摘要：橋梁是鐵路線路中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，一些老舊橋梁出現(xiàn)了梁體承載能力下降等問(wèn)題，需要對(duì)梁體進(jìn)行更換。本文以某大橋?yàn)槔?，研究運(yùn)營(yíng)鐵路Π形梁更換施工技術(shù)。首先介紹了橋梁概況、病害情況以及換梁的技術(shù)方案，采用臺(tái)車(chē)橫向置換結(jié)合吊車(chē)吊卸的方式，對(duì)上行17孔Π形梁體進(jìn)行更換；其次介紹了施工安排；最后結(jié)合在某大橋的施工實(shí)踐，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行總結(jié)。實(shí)踐證明，采用該方案更換既有線梁體技術(shù)可行，安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，可為類(lèi)似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：運(yùn)營(yíng)鐵路；Π形梁：更換施工

橋梁是鐵路線路中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，其良好的工作狀態(tài)是保證鐵路安全運(yùn)營(yíng)的基本條件。隨著鐵路運(yùn)輸向重載、高速方向發(fā)展，鐵路部門(mén)對(duì)既有線的橋梁設(shè)備提出了新的標(biāo)準(zhǔn)和要求。對(duì)于一些建成于二十世紀(jì)六七十年代的老舊橋梁，由于建造標(biāo)準(zhǔn)低等原因，出現(xiàn)了梁體承載能力下降等問(wèn)題，需要對(duì)梁體進(jìn)行更換。制定合理的施工技術(shù)方案，對(duì)保證鐵路運(yùn)營(yíng)安全尤為重要^［1］。本文以某大橋換梁施工為例，對(duì)運(yùn)營(yíng)鐵路線集中時(shí)間連續(xù)更換多孔梁體的大型施工技術(shù)進(jìn)行研究。

1工程概況

1.1橋梁概況

某大橋于1959年建成，17-8.0 m雙線橋，線間距4.0 m，設(shè)計(jì)活載為中-26級(jí)。梁體采用鋼筋混凝土Π形梁（圖號(hào)：大-136），梁長(zhǎng)8.46 m，梁高1.20 m，梁端設(shè)平板鋼支座，橋梁實(shí)景及Π形梁結(jié)構(gòu)如圖1所示。修建復(fù)線時(shí)，下行線更換為低高度鋼筋混凝土板梁（圖號(hào)：叁標(biāo)橋1024），設(shè)計(jì)活載為中-活載。

1.2病害情況

該橋主要病害問(wèn)題為上行梁體底板與支座接觸部位潰碎，上翼緣板掉塊漏筋，腹板空響、破損，支座上座板螺栓剪斷，支承墊石周邊空響、潰碎、脫落等，支座及梁底病害如圖2所示。由于早期施工工藝落后，往往采用木模板，Π形梁腹板較薄，保護(hù)層厚度不足，梁體混凝土表面麻面較多。上行線第7、10、13、15、16、17孔梁底出現(xiàn)縱向裂縫，已延伸至支座板處，有多處梁體維修痕跡。

1.3換梁技術(shù)方案

考慮既有雙線橋換梁施工作業(yè)面受限，采用臺(tái)車(chē)橫向置換結(jié)合吊車(chē)吊卸舊梁的方式，將上行線17孔8 m鋼筋混凝土Π形梁更換為同跨度預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T形梁，并對(duì)橋梁支座、橋面道砟、橋面附屬設(shè)施一同進(jìn)行更換^［2-3］。

（1）梁部。保持線路高程和縱坡不變，既有墩臺(tái)頂帽高程不變。新梁梁長(zhǎng)與既有梁長(zhǎng)保持一致，長(zhǎng)度為8.46 m，計(jì)算跨度8.0 m。新梁寬度與既有橋面寬度保持一致，為3.9 m。梁體采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土雙片式簡(jiǎn)支T形梁，梁端及跨中處設(shè)置橫隔板，兩片T形梁采用橋面板及橫隔板連接的方式連成整體，橫隔板處施加橫向預(yù)應(yīng)力。兩片梁體中心距離1.8 m，軌底至梁底高度1.7 m。兩孔梁梁縫間鋪設(shè)橡膠止水帶，并用鋼蓋板覆蓋。上行線一側(cè)設(shè)置1.3 m寬人行道，不設(shè)避車(chē)臺(tái)。

（2）支座。采用TQZ（T）1000GD/ZX-0.3P球形鋼支座，每孔梁設(shè)置兩個(gè)固定支座、兩個(gè)縱向活動(dòng)支座，固定支座設(shè)于下坡端。

1.4施工重難點(diǎn)分析及相應(yīng)措施

（1）保證換梁過(guò)程中新梁能順利推入并精準(zhǔn)就位是施工的重點(diǎn)。首先根據(jù)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)復(fù)測(cè)結(jié)果，在墩頂標(biāo)記計(jì)劃落梁位置，確保落梁后梁縫間距滿足設(shè)計(jì)要求。其次，提前對(duì)橋下場(chǎng)地進(jìn)行平整硬化，在鋪設(shè)鋼軌滑道時(shí)一定要保證線路平順并垂直于梁體，并在新梁臺(tái)車(chē)上設(shè)置縱向千斤頂用于梁體姿態(tài)微調(diào)，從而確保新梁能順利推入并精準(zhǔn)就位。

（2）新梁由兩片T形梁通過(guò)橫向預(yù)應(yīng)力連接而成，避免起梁和移梁過(guò)程中梁體橫向連接受損是本工程的難點(diǎn)。對(duì)此問(wèn)題，在豎向起梁和縱向移梁時(shí)采用PLC同步控制系統(tǒng)對(duì)梁體進(jìn)行同步頂升和縱向移動(dòng)，防止因位移不同步造成橫向連接受損。

（3）因本橋是雙行線，只更換上行線側(cè)橋梁，為盡可能減少對(duì)運(yùn)輸?shù)母蓴_，在安全的前提下縮減施工天窗，如何優(yōu)化施工工序、提高工作效率，保證在天窗點(diǎn)內(nèi)完成更換并安全順利開(kāi)通線路，也是換梁施工的一大難點(diǎn)。針對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)高、難度大等特點(diǎn)，成立了施工領(lǐng)導(dǎo)小組，由軌道結(jié)構(gòu)作業(yè)組、橋梁施工作業(yè)組、施工安全盯控組組成，其中軌道結(jié)構(gòu)作業(yè)組負(fù)責(zé)作業(yè)期間對(duì)線路設(shè)備的整修和檢查，確保線路設(shè)備安全可靠；橋梁施工作業(yè)組負(fù)責(zé)施工進(jìn)度和質(zhì)量，按照每日作業(yè)進(jìn)度、數(shù)量、質(zhì)量情況，編制施工方案示意圖、現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)示意圖、人員分工及安全關(guān)鍵卡控表，組織作業(yè)人員召開(kāi)班前安全預(yù)想、班后總結(jié)會(huì)；施工安全盯控組負(fù)責(zé)盯控施工現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)體系及現(xiàn)場(chǎng)人員、材料、機(jī)具、設(shè)備等。

2施工安排

2.1施工準(zhǔn)備

（1）新梁及相關(guān)構(gòu)件加工預(yù)制。包括新梁預(yù)制、電纜槽預(yù)制、蓋板預(yù)制、擋砟塊預(yù)制、球形支座加工、鋼墊塊加工、欄桿加工、橡膠止水帶加工，共計(jì)預(yù)制17孔/34片跨度8 m的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁，橫截面如圖3所示，含保護(hù)層和防水層，單片梁長(zhǎng)8.46 m、梁高1.10 m，單片梁重26.5 t（為方便表述這，力用噸力表示，1 t≈10 kN）。

（2）進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備。進(jìn)行地方協(xié)調(diào)、村民占地協(xié)調(diào)；整修鄰近公路至橋位處的施工便道及場(chǎng)內(nèi)可供運(yùn)梁車(chē)通行的便道；平整用于材料存放、吊機(jī)站位使用的場(chǎng)地。

（3）結(jié)構(gòu)狀態(tài)復(fù)測(cè)。對(duì)梁體標(biāo)高、梁縫寬度、線梁偏心等進(jìn)行復(fù)測(cè)。

（4）設(shè)備狀態(tài)檢查。與設(shè)備管理單位共同對(duì)橋上、橋下光電纜設(shè)備進(jìn)行檢查確認(rèn)并整改。

（5）橋上光電纜改移保護(hù)。

（6）接觸網(wǎng)基礎(chǔ)施工。包括臨時(shí)接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)施工、接觸網(wǎng)立柱安裝、改移接觸網(wǎng)。

（7）應(yīng)力放散。

（8）拆除護(hù)軌。

（9）澆筑存梁臺(tái)座。對(duì)應(yīng)橋梁孔跨位置，澆筑用于臨時(shí)存放新梁的混凝土臺(tái)座。

2.2換梁施工

（1）換梁準(zhǔn)備。主要包括場(chǎng)地平整硬化、澆筑臺(tái)車(chē)條形基礎(chǔ)、鋪設(shè)滑道、組拼換梁臺(tái)車(chē)、組裝新梁、支座錨栓鉆孔、支承墊石改造、拆除防落梁限位裝置等項(xiàng)目。采用C35鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地面硬化層上澆筑臺(tái)車(chē)條形基礎(chǔ)，厚25 cm，寬2 m，長(zhǎng)29 m，每孔梁橋下澆筑2道條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)施工如圖4所示，澆筑完成后對(duì)混凝土表面進(jìn)行抹平，確保頂面平整。采用50 kg/m鋼軌在條形基礎(chǔ)上鋪設(shè)滑道，每孔梁橋下鋪設(shè)2組滑道，滑道中心距離梁端2 m，滑道中心線與梁體中心線垂直。每組滑道長(zhǎng)28 m，以墩臺(tái)中心線為分界點(diǎn)，上行線側(cè)鋪設(shè)長(zhǎng)度為21 m，下行線側(cè)鋪設(shè)長(zhǎng)度為7 m。

每孔梁橋下組拼1套/2部新梁臺(tái)車(chē)、1套/2部舊梁臺(tái)車(chē)。單孔新梁恒載重108.2 t，一套新梁臺(tái)車(chē)承載力為360 t，安全系數(shù)3.33，滿足承載力要求。單孔舊梁恒載重60.4 t，一套舊梁臺(tái)車(chē)承載力為360 t，安全系數(shù)5.96，滿足承載力要求。臺(tái)車(chē)寬2 m，長(zhǎng)5 m，高3.5 m，具體高度根據(jù)滑道至梁底高度控制。臺(tái)車(chē)中心距離梁端2 m。每部臺(tái)車(chē)由6臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩部臺(tái)車(chē)由一臺(tái)變頻控制器控制，形成同步走行臺(tái)車(chē)，運(yùn)行速度為0～1.82 m/min。舊梁臺(tái)車(chē)上布設(shè)8臺(tái)100 t起梁千斤頂，如圖5所示，不設(shè)水平千斤頂。單孔舊梁恒載重60.4 t，千斤頂起梁總頂升力為800 t，安全系數(shù)13.25。新梁臺(tái)車(chē)上布設(shè)4臺(tái)250 t起梁千斤頂（圖6）、4臺(tái)58 t水平千斤頂，4臺(tái)起梁千斤頂和4臺(tái)水平千斤頂分別由1臺(tái)PLC同步控制，確保其工作時(shí)位移同步。單孔新梁恒載重108.2 t，千斤頂起梁總頂升力為1 000 t，安全系數(shù)9.24。

（2）換梁作業(yè)。封鎖點(diǎn)將17孔8 m鋼筋混凝土Π形梁更換為同跨度預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁，同時(shí)利用吊車(chē)將舊梁吊卸至場(chǎng)外臨時(shí)存放。

3施工關(guān)鍵技術(shù)

利用2024年集中修的26個(gè)施工天窗，圓滿完成了17孔梁體的更換。其中利用營(yíng)業(yè)線Ⅱ級(jí)施工天窗11個(gè)，依次更換了第6、2、7、16、1、5/13、4/14、8/10、3/9、11/17、12/15孔梁；利用營(yíng)業(yè)線Ⅲ級(jí)施工天窗15個(gè)，完成了應(yīng)力放散、安拆護(hù)軌、橋上電纜改移保護(hù)、臨時(shí)接觸網(wǎng)立柱安裝及拆除、接觸網(wǎng)改移及恢復(fù)、人行道托架及步行板拆除、試頂梁、安裝梁端止水帶、大機(jī)搗固等工作，施工總體流程如圖7所示。封鎖點(diǎn)各施工環(huán)節(jié)關(guān)鍵點(diǎn)如下：

（1）封鎖點(diǎn)準(zhǔn)備就緒，作業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)待命。作業(yè)人員提前1 h到達(dá)作業(yè)地點(diǎn)，在橋頭護(hù)網(wǎng)外等候。封鎖施工防護(hù)未設(shè)置好前所有人員不準(zhǔn)上道，機(jī)具、材料、人員未全部下道前不準(zhǔn)撤除防護(hù)。對(duì)臺(tái)車(chē)及頂升設(shè)備進(jìn)行開(kāi)機(jī)預(yù)熱并檢查，確認(rèn)工作狀態(tài)。

（2）設(shè)置防護(hù)。封鎖后，施工負(fù)責(zé)人與駐站聯(lián)絡(luò)員核對(duì)施工命令，核對(duì)無(wú)誤后，防護(hù)人員按防護(hù)圖設(shè)置防護(hù)，作業(yè)人員按照施工預(yù)備會(huì)確定地段進(jìn)入護(hù)網(wǎng)。

（3）拆解扣件、打起鋼軌。拆除橋上及兩側(cè)各50 m范圍內(nèi)鋼軌扣件（以不影響鋼軌打起為控制目標(biāo)，隨起隨拆），在兩側(cè)橋臺(tái)靠近梁縫處各布置一組液壓起道設(shè)備，將橋上鋼軌打起35 cm左右（以跨中鋼軌最低點(diǎn)高過(guò)護(hù)木螺栓5 cm為控制目標(biāo)，確保舊梁能安全移出），鋼軌打起過(guò)程中及時(shí)墊塞短枕木做好臨時(shí)支撐。

（4）頂起舊梁并使其落至臺(tái)車(chē)上。確認(rèn)舊梁與其他設(shè)備無(wú)連接后，啟動(dòng)舊梁臺(tái)車(chē)上的頂升設(shè)備頂起舊梁，起梁高度不超過(guò)5 cm，在臺(tái)車(chē)頂面墊塞硬木，舊梁落至臺(tái)車(chē)上，如圖8所示。

（5）臺(tái)車(chē)移出舊梁。舊梁落至臺(tái)車(chē)上后，啟動(dòng)舊梁臺(tái)車(chē)，向右側(cè)移出舊梁。

（6）吊車(chē)吊卸舊梁，處理支承墊石。如圖9所示，舊梁移出橋位，確認(rèn)與回流線水平距離超過(guò)2 m后，利用吊車(chē)將舊梁吊卸至岸邊空地臨時(shí)存放，同時(shí)對(duì)支承墊石進(jìn)行處理。臺(tái)車(chē)停止運(yùn)行后，及時(shí)設(shè)置防溜措施。舊梁移出后，橋臺(tái)作業(yè)人員迅速拆除舊支座，對(duì)支承墊石進(jìn)行處理。用高壓風(fēng)對(duì)墊石頂面和錨栓孔進(jìn)行吹風(fēng)處理，保證墊石上及錨栓孔內(nèi)無(wú)灰塵雜物。根據(jù)預(yù)先標(biāo)記的支座標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)，用M50干硬砂漿對(duì)墊石頂面進(jìn)行找平，利用大、小水平尺結(jié)合光電水平儀對(duì)標(biāo)高和平整度進(jìn)行控制，確保墊石標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。

（7）臺(tái)車(chē)移入新梁。臺(tái)車(chē)移入新梁如圖10所示，舊梁吊走、支承墊石處理完成后，啟動(dòng)新梁臺(tái)車(chē)，將新梁從右側(cè)移入橋位，同時(shí)舊梁臺(tái)車(chē)提前移至橋位另一側(cè)停放。臺(tái)車(chē)停止運(yùn)行后，及時(shí)設(shè)置防溜措施。

（8）精確對(duì)位并落梁。技術(shù)員對(duì)新梁位置進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，通過(guò)新梁臺(tái)車(chē)橫向走行，對(duì)梁體左右位置進(jìn)行調(diào)整，確保梁體中線與線路中線對(duì)齊；通過(guò)新梁臺(tái)車(chē)上的縱移千斤頂，對(duì)梁縫寬度進(jìn)行調(diào)整，確保梁縫寬度滿足設(shè)計(jì)要求；對(duì)支座進(jìn)行對(duì)位調(diào)整，確保支座底板四角相對(duì)高差不超過(guò)2 mm，活動(dòng)支座縱向位移偏差不超過(guò)3 mm。梁體和支座安裝精度滿足要求后方可落梁，落梁時(shí)先落固定支座端，再落活動(dòng)支座端。落梁后，技術(shù)員復(fù)核梁體及支座狀態(tài)，確保梁體標(biāo)高、梁縫寬度、支座四角高差、活動(dòng)支座位置均滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

（9）恢復(fù)線路，同時(shí)錨固支座、恢復(fù)支承墊石。落梁后，恢復(fù)橋上線路，安裝梁縫橫向蓋板，回落鋼軌，擰緊扣件，測(cè)量線路標(biāo)高，補(bǔ)填梁縫及枕底道砟，小機(jī)搗固，精調(diào)線路，對(duì)線路幾何尺寸進(jìn)行測(cè)量，確保滿足開(kāi)通要求；落梁后，灌注支座灌漿料錨固支座，拆除支座上下連接板，擰緊螺栓，恢復(fù)支承墊石。

開(kāi)通前對(duì)軌道結(jié)構(gòu)、鋼軌扣件狀態(tài)進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)無(wú)異常；對(duì)施工影響范圍內(nèi)線路軌道幾何尺寸（軌距、水平、高低、軌向、三角坑等）進(jìn)行全面測(cè)量，依據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行線路調(diào)整，確保滿足相關(guān)要求方可開(kāi)通線路。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)施工前的精細(xì)準(zhǔn)備，施工過(guò)程中的嚴(yán)格控制、高效組織，圓滿地完成了某大橋換梁這一項(xiàng)系統(tǒng)性工程。該工程的實(shí)施，徹底整治了Π形梁梁體、支座病害問(wèn)題，解決了橋上道床板結(jié)、臟污、擋砟塊高度不足、人行道步行板劣化的問(wèn)題，積累了鐵路老舊橋梁換梁的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在運(yùn)營(yíng)鐵路雙線并行區(qū)段使用臺(tái)車(chē)橫向置換結(jié)合吊車(chē)吊卸舊梁方式進(jìn)行梁體更換的方案，利用Ｖ形天窗即可施工，不影響鄰線行車(chē)，不需要切斷鋼軌，對(duì)運(yùn)輸影響小。施工方法安全，風(fēng)險(xiǎn)小，可利用集中修連續(xù)天窗施工，可為類(lèi)似施工提供借鑒。

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作者單位：中國(guó)鐵路呼和浩特局集團(tuán)有限公司工務(wù)部，呼和浩特010050

作者簡(jiǎn)介：張恒，男，高級(jí)工程師。