大跨度工字钢柔性加固线路施工工法

大跨度工字钢柔性加固线路施工工法

梁晓伟

中铁九局集团第二工程有限公司吉林吉林132000

摘要：随着社会经济发展，越来越多的规划公路、城市道路需下穿铁路既有营业线，铁路道口平改立成为线路改造的必然趋势。目前下穿铁路施工多采用整体式框架桥顶进作业，为保证铁路行车安全，顶进前必须对线路进行加固。面对桥涵跨度大，工期紧任务重，如何减少对营业线的行车干扰，确保顶进时线路安全，成为桥涵施工首要解决的难题。通过论证，采用大跨度工字钢柔性加固工法，技术成熟、施工速度快、安全风险低、经济效益显著。

关键词：柔性加固；铁路行车安全；纵梁、横抬梁、吊轨梁

一、工程概况

通辽市叫来河大街下穿通霍铁路立交桥工程，位于通霍下行线K18+231处与铁路正交，结构为（8+12+12+8）m钢筋混凝土框架桥，采用现场预制顶进，柔性加固线路。采用本工法仅用15天完成既有线路加固施工，确保了桥涵顶进按期进行，保证了框构桥总体工期，各项偏差均符合施工规范要求。施工进度和质量得到了各方一致好评。经工程实践检验，本工法成本低，施工简便，架设速度快，获得了较好的经济效益，为今后类似工程施工提供了有益的借鉴与参考。

二、工法特点

1、本工法工序操作简便，施工成本低、可在不影响中断行车的条件下施工，行车干扰时间短，临时占地少。

2、本工法纵、横梁及扣、吊轨梁架设线路后，能够保证既有线行车安全，同时可对多条线路进行加固，加固长度优于D型梁。

三、适用范围

本工法适用于跨度≥20m或无法采用D型梁架设的既有铁路桥涵顶进加固施工。

四、工艺原理

工字钢柔性加固线路其主要结构包括：纵向受力主梁、横梁、桩基础及桥涵主体。沿线路方向纵梁为承重受力主梁，垂直于线路方向并置于主梁之下为横抬梁，横抬梁穿于轨底，将加固范围内线路荷载传递给主梁，并将全部荷载传递给主梁之下的桩基及桥涵主体。施工时将横抬梁一端支撑在预制好的框构桥上，另一端支撑在未塌方的路基上。用U型螺栓和扣板将纵向与横向工字钢连接构成一体，既确保横抬梁受力均匀，也加强了线路整体稳定性。

图工字钢柔性架设示意图

五、施工工艺流程及操作要点

（一）施工工艺流程图

（二）施工操作要点

1.施工准备

在线路上钉出轨束梁的梁跨中心点，并用方尺方至两根走行轨上标注记号。以梁跨中心为基准，向两侧画出木枕、横抬梁的位置标注在走行轨上。同时做好材料、机具、设备的进场准备。

2.挖（钻）孔桩

在设计位置上进行挖（钻）孔桩施工，当桩体混凝土到达设计强度的70%后，开挖立模浇筑支墩混凝土。混凝土达到设计强度后方可架设，确保纵梁支点的强度。

3.混凝土支点带

在设计位置开挖土方，支立模板，浇筑支点带混凝土。混凝土达到设计强度后方可架设，确保横梁支点的强度。

4.线路撤土

当支撑横抬梁及纵梁的支点带达到设计强度后，在列车限速45km/h慢行期间先人工对线路撤土，要求加固范围内的两线间土方（枕木头外0.3m）全部撤至枕木下590mm处，人工抬运土方移出加固范围，保证横抬梁顺利穿入枕木下并贯通线路。

5.更换枕木

利用封锁时间人工更换既有混凝土枕为木枕，用起道器抬道，同时预埋好U型螺栓，对线路进行沉落整修，保证行车安全。按工务规则要求抽换枕木时隔六抽一，由两端向中心排列抽换。注意木枕间距及位置正确，保证横抬梁中心与木枕中心一致，与轨道中心垂直。保证钢轨两侧枕木头等长，便于枕端吊轨。

6.吊轨梁安装

吊轨梁所用钢轨提前运送到现场，存放于线路两侧（注意堆放高度、限界范围及覆盖要求），量好钢轨长度，编排好扣轨顺序（扣轨接头要相错1m以上）。利用封锁时间，人力配合汽车吊对钢轨单根搬运扣轨。每个加固地段的组拼顺序为先中心、后两端。同时注意吊轨梁及U型螺栓，距铁垫板及基本轨净距20mm以上，各种螺栓不得高出基本轨顶。

7.穿横抬梁

利用封锁时间人工扒除道碴并开挖横抬梁沟槽，横梁垂直线路方向穿入，可用挖掘机吊运工字钢并在后面推送。相邻横梁的接头错开1.5m以上。穿入后工字钢和吊轨梁用U型螺栓和扣板联结成整体。捣实道床，工字钢垫稳撑牢。横向工字钢两侧支点落于双层枕木上，枕木要垫水平，以防横向工字钢受力不均。

穿入横抬梁时，横抬梁不得同时帖靠两根钢轨，防止连电。保证线路长平、高低不超限。回填石碴必须饱满，捣固标准与线路维修相同。

8.安装纵梁

提前编排好纵梁摆放顺序，利用封锁时间，汽车吊吊运摆放纵梁施工。纵梁工字钢两端落实在支墩顶面。在涵两侧设辅助纵梁，对横向工字钢较大跨度区段进行加强处理。纵梁摆放完成后，人工安装U型螺栓。接长后工字钢的轴线必须成一条直线。每个U形螺栓的紧固处必须拧紧双螺母。同一束纵梁中工字钢接头必须错开1m以上，保证整体纵梁的强度。

9.配合顶进

配合顶进期间，在横抬梁下垫枕木垛和滑动支点作为顶进滑道，组织分配好人力看好每一个滑动支点，其目的是保证框构能在线路下滑进，列车能按规定速度通过。同时设专人时刻监护线路，防止横向变形，确保行车安全。

10.拆除架设

⑴卸石碴：

轨道车运送石碴至现场直接卸载，特别是框构两侧过渡段，预留石碴要更充分。每卸0.3米厚用震动捣固机或砼震捣棒全面捣固一遍。

⑵松开纵梁上的U形螺栓拆除拼接板：

①框构上由于横抬梁下已由垫木垫实，故纵梁U形螺栓松开后，框构上的线路不会发生沉落变化。但框构两侧塌方地段由于石碴回填厚度很大，线路容易发生较大下沉，松开纵梁U形螺栓后使用震动捣固机加强捣固。

②拆除拼接板，事先用齿条压机将纵梁束中各片工字钢分开，垫上隔木，留出作业空间。拆除一片再进行下一片。

⑶运出纵梁：

纵梁工字钢的运出必须使用汽车吊。拆除后立即回填石碴。

⑷抽出横抬梁及其槽钢：

①抽出横抬梁及其槽钢时从线路加固地段的一端向另一端逐片进行。可使用装载机或挖掘机做牵引机械。

②横抬梁及其槽钢抽出前，将横抬梁上的木枕抽出，以减小横抬梁的抽出阻力，且便于撤出吊轨梁U型螺栓。

③全部抽完后，用震动捣固机全面起道捣固2遍。

⑸拆除吊轨梁

①拆除顺序：先线路中心，后线路两侧。

②注意防止吊轨钢轨因拱腰侵限影响行车。

③木枕更换为砼枕，同时安装护轮轨。

④恢复线路：利用列车慢行时间全面整修线路。

六、劳动力组织

劳动力组织表

七、材料与设备

八、安全质量控制

（一）安全措施

1.线路加固对既有线行车安全影响极大，要坚持“三个必须”和“四个不准”。

三个必须即：

⑴必须对铁路部门下发的相关文件及技术规范认真学习；

⑵必须注意作业顺序、技术标准与重要事项；

⑶必须利用封锁或列车间隔施工，要注意连电、人身亡及行车事故。

四个不准即：

⑴没有经建设单位或上级主管部门审查签认的施工方案，没有制定安全技术措施，没有与工务、电务及运营部门签订施工安全协议的不准开工；

⑵没有书面技术交底，对施工现场的电缆、光缆、通讯信号等隐蔽设施没有查明并采取保护措施不准动工；

⑶与行车安全有直接影响的防护员、驻站联络员、施工员、轨道司机，没有经过培训考试取得合格证者不准上岗；

⑷封锁线路或慢行施工，没有审定的施工和运输方案、没有到车站办好施工封锁或慢行手续的、没有按规定设置好防护的不准开工。

2.装卸、运、抬、移工字钢、钢轨等笨重物体时必须由一人统一指挥，精神集中，行动一致，严肃认真不能任意喧哗打闹，避免挤伤手脚。

3.施工负责人要结合每天的天、地、人、时变化情况有的放矢的进行安全教育，并填写好安全教育记录备查。

（二）质量控制偏差

工字钢架设轨道变形满足以下规定要求：

1、线路长平高低差不大于50mm；

2、加固区段不出现三角坑；

3、两股钢轨左右股高低差不大于4mm；

（三）质量保证措施

1.纵梁与吊轨梁间的木支撑松动时随时打紧钉牢。所有连接螺栓与工字钢间空隙的三角形木楔成对打紧，每根螺栓至少两对，松动随时打紧，失效随时补充。

2.对所有螺栓扣板必须认真检查，不能松动失效，要保持良好状态。

3.工字钢架设过程中及完成后，每经过一趟列车，都要安排专人检查线路，超过控制标准的及时整修，确保线路变形满足要求。