跨繁忙干线铁路置换简支梁施工技术

吴大勇 （中铁二十四局集团安徽工程有限公司，安徽 合肥 230011）

跨繁忙干线铁路置换简支梁施工技术

吴大勇 （中铁二十四局集团安徽工程有限公司，安徽 合肥 230011）

在既有铁路电气化改造中为了提高铁跨铁桥下净空，往往采用置换梁的方式来满足净空要求。本例采用将既有低高度简支梁更换为下承式正交异性桥面钢板梁，讨论了在复杂环境下采用全液压汽车起重机换梁作业的施工组织、重点工序、工艺和施工安全要点，最大程度降低了换梁施工对上跨、下穿铁路运输的影响，确保了铁路运输安全。

既有铁路；汽车起重机；简支梁；置换

1 工程概况

京九铁路电气化改造工程阜阳北环到线上的郭庄特大桥在第二孔处跨越既有京九右线，跨越处既有桥梁为1孔16m低高度预应力混凝土梁，交叉法线角7.88°。为满足电气化改造和通行双层集装箱的净空要求，需将16m预应力混凝土梁置换为1孔16m正交异性桥面钢板梁，既有板式橡胶支座更换为1500KN双曲面钢支座，同时对2个桥墩进行扩大加强(图1)。

图1 施工现场平面布置图

新钢梁长16.5m，主梁高度1.94m，宽度6.13m，梁重45.76t，分5段由山海关桥梁厂制造，分别为3.5m+3.5m+2.5m+3.5m+3.5m节段，运输至工地后栓焊拼装。

2 施工流程

施工准备→拆除桥上线路→千斤顶顶活旧梁→钢丝绳捆绑混凝土梁体→吊出旧梁→支座安装→吊装钢梁→恢复京九右线→恢复环到线。

3 施工方案

3.1 总体步骤

阜阳北环到线是连接阜阳北站出发场和到达场的唯一通道，京九线又属繁忙干线，本次换梁施工，将同时封锁京九右线和阜阳北环到线，对运输影响重大，不得有丝毫纰漏。为尽可能减小对铁路运输的影响，确保既有线行车安全和换梁施工的万无一失，确定了在封锁环到线8h，同时封锁京九右线4h的时间里完成换梁施工任务。

本桥换梁地处特殊位置，同时受到进场道路和复杂的铁路线路限制，经多方调查、论证及优化，最终选定采用一台全液压QAY350t汽车式起重机进行置换梁作业。

3.1.1 钢梁拼装

在环到线1号墩旁租地605m2(27.5m×22m)，清除表层松土，整平、压实，然后搭设枕木垛临时支墩5个，每个支墩尺寸为6.5m×2.4m×0.8m。确保场地内排水畅通，防止因排水不畅，造成支墩下沉，影响钢梁拼装质量。钢板梁在工厂按纵向分5个节段加工成型，汽车运输至现场，采用一台16t汽车吊配合进行钢板梁的栓焊拼装。

3.1.2 既有混凝土梁拆除

混凝土梁体采用一台350t汽车吊在距环到线1号墩（大里程侧）6m处且基本垂直京九上行线方向（线路中心距吊机转台尾4.5m）就位。根据现场调查尺寸，吊机转台中心到环到线线路中心距离为15m（幅度），既有地面与环到线梁顶面（拆除道碴后）高差为8.5m。结合QAY350全地面起重机主臂起重性能表分析。

在拆除第一片混凝土梁时，吊机幅度为14m，梁顶面与转台高差8m，吊机臂长为30.8m时，吊钩到地面高差为21.5m，吊梁时2根斜拉钢丝绳为12.5m/根，吊机全支腿状态下最大起吊重量为58.7t，梁重45.1t，钢丝绳拉力为26.1t，由此钢丝绳采用70mm直径,公称抗拉强度须大于1700MPa。因此，在上述情况下拆除第一片混凝土梁体时，吊机具备1.3倍的安全系数，属安全作业。吊机逆时针旋转将梁体吊下至地面指定位置。

在拆除第二片混凝土梁时，吊机幅度为16m，梁顶面与转台高差8m，吊机臂长为30.8m时，吊钩到地面高差为21.5m，吊梁时2根斜拉钢丝绳为12.5m/根，吊机最大起重量为52t,砼梁体重45.1t。因此，在上述情况下拆除第二片混凝土梁体时，吊机具备1.2倍的安全系数，属安全作业。吊机逆时针徐徐旋转将梁体吊下只至地面指定位置。

3.1.3 钢梁安装

钢梁在起吊时，幅度为14m,臂长30.8m时，吊机在全支腿状态下最大起重量58.7t（吊机配重为98.2t时的吊重），钢板梁重45.8t，用4根直径70mm钢丝绳，4个40t卡环固定于钢板梁的4个角进行吊装。在上述情况下吊装钢梁时，吊机具备1.3倍的安全系数，属安全作业。

3.2 封锁作业时间及节点

封锁时间：阜阳北环到线封锁8h；自阜阳北环到线封锁开始2h后京九右线开始封锁4h。换梁作业时间节点表(见表1)，实际京九线封锁作业时间为210min。

换梁作业时间节点表 表1

3.3 施工方法

3.3.1 线路拆除

换梁前一天，拆除桥面系，封锁点前2h内，拆除桥上护轮轨，拆除的护轮轨放置在环到线的2号～3号墩一侧的道心上，扣件用筐子装好放置在人行道步行板上。拆除环到线线路时为保证京九上行线行车安全，在环到线1号～2号墩梁底安装防抛网。环到线封锁点前2h限速25km/h，轨枕内道碴可扒至枕底以上10～20mm，并将道碴装入筐内放置在两端人行道上，同时卸下线路接头二五螺栓和混凝土枕扣件隔二松一。

待环到线封锁命令下达后，立即进行线路轨道结构的拆除，拆除的轨道结构及道碴装筐放在两侧线路上。待京九线封锁命令下达后，将梁上剩余道碴全部清理至梁下，在10min内满足吊梁条件。

3.3.2 既有混凝土梁拆除

在混凝土梁体内侧上部（垂直梁体方向）距梁端2m左右处，凿凹槽两道（一端一道），拆除墩台处梁体支座螺栓及支挡物，用千斤顶顶活旧梁。分别用2根（备用4根）40mm钢丝绳双股在距砼梁体两端2m处将梁体捆绑，捆绑后一端插入1个40t卡环，再用2根（备用4根）d=70mm长分别为12.5m钢丝绳一端挂入吊钩，另一端分别挂入卡环。在吊梁前必须进行试吊，当梁体吊起离开支承垫石后，同时检查吊机支腿有无下沉或倾斜现象，如吊机支腿发生异常，立即落下，同时，将另一片梁支立牢固后，再次吊起离开环到线落梁至指定位置。

3.3.3 吊装钢梁

用4根直径70mm钢丝绳一端分别用40t卡环卡入钢板梁四角，另一端挂在吊钩上，待各个程序准备检查完毕后，由专业吊装人员指挥徐徐吊起，当钢梁起吊离开支墩顶面时，对吊机支腿进行全面检查，查看是否发生下沉或其它异常情况，检查确认安全后，钢梁吊起后顺时针方向旋转至环到线1号、2号墩支承垫石处，徐徐下落就位，先粗略对位，然后再按照测量放样精确对位。

3.3.4 线路恢复

钢板梁吊装就位后，在梁体对位细调满足要求后，首先恢复京九右线，消点开通；然后立即组织梁上线路铺轨上碴作业，正道达标后，消点开通。

4 经济效益

采用本方案比采用架桥机、拖拉法置换梁减少设备投入，实现经济效益50万元。由于我项目部优质、安全、正点完成了置换梁任务，得到了业主及上海路局嘉奖，也为企业赢得了荣誉。

5 总结

通过合理的施工组织，采用大型全液压汽车起重机置换梁具有成本低、设备进出场方便、安全隐患较少、作业效率高、安全性能稳定可靠，最大限度减小行车影响范围等优点，可以为类似工程提供借鉴。

[1]王维新.铁路既有线桥梁拆、换梁施工技术[J].河北企业，2008（1）：55-56.

[2]陶帅，徐彬.铁路行车线换梁设计与施工[J].铁道建筑，2015（4）：12-14.

[3]中国铁路总公司.铁路技术管理规程（普速铁路部分）[S].北京：中国铁道出版社，2014.

[4]中国铁路总公司.普速铁路工务安全规则[S].北京：中国铁道出版社，2014.

[5]铁道部第三工程局.铁路工程施工技术手册（桥涵）[M].北京.中国铁道出版社，1994.

[6]JGJ276-2012，建筑施工起重吊装工程安全技术规程[S].

U445.4

B

1007-7359（2016）06-0119-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.045

吴大勇（1982-），男，安徽合肥人，毕业于北京交通大学，工程师，国家注册一级建造师。