浅析既有钢桁梁明桥面线路铺设线性控制技术

张帆

（中铁二十四局新余公司）

铁路建设飞速发展，各种结构形式的桥梁也不断涌现，随着预应力混凝土技术的迅速发展，我国铁路桥梁在跨越大江大河时，目前大多采用大跨连续梁、斜拉等预应力结构，但早期桥梁有许多采用钢桁梁结构。由于钢桁梁为无砟结构，线路直接铺设在钢结构上，如何在钢桁梁上铺设好线路，控制好线路线形，使线路满足列车运营技术条件，成为轨道工程的一个难题。本文就以实例探讨钢桁梁明桥面轨道铺设。

1 工程概况

该桥为双线桥梁，航道上主跨采用4～120m下承式钢桁梁，每跨10个节段，间距12m，左线为已开通线路，已经按照明桥面轨道标准铺设木枕，木枕规格为220×240×3000mm，无缝线路布置，钢桁梁两端相邻跨简支梁上各布置一组单向伸缩调节器，该段线路运行速度为100km/h。右线为预留线路，未铺轨，本次施工完成铺设。

2 预拱度的拟定

在正常条件下，钢桁梁线路的铺设是根据桥梁设计预拱度，对木枕进行刻槽，从而实现对轨面标高的控制。但本桥既有侧线路已铺设并投入使用，预留线路未铺设，而原设计提供的预拱度是根据双线同时开通运营的工况进行检算得出的，按原设计资料进行铺轨无法满足要求。为了对正式线路铺设拱度提供试验数据，确保正式线路拱度设置一步到位，避免后期因拱度调整造成木桥枕失效，同时为了确保预留线路正式轨道铺设后新增荷载引起的钢桁梁拱度变化不会对既有线安全产生影响，拟在正式线路铺设前，采用旧木桥枕在钢桁梁上铺设试验性线路，以进行预拱度观测试验，从而确定新木桥枕铺设的轨顶预拱度值。随后按观测试验确定的预拱度值对新木桥枕进行精准刻槽并钻眼，换铺新木桥枕，并将轨顶预拱度精确调整到位。

钢桁梁全长482m（含两端梁缝），共计木枕1366根。每节间距12m，共计40节，为了便于观测和计算，将钢桁梁节段进行编号，依次为1E0、1E1、1E2、…、1E10；2E1、2E2、…、2E10；3E1、3E2、…3E10；4E1、4E2、…4E10，见图 1。

图1 大桥钢桁梁立面图

首先，根据现场测得的钢桁梁右幅桥面上盖板的数据，经整理分析目前桥梁上预拱度，并根据该预拱度值对每个节间距进行等距平分，并结合线路标高对枕木刻槽，使钢桁梁右线轨道线路平顺。

临时线路铺设完成后，再次对钢桁梁上拱度进行测量，得到预拱度数据如图2。

图2 大桥钢桁梁明桥面右幅预拱度

图3 大桥预拱度计算坐标系建立示意图

为使线路平顺，满足运营要求，需采用二次抛物线对预拱度进行调整，以1E0为坐标原点，沿着大里程方向为X轴正向，向上为Y轴正向，建立直角坐标系。分别以（1E4，55）、（1E10，0）、（2E5，44）、（2E10，0）、（3E5，44）、（3E10，0）、（4E6，55）为坐标原点，建立辅助坐标系。

采用二次抛物线方程为X2=±2PY（P＞0）分别计算出其余各点预拱度值，最终根据线路纵坡、轨顶原设计标高、轨顶预拱度，计算出每根木枕的轨顶标高，再由轨顶标高、铁垫板高度、钢轨高度、防磨垫板厚度、上翼缘宽度及铆钉位置来计算刻槽深度、宽度、类型。各节间预拱度图及设置预拱度的轨顶标高计算结果如图4～5。

图4 各节间设计及调整后预拱度图

图5 预拱度调整后的轨道标高图

3 木桥枕的铺设

完成以上技术准备工作后，进行正式线路铺设，作业流程如下：

（1）枕木分类：根据钢梁节间长度、活动纵梁所在位置及横梁位置、桥枕宽度布置，确定桥枕净距。根据刻槽类型，将木枕进行分类和编号。

（2）刻槽：根据钢桁梁上翼缘顶面各点高程、轨面高程（设计轨面高程加上采用二次抛物线调整后的轨顶预拱度）、防磨垫板厚度（允许在4～12mm范围内）、钢轨高度、轨下铁垫板高度，来确定刻槽后桥枕需要的净高度。根据钢桁梁上翼缘顶宽来确定木枕槽口宽度。挖槽宽度不应比上翼缘宽度大于4mm。由于桥枕不容许压在钢梁联结系杆件、节点板或螺栓上，在行车情况下应留有3mm间隙。因而当木枕布置在以上位置时需再一次刻槽，以避开此类物件。

（3）钻眼：刻槽完毕后在平台上按照要求间距铺设排列好，并铺好护木。根据螺杆直径对木枕进行钻眼，误差需控制在允许范围内。

（4）缺陷轨枕处理：木枕如有局部裂缝时，需用铁线对木枕进行加固处理，捆扎需符合要求。

（5）散枕：人工配合小推车将枕木按划线大致散开，方整位置后落于钢桁梁纵梁上。桥枕净距应控制在100～180mm（横梁处除外），且桥枕不能铺设在横梁上，与横梁翼缘边应留出15mm及以上缝隙。当横梁两侧桥枕净距在300mm以上且桥枕顶面高处横梁顶面50mm以上时，应在横梁上垫短枕承托，短枕与护轨应联结牢固，与基本轨底应留出5～10mm空隙。

（6）匀枕：将轨枕按设计间距匀开对齐，避开横梁，清除钢桁梁纵梁上枕木刻槽底部杂物，随即枕木槽底与钢桁梁纵梁落实就位。

（7）安装钩螺栓：每根木桥枕需用钩螺栓与钢梁钩紧。螺栓安装需符合相关规定，并且不得与轨道电路接触。

（8）安装护木：护木与木桥枕联结处应将护木刻槽，紧扣在木桥枕上，并采用螺栓连接。护木接头及护木和桥枕接口应严密，间隙不大于1mm。

（9）钢轨布设：将配好的钢轨按照规范要求铺设到位。

（10）上扣件：用专用工具安装扣件，并确保扣件安装没有遗漏。

（11）轨顶标高调整：采用电子水准仪测量轨顶高程，并采用防磨垫板进行调整，使轨面形成光滑的二次抛物线形，以符合设计和规范要求。

（12）线路其他设备安装。

（13）质量检查：铺设完后由质检员详细检查扣件是否齐全，安装位置是否正确。轨距、水平、方向是否符合要求。

4 铺设效果

经过列车动检试验，钢桁梁上线路几何尺寸及各项技术指标均达到验收标准，完全满足开行动车要求。

5 注意事项

在实施过程中，需监测对既有线的影响，在钢桁梁右幅施工前，首先需测量既有线的轨顶标高、枕木顶标高及枕木底标高，作为原始数据。待右幅施工完成后，再一次测量既有线数据，并于原始数据进行对比，若有变化，需对既有线的轨道结构进行调整以满足运行要求。

6 结束语

钢桁梁线路铺设是个精细复杂的过程，特别是铺设既有钢桁梁，在正式线路铺设前，做好线路铺设试验，对预拱度进行合理调整，有助于保证正式线路铺设质量，使列车运行平稳。

[1]《铁路钢桥明桥面技术条件》（TB/T2627-1995）.