圆曲线段、高低线路的加固施工实践

摘要：文章通过实例介绍框架桥顶进线路加固中解决圆曲线段外轨超高和线路高差较大造成加固困难的施工方法。

关键词：圆曲线段；高低线路；工程施工

中图分类号：P463文献标识码：A

文章编号：1674-1145（2009）11-0138-02

在京山线K109+660杨村建设南路6m—17m—6m三孔框架地道桥工程施工中，由于桥址位于三条铁路圆曲线段HY点和YH点之间，桥体要求由圆曲线内侧向外侧、高线路向低线路顶进，在保证线路方向的前提下为线路加固工作增加了困难。

本人有幸参加了类似工程的施工，现通过该工程实例，介绍本人在框架桥顶进线路加固中，对解决圆曲线段外轨超高和线路高差较大造成的加固困难等问题总结的一点经验和体会，盼与同行商榷。

一、工程概况和难点

京山线K109+660杨村建设南路6m—17m—6m三孔框架地道桥，分别穿越京山上行、下行及京山Ⅲ线，该桥中心线与既有三条线路交角为84°51′31″，84°17′28″，86°36′23″。

桥址位于三条铁路圆曲线段HY点和YH点之间，其中，上行线缓和曲线长120米，曲线半径1700米，超高90mm；下行线缓和曲线长120米，曲线半径1500米，超高95mm；Ⅲ线缓和曲线长20米，曲线半径3000米，超高25mm。

三条线路轨道类型均为60kg/m，无缝线路，混凝土枕，线间距（垂直距离）分别为4.541m 、6.777m，桥位处铁路轨顶面高程分别为9.51m（上行）、9.46m（下行）、9.03m（Ⅲ线），最大轨底高差为542mm。（加平面图）

桥体由圆曲线内侧向外侧、高线路向低线路顶进，在保证线路方向的前提下使线路加固异常困难。

二、线路加固方案

（一）线路加固检算

主要检算横梁的强度和钢度。

按照中国铁道出版社出版的《桥涵顶进设计与施工》介绍，当限速不超过45km/h时，列车的冲击系数取1.20。考虑横梁的不均匀工作系数1.30，则综合系数β=1.2×1.3=1.56，此时β×P=1.56P。

活载取现行机车最大轴重P=25t作为计算荷载。横梁设计按简支梁核算工字钢的强度和挠度计算。

简图如下：

M=（1/2）β*Ｐ*Ｃ＝0.78Ｐ*Ｃ

δ＝Ｍ／Ｗ≤［δ］

f={(0.78Ｐ*Ｃ*Ｌp2）/（24EI）}×（3-a2）

={(Ｐ*Ｃ*Ｌp2）/（32EI）}×（3-a2）≤Lp/400

横梁间距为0.9m。

即M=（1/2）β*Ｐ*Ｃ＝0.78*25（L-1.5）*0.5

选用I40b工字钢Wx=1140cm2Ix=22800cm4

δ＝Ｍ／Ｗ={0.78×25 ×(L-1.5)×0.5}/1140≤［δ］=1700

L=3.69m

按0.9m间距布置I40横梁，最大允许跨度3.49m，挖土控制在此范围内能够保证加固体系的强度要求。计算挠度是否满足

f={（Ｐ*Ｃ*Ｌp2）/（32EI）}×（3-a2）≤Lp/400

a=C/Lp=0.995/3.49=0.285 a2=0.081

f={（25×103×3.692×104×0.995）/（32×2.1×106×22800）}×（3-40.081）

=（25×103×3.692×104×0.995×2.676）/（3×2.1×106×22800）

=0.5292cm≤369/400=0.925cm故挠度满足要求。

（二）线路加固技术方案

1．线路加固主要分五步施工

第一步施工准备工作，第二步抽换枕木，第三步钢轨扣轨，第四步穿横梁，第五步纵梁加固。

2．施工前的准备工作

在施工顶进以前需要工务部门对线路进行放散，并提前通知施工范围内管线管理单位进行拆迁，同时向相关路局单位提交要点申请，期间备足施工中所需的砟料、木楔等材料设备，待以上工作完成，给点通知下发后，驻站员持电报到车站要点登记，并进行顶进施工。

施工中当有火车开来时运转室值班员通知驻站员，驻站员通知施工现场防护员和广播员，施工现场防护员再用对讲机通知两侧800米防护员注意瞭望。一旦火车开来，来车方向防护员必须及时告知现场防护员。当施工过程中遇有险情时由现场防护员及时通知工务段现场监护员及驻站员，由驻站员告知车站运转值班室。如有必要时则由工务段现场监护人员及现场防护员拦截列车，避免事故发生。

施工期间，各站段分别派人进行现场监护及协调。所有防护人员、驻站人员均需持证上岗，并进行点前培训。

3．抽换枕木

线路慢行给点后，组织劳力按照隔六抽一、穿插进行、随时捣固的原则，将加固范围内线路钢筋混凝土枕依次抽换为木枕（3.2m/根）。

由于该圆曲线段超高90mm，因此当抽换上、下行枕木时，须根据现场实际测量情况，在木枕下面用铁钉固定木楔子，并要求木楔子用硬杂木通长制作而成。

4．扣轨作业

组织人力按3-5-3扣轨（50kg/m）形式将钢轨依次扣放在线路两侧及道心，形成钢轨束。用扣轨卡子，将扣轨束及每根木枕连接加固在一起。根据基坑开挖时，施工现场的实际土质情况，计划每股线路扣轨长度50m，每侧伸出箱体外8.6 m。扣轨束钢轨接头错开2m以上。

5．横梁架设

人工配合吊车将横梁工字钢（I40）按照间距0.9m/根对着所穿枕木空位置依次顺放在地上排好，使用（δ=10mm）钢板双面焊接（详见线路加固纵断面图B大样）。组织人力把即将穿入横梁的枕木空石砟掏净。并用棕绳把工字钢穿放入枕木空内放平放稳。工字钢与轨底之间用方木、楔子填塞揹紧。穿放过程中须穿入一根，揹紧加固后在穿入下一根，这样依次将全部工字钢横抬梁支撑牢固。

由于京山Ⅲ线与京山上、下行线轨顶高差较大，每个接口处采用四块（δ=10mm）钢板双面焊接，钢板探出部分与工字钢翼板焊牢。

在路肩上和线路间设置枕木垛支撑，把工字钢横抬梁支撑牢固。

6．纵梁架设

纵梁采用双纵梁形式。工字钢接长用双付钢板（δ=10mm）节点板焊接牢固（接头要错开）。用人力将工字钢（I45）抬放到横梁工字钢面上，摆放整齐平稳。而后用专用U型卡具与枕木、吊轨梁连为整体，使上下层加固形成框架网格状。并在纵梁两端及中间适当位置设枕木垛支撑牢固。

7．线路恢复

桥体就位后立即组织人员和机械设备拆除线路加固设备。线路恢复按照线路加固顺序逆向进行，并回填石砟，用捣固机加强捣固，恢复行车速度。具体施工顺序如下：

拆除纵梁→拆除横抬梁→补充道砟并整修→拆除扣轨→起道、整修线路→抽换枕木→起道、整修线路→线路稳定整修 →恢复正点运输

拆除扣件时要先拆除中间扣件，在拆两边。拆除后立即抬到线路限界以外。列车正常速度运行后，仍要加强线路的整修及养护，并和工务部门联系办理交接手续。

（三）线路高差的解决

桥位处最大轨顶高差为542mm。三线轨底距桥顶最小厚度为700mm。京山上、下行工字钢横梁与桥顶间距较大，考虑安全因素，无法按常规的施工方法（垫枕木）实施。经研究，于工字钢横梁与桥体顶面之间，每道纵梁下方，自下而上安设滑梁小车、钢支墩及枕木头。

滑梁小车高度为80mm；枕木头高度为160mm；根据实际高度，制作钢支墩，钢支墩采用I40工字钢制作，每组两根，并排焊接，并用木楔（方木）填塞揹紧缝隙。

（四）防止线路横向移动施工技术保证措施

在顶进施工时，线路的防位移装置占有十分重要的地位，只要保证横、纵梁不变形、不移位，线路就不会产生位移。因此，在线路加固顶进箱体，有时会带动线路横向移动，为了确保行车安全，事先采取预防措施；

1．横梁前端间距4m/根设置抗移桩（详见线路加固平面布置示意图），在顶进过程中，使横梁前端受一阻力，保证横梁不至于向前移动；

2．在顶进侧的横梁工字钢。上用倒链拉住箱体以固定线路。当线路方向发生变化时，可以拉紧倒链，并找正方向；

3．当箱涵被顶入线路下方时，在横梁下设滑梁小车支点，以减小顶进过程中阻力和保证线路行车的安全。

三、结语

在该工程施工中，通过现场实践，采用通长木楔以解决线路高差问题，采用工字钢支架、钢支墩可增强对线路的保护，该施工方法得以充分验证，证实在类似工程中该方法可以保证既有线不变形，从而保证既有线的行车安全。

对于框构桥顶进施工中由于既有建筑物或其他地理因素的限制须在曲线段顶进完成，施工中解决圆曲线段外轨超高和线路高差较大造成的加固困难等问题，需结合现场实际情况而定，不提倡生搬硬套，以上施工体会仅供参考。

参考文献

[1]铁路桥涵工程质量检验评定标准（TB10415-98）．

[2]铁路桥涵施工规范（TBJ203-96）．

[3]廖济广．既有铁路施工安全管理．

[4]铁路施工技术安全规则汇编．

作者简介：顾玉峰（1971- ），男，河北献县人，中铁六局集团天津铁路建设有限公司工程师，研究方向：既有线铁路曲线段框架桥顶进施工。