站场咽喉区32米D型便梁加固架空线路施工技术

宋作栋 SONG Zuo-dong

（中铁五局二公司，衡阳 421000）

0 引言

随着人们生活水平在不断提高，城市化进程的逐步加速，越来越多的市政道路下穿铁路营业线。在下穿营业线得到施工过程中，为确保营业线的不中断行车，常采用D型便梁加固架空线路的施工方法进行顶进或现浇框架施工。目前大多数下穿营业线的框架施工均采用的为24米、20米、16米、12米的D型便梁加固线路，但是对于大跨度双孔连续框架结构下穿站场营业线就目前的常规D型便梁已不能满足施工需求。本文通过南宁市同兴路下穿沙井站工程32米D型便梁加固架空施工经验介绍，为大跨度多孔连续框架下穿站场提供施工经验。

1 工程概况

南宁市同兴路下穿沙井站地道框架长553米，框架宽30米，采用2-13.5米连续框架结构下穿沙井站西咽喉区7股道，其中3股道采用股道拆除转工程线，另4股道采用施工便梁进行加固架空线路。地道框架第1节至第三节下穿沙井站长42米。

本工程地道框架施工采用D12+D32+D12施工便梁加固架空股道明挖现浇施工，在保证安全的前提下进一步优化工期，本次线路加固采用一次加固架空4股道后分段分层明挖施工。主跨32米D型便梁采用直径1.5米深25米的人孔桩上设桩帽进行支垫。施工期间铁路限速45km/h，同时配合天窗点。因此人孔挖孔桩的施工安全及线路加固架空为本工程的施工关键。图1为线路加固横断面图。

图1 线路加固横断面图

2 人工挖孔桩施工

根据设计图纸结合站场现场实际情况，我们对线路加固桩和基坑支护桩进行优化设计，将两种桩型结合为一体，本次下穿站场部分共设计了10根人工挖孔桩。

2.1 临时加固线路

考虑人工挖孔桩距离股道枕木最少间距为50cm，根据《中国铁路南宁局集团有限责任公司普速铁路营业线施工安全管理实施细则》(宁铁运〔2018〕129号)及《普速铁路工务安全规则》（铁总运[2014]272号）文件要求，线间人孔挖孔桩，轨道必须临时加固防护。

线路临时加固方式采用抬轨。加固范围孔桩两侧2.8米线路。纵抬梁为P43轨束梁（2-3扣）长5.8米，设置在两侧混凝土轨枕头下方，轨束梁下面支垫长80cm双拼木枕，双拼木枕放置于整平的道渣上。沿纵梁外侧设置20cm厚的C25混凝土挡渣墙线路上方两侧采用P43轨束梁（1-2扣）加固，中间采用P43轨束梁（2-3扣），长度均为6米。所有轨束梁均采用U型扣固定。图2为线路临时加固横图。

图2 人工挖孔桩线路临时加固图

线路临时加固施工步骤：

第一步：清理并整平轨枕两侧端头下方的道渣，Ⅲ级封锁；

第二步：安装双拼木枕，Ⅲ级封锁；

第三步：安装木枕上方的纵向P43轨束梁（2-3扣），Ⅲ级封锁；

第四步：浇筑挡渣墙，临近既有线监督度计划。

2.2 孔桩开挖支护及出碴

孔桩开挖采用先中间后四周的原则，根据现场实际地质情况，控制循环进尺，每循环最大进尺深度不大于1米，孔内出土采用吊桶内置编织袋装土，小型卷扬机提升至洞外后，临时存放与两线间低凹处，待施工天窗点人工搬运出股道范围。护壁混凝土采用人工拌和掺早强剂。

2.3 安装钢筋笼及浇筑混凝土

钢筋笼的安装及混凝土浇筑需在Ⅲ级（停电）封锁天窗点内进行，钢筋笼采用2米/节，现场搭设临时固定架，逐节焊接下孔。混凝土在浇筑前须抽干孔内渗水，浇筑采用串筒法浇筑，串筒由井口直到距井底1米垂直安放，保证混凝土浇筑不离析。混凝土泵送采用地泵输送，提前预埋过轨套管用于安放泵管。

3 32米D型便梁架设

3.1 D便梁选型

同兴路下穿地道框架2-13.5米，总宽度30米。线路加固架空便梁组合形式分为两种：

①地道框架采用D12+D20+D12+D12的便梁组合形式来加固架空线路，考虑其中有一组支撑桩要伸入框架范围内，需在框架顶板上预留孔洞。同时架空4股道需要支撑孔桩25根。优点为D12、D20便梁在市场比较常见，租赁费用便宜，架设工艺成熟；缺点为线间孔桩数量大，施工工期长，安全风险高，框架顶板预留孔对结构有一定影响，后期需要破除框架内的支撑桩。

②地道框架采用D12+D32+D12的便梁组合形式来加固架空线路，主跨采用支撑桩与基坑支护桩相结合形式，同时架空4股道需要的支撑桩10根，两侧附跨采用扩大基础配合枕木的形式进行支撑。优点为支撑桩数量少，对框架结构无影响，两种桩型合二为一节约部分费用和工期，减少线间人孔挖孔桩的安全风险。缺点为D32便梁市场存量少需要厂家定制，考虑D32便梁重量大，受限于吊装设备。

综合上述便梁组合形式通过优缺点比对分析，从结构的安全性、既有线施工的安全风险、施工工期及工程造价考虑，我们采用D12+D32+D12的便梁组合形式。

3.2 便梁的架设

3.2.1 施工工序

桩基施工→线路应力放散（无缝线路）→调整枕距轨枕间距→横梁安装（在调整好的轨枕间距内扒除横梁部位道碴并穿入横梁，同时垫好橡胶支座，上好钢轨扣件）→吊运纵梁并就位（将横梁两端头及以外的道砟清除，分别将纵梁就位，并安装连接板及牛腿）→拧紧配件→全面检查→验收施工便梁→开通线路。

3.2.2 便梁档位选择

参考秦皇岛中科钢结构有限公司提供的D便梁使用手册，D32型施工便梁设置表（轨型60kg/m）。根据现场股道类型，我们选取单线直线线路，纵梁最高位布置，因纵梁位置越低轨底距离至梁底的高度就越高，代表着支撑桩的桩帽位置越低，支撑桩桩帽施工难度就大，对既有线股道的道床影响就越大。

表1 D32型施工便梁设置表（轨型60kg/m）

3.2.3 吊装平台搭设

以本工程为例，分为铁路线外平台和铁路线上平台。因站场咽喉区位于高路堤段，根据折叠式随车起重机工作状态下宽7.1米，长12米，需在靠近架空线路的路堤边坡外侧填筑吊装平台及进场道路，路外平台长15米、宽8米，采用C30混凝土硬化25cm。线上平分线间和线上两种形式，线间采用道渣回填振捣满铺枕木，线上采用橡胶铁路道口板防护。（详见图3）

图3 吊装平台搭设

3.2.4 便梁组装、试吊及运输

①便梁组装。

便梁由中铁五院设计，中科铁路钢结构公司负责加工。其与24米便梁的主要区别为纵梁不同，其他横梁、牛腿等配件可通用。其纵梁高1.7米、宽0.48米、长32.6米（7.925+16.75+7.925）组合拼装，总重量28.8t。在架设前需提前拼装好纵梁，堆放在货物装卸区，便于轨道吊车吊装运输。

②便梁试吊。

试吊环境模拟：现场实测最低导高值5.98米，试吊最大高度拟为5.5米，场地环境为混凝土场坪。

在限高作业及单片纵梁28.8t等不利掉件下，常规的轨道吊已无法满足现场要求，通过市场调查，选取折叠式随车起重机（300t），在满足限高的条件下，其最大作业半径为13米，吊臂夹角≤9°，满配重的条件下，理论起吊最大重量为38t。（吊装参数如图4）

图4 吊装参数

吊具采用高强度扁平起重吊带，吊点布置在梁中心左右侧0.4米位置，两根吊带梁底兜底，紧捆于梁中心左右侧0.4米位置，为便于吊装梁的平衡，吊钩紧扣在两根吊带上，正式吊装前须试吊，试吊高度0.2米。（吊点位置布置如图5）

图5 吊点布置图

试吊效果：本次模拟工况根据现场实际情况按照最远吊装半径试吊，吊装高度按照平板车高度1.42米、便梁高度1.7米、吊车大臂5米进行试吊。试吊高度为0.5米。能满足接触网线下方吊装作业。（试吊现场如图6）。

图6 现场模拟试吊

③便梁运输。便梁运输车辆为两台轨道吊车+两台NX17BH型平板车组合（长15.4m*宽2.96m*高1.409m），平板车两端需配转向架。折叠式随车起重机工作状态下宽7.1米，长12米，根据现场地形决定是否搭设吊装平台，

3.2.5 便梁架设

①准备工作。便梁架设前，提前与铁路部门沟通，规划好运输线路，检查待架线路的横梁是否就位、支撑桩桩帽标高是否有偏差，尤其是横梁安装后是否出现信号短路“红光带”。②便梁加固架设。1）吊卸纵梁。封锁命令下达后，首先进行接触网停电及接地，利用轨道吊和平板车将纵梁运输至待架设的线路。2）横移纵梁。先就位线路一侧的一片纵梁，再就位另一侧一片纵梁。使用折叠式随车起重机进行横移纵梁。3）横纵梁的连接。纵梁就位后，先连接D型梁两端最外侧一根横梁后，接着连接其它横梁。4）横梁与钢轨的连接。横纵梁的连接完后，分别将钢轨与横梁采用Ⅱ型扣件连接。5）安装完毕后全面检查。架设完毕后，会同工务、电务等监督人员进行全面的检查。检查无误后方可向车站汇报开通线路。

4加固线路的安全监测

D便梁架设后，在其两端及中部设置观测点，安装专业沉降观测设备，设置专人看守仪器，一旦设备报警立即上报相关单位。同时利用天窗检查支垫有无下沉、变形、裂纹，横梁与轨底的绝缘垫，钢轨扣件有无松动、脱落，螺栓有无松动、裂纹，D型梁纵梁是否移位等。每隔七天对螺栓上一次油，以防锈蚀，造成拆除困难。检查情况应做成记录以便查询和整理。

5结语

目前该项目的32米D便梁已全部顺利加固架设完毕，从施工的角度来看，对于大跨度连续框架结构下穿站场咽喉区，主跨利用32米D便梁的同步加固架空线路具有施工简便、快速、相对安全风险小等特点，在以后的类似工程中具有借鉴意义。