既有铁路T 梁更换道岔梁施工技术研究

彭望 PENG Wang

（中铁建东方投资建设有限公司，杭州 310000）

1 工程概况

既有萧甬铁路是一条以货运为主且线间距为4.2m 的两条正线设计的干线，现绍兴风情旅游新干线是在充分利用既有萧甬铁路的基础上开行城际列车，增设旅客站台和站点到发线。本次研究的金柯桥大道站位于绍兴至钱清区间，需要在保留既有萧甬铁路两条正线的同时在两侧增设两条到发线与侧式站台。车站规模为2 台4 线，新设到发线2 条，有效长400m，新建旅客站台两座210.0×9.0×1.25m。车站平面布置示意图如图1 所示。

图1 金柯桥大道站平面布置示意图

2 更换道岔梁总体方案

首先车站站台里程范围内既有正线桥梁维持现状，在既有正线两侧增加站台梁，车站站台外的杭州端与宁波端根据设计要求一定范围内将原有正线T 梁更换为道岔梁，拟在线路右侧（南侧）布设新梁预制拼梁平台，在线路左侧（北侧）布设既有梁移出后的存放平台。新梁预制好后，提前切断既有梁前后连接，在既有梁移除梁位的同时将新梁移入。具体采用的施工方法为横桥向牵引拖出老梁，同步顶推钢箱梁入桥位[1]（道岔及线上料同步移入），新梁顶推就位后，迅速拨接新老轨道，封锁时间节点到，萧甬线恢复通车，开始慢行。本文以杭州端更换道岔梁为例。

2.1 既有桥梁更换道岔梁调跨布置

杭州端本次拟更换道岔梁的范围为既有柯桥特大桥为双线特大桥81#墩-85#墩，原孔跨布置为4*32.7m 简支T 梁、双线、线间距4.2m，横桥向布置如图2 所示。

图2 既有T 梁横桥向布置示意图

改造计划为将81#墩~85#墩范围的原4-32m 双线T梁更换为（24+32+24）m 道岔连续钢箱梁（上设2 组12 号道岔，2 线变4 线）+2-24m 简支钢桁梁（4 线变线间距）。

2.2 道岔梁梁型选择

由于顶推换梁需要整梁长距离横向动态移动，考虑到混凝连续梁自重大，横向顶推难度大，且混凝土刚度小，顶推过程中若出现不同步现象，易开裂从而影响永久性，因此不能采用混凝土连续梁形式，因此本次施工的道岔梁拟采用整体刚度大的钢箱梁，桥面防水采用MMA 涂料，结构轻巧，施工方便。

2.3 既有梁横向拖拉及新梁顶进

2.3.1 既有T 梁牵引拖拉

即有简支预应力混凝土T 梁牵引拉的施工需在每孔梁两端各设置1 条滑道，顶升油缸布置在滑道侧面，每孔梁总重量为825.63t，每条滑道需布置4 台400t 顶升油缸，每片既有T 梁腹板下布置一台顶升油缸，8 孔梁共布置32台顶升油缸。先用顶升油缸将既有T 梁顶起，再将滑道垫块安装到梁底，顶升油缸缩缸将力转换到滑道垫块上，后再采用自动连续千斤顶进行水平拖拉[2]，每条滑道布置1台200t 连续穿心式牵引油缸，横桥向牵引距离约18.25m。既有T 梁横向牵引布置如图3 所示。

图3 既有T 梁横向牵引示意图

2.3.2 道岔连续梁横向顶进

新拼道岔连续钢箱梁总重2874.8t，其顶推入位施工需共布置10 条滑道，每条滑道布置1 台100t 长行程液压千斤顶作为顶推设备，共10 台。横桥向顶推距离约17.75m。一个顶程2m，每次循环10 分钟，共9 个循环到位。新钢箱梁顶推到设计桥位后，落梁油缸布置在滑道侧面，每条滑道布置4 台400t 落梁油缸，钢箱梁每块腹板下布置一台落梁油缸。首先用落梁油缸将梁顶起，拆除滑道垫块并安支座，落梁油缸缩缸将力转换到支座上，要求落梁油缸具备三向调整能力。新拼道岔连续梁顶推布置如图4 所示。

图4 新道岔钢箱梁横向顶推示意图

3 顶推滑道设计

滑道系统设计为从上至下依次为采用双拼800mmH型钢，型钢表面需精细打磨平整，减小摩阻系数，H800 型钢下为双拼H700mm 的分配梁，横桥向布置，单根分配梁下设两根Φ630mm*10mm 螺旋钢管，钢管立柱纵横向间距均为2.0m，钢板顶部为15mm 厚度钢板，管间用14 号槽钢作为连接系，采用Midas 建模软件计算，强度、刚度、稳定性均满足要求。

为减小不均匀沉降造成的滑道表面不平整，钢管立柱底部采用1m 厚、宽3.6m 钢筋混凝土系梁，长度与滑道长度一致，系梁下为Φ800mm 混凝土灌注桩，横桥向间距为2.0m，顺桥向间距与双排钢管立柱间距同为2.0m。滑道梁Midas Civil 建模受力分析如图5 所示。

图5 滑道梁Midas Civil 建模受力分析

4 施工过程要点

4.1 既有线施工防护

本次换梁正式施工前需根据设计的调跨方案在原既有梁桥位下方进行钻孔桩与桥墩施工，在此期间原萧甬铁路不停运。正式换梁施工也是需要利用夜间封锁点，迅速切断既有铁路两头链接，在规定的封锁点时间内完成老梁的移出与新梁的顶入，过程中不允许出现任何问题，封锁点时间到必须准时恢复铁路通行。要完成以上施工内容，本次施工除做好各项准备外需必须严格执行上铁局有关营业性施工的各项规定要求。

4.2 道岔梁拼装与地基处理

本次更换道岔梁施工需要重点把控的是对精度的控制，这关乎新推入的道岔梁是否能与既有大小里程钢轨精密对接，因此对地基的处理尤为重要，为防止不均匀沉降不利影响，钢箱梁拼装场地地基处理采用直径0.8m、长20m 的钻孔桩，间距4m 正方形布置，桩顶加设50cm 厚钢筋混凝土筏板，地基处理后搭设钢箱梁拼装平台与滑道系统，最后在拼装平台上按设计要求拼接道岔钢箱梁。

4.3 新老梁横移前准备

换梁前准备工作有以下几方面：首先将电缆槽盖板清除，槽内电缆落地，拆除既有人行道栏杆；对既有线路进行无缝线路应力放散并更换为短轨，短轨长度自梁缝每端延伸4m，以方便旧梁移出及伸缩缝钢板拆除，未正式移梁前采用夹板临时连接线路，施工点限速45km/h；根据新梁的就位尺寸，对桥上中心、桥梁中心、墩台中心登进行测量，放出新梁就位时和支座就位时的纵横向中心线；最后进行走行试验，新梁拼装完毕后，需提前进行走行试验，校核新梁位置、平面高程等尺寸，确保各项数据精准无误[3]。

4.4 横移过程控制

4.4.1 滑移同步控制

梁的牵引与顶推滑移的同步主要通过计算机控制系统调整牵引、顶推油缸的行程来实现。现有的油缸同步控制系统能够满足本次施工的要求，注意通过一定次数的试滑移来予以验证其可靠性。

4.4.2 偏位控制

梁体在滑移过程中，梁的线形控制非常重要，应密切进行观测。若出现一定的误差，需及时进行偏位控制。控制方法如下：在钢箱梁滑块底面两侧安装偏位导向板，导向板的间隙控制在1cm 之内，滑块和导向板前边需加工成船型，防止滑移过程中和轨道表面发生相切情况而阻挡滑移，在钢箱梁滑移过程中导向板可控制钢箱梁偏位在一定范围内。

另外要在滑道每间隔10m 处做好同步位置标示，当钢箱梁滑移到标示处有不同步情况时，可切断同步控制系统，通过单独拖拉某一侧油缸，达到同步位置。当钢箱梁滑移快到位时，在滑移轨道上面焊接到位挡块，防止滑移超过设计位置。

4.5 就位落梁调整

梁体滑移到位后，需要转换受力体系，拆除滑块，整体就位到设计线型位置，该过程需注意选用三向可调千斤顶进行精准就位，顶升能力与水平调节能力能满足最大竖载荷工况[4]。

5 结束语

随着时间的推移，新建桥梁基建市场不会无止境的发展下去，既有桥梁的加固维修将会在未来成为常态，本文对既有铁路的整体换梁施工的技术研究，可为今后的桥梁维护提供一个全新的思路，不再拘泥于只是维护加固，可像外科手术一般对有安全隐患的桥梁精确定位予以彻底更换，延长全线交通基础设施的使用寿命。