采用大型汽车吊更换营业线梁片的施工组织与工序控制

李晓明

（中国铁路北京局集团有限公司北京工程项目管理部，北京 100005）

1 工程概述

石太线166#桥为单线三孔1～20.5 m 钢板梁，167#为单线三孔1～20 m 钢板梁明桥面。P60 木枕无缝线路，枕木按1886根/km 布置，枕木两侧采用15 cm×15 cm 方木进行纵向加固。P60 护轨，线路中心铺设80 cm 宽，5 mm 厚花纹钢板。桥梁两侧设有0.5 m 宽角钢支架人行道，与钢梁采用螺栓连接。设有检查梯与墩顶连接，桥梁所在铁路为电化铁路。

更换为T 梁，新梁与既有梁高度基本一致。线路为新III 型桥枕有碴线路，上跨河流，梁底距地面3 m。

2 工程特点

166#、167#桥跨越河道，桥梁建筑高度低，交通较便利，具备汽车运输T 梁到现场并采用汽车吊吊装架梁的方式进行桥梁更换的条件。而不利于施工的条件有：该桥位于铁路营业线上，上有接触网，可供施工时间较短，不能长时间影响铁路运输；施工工序繁多、场地狭小；换梁工作与工务、电务、车站、货运段等站段都有关联。所以，施工前要做好充分沟通确认，确保点内、外工作顺畅。

3 总体施工组织安排

鉴于桥梁结构尺寸及工程特点，确定采用两台500 t 汽车吊进行更换轨排及换梁工作。正式换梁前要进行不少于30 d的点外施工准备：主要进行吊车站位平台搭设、河道处理、桥台和桥墩包打、支撑垫石钻孔、桥台浆砌片石拆除和恢复、线路备料、组装轨排、探沟开挖等；不少于6 个封锁点的正式换梁前施工准备（主要进行线路放散、更换短轨、试顶既有T梁）；正式换梁采用“每点一孔”的方式进行，每个封锁点6 h；全桥换梁后需要3 个封锁点的施工（主要进行浇筑横隔板混凝土、梁体横向张拉注浆、恢复桥上无缝线路、恢复护轨及栏杆扶手等工作）。换梁方案及封锁施工时间，要经过路局审批后方可实施。

166#、167#桥均为双孔梁，采用两台500 t 汽车吊台吊换梁。吊车站位于靠近167#桥侧的执政公路绿化带上，封锁点内先更换166#桥、再更换167#桥。换梁点内汽车吊进行I 级换梁施工、线路上碴、小机捣固，换梁结束后，45 km/h 慢行7 d（横隔板和横向张拉完成后方可恢复常速）。

4 各道工序控制

4.1 换梁前点外施工准备

4.1.1 施工条件调查及场地布置

调查工程所处位置交通情况、水电情况、场地情况；并依据现场实际情况，本着少占地、因地制宜、方便施工、满足项目施工水电的需要的原则，尽量集中布置，便于管理。临时设施布置在桥下空旷地带，用于施工机具、材料加工及看守人员临时生活工棚。本桥施工桥台包打等临近营业线施工期间现场自备一台150 kW 发电机，换梁封锁施工期间现场自备两台300 kW 发电机，可以满足项目施工的用电需求。施工用水从就地取用。

4.1.2 既有设备检查

（1）对悬挂在桥上的光、电缆等进行调查，需路局组织相关站段单位及施工单位进行确认并在换梁前进行改移，以免影响换梁工作：①桥头两侧挖出光电缆预留；②将既有光电缆绑扎在吊挂钢绞线上，并绑扎牢固；③桥头两侧将裸露光电缆编织袋装土进行防护；④换梁施工过程中现场准备光缆、电缆、光缆熔接机、电缆接续器具和防护材料，做应急施工准备，现场设专人看守、巡视防护；⑤换梁施工完成后，将光电缆按设计要求恢复；桥头两侧光电缆入土处加盖防护材料，埋设光电缆警示标识。

（2）对既有梁长、梁缝、既有支座的尺寸及既有支座之间距离进行调查，进而确保更换新梁时各个结构尺寸正确，为顺利完成新梁架设提供精准的技术参数。

（3）对既有桥梁支撑垫石、地脚螺栓等利旧部位进行检查，确认桥墩、垫石强度及几何尺寸，要与设计方及工务部门沟通，确定加固方案，以免换梁后达不到加固要求。

4.1.3 技术准备

提前在桥墩垫梁石、钢板及支座下钢板上弹出十字线和标高控制点，准备支座拆除工具、新螺栓、扳手、自流平砂浆材料、干硬性砂浆材料等工料机。

检查新梁质量，复核梁长、支座位置和支座类型，确定吊车占位，提供梁片出厂合格证明并报验。

4.1.4 机械准备

本次施工吊车位于线路靠公路一侧，分别对应太原及石家庄两桥台占位。根据作业半径计算以及新、旧梁重情况分析，最不利工况为166#外侧新T 梁吊装，其作业半径21 m，臂长47.8 m，吊装总重85 t（图1）。

根据以上数据查吊车性能表，确定选用2 台500 t 吊车进行拆旧梁及吊新梁施工。按最不利工况考虑，允许最大吊重为121.6 t，新梁重72 t，附属角钢重4.2 t，20 cm 底砟重8.9 t，吊装新梁总重85.1 t，67×2/85.1=1.58。

4.1.5 线路相关工程准备

在施工现场空余场地提前准备钢轨、III 型枕及其他配件，按照每公里（千米）1667 根进行组装，轨排组装长度与既有梁缝间长度一致，组装完成后进行验收。

4.2 更换T 梁前的“要点”准备施工

4.2.1 放散既有无缝线路并更换短轨

所述两座桥上皆是无缝线路，在换梁前需拆除桥上护轨：将拆除的护轨运出施工桥梁位置；进行放散并更换短轨。应力放散和拆除护轮轨在III 级封锁点内进行，先进行应力放散并将桥上长轨切成短轨，短轨用钢轨连接线进行封连，保持轨道电路良好。护轮轨采用人工配合吊轨小车拆除，从石家庄方侧向太原方侧逐对拆除。给点后采用松扣器将护轮轨扣件松脱，人工使用撬棍将护轮轨拨至正线钢轨外侧枕木头一定位置，每根护轮轨在中间及两端3 个点处安装吊轨小车，以正线钢轨为导向轨将护轮轨运至桥台两侧路肩指定位置，堆码整齐。

按照此方法逐对拆除。

4.2.2 桥梁既有附属设施施工准备

（1）捆绑吊绳。为方便在换梁时候吊出既有梁，需提前在每孔梁距梁端2.1 m 位置在不影响行车的前提下将吊梁钢丝绳提前穿入，以减少点内穿钢丝绳时间。

（2）拆除既有桥梁栏杆（含步行板）。在换梁施工点前，将既有栏杆人工割断拆除，则换梁点内不必占用大量时间拆除栏杆。为确保安全，可以考虑将既有栏杆按照一定间距割断，以减少换梁点内拆除栏杆所用时间。

图1 施工现场

4.2.3 既有T 梁试顶

（1）凿除梁间混凝土。经路局同意，在换梁点前，在保证行车安全前提下，将梁间混凝土全部凿除。

（2）松动地脚螺栓。在正式吊梁施工前，对既有地脚螺栓涂油松动、既有钢梁试顶并复紧螺栓，以保障既有梁体可以顺利吊出。

在试顶时候需将桥上短轨的接头解开，在换梁前封锁点内采用100 t 千斤顶进行试顶梁，每孔梁放置4 台千斤顶。千斤顶需同步，试顶高度不超过10 mm 且须保证螺杆不露出支座下座板螺栓孔。

5 点内施工方法及工艺流程

5.1 点内施工流程

点内施工流程：接触网停电、现场防护→拨移接触网→汽车吊对钢梁轨排吊除→挂钢丝绳、清理桥面→凿除垫石、安装钢垫块→吊装166#桥第一片新梁→吊装166#桥第二片新梁→吊装166#桥新轨排→吊装167#桥第一片新梁→吊装167#桥第二片新梁→吊装167#桥新轨排→恢复线路。

采用两台500 t 汽车吊，利用一个360 min 封锁点按166#→167#桥顺序逐孔进行换梁施工。旧梁拆除采取轨排和钢梁整体吊除。新梁分片吊装，每片吊装前铺设底碴、安装人行道支架及支座一次吊装就位。点内需拨移接触网配合，点闭前恢复。

5.2 换梁施工步骤

每孔换梁施工共分为12 步骤进行，用时360 min。

第一步，接触网停电、现场防护（作业时间10 min）。工作内容：接触网挂地线，现场设置两横一纵回流线，设置作业标及防护员。

第二步，拨移接触网（作业时间20 min）。工作内容：接触网拨移长度200 m，拨距1.5 m，同时拆除轨道夹板，切割支座，预顶梁。

第三步，钢梁轨排吊除（作业时间20 min）。工作内容：点内固定吊装装钢丝绳，点内挂钩，4 台100 t 千斤配合顶梁。整体吊出166#。

第四步，挂钢丝绳、清理桥面（作业时间30 min）。工作内容：点前固定吊装钢丝绳，点内挂钩，4 台100 t 千斤配合顶梁。清理桥面附属影响部分。凿垫石顶面、铺砂浆、铺钢板支座灌浆，与此同时4 台100 t 千斤配合顶梁，吊出167#钢梁轨排。

第五步，凿除垫石、安装钢垫块（作业时间60 min）。工作内容：人工采用风镐凿除垫石，水钻施工锚栓孔16个，铺设干硬砂浆，安装钢垫块，锚固螺栓。主要线路占用时间60 min。

第六步，吊装166#桥第一片新梁（作业时间30 min）。工作内容：先吊装远离吊车166#的新T 梁，新T 梁就位后用斜支撑加固，同时焊接支座与垫石钢垫块。

第七步，吊装166#桥第二片新梁（作业时间30 min）。工作内容：新T 梁就位后用斜支撑加固，同时焊接支座与垫石钢垫块。汽车吊吊装靠近吊车的新T 梁，吊装就位后斜支撑加固，同时解除钢丝绳，焊接横向连接钢板。

第八步，吊装166#桥新轨排（作业时间20 min）。工作内容：人工配合汽车吊吊装166#桥新轨排。作业时间20 min。同步焊接横隔板钢板。

第九步，吊装167#桥第一片新梁（作业时间30 min）。工作内容：先吊装远离吊车167#的新T 梁，新T 梁就位后用斜支撑加固，同时焊接支座与垫石钢垫块。

第十步，吊装167#桥第二片新梁（作业时间30 min）。工作内容：新T 梁就位后用斜支撑加固，同时焊接支座与垫石钢垫块。汽车吊吊装靠近吊车的新T 梁，吊装就位后斜支撑加固，同时解除钢丝绳，焊接横向连接钢板。作业时间从166#桥完成后开始计算为140 min。

第十一步，吊装167#桥新轨排（作业时间20 min）。工作内容：人工配合汽车吊吊装167#桥新轨排。作业时间20 min。同步焊接横隔板钢板。

第十二步，恢复线路（作业时间60 min）。将轨排在几个点抬高并用道碴垫实，人工补足面砟，沿线路均匀散布，拍实道床。检查接头螺栓及扣件是否紧固，检查线路方向、水平、前后高低、轨距等。作业时间60 min。

6 换梁点后施工

6.1 安装人行道步行板、L（形）挡碴块

换梁结束后，利用临近既有线监督计划完成人行道步行板、L 挡碴块等安装，提前将材料机具倒运至桥头两侧，利用人工安装就位。

6.2 新梁横向连接施工

T 梁更换完成后，利用邻近营业线监督计划进行横隔板的钢筋绑扎、混凝土浇筑，达到设计强度后，进行张拉压浆，压浆强度满足设计要求后进行提速恢复。换梁结束后45 km/h 慢行7 d恢复常速。设计要求横隔板混凝土强度、弹性模量达到要求且不少于5 d 才可进行横向张拉，同时考虑到9 月份气候转凉，张拉后富裕2 d 进行压浆、封锚、防水等作业。

新T 梁横隔板用钢筋、钢绞线等按照设计图纸及技术交底要求进行加工、切割，钢筋提前绑扎成整体，放入横隔板位置后与梁体预留钢筋进行焊接；横隔板模板料横向必须大于横隔板混凝土浇筑面20 cm，保证每边搭接10 cm。模板安装前必须打磨干净并涂抹涂膜剂，以保证新浇筑混凝土面的光泽。横隔板底模安装，采用对拉筋对拉。

混凝土在浇筑前，先用水湿润，若接缝有残渣，则用水冲洗干净，采用插入式振捣棒做好振捣，混凝土面凝结后，用土工布覆盖洒水，养护时间不少于7 d。

达到设计强度后，进行张拉压浆，压浆强度满足设计要求，恢复常速。张拉、压浆具体施工要求如下：①张拉顺序，先张拉跨中横隔板预应力钢绞线，然后由中间向两端对称张拉其它各处横隔板预应力钢绞线。各处预应力钢绞线也由中间向两端对称张拉，全部张拉完毕后对先张拉的预应力筋进行检查，如张拉力下降，则须补拉；②切割外露预应力钢绞线，灌注梁腹板外侧封锚混凝土，封锚前应对锚具进行防水处理。

横向预应力采用单端张拉，张拉端可位于同一侧，单线梁张拉端采用低回缩式锚具，固定端采用普通锚具，锚垫板采用配套锚垫板，张拉千斤顶采用配套千斤顶，横向预应力张拉完成后及时进行封锚。

6.3 浆砌片石恢复

利用临近营业线监督计划进行恢复，浆砌片石恢复施工前，应将坡面杂质、浮土、松动石块及表层风化破碎岩体等清除干净。防护工程的各种防护都必须加强基础处理和圬工质量，防止水流冲刷和淘空，保证路基稳定。砌体宜用15 cm 以上的片石，砌体应分层、分段砌筑，浆砌片石采用挤浆法砌筑，应坐浆饱满，铺砌时自下而上进行，砌块不得大面平铺，各砌块的砌缝应相互错开。错缝一般为7～8 cm，不得有通缝和空缝，表面平顺整齐，与边坡嵌接牢固密贴，不得松动，严禁浮塞。砂浆在砌体内必须饱满、密实，不得有悬浆。勾缝前，应先将松动和变形处修整完好，浆砌片石应进行洒水养生。砂浆凝固后，墙面全部刷干净，使外貌整洁美观。

6.4 桥头抽换枕木

既有桥头每侧有33 根木枕，两座桥共计132 根木枕。为满足要求，在166#、167#桥换梁结束后，利用封锁点将132 根木枕全部人工抽换为III 型枕，布置方式为1667 根/km。

7 结束语

目前在较多的既有线上桥梁都需要进行加固或更换施工，在铁路营业线上更换钢梁或T 梁，在桥梁建筑高度较小、接触网线路、不具备架桥机换梁的条件时，可以采用汽车吊的方式更换钢梁或T 梁。在施工工艺和对既有线影响方面，与架桥机换梁相比，汽车吊换梁功效更高，成本更低，安全系数更高。所以，只要条件具备，在铁路营业线上更换梁片首选方式为汽车吊方式。为确保施工安全，必须做到以下3 点：①充分进行现场调查，与铁路主管部门充分沟通，充分预想、反复论证并形成稳定的施工方案；②成立专门组织机构，形成统一指挥，将方案细化为一道道工序，针对这些工序成立工序准备及卡控小组，严格将方案要求的各项准备工作全部落实到位；③在充分调查及检算的前提下进行机械选型，机械站位、地基处理、机械有效作业空间均是换梁成功的关键要素。做到以上3 点后，方可以采用汽车吊进行更换梁体施工。