小徑向分力就越大，速度越大，荷載越重，動(dòng)應(yīng)力就越大。②內(nèi)外軌受力不均勻，小半徑曲線區(qū)外枕木要比曲內(nèi)枕木間距大，因此外軌跨度比內(nèi)側(cè)軌要大，外軌受力更為不利；同時(shí)在耦合力的作用下，造成內(nèi)外側(cè)鋼軌受力不均衡，出現(xiàn)“外軌超載，內(nèi)軌卸載”的現(xiàn)象。極端情況下會(huì)出現(xiàn)內(nèi)側(cè)受力脫空現(xiàn)象。

2.2 軌道特性

①小半徑曲線由于受到大的徑向力，內(nèi)外側(cè)鋼軌受力不均勻，在耦合力的作用下，線路幾何尺寸易超限，曲線高低、軌距、超高、正矢易發(fā)生變化；軌道聯(lián)結(jié)零件易松動(dòng)，夾板和接頭螺栓折斷、軌枕螺栓失效、軌距桿折斷和軌枕?yè)跫缙茡p等特點(diǎn)。②橫向臌曲特性，無(wú)縫線路當(dāng)軌溫超過(guò)鎖定溫度時(shí)，由于受到徑向分力及溫度的影響，強(qiáng)大的橫向壓力會(huì)導(dǎo)致軌道臌曲，若繼續(xù)升溫，就會(huì)引發(fā)脹軌跑道。

3 架空體系實(shí)施控制要點(diǎn)

根據(jù)前文小半徑曲線無(wú)縫線路的特點(diǎn)，以及本工程箱涵頂進(jìn)小半徑曲線、大跨度（114米）、單體重的特點(diǎn)，降低對(duì)既有線路影響，架空體系實(shí)施過(guò)程中控制要點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

3.1 建筑限界控制

曲線上，車輛在水平面投影為矩形，車輛軸線與線路中心線偏移，兩端向曲外偏移，中間向曲內(nèi)偏移；再加上曲線外軌超高，車輛向內(nèi)傾，內(nèi)側(cè)軌頂面以上測(cè)量點(diǎn)向內(nèi)偏移一個(gè)水平距離。因此，為了保證列車能順利地通過(guò)曲線，必須進(jìn)行曲線內(nèi)(W內(nèi))、外側(cè)(W外)加寬。

本工程縱梁I100工字鋼，整體縱梁布置采用以折代曲形式，軌道兩側(cè)縱梁形成的體系，在水平面投影也是單個(gè)矩形。根據(jù)受力特點(diǎn)，縱梁連接處勢(shì)必是受力薄弱部位，傳統(tǒng)縱梁連接板在曲線線路上連接時(shí)，會(huì)在縱梁拼接位置處產(chǎn)生過(guò)大縫隙，影響架空體系穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量以及滿足建筑限界要求，按照曲線半徑要求，橫抬梁之間連接夾角為2.3°，據(jù)此對(duì)縱梁頂拼接板頂板及腹板進(jìn)行孔洞調(diào)整，并將拼接板調(diào)整成177.7°夾角，達(dá)到無(wú)間隙連接縱梁的目的，有效減小縱梁連接縫隙，防止應(yīng)力集中，增強(qiáng)縱梁連接牢固性，提高體系強(qiáng)度。同時(shí)，縱梁與線路軌道間每隔1.5-2m增加橫撐防止軌道與縱梁位置發(fā)生變化。

圖 1 限界圖

圖 2 支點(diǎn)設(shè)置圖

措施如下：

① 根據(jù)曲內(nèi)外軌受力不均勻的特點(diǎn)，線路內(nèi)外側(cè)支點(diǎn)樁受力不同：盡量減小外側(cè)支點(diǎn)樁距線路中心的距離，曲外支點(diǎn)樁設(shè)置距線路中心3m,曲內(nèi)距線路中心3.1m。

② 建筑限界及盡量減小非標(biāo)件的使用：曲外樁間距16m，曲內(nèi)樁設(shè)置間距最小為1541.7m。

建筑限界驗(yàn)算：

W內(nèi)=40500/R+H/1500*h=40500/400+820/1500*120=167mm

W外=44000/R=44000/400=110mm

式中：

R-曲線半徑（m）；

h-曲線外軌超高（mm）；

H-自軌面算起的計(jì)算點(diǎn)高度（mm）（樁頂距軌頂180mm）。

加寬后的曲線內(nèi)側(cè)限界為1875+167=2042mm，加寬后的曲線外側(cè)限界為1875+110=1985mm。

經(jīng)測(cè)量縱梁外緣距線路中心（線路內(nèi)側(cè)）最小距離為2090mm，縱梁外緣距線路中心（線路外側(cè)）最小距離為2190mm，滿足建筑限界要求。

3.2 本工程所處線路通過(guò)列車均為重載列車，由于小半徑曲線力的耦合效應(yīng)，保證線路幾何尺寸成為該項(xiàng)目能否順利進(jìn)行的重中之重。

① 技術(shù)措施。小曲線半徑軌道結(jié)構(gòu)與受力特點(diǎn)與直線線路有很大不同，線路架空后，既有線路穩(wěn)定性受到破壞，為確保軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠，軌道結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行強(qiáng)化，必須設(shè)置彈性支撐，通常采用軌距桿和軌撐。

通過(guò)設(shè)置彈性支撐，以平衡小半徑曲線受到的橫向及徑向受力，以提高鋼軌的橫向穩(wěn)定性，保持鋼軌軌距, 減少鋼軌橫向變形和不均勻磨耗,提高軌道保持幾何尺寸的能力，大大提高小半徑曲線軌道強(qiáng)度。

② 組織措施。目前設(shè)計(jì)方案均有箱涵頂進(jìn)后進(jìn)行更換橋枕，但是一般實(shí)施中均在箱涵頂進(jìn)后實(shí)施。由于ⅢQ枕的擋肩為預(yù)埋鐵件，強(qiáng)度大，易保持軌距，根據(jù)實(shí)際情況不同，可優(yōu)先考慮在不影響整體施工工期情況下，在穿插橫抬梁施工同時(shí)進(jìn)行ⅢQ枕的更換。

在曲線下進(jìn)行箱涵頂進(jìn)時(shí)，箱涵頂進(jìn)方向的選擇也是很重要的一方面，根據(jù)受力特性和軌枕與道碴間摩阻力的缺失，應(yīng)從曲外向曲內(nèi)頂進(jìn)；同時(shí)應(yīng)在曲內(nèi)的最外側(cè)設(shè)置抗橫移樁，即在樁頂設(shè)置L型樁頭，橫抬梁組頂在L型樁頭上，來(lái)平衡頂進(jìn)時(shí)非正常狀態(tài)下橫向受力。

3.3.支點(diǎn)轉(zhuǎn)換。

在頂進(jìn)過(guò)程中，影響頂進(jìn)的支點(diǎn)樁需要破除，需要設(shè)置滑動(dòng)支點(diǎn)代替需要破除的支點(diǎn)樁。支點(diǎn)轉(zhuǎn)換須在列車行車間隙進(jìn)行，列車通過(guò)時(shí)滑動(dòng)支點(diǎn)需要變成“固定支點(diǎn)”，這個(gè)過(guò)程要求快、準(zhǔn)、穩(wěn)。常用手動(dòng)千斤頂操作誤差大，大跨度內(nèi)多個(gè)千斤頂不同步，無(wú)法保證線路架空區(qū)段整體穩(wěn)定，采用微機(jī)控制液壓千斤頂組能夠嚴(yán)格控制線路起升高度，確保線路高程不變，同時(shí)有效解決支點(diǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)精度不高、超時(shí)費(fèi)力。

3.4 需要注意其他方面

① 防脹防斷

由于無(wú)縫線路有臌曲特性，小半徑曲線在溫度影響下表現(xiàn)更加明顯，防脹防斷問(wèn)題更加突出。架空體系施工前，根據(jù)整體工期安排預(yù)測(cè)氣溫的變化對(duì)線路的影響，必須對(duì)線路進(jìn)行應(yīng)力放散（回散）。無(wú)縫線路應(yīng)力放散時(shí)適當(dāng)提高鎖定軌溫，鎖定溫度高，夏季施工時(shí)，對(duì)防脹是非常有利的，但是對(duì)冬季施工時(shí)防斷非常不利；所以必須做好應(yīng)力放散（回散）工作。同時(shí)要加強(qiáng)箱涵頂進(jìn)過(guò)程中，經(jīng)常對(duì)軌溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)，尤其是氣溫最高時(shí)的軌溫監(jiān)測(cè)，超過(guò)鎖定溫度時(shí)要及時(shí)采取降溫措施，防止超溫作業(yè)及超出放散范圍作業(yè)，造成線路脹軌跑道。

②加強(qiáng)監(jiān)測(cè)及線路巡養(yǎng)

按照《鐵路線路修理規(guī)則》，必須專人負(fù)責(zé)檢查巡養(yǎng)線路，做到趟檢，對(duì)聯(lián)結(jié)螺栓、架空支點(diǎn)、限界和線路幾何尺寸進(jìn)行檢查測(cè)量，并做好記錄，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，立即停止施工，進(jìn)行整修，及時(shí)消除安全隱患。

4 結(jié)語(yǔ)

在該項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)對(duì)以上實(shí)施要點(diǎn)的嚴(yán)格控制，架空體系穩(wěn)定可靠，趟檢后幾何尺寸變化變小，維護(hù)次數(shù)相應(yīng)減少。在施工中，嚴(yán)格按照操作規(guī)程，嚴(yán)控工程要點(diǎn)的實(shí)施，按照鐵路維修規(guī)則，落實(shí)線路巡養(yǎng)制度，加強(qiáng)線路維修養(yǎng)護(hù)及架空體系的維護(hù)檢查，可以確保小半徑大跨度架空體系的穩(wěn)定以及箱涵的順利頂進(jìn)。