既有线纵横梁加固线路旁位预制顶进施工工法研究

既有线纵横梁加固线路旁位预制顶进施工工法研究

王刚

身份证号码612725198602211815     

中铁一局集团新运工程有限公司   712000

摘要：本文研究了一种既有线纵横梁加固线路旁位预制顶进施工工法，以解决国内铁路既有线桥梁使用寿命问题。通过对青藏铁路西格段K117+309桥梁改建施工的总结，提出了一种具有更大跨度、更简单施工程序和更短工期的纵横梁加固工艺。该工法采用旁位预制和顶进作业，显著降低了线路运行中断时间，减少了施工对铁路运输的干扰，同时节约了空间和资源。通过创新的拆梁支墩方法和墩台及桥梁的切割工艺，提高了铁路基础设施的维护和加固效率。

关键词：既有线桥梁；纵横梁加固；旁位预制；顶进施工

引 言

随着国内铁路既有线桥梁逐渐达到或临近使用寿命，急需解决大量换梁工作，以确保铁路的正常安全运行。本文提出了一种基于青藏铁路西格段K117+309桥梁改建施工的经验总结的纵横梁加固工艺，以降低对既有铁路运营的影响，确保施工的安全可靠和高效快速。新工法采用旁位预制和顶进作业，创新的拆梁支墩方法和桥梁切割工艺显著提高了铁路基础设施的维护和加固效率。该工法的研究和应用为今后类似工程提供了可行的施工经验，具有广泛的推广和学习价值。

一、工法特点，适用范围及原理

纵横梁线路加固工艺与传统钢便梁加固方法相比，具有更大的跨度、更简单的施工程序和更短的工期。特别地，旁位预制和顶进作业可以极大地减少线路运行中断的时间，减少施工对现有铁路运输的干扰，同时节约空间和资源。山字形拆梁支墩的方法相比传统的拆梁条基更为优化，它在确保安全的同时减少了施工作业量，节约了施工时间和成本。此外墩台及桥梁的切割工艺避免了旧梁拆除时对现有线路行车的影响，减少了对天窗点的需求，从而节约了工期。这些创新方法显著提高了铁路基础设施的维护和加固效率，同时减少了对铁路运营的影响。。

这种施工工法适用于现有的双线多跨桥梁更换单线梁施工，以及那些无法采用定型D梁进行加固的现有线路桥梁涵顶进施工。工艺原理方面，该方法在减少对正常营业线路运营的干扰和降低工程造价的同时，通过在邻近拆除的梁体侧完成箱桥的预制，利用既有的临线结构物和新预制的箱桥作为支点，来架设纵横梁架空线路。之后，完成现有梁体的拆除并进行箱桥的顶进施工。这一方法的创新之处在于，它有效结合了现有结构和新预制元素，以实现高效、低干扰的铁路线路维护和更新。

二、 施工工艺操作要点

1、施工准备

首先进行现场踏勘，包括对既有桥梁的测量、施工区域内设备的调查以及对轨面标高、道床厚度的复核，确保纵横梁架设后符合限界要求。接着工程部核对设计图纸和相关资料，确认结构尺寸、标高和地基承载力，进行施工放样和护桩施放。随后编制并审批施工方案，包括箱型桥主体模型的规划及施工组织计划。在施工前，完成“三通一平”等临建施工，包括截水沟和排水沟的设置，存料和加工场地的硬化处理，以及混凝土拌合站的选择和混凝土材料的选取与配合比报验。材料和机具根据使用计划分批次进场，经实验室报验后方可使用。此外还包括三电迁改工作，如地下光电缆的人工探挖，以及对既有桥台及锥体护坡采用锚杆注浆工艺进行加固支护，临近锥体护坡侧基坑则采用钢管桩支护。这一系列详细的施工准备工作确保了施工的安全、有效和高效。

2、旁位预制箱涵

首先要求工作坑底板必须具有足够的刚度和稳定性。施工的第一步是对基底土进行夯实，然后人工配合机械摊铺5～10mm的碎石，并对其进行进一步夯实。接下来，每隔2～3米设置一道宽度为0.3米的地锚梁，深度达到0.35米。在施工箱型桥主体下部50cm厚C30混凝土垫层之前，需要按照设计位置进行放样及挂线。为了确保底板表面平整，放样时要预留2～3cm的空间，便于后续底板表面的找平。放样挂线经过现场核对合格后，立即模板，并一次性浇注混凝土垫层。在这个过程中，使用插入式振动棒进行振捣，混凝土由拌和站统一拌和并由混凝土罐车运送。混凝土采用溜槽方式入模，从一端向另一端浇筑，并使用插入式振动器逐层振捣。这些严谨的步骤和要求确保了施工过程的准确性和质量，为后续的箱涵预制和顶进施工打下了坚实的基础。

3、安装轨束梁及纵横梁架空线路

首先混凝土垫层施工前需要按设计位置进行放样及挂线，确保底板表面平整，预留2～3cm空间便于找平。混凝土垫层由混凝土拌和站统一拌和，通过混凝土罐车运输，采用溜槽方式入模，从一端向另一端浇筑，用插入式振动器逐层振捣。垫层模板采用标准钢模板拼装，尺寸为300*1500mm，表面平滑光顺，无缺损及凹凸不平。模板具有足够的强度、刚度和稳定性，安装前涂抹新机油或脱模剂，用钢管固定，设置拉筋和支撑，防止浇筑过程中变形或跑模。模板接缝处用泡沫胶封闭以保证严密。工作底板顶面要铺设平整，采用2～3cm厚M10水泥砂浆对底板进行找平。导向墩的制作中，安设底板钢筋时预埋导向墩钢筋，伸入底板与其相连。底板混凝土灌注完毕后，支立导向墩模板，采用C30混凝土浇筑，尺寸为0.3m×0.3m，超出底板顶面。如下图

图1 混凝土枕铺设轨束梁示意图

图2 木枕铺设轨束梁示意图

图3 安装U型卡   图4安装轨束梁   图5  U型卡与U型压条连接

4、 既有桥梁及墩台拆除

靠背墙作为箱身顶进的关键支撑结构，用于抗衡顶进反力，因此必须具备足够的强度、刚度和稳定性。施工中，首先采用预制的后背桩，这些桩用C30钢筋混凝土制作。预制后背桩后面砌筑浆砌片石挡墙，然后在挡墙后进行土回填和密实打夯。墙体后部使用M10浆砌片石，砌缝相互错开且饱满，石料大面朝下，较宽砌缝用小石块填塞。浆砌片石后面填土，使用电动打夯机分层压实，每层厚度为0.2～0.3米，以确保后背分配梁的稳定性。另外预制箱形桥在施工前需要进行3-7天的养护。工作坑底板顶面铺设润滑隔离层，防止底板与预制桥涵箱身底板粘连，减少首次启动顶力。润滑隔离层由润滑层和塑料薄膜组成。

5、箱桥顶进、恢复无缝线路及附属施工

隔离层施工是首要步骤，其中包括在工作坑底板顶面干燥后准备隔离层。具体做法是将石腊加热至约150°C并掺入一定比例的废机油，每米底板长度方向挂一道铁丝作为浇洒厚度的标准，浇洒完成后用木板刮平，随后用喷灯烤熔铁丝拆除留下的槽痕。石腊油凝固后，撒上0.2~1.0mm厚的滑石粉，再铺设一层或两层塑料薄膜（或油毛毡），薄膜接缝处需重叠0.2m，并使接缝口朝向路基方向。。

三、质量控制

1、质量标准

需符合国家、国铁集团相关工程质量标准规范《铁路轨道工程施工质量验收标准》TB 10413-2018；《铁路路基工程施工质量验收标准》TB 10414-2018；《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10415-2018）；审核合格的施工图及设计相关要求，采用的相关通用图和参考图。

2、质量技术措施

首先项目建立了一个以项目经理为组长的质量检查小组，包括项目其他领导、各管理部门和作业队。小组中设有专职质检工程师，负责执行严格的质量检查程序。施工的每个阶段都经历严格的检查验收，采用“自检、互检、专检”的三检制，对不合格的工作坚决进行返工，以保证工程质量。此外项目实施了岗位质量责任制和质量目标考核制度，要求各级人员落实质量包保责任制和质量终身负责制。每个工程项目都有明确指定的质量负责人，确保质量责任得到有效执行。通过这些措施，项目不仅突显了对高质量标准的重视，而且确保了对工程质量的持续监控和改进，从而实现了高标准的工程质量管理。

四、 安全措施

安全管理措施

首先施工前进行的培训至关重要。项目主要管理人员接受由设备管理单位提供的营业线培训，并必须通过考试后方可上岗。此外项目部对所有管理及作业人员进行教育培训，强调既有线行车限界的安全意识，明确各工序的施工质量技术要求、质量控制要点以及安全风险点及其防范措施。每台作业机械都配有专人负责监护指挥，以确保操作安全。

对于现场安全管理，项目配置专职的安全管理人员来检查机具的放置位置，确保其符合安全规范。实施“一人一机”防护制度，加强个体安全责任意识。项目严格遵循“营业线一日一方案”制度，防止无计划或超范围的施工活动，同时实行三人五薄制，即施工现场必须有至少三名工作人员，并携带五种必备的安全文件和资料。这些综合措施不仅提高了施工现场的安全标准，也促进了安全意识的根植于每位工作人员的心中，保障了整个施工过程的安全性和高效率。

五、安全技术措施

1．委托第三方检算单位对落梁条形基础进行检算，确保施工安全。

2．施工方案编制后，邀请行业内施工经验丰富的学者、专家进行施工方案评估，评估通过后，进行实施。

3．技术部门对各职能组的工作进行全面细致的技术交底，技术交底工作由项目经理主持参加。

4．顶进施工前对各职能组组织有针对性和全面的安全教育，施工中每班要有安全讲话。

5．施工场地布置安全设施及危险标志，时刻提醒施工人员做好自身安全防护；在一些危险部位设置警示牌，并用栏杆围起，晚上红灯显示以保安全。

六、环保措施

首先工地现场的施工材料要堆放整齐，生活设施保持清洁文明。此外工地现场积极开展以创建文明工地为目标的思想政治工作，努力打造安全文明的样板工地。在环境保护方面，坚持“少破坏、多保护，少扰动、多防护，少污染、多防治”的原则，确保环境保护和水土保持监控项目及其结果符合设计文件及相关规定。对于施工过程中破坏的场地，在施工结束后进行恢复。在施工过程中，更换液压油、机油时需注意避免油料泄漏，防止污染。使用千斤顶、油泵等机械设备时，在其下放置隔油布以防止油滴漏渗入路基、土地或墩台。清洗油污时，应将污水排入污水管道，由污水处理厂处理，避免二次污染。最后，教育施工人员养成良好的卫生习惯，不随地乱丢垃圾，保持施工场地和生活区的清洁卫生。这些措施共同构成了工地环境保护和文明施工的全面体系，旨在确保工程施工过程中环境的保护和文明施工的实现。

七、 效益分析

本工法施工工艺安全可靠，具有普遍的可操作性，运用本工法可以降低工作强度，减少施工成本、工期，有针对性地解决施工和设计带来的困难和问题，开拓了思路，为今后类似工程施工提供了借鉴经验，有良好的推广应用前景。

八、应用实例

2023年3月至6月，本工法于中铁一局西格提质项目首次运用。在技术难度大、工期要求紧以及国内未有先例的情况下，成功运用于青藏铁路西格段K117+309桥梁改建施工作业中，拆除12米π型梁2孔4片，利用1个Ⅱ级15个Ⅲ级天窗，90天邻近既有线施工完成2-12箱桥顶进施工。实践证明，本工法切实可靠，可以为今后施工提供借鉴意义，有极大的推广及学习价值。

总 结

本研究基于青藏铁路西格段K117+309桥梁改建施工的经验总结，探索了一种既有线纵横梁加固工法，以提高铁路桥梁的使用寿命并降低施工对线路运行的干扰。通过在工程实践中采用旁位预制和顶进施工技术，成功实现了更大跨度、更简单程序和更短工期的加固工艺。在实际施工中，新工法显著降低了线路运行中断时间，减少了对铁路运输的干扰，提高了整体施工效率。创新的拆梁支墩方法和桥梁切割工艺为铁路基础设施的维护和加固提供了可行的解决方案。通过对桥梁结构进行改造，不仅提高了其抗震性能，还为今后类似工程的施工提供了有益的经验。此外，本研究的工艺在节约空间和资源方面也表现出色，为铁路交通可持续发展提供了一种创新的解决途径。

本文提出的纵横梁加固工法在青藏铁路西格段K117+309桥梁改建工程中取得了显著的成功，并在既有线桥梁维护领域具有良好的推广潜力。未来的研究和实践中，可以进一步完善该工法，拓展其应用范围，为铁路工程的可持续发展贡献更多的经验和技术创新。

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