既有线箱形桥架空施工技术

摘 要：随着我国铁路发展,现有平交道口已很大程度上影响了提速的需要,要改变这种现象,必须将平交道改为立交道,但是为了不影响铁路行车,只有采用线路架空的方式,对框架桥进行顶进施工.本文通过候西线某框架桥的施工,对架空方案的选择、顶进施工前应注意的安全事项等进行了阐述.

关 键 词：既有线架空施工

1工程概况

某框架立交中桥(8m+16m+8m),位于车站咽喉道岔区,分顶进和现浇两部分.顶进段为既有II道正线、牵出线和专用线,顶进段桥宽30.6m（垂直线路方向）,桥长36.0m(平行线路方向,斜长）.框架桥结构箱体顶板厚1m,底板厚1.1m,边墙厚1.0m,中墙厚度均为0.8m,箱体净高4.3m,箱体总高为6.4m.框架桥中心线与既有站Ⅱ道交角为81°.既有线轨底至涵顶高度0.9m.

桥位线路现况：桥址处于咽喉区,桥中心距离既有10#道岔（1/12）尖轨尖端的距离为1.67m.桥位处有3股线路,从北向南依次为：专用线、牵出线、Ⅱ道正线.牵出线与Ⅱ道正线线间距为6.5m.因专用线轨道衡砼整体道床对框架桥体顶进影响,需对专用线采用临时拆除、明挖空顶方案,只考虑对牵出线、II道和道岔区进行实施.

工程特点：施工期间不得中断行车,限速不低于45km/h.箱涵跨度大且斜交设计,这对工程顶进架空施工增加了一定的难度.

2架空方案

既有线的II道及10#道岔、牵出线,均采用I100工便梁、钢枕和H70型横抬梁组合的方式进行架空,线路加固长度为56米.I100工便梁长度组合为8m+4*12m；H70型横抬梁长度20m5根、12m4根；H32a工字钢横抬梁20根及H20型钢枕若干（详见架空平面示意图）.

以II道钢筋砼岔枕为基准,调整牵出线轨枕,使牵出线轨枕孔与岔枕孔位于同在一条轴线上.非道岔区段线路以既有II道正线轨枕孔为基准,调整牵出线轨枕,使其方向与既有II道轨枕孔一一对应,为挖穿钢枕和横向H70型钢横抬梁联结紧固创造好条件.

3安设纵梁、钢枕及横抬梁施工步骤

3.1纵梁架设

纵梁体系由Ⅰ100工便梁4*12m+8m组成,Ⅰ100工便梁相互连接采用上下夹板两组及腹板一组的同等强度连接构件组成,均使用高强度螺栓进行紧固.架长计56米,主架空长度39m,辅助架空长度每侧8.5m.

架设纵梁顺序：由侯马向西安方向延伸,先牵出线后Ⅱ道及道岔,纵梁要求连接紧固、支撑稳固.安装纵梁前技术负责人用水平仪测量支撑桩,按要求控制好桩顶标高.

一片纵梁就位前,作业人员先在纵梁线路段枕木孔中每隔3米安设钢枕1根,每组计4根（规格长4.96m、高305mm）用以临时连接固定纵梁.Ⅰ100工便梁吊运安装时,设专人进行防护.利用“天窗点”分四次封锁线路,每次90分钟.具体如下：

①、架设牵出线（侯马端）两侧各3片12m便梁：需同时封锁Ⅱ道和牵出线两股道,点前100T吊车及施工人员提前就位备足工器具,接到封锁命令、设置防护后,吊车将便梁吊装跨越Ⅱ道至牵出线纵梁架设位置,吊装时在道岔转辙部分铺垫防护木枕,由作业班施工人员配合吊车将纵梁纵横向滑移运到就位安装地点后,将纵梁与钢枕联接固定复紧,完成3组纵梁安装任务后,施工负责人同设备管理人员共同检查纵梁限界及线路安全无患后,通知车站驻站防护员登记消点开通线路.

②、架设牵出线（西安端）两侧各1片12m、8m纵梁：需同时封锁Ⅱ道和牵出线两股道.作业方式同前.

③、架设Ⅱ道（侯马端）两侧各3片12m便梁：需同时封锁Ⅱ道和牵出线两股道.作业方式同前.

④、架设Ⅱ道两侧（西安端）各1片12m、8m纵梁：需同时封锁Ⅱ道和牵出线两股道.作业方式同前.

3.2安装H20钢枕

扒枕孔道碴穿安装H20钢枕.工便梁纵梁之间,采用H20钢枕连接,L等于4.96m,数量44根.安装H20钢枕利用慢行点内行车间隙,首先设好施工防护,先牵出线再Ⅱ道,按砼枕间距,每孔砼枕穿一根钢枕,穿钢枕时要按工务“隔六穿一”的原则,从两边向中间穿,开挖一孔穿一根,穿一根加固一根,与钢轨接触面垫好绝缘板,连接两端采用高强螺栓与纵梁紧固,其扭距必须达到80-140Nm.如纵梁间大于4.96米,则采用H32a工字钢联结两侧纵梁.直至Ⅱ道及牵出线钢枕全部安装完成.组装中严格控制水平、方向及加强对轨道电路的防护,在进行Ⅱ道及道岔横梁连接时,当车站排路给定后,所有人员下道,停止一切施工作业,确保行车安全.

3.3安装H70型横抬梁

加固线路架空部位横抬梁采用5组等强度连接长20米的H70型钢,计8根,间距6.5m,每组1根.箱体两侧各采用2组长12mH70型钢间距8.5m,横梁挖好一根,穿一根,连接加固一根,并与支撑桩上的纵梁用U形螺栓双帽联在一起.为防止线路横移,横梁延伸于抗移桩上.穿H70型钢时为防止连电,在型钢与基本轨之间垫2m×200mm×10mm的竹胶板,竹胶板与基本轨之间放置400×200mm的绝缘胶垫,防止连电.因为牵出线轨面标高比Ⅱ道轨面标高低约10cm,因此横抬梁的安装以牵出线的标高进行控制,Ⅱ道下横抬梁与轨底之间加垫杂木板进行调整.H70型钢横梁的方向以道岔轨枕间的方向作为穿装控制方向,要平、直、顺,并且横梁要避开拉杆.横梁接头处用腹板和上下夹板等强度螺栓联结.

3.4道岔加强架空加固

为了保证道岔尖轨转换落槽密切、搬动自如,对道岔尖轨尖端至辙岔跟端18根有滑床板岔枕进行特殊加固,采取措施如下：首先保证既有道岔尖轨区段钢筋混凝土岔枕结构原状不动,控制轨距及几何尺寸强度不减；其次采取在既有滑床板轨枕下安装相同数量钢枕18根作为岔枕横抬梁,（H32钢枕长6m、高305mm宽210mm）、轨枕与钢枕间夹放一块与轨枕长宽相同的竹胶板作绝缘缓冲垫,轨枕与钢枕用￠22U形螺栓和12mm扣板联接,钢枕与纵梁间隙用枕木垫紧,钢枕与纵梁用￠22高强U形螺栓双帽联接.以上施工需在“天窗点”内进行.

在既有轨枕下挖槽穿H32a钢枕横抬梁,并且钢枕与纵梁的连接是道岔施工安全的关键环节,采取的措施：一是配合工务工区整修该10号道岔几何尺寸方向水平高低全部达标；二是挑选组建安装钢枕专项作业班24人,集中培训现场演练；三是细化施工方案,从开挖到穿枕直至钢枕与纵梁连接紧固道岔水平方向验收,做出详细的施工组织及技术交底；四是挖穿钢枕与纵梁连接顺序,从道岔尖轨跟端向尖端有序挖槽安装钢枕,每次开挖两孔混凝土枕,成形一根,与纵梁安装紧固一根；五是设线路技能高手,专人检查验收把关,每装一根进行验收连接部件是否紧固、线路几何尺寸及道岔方向、水平、高低是否良好后,再挖装下一根横抬钢枕.

道岔水平、高低调整采用钢枕与纵梁间隙抽换垫板方法处理.轨枕不抽换轨距无变化,钢枕与轨枕纵梁已联成整体,方向得到控制.

在穿钢枕和H32a工字钢时,如果列车通过,则提前用枕木将轨枕底打紧支实.如此反复逐次施工,严格控制水平和方向,确保行车安全.

4桥体顶进施工

根据箱桥自重为7230t,则涵顶力设计值最大值：P＝10840.32t,根据设计顶力,配备500T油压顶镐30台,备用4台,顶进时用增减顶镐调整顶进方向；顶柱长度要相应配套；顶镐的安放保持与桥体轴线顺直一致,顶进过程中随顶程更换不同的顶柱,够最长顶柱时加一道横梁,与纵向顶柱垂直.

箱桥顶进施工根据铁办【2008】190号《铁路营业线施工安全管理办法》规定属于Ш级施工.按照规定向路局主管部门报施工日计划及进行施工登记、消记.

开顶前必须对线路加固的质量进行检查.如：加固是否符合设计或已批准的施工方案的要求；加固部件有无侵入限界的情况；加固扣件是否有松动脱落等现象；工字钢、钢枕与既有线钢轨接触处的绝缘是否良好等.高压油泵、千斤顶和顶柱等顶进设备在安装前应加以整修并做压力试验,油压管路安装完毕后,要进行试运转,检查压力能否达到规定标准,油管是否漏油,顶柱的长度规格及数量配置是否符合施工要求.

为了准确掌握桥身顶进的方向和高程,应在顶进的后方设置观测站,在桥身顶板的四个角上,固定水平标尺及竖向标尺一根,便于顶进中的高程测量和方向偏差的观侧.在后背一侧设置一个横向观测站,后背梁两端设立标尺,用于后背变形的观测.

顶进前检查下列各项工作合格后,方可顶进施工.

①主体结构混凝土必须达到设计强度100%.

②线路加固及后背稳定,顶进设备良好.

③现场照明、液压系统安装及试验情况完好.

④防护人员的组织和仪器装置通讯工具落实到位.

⑤观测平台负责测量的技术人员到位,并做好记录.

5总结

该框架立交桥架空主要涉及三条线路,结合具体情况灵活运用架空方法,顺利地完成了线路架空和箱涵顶进施工,这给以后的架空施工尤其是大跨度箱涵架空设计及施工积累了丰富经验,并具有一定的技术价值.

通过此次架空,大跨度架空施工中应注意以下几点：

①架空方案初步选定后,要对各支撑基底处应力进行检算；

②采用横梁与钢枕结合的方式,以保证线路的安全；

③架空后,对各支撑下沉进行连续观测.