羅意

（中鐵十一局集團(tuán)第四工程有限公司，武漢430000）

1 引言

在鐵路工程項(xiàng)目中，超大超重道岔梁吊裝施工多采用卷?yè)P(yáng)機(jī)和滑輪組、鋼絲繩牽引施工，其牽引力、牽引速度難以準(zhǔn)確控制，且在滑移岔道梁過(guò)程中岔道梁晃動(dòng)大、安裝精度低、安全性差，難以滿(mǎn)足超重道岔梁高精度施工技術(shù)要求。 夾軌器是一種新型同步頂推系統(tǒng)，適用于大型構(gòu)件同步頂推滑移施工，其具備自鎖式夾緊裝置，省略反力架加固裝置，施工簡(jiǎn)單[1]；頂推千斤頂與被頂推構(gòu)件剛性連接，有效改善傳統(tǒng)頂推施工方式產(chǎn)生晃動(dòng)問(wèn)題；多點(diǎn)同步頂推，降低局部受力面臨的結(jié)構(gòu)破壞問(wèn)題[2]；頂推緩慢加載，勻速頂推，施工過(guò)程平穩(wěn)，降低了頂推施工對(duì)超重道岔梁結(jié)構(gòu)的沖擊作用[3]，提高道岔梁穩(wěn)定性。本文結(jié)合長(zhǎng)沙磁浮東延線接入T3 航站樓工程，深入研究工程施工技術(shù)難點(diǎn)及頂推施工技術(shù)方案，以期為同類(lèi)工程施工提供有益參考。

2 工程概況

長(zhǎng)沙磁浮東延線接入T3 航站樓工程位于長(zhǎng)沙磁浮快線黃金特大橋24#～26#墩（DK16+859.6～DK26+909.6），線路兩側(cè)設(shè)置兩組道岔梁，過(guò)渡線連接左右疏解線。 工程現(xiàn)狀為簡(jiǎn)支橋結(jié)構(gòu)，根據(jù)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)，需拆除原簡(jiǎn)支橋結(jié)構(gòu)后新建道岔平臺(tái)連續(xù)梁，出岔后，橋梁分為2 座單線橋梁，分左、右以高架形式上跨臨空大道，隨后在機(jī)場(chǎng)管理集團(tuán)北側(cè)入地。

左單線橋自ZDK0+091.21～ZDK0+114.63 處跨越臨空大道（與機(jī)場(chǎng)高速公路平交口位置，現(xiàn)狀為斷頭路），線路與其夾角為86°。 右單線橋與YDK06101.78～YDK0+118.51 處跨越臨空大道，線路與其夾角為73°。臨空大道現(xiàn)狀為水泥路面，道路正寬16 m，該道路與機(jī)場(chǎng)高速公路平交處采用了柵欄封閉。工程中，東沿線接入T3 航站樓工程，在起點(diǎn)處與磁浮正線設(shè)置1 處接駁點(diǎn)（DK16+859.6），接駁點(diǎn)位于磁浮快線黃金大道特大橋24#～25#墩之間。接駁點(diǎn)附近橋梁設(shè)計(jì)為2×25 m 道岔連續(xù)梁，道岔梁采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為鋼蓋梁門(mén)式墩，設(shè)計(jì)車(chē)速100 km/h，設(shè)計(jì)使用年限100 a。

3 施工技術(shù)方案比較

該工程接駁點(diǎn)橋梁為2×25 m 道岔支撐連續(xù)梁， 其中，梁面道岔為鋼梁，道岔鋼梁可左右移動(dòng)，道岔兩端為非道岔區(qū)，非道岔區(qū)采用混凝土承軌梁，承軌梁上鋪設(shè)軌道。 箱梁和道岔總重約2 600 t，拖拉總重為2 650 t。 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件和道岔梁頂推施工技術(shù)要點(diǎn)，施工單位選擇鋼絲繩拖拉和夾軌式頂推施工技術(shù)方案，施工單位對(duì)兩種技術(shù)方案進(jìn)行試頂推，根據(jù)施工技術(shù)方案應(yīng)用效果確定最終技術(shù)方案。

3.1 鋼絲繩拖拉方案

根據(jù)道岔梁總重和頂推施工要求，施工單位確定鋼絲繩拖拉技術(shù)方案：采用不銹鋼復(fù)合鋼板作為滑道，滑動(dòng)面均涂二硫化鉬鋰基脂與黃油調(diào)和潤(rùn)滑劑，降低滑動(dòng)面摩擦系數(shù)。 按摩擦系數(shù)0.1 計(jì)算，拖拉力需2 650 kN（265 t），設(shè)計(jì)采用4 臺(tái)150 t連續(xù)千斤頂，確保千斤頂拖拉力不小于計(jì)算值2 倍；道岔梁臨時(shí)墩上各設(shè)置1 道Q345B 滑道梁，共計(jì)4 道，滑道梁臨時(shí)墩支點(diǎn)處兩側(cè)設(shè)置加強(qiáng)牛腿，減小道岔梁拖拉時(shí)的摩阻力[4]。

在拖拉頂推施工中，由于道岔梁為變截面梁，自重分布不均，各千斤頂頂推力不一，難以保證和控制道岔梁拖拉的同步性，導(dǎo)致道岔梁拖拉施工中精度偏差較大，難以滿(mǎn)足該工程道岔梁高精度頂推施工要求。

3.2 夾軌式頂推方案

設(shè)計(jì)采用夾軌式頂推方案時(shí)，施工單位在臨時(shí)墩上設(shè)置1道滑道梁，共計(jì)4 道。 正式夾軌器頂推前先進(jìn)行試推，待確定滑鞋和滑道梁摩擦系數(shù)和千斤頂應(yīng)力參數(shù)后， 設(shè)置千斤頂頂推參數(shù)，同步控制夾軌器同步頂推施工。 夾軌器頂推施工中，滑靴與道岔梁前端通過(guò)銷(xiāo)子連接，啟動(dòng)千斤頂同步頂推，頂推完1 個(gè)頂程后回頂， 頂推過(guò)程中， 施工單位加強(qiáng)梁體頂推距離、偏差監(jiān)測(cè)，確認(rèn)道岔梁中軸線無(wú)偏移。 經(jīng)監(jiān)測(cè)無(wú)誤后，重復(fù)頂推。

根據(jù)試推結(jié)果，頂推2600t 道岔梁位移75 cm，用時(shí)20 min，整體頂推平穩(wěn)，各向前進(jìn)同步，條形基礎(chǔ)最大沉降1.73 mm，道岔梁最大沉降3.4mm，道岔支架和基礎(chǔ)沉降穩(wěn)定，整體頂推平穩(wěn)、無(wú)異常。

工程施工中，考慮到該工程道岔梁結(jié)構(gòu)尺寸大、質(zhì)量重等特點(diǎn)以及道岔區(qū)與既有磁浮運(yùn)營(yíng)線路安全距離要求和既有簡(jiǎn)支橋拆除機(jī)械轉(zhuǎn)運(yùn)距離要求，該工程計(jì)劃將原有道岔軸線沿既有線路向右側(cè)偏移25.313 m，偏移后，道岔梁距既有線路最近距離12.423 m，最遠(yuǎn)距離16.123 m。結(jié)合兩次試推結(jié)果，夾軌式頂推施工運(yùn)行平穩(wěn)、同步，控制精度高，施工操作簡(jiǎn)單、工效高，經(jīng)專(zhuān)家論證技術(shù)方案的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性，該工程采用夾軌式頂推技術(shù)方案。

4 夾軌器頂推施工技術(shù)要點(diǎn)

根據(jù)試推工藝參數(shù)， 夾軌器頂推工藝流程為： 安裝夾軌器→試頂→同步頂推→安裝落梁千斤頂及步履機(jī)→精準(zhǔn)落梁。

4.1 安裝夾軌器及限位裝置

頂推施工前，將夾軌器千斤頂安裝調(diào)試到位，前端與滑靴通過(guò)銷(xiāo)子連接。 滑靴與滑道梁之間采用鋼板限位，防止滑靴偏轉(zhuǎn)位移。

4.2 試頂

啟動(dòng)夾軌器頂推，4 個(gè)頂推推力分別為200 kN（20 t）、300 kN（30 t）、310 kN（31 t）和400 kN（40 t），按試頂參數(shù)確定千斤頂頂推距離，按10cm、15cm 和25cm 分3 段距離試頂，分級(jí)試頂加壓試頂按50%、70%、90%加荷。待分段加荷至設(shè)計(jì)頂推力的90%時(shí)，檢查夾軌器與滑道有無(wú)滑動(dòng)、滑靴與千斤頂是否緊貼等情況，經(jīng)檢查無(wú)誤后，回油千斤頂后持續(xù)頂推。 道岔梁開(kāi)始移動(dòng)時(shí)，持續(xù)監(jiān)測(cè)支架、滑道有無(wú)異常，確保梁體、千斤頂軸線無(wú)偏移，始終保持千斤頂軸線與滑道中心線對(duì)齊、平直。

4.3 同步頂推

4 個(gè)夾軌器頂推施工中，保持夾軌器同步頂推施工，確保道岔梁平移，防止道岔梁位移過(guò)程中發(fā)生偏轉(zhuǎn)。頂推過(guò)程中，施工單位在頂推循環(huán)過(guò)程中邊頂推邊采取限位措施，確?；?yán)格沿滑道移動(dòng)，防止梁體扭轉(zhuǎn)。 工程中，單次頂推位移距離為50 cm，頂推持續(xù)時(shí)間為1 min，單次頂推循環(huán)用時(shí)為5 min，循環(huán)頂推46 個(gè)周期，將道岔梁頂推至設(shè)計(jì)位置。

4.4 安裝落梁千斤頂和步履機(jī)

待道岔梁頂推到位后， 在門(mén)式墩和滑道上安裝5 臺(tái)320 t頂升千斤頂（見(jiàn)圖1）和6 臺(tái)步履機(jī)。待千斤頂和步履機(jī)安裝就位后，同步啟動(dòng)千斤頂和步履機(jī)，將道岔梁頂升20 mm，拆除滑靴系統(tǒng)并吊離滑道。

圖1 落梁千斤頂布置示意圖（單位：mm）

4.5 精準(zhǔn)落梁

通過(guò)借助千斤頂和步履機(jī)頂升道岔梁后， 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，精調(diào)千斤頂和步履機(jī)，實(shí)現(xiàn)道岔梁微調(diào)，使道岔梁精準(zhǔn)落梁。 工程施工中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，道岔梁軸線偏差為-15 mm，高程偏差為25 mm，道岔與軌道接頭偏差為-16 mm。通過(guò)精調(diào)千斤頂和步履機(jī)，使道岔梁相對(duì)落梁設(shè)計(jì)位置相對(duì)縱向平動(dòng)偏差-4 mm，軸線偏差-3 mm，高程偏差-3 mm。 道岔與軌道接頭偏差為-3 mm，符合工程設(shè)計(jì)偏差要求，實(shí)現(xiàn)道岔梁精準(zhǔn)落梁。 落梁完成后，靜置24h，施工單位對(duì)道岔梁梁體和道岔沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。施工后累計(jì)監(jiān)測(cè)15d，最大累計(jì)變化量為-2.22mm，最大變化速率為-0.76 mm，滿(mǎn)足工程累計(jì)變化±30 mm、變化速率±3 mm/d 的要求。 待道岔梁和支座沉降穩(wěn)定后，施工單位即進(jìn)行支座灌漿施工。

為確保精準(zhǔn)落梁， 該工程采用SLBLJ-320A 型步履機(jī)控制系統(tǒng)控制落梁，控制系統(tǒng)由PLC 主站和從站模塊組成，從站接受主站指令后借助控制電路驅(qū)動(dòng)千斤頂， 從站收集位移傳感器、壓力傳感器和傾斜傳感器數(shù)據(jù)，主站PLC 系統(tǒng)對(duì)各千斤頂數(shù)據(jù)分析后調(diào)整頂升信號(hào)[5]。

5 道岔梁夾軌式頂推施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

5.1 頂推力不一致

由于道岔梁屬于變截面梁，自重分布不均，各向推力不一致時(shí)，將導(dǎo)致道岔梁方向偏轉(zhuǎn)。針對(duì)頂推力不一致造成的問(wèn)題，該工程通過(guò)試頂確定各千斤頂頂推力，頂推時(shí)按試頂參數(shù)控制夾軌器同步頂推， 并加強(qiáng)頂推施工中位移距離監(jiān)測(cè)和對(duì)中監(jiān)測(cè)，確保千斤頂頂推同步，防止道岔梁位置偏移、轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，為防止因千斤頂頂推力與施工參數(shù)不符發(fā)生偏位，在頂推過(guò)程中借助鋼板限位確保滑靴沿滑道移動(dòng)，避免梁體扭轉(zhuǎn)。

5.2 精度控制難度大

道岔梁施工中，要求道岔梁與支座精準(zhǔn)對(duì)位（偏差≤5 mm），對(duì)頂推施工精度要求高，但道岔梁體積大、自重大，導(dǎo)致道岔梁落梁精度控制難度大。 針對(duì)該問(wèn)題，施工單位采取的措施有：（1）采用步履機(jī)專(zhuān)用液壓站同步控制電機(jī)、高壓柱塞泵、低壓齒輪泵，步履機(jī)采用西門(mén)子主控PLC 和高精度壓力、位移傳感器，由步履機(jī)PLC 系統(tǒng)控制千斤頂頂推，實(shí)現(xiàn)落梁千斤頂頂推精準(zhǔn)控制、同步控制；（2）步履機(jī)空載情況下可控誤差控制。 由于步履機(jī)空載狀態(tài)下無(wú)負(fù)載、無(wú)壓力，各步履機(jī)空載狀態(tài)不一，導(dǎo)致步履機(jī)初始狀態(tài)存在較大誤差。 為消除空載狀態(tài)初始誤差，施工單位在頂推施工前校正步履機(jī)初始流量，使各步履機(jī)初始流量誤差≤5%，待校正同步后開(kāi)始頂推施工；（3）重載狀態(tài)下可控誤差控制。步履機(jī)在重載作用下，受梁體摩擦力約束，可實(shí)現(xiàn)磁浮橋墩墩帽拆除凈空減小，僅為150 mm，導(dǎo)致頂推施工安全風(fēng)險(xiǎn)增大，可能出現(xiàn)道岔梁傾斜、偏位等問(wèn)題。 針對(duì)潛在施工安全風(fēng)險(xiǎn)，施工單位借助支架平臺(tái)固定繩鋸，待拆除支座后切除上部支座墊石，給上部墩柱留出350 mm 拆除空間。 切割墩柱時(shí)，由臨時(shí)支撐處另一側(cè)按5°斜度切割墩柱， 防止墩柱切割后碰撞臨時(shí)支撐體系。

5.3 落梁挪位問(wèn)題

道岔梁精準(zhǔn)落梁后，可能出現(xiàn)梁體挪位問(wèn)題，導(dǎo)致道岔梁落梁精度下降，偏差增大。 針對(duì)該問(wèn)題，施工單位在梁體頂升前和精調(diào)后增加限位措施， 防止落梁后出現(xiàn)挪位問(wèn)題。 落梁后、支座灌漿前，梁體靜置24 h，監(jiān)測(cè)梁體狀態(tài)和沉降量情況，出現(xiàn)較大沉降變化時(shí)精調(diào)道岔梁后回油千斤頂。

6 結(jié)語(yǔ)

工程中，通過(guò)對(duì)比鋼絲繩拖拉施工技術(shù)方案和夾軌式頂推施工技術(shù)方案，采用夾軌式頂推施工技術(shù)方案顯著提高了工程道岔梁頂推施工技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和安全性，2 塊道岔梁經(jīng)46 個(gè)循環(huán)周期順利頂推到位和精準(zhǔn)落梁，避免了常規(guī)頂推方案存在的安全風(fēng)險(xiǎn)和操作復(fù)雜等問(wèn)題，保證了該工程道岔梁頂推順利施工。