既有线人工换梁方法

张树刚　焦新民　孟现本（济南铁路局设计所，山东　济南　250031）



既有线人工换梁方法

张树刚焦新民孟现本
（济南铁路局设计所，山东济南250031）

摘要：以某钢梁桥换梁改造工程为例，通过对该工程现场情况的分析，选用人工横向拖拉法换梁，论述了换梁施工的难点和主要工作量，并对换梁步骤进行了详细介绍，总结了施工中的注意事项，指出采用人工横移法换梁具有经济实用、操作简单、安全性高的优点。

关键词：既有线桥梁，人工换梁，混凝土梁，预应力

为满足铁路提速、重载的要求，我局大量跨度为32 m及以下的钢梁桥使用年久且钢质及技术状态不良，应有计划的更换为钢筋混凝土梁或预应力混凝土梁。在既有线上换梁常用的方法主要有人工换梁、架桥机换梁、轨行吊车换梁、液压顶拖换梁等。换梁前，必须根据现场的实际情况制定最佳换梁方案。

1　工程概况

京沪线（下行）某钢梁桥为4-21 m下承式钢板梁桥，桥台为浆砌片石重型桥台，桥墩为浆砌片石尖端形桥墩，桥台、桥墩均为木桩基础，弧形支座，桥全长90.91 m。桥上线路为直线、平坡，基本轨为60 kg/m，护轨为50 kg/m钢轨。该桥桥墩、台身裂纹，砌石风化严重；钢梁纵梁上盖板严重锈蚀，局部烂透；铆钉烂头，强度、刚度降低，已不适应高速、重载要求。为消除桥梁设备病害，确保行车安全，决定拆除既有钢梁桥，原位改造为4-20 m预应力混凝土T形梁桥。

2　施工方案

既有线桥梁改造工程，应把运输放在首位，其施工方案必须满足不中断铁路行车，将铁路运输降低到最低限度为原则。在本工程中，根据现场情况，采用人工横向拖拉法架梁，旧梁与新梁同进同出为最优方案。

2.1人工换梁简介

人工换梁是在梁底设置如拉梁小车、滑移、滚杠移等移梁装置，通过滑车组人工推动绞车或绞磨牵引，现已普遍使用液压缸（拉镐或双作用液压穿心缸）顶拖，人工换梁要求上游或下游有放置梁跨的地方，如邻线、临时加宽后的墩台或桥低水浅时搭设的膺架、枕木垛、排架、钢塔架等。分次要点的办法，逐孔进行架换。

2.2施工难点分析

预应力混凝土梁采用逐孔更换法施工，每次拉入1孔20 m混凝土梁和1孔9.7-12 m工字钢或D型便梁，拉出1孔施工便梁、1孔旧钢梁，施工工序繁杂。特别是预应力混凝土梁拉入就位后在新桥墩上搭设1.8 m工字钢便梁钢支墩；拉出旧梁后拆除螺栓连接的八三式钢塔架支墩；预应力混凝土梁、工字钢梁就位调整等工序的工作量和作业难度很大。新梁就位后对上部轨道尚需进行整修作业。

换梁施工须将预应力混凝土梁、工字钢便梁从既有下行线外侧拉入，将既有旧钢钣梁和D型便梁、工字钢便梁拉出，存放于上下行两桥梁之间。由于上下行两桥间净距仅5.58 m，需存放旧钢梁、D型便梁、工字钢便梁，施工空间极其狭窄。

2.3换梁的主要工作量

本次换梁分四次完成：1）封锁京沪下行线240 min，拉出D24便梁1孔、21 m旧钢梁1孔；然后拉入20 m预应力混凝土梁1孔，9.7 m工字钢梁1孔及16.1 m轨排1组。2）封锁京沪下行线240 min，分别拉出9.7 m工字钢梁1孔、21 m旧钢梁1孔；然后拉入20 m预应力混凝土梁1孔及11 m工字钢梁1孔。3）封锁京沪下行线240 min，分别拉出11 m工字钢梁1孔、21 m旧钢梁1孔；然后拉入20 m预应力混凝土梁1孔及D12便梁1孔。4）封锁京沪下行线210 min，分别拉出D12 m施工便梁、D24 m便梁各1孔；然后拉入20 m预应力混凝土梁及16.1 m轨排1组。

3　施工步骤

换梁采用4孔预应力混凝土梁对位卸在下行线外侧，并在预应力混凝土梁及下行线之间组装9.7 m，11 m工字钢梁及1孔D12施工便梁。在卸梁之前，处理地基基础使其承载力达到150 kPa。预应力混凝土梁在拖拉施工前，对其进行湿接缝处理，并对梁体进行横向加固。

利用2台人力绞磨作为动力系统；滑轮组采用2组2×2动滑轮及1组导向轮，钢丝绳采用6×19，直径为15.5 mm的钢丝绳走4作为牵引系统；采用2组2股P50钢轨滑道作为滑移导向系统；采用4台轴重20 t的拉梁小车作为走行系统。拉入预应力混凝土梁利用2台动力为30 kN的卷扬机作为动力系统；滑轮组采用2组3×3动滑轮及1组导向轮，钢丝绳采用6×37，直径17.5 mm的钢丝绳走6作为牵引系统；采用2组2股P50钢轨滑道作为滑移导向系统，采用4块拍子板及辊轴作为走行系统。

1）搭钢轨回流线60 m，解除夹板4付及电务连接线，拆除12.5 m钢轨2对，拆除防纵横移设施。

2）起落沪方D24 m施工便梁和第四孔旧钢梁。先在便梁和旧钢梁两端安装2台50 t千斤顶，将便梁和旧钢梁的沪方端顶起，安装拉梁小车，整正滑道，将梁体落下。

3）横移施工便梁和第四孔旧钢梁。分别用2台绞磨及4台拉梁小车将沪方D24便梁和旧钢梁同步横移8 m至两线间。

4）拆除横移旧钢梁滑道、支墩螺栓。

5）拆卸钢支墩剩余螺栓，起落钢支墩。拆卸钢支墩中部剩余连接螺栓32套。在钢支墩每端安装2台50 t千斤顶，将钢支墩整体同时顶起，安装拉梁小车，整正滑道，将钢支墩落到拉梁小车上。

6）纵移、下落钢支墩。用2台绞磨及4台拉梁小车将钢支墩向京方纵移5 m后下落1.3 m至不影响拉预应力混凝土梁位置。

7）拉入第四孔预应力混凝土梁。用2台30 kN卷扬机牵引和2组2根P50轨作为走行系统；梁每端用0.8 m×0.4 m×0.012 m的船形式钢拍子板2块和10根φ50 mm、长度0.5 m的圆钢滚轴作为滑行系统，将第四孔预应力混凝土梁从下行线外侧横移8 m至设计位置。

8）第四孔预应力混凝土梁就位，拆除滑道。用纵横移顶镐将第四孔预应力混凝土梁起落、纵横移、校正、安装支座就位，补充梁上道砟。

9）拉入轨排。用2台绞磨及4台拉梁小车将16.1 m轨排横移6 m至设计位置，整修线路。

10）在3号桥墩北侧支承垫石上部搭设临时钢支墩。临时支墩全高1.8 m，其下部1.3 m在封锁点前施工准备时利用点外作业时间搭设。

11）起落、横移工字钢梁。用2台绞磨及4台拉梁小车将下行线外侧的L =9.7 m工字钢梁横移6 m至设计位置。

12）起落工字钢梁。用4台50 t顶镐将两端分别顶起，抽出4台拉梁小车，拆除滑道20延米，加固支点。

本文仅对沪方第四孔换梁步骤作详细介绍（如图1～图3所示），其余3孔梁步骤类似，在此不作赘述。

4　施工注意事项

1）封锁施工前必须校核墩、台纵横向中心线、混凝土梁端线、支座位置线、支承垫石高程等准确无误后方可要点施工。

2）提前检查所用顶镐、拉梁小车、绞磨、钢丝绳、发电机等机具性能及状态，严禁机具带病作业。

图1　拉入预应力混凝土梁平面示意图

图2　拉入预应力混凝土梁立面示意图

图3　拉入预应力混凝土梁断面示意图

3）顶落梁时顶镐必须稳正、垫实，同起同落，专人指挥。顶镐上下加垫防滑垫片，及时跟紧楔木，注意保护好梁体。

4）进出梁施工采用2组滑道。每组滑道采用P50钢轨2根，2根钢轨间用水平螺栓连接，滑道下垫实，用道钉加固稳定，钢轨必须平直，接头不得有高低、左右错牙。2组滑道的间距保持一致，严禁铺设下坡道，在滑道的梁体走行预定位置设置挡铁，以防梁体走过预定位置。

5）在落梁钢支墩的四周用脚手板搭设作业平台，工作平台要稳固并设好围栏，作业人员要站稳扶牢，防止空头板伤人，高空坠落伤害。

5　结语

在既有线上对跨度在32 m及以下梁的提速换梁施工中，采用人工横移法换梁，具有经济实用、施工简便、操作简单、安全性高等特点，该法施工工期短，对铁路运输影响小，为既有线桥梁更新改造提供了一定的借鉴经验，值得推广。

参考文献：

［1］高鹤江，刘修炜.铁路工务技术手册·桥涵（修订版）［M］.北京：中国铁道出版社，2011.

［2］TB 10106—2010，铁路工程地基处理技术规程［S］.

The artificial method of girder replacement in existing railway

Zhang Shugang Jiao Xinmin Meng Xianben
（Jinan Railway Bureau Design Department，Jinan 250031，China）

Abstract：Taking the steel bridge girder replacement transformation engineering as an example，through analyzing its engineering field conditions，the paper selects artificial horizontal pulling methods for girder replacement，discusses girder replacement construction difficulties and tasks，specifically introduces girder replacement procedures，and summarizes construction matters.In the end，it points out advantages of artificial horizontal girder replacing method，such as economic and practical，simple operation and safe and high performance.

Key words：existing bridge，artificial girder replacement，concrete girder，prestress

中图分类号：U445

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）06-0174-02

收稿日期：2015-12-15

作者简介：张树刚（1983-），男，工程师；焦新民（1976-），男，工程师；孟现本（1973-），男，高级工程师