既有双曲线铁路桥梁梁体更换施工技术研究

王春亭

（中铁十四局集团第五工程有限公司，山东 济宁 272100）

1 工程概况

冯家庄2号中桥位于胶济客运专线马店至高密站间，桥梁全长47.02m，为2～16m预应力钢筋混凝土简支T梁桥，圆端形桥墩，铸钢支座。桥下跨越国道309，通行净高5.2m，两侧未设置限高防护架。桥上线路曲线半径为6000m，线路坡度为0‰，上下行线间距为4.57m。

2 施工条件

安全顺利的线路开通标准关系该工程的成败，可最大限度减少对运输的干扰，因此确保线路安全运营是整个工程的重中之重。

（1）现场调查情况。该桥1#墩两侧有接触网立柱，两侧接触网回流线位于距线路中心约5m位置，桥面接触网拉线换梁期间需临时拆除；通信光电缆、信号电缆和电力电缆均在桥梁南侧护栏外侧电缆槽内，换梁前需进行临时防护。

（2）明确施工任务。工务段：施工场地占用，电线杆、路灯、地方电力通信线缆等障碍物拆除及省道封锁、交通疏导、施工用水用电以及破坏原有道路、设施的恢复等事宜；既有轨道拆除、恢复。通信段：施工范围内影响换梁施工的通信光电缆防护及恢复。供电段：施工范围内影响换梁施工的电力电缆防护及恢复。维管段：施工范围内影响换梁施工的接触网拉线拆除与恢复，点内接触网停电配合。电务段：施工范围内影响换梁施工的信号电缆防护及恢复。施工单位：新梁预制和运输、换梁及桥面系、新梁桥上线路预铺及初整、旧梁吊装运输及外运破除。

3 总体方案

总体方案主要包括军用墩钢塔架搭设，塔架上安装移梁轨道以及移梁小车等。通过利用钢塔架将旧梁整孔移出对支座垫石进行凿毛植筋处理，新梁整孔移入，并浇筑新支座垫石，然后进行落梁加固，最后恢复既有设备及桥面线路，开通线路并进行阶级提速。

3.1 换梁前准备作业

（1）场地准备。场地清理、平整、压实及硬化并进行钢塔架基础施工，施工区域地面要平整压实，满足卸梁吊车和运梁车进出需要，搭设钢塔架处地面基承载力满足T梁边位拼装和移梁要求。

（2）既有钢塔架拆除及新钢塔架基础施工。利用维修天窗拆除影响移梁塔架搭设的靠近既有桥墩侧钢塔架，拆除时在桥墩支座垫石外侧及邻跨既有塔架支墩上设置临时垫木支墩，为提高拆除效率尽量整体拆除，托至场地外零散拆除。塔架拆除后上行线限速45km/h运行至换梁结束。塔架拆除时密切监控测量，发现异常及时采取相应措施恢复支撑。钢塔架基础采用钢筋砼基础形式，在梁两端各设置1道。钢塔架基础尺寸为55m×3m×0.35m，每条基础设置2道。

（3）桥墩帮宽。对既有桥墩侧面进行凿毛处理并植筋，植筋钻孔直径为25mm，孔深为30cm。植筋前将钻孔清理干净，清除松散的材料和钻孔尘土，清除孔内水分，并确保孔壁表面洁净无残渣，植入植筋胶，植入钢筋。植筋前探明钻孔位置是否有结构钢筋，如有，适当改移钻孔位置，不得打断钢筋。在植筋胶规定的固化时间前，不得扰动钢筋或加载。为避免加固后新旧混凝土连接处产生裂缝，结合面应使用水性环氧混凝土界面剂，各项参数均应满足《混凝土界面处理剂》（JC/T907—2002）中的规定。注胶时将搅拌头插入孔的底部开始注胶，逐渐向外移动，灌注量为孔深的2/3，并保证在植入钢筋时有少许胶粘剂溢出。

（4）新梁搭设存梁平台及滑道。新搭钢塔架采用八三式军用墩，长度为50m、宽度为2m。钢塔架上下增加水平剪刀撑增加钢塔架稳定性，各组滑道间相互平行且垂直于既有线路。移梁机轨道应尽量靠近墩台，以减少T梁支点悬臂长度，轨道采用P50钢轨，铺设要求如下：①同一截面轨顶高差小于30mm。②轨距偏差±20mm。③轨道纵向坡度小于0.5%，严禁设置下滑道。④轨道接头高差小于2mm。⑤轨道接头间隙2～4mm。

（5）移梁小车选用。此次桥梁大修换梁施工采用新型移梁小车施工，结构简单、双轨运行、速度均衡可控、安全可靠、操作简便，对结构物既能横移，又能纵向小范围调整（±100mm），特别适合既有线换梁施工。主要技术参数如下：移梁机运行速度为1.9m/min；移梁机最大负荷为80t/轮×8轮=640t；此次施工安全系数为640÷240=2.67；纵向调整油缸行程±100mm；轨道坡度小于0.5%。

（6）新梁运梁及吊装。砼梁由桥梁厂装汽车运至现场，每车1片，共4车，每片重65t，使用300t吊车卸至钢塔架平台移梁小车上。准备300t吊车，吊梁施工当天吊车要提前2h进场等待。另外提前预约500t吊车作为备用。

（7）新砼梁横向连接、湿接缝、桥面系及桥面轨道工程。新砼梁对孔对位卸完后，使用千斤顶调整好标高和位置，提前安装好支座，支座底面高度要高出墩台原支承垫石30cm。滑轨采用P50轨高0.152m，滑车高度为0.85m，支座高度为0.17m。新砼梁左右位置、平面高度调整一致以后，将梁横隔板焊接为一体，进行横隔板和湿接缝施工，待横隔板混凝土强度满足要求后进行横向张拉、压浆和封锚施工。梁顶面铺设道砟、轨枕，道砟铺设好后要提前夯压密实，底砟厚度根据既有桥面情况控制为不大于30cm。

3.2 换梁作业

（1）光电缆架空防护及既有角钢支架拆除。对影响换梁施工的各类管线进行架空防护，新梁移入完成后恢复原位。拆除既有桥梁角钢支架、人行道步板、检查梯。

（2）换梁地段钢轨更换、道砟装袋。换梁施工前将施工地段应力放散，锯轨（锯轨长度为24m，从梁缝位置分别延伸出4m，以方便封锁大要点出梁和伸缩缝钢板移除）采用夹板临时连接线路，施工点首列限速35km/h（不放行旅客列车），第二列限速45km/h。

（3）封锁线路梁体更换。根据施工封锁计划，明确线路封锁的里程、影响范围、封锁时间、电气化接触网停电单元等。

（4）拆除钢轨、清理梁端伸缩缝道砟及钢盖板、拆除桥下钢塔架。拆除旧梁范围24m钢轨纵移至路基段，两端梁缝两侧各1根桥枕拆除，然后进行梁端道砟清理和桥梁伸缩缝拆除，保证梁体移动不受道砟阻力影响，注意检查与梁体移动受影响的所有连接件，同时拆除桥下临时加固钢塔架。

（5）旧梁移出。拆除支座连接装置、千斤顶起梁、压好走行小车并加固。桥面线路和梁端伸缩缝拆除完毕后，即可启动走梁小车，缓慢横移将旧梁整体移出，横移时必须两端同步移动，需要不断调整移动方向和速度（2m/min），协调统一。旧梁移除后两侧打斜支撑、梁底垫枕木进行加固。

（6）新梁移入。①垫石处理。旧梁整体移出后，即可进行既有支座垫石凿毛清理，支座垫石钢筋网布置，模板支立。②新梁横移到位。准备就绪后启动走梁小车，缓慢横移新梁就位，横移时必须两端同步移动，需要不断调整移动方向和速度，协调统一。③当新梁到位后，全面检查核对梁中线位置，是否需要调整，检查梁端缝控制在6～8cm，如无问题立即用牙木在两端塞紧小车，用枕木在梁端4个方向支撑梁体，防止梁体位移。④起落梁就位。按照分段落梁方案，先使用4台200t液压千斤顶顶起青岛方梁体，抽出小车和滑轨，在墩帽上加钢墩垫木做临时支点，落梁放稳。再使用4台200t液压千斤顶起落济南方梁体，落梁高度10cm。在落梁时，根据梁端缝的大小，决定落梁的顺序，把梁端缝控制在误差以内。⑤浇筑支座垫石，加盖伸缩缝盖板，连接线路，起道整修线路。新梁就位以后，立即将梁端缝道砟清理干净，加盖梁缝盖板。补充梁缝处道砟，共2处梁端缝，摆放轨枕，每处有两根轨枕。轨枕摆放完毕，连接扣件和夹板，补充道砟，整修线路。同时使用灌浆料塞填支座垫石，支撑、加固梁体。

（7）接触网、通信光电缆、信号电缆、电力电缆调整（与整修线路同步进行）。

（8）清理现场、检查开通线路（与整修线路同步进行）。限速条件：开通后限速45km/h运行4h（首列限速35km/h,不得放行旅客列车），限速60d后次日施工。

4 施工安全措施

4.1 营业线施工安全保证措施

（1）营业线和邻近营业线施工必须按规定设置防护，落实“先防护后施工”制度。未设置防护，所有人员一律不准作业。（2）封锁前严禁作业人员上道。现场施工负责人接到封锁施工的调度命令后方可允许作业人员上道作业。（3）封锁施工结束后必须经各单位施工负责人共同进行设备状态检查，确认达到开通条件后，方可由施工负责人通知驻站防护员销记，开通线路。

4.2 移梁施工安全保证措施

（1）提前检查所用走梁小车、千斤顶、发电机、泵站等机具性能及状态，严禁机具带病作业。（2）施工前，技术人员进行技术交底。施工负责人做好分工，使每一个作业人员清楚具体作业项目、作业程序、作业标准和安全注意事项。（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）封锁施工前对所有参与施工人员进行班前教育，明确各组人员的施工任务划分，各工序的作业过程、要求及工序衔接。

4.3 施工用电安全保证措施

（1）施工现场用电应采用三相四线制供电系统，且工作接地电阻值不得大于4Ω；电动机具、各种电器操作人员必须持证上岗，穿戴劳保用品。（2）施工用电设备应实行一机一闸一漏（漏电保护器）一箱（配电箱）；漏电保护装置应与设备相匹配。

4.4 人身安全保证措施

（1）在开工前对全体参加施工人员进行全面的营业线施工安全教育，增强全员安全意识。（2）各工种的施工人员必须熟知本工种的安全技术操作规程，熟悉施工要求和作业环境，认真执行安全交底，班前严禁饮酒，对没有安全交底的生产任务，有权拒绝接受，有权抵制违章指令。

5 结束语

综上所述，虽然利用搭设军用墩钢塔架完成新梁吊装、桥面系施工及封锁点内旧梁拆除、新梁更换已经是一种比较成熟的施工工艺，但是其实际操作要求较高，各项标准数据要求精准，需要各单位施工任务划分明确，工序衔接有序，而冯家庄2号中桥换梁施工开创了国内首次双线铁路曲线段换梁的先河。