铁路咽喉区D型便梁架空线路与框架桥顶进施工技术

【摘要】

介绍开发一路框架桥下穿平顶山东站西咽喉区，桥址处有5组9号单开道岔及1组交叉渡线。施工期间对桥址处道岔及交叉渡线拆除，以满足线路梁架空条件。站内5条线路采用D20+D24+D12型便梁架空，现场采用拆除道岔、插铺轨排、架空线路、顶进框架桥的工艺施工。

【关键词】

咽喉区； 拆除； 道岔； D型便梁； 架空

【中图分类号】U455.47【文献标志码】A

［定稿日期］2023-06-29

［作者简介］张军伟（1988—），男，专科，工程师，从事施工单位技术管理工作。

1 工程概况

既有开发一路道路宽12 m，桥位处位于平顶山东站出站的西咽喉位置，道岔和站线较多，列车调度频繁。

新建框架桥与铁路正交，立交孔径（1×6+2×12+1×6） m，保留既有框架，在西侧增加（6+12） m两孔连续框架，在东侧增加1孔6 m框架，结构净高5.1 m。新增（6+12） m两孔连续框架长40.9 m，跨度20.85 m，新增6 m框架长37.5 m，跨度7.2 m。（6+12） m连孔框架桥及6 m单孔框架桥工作坑均设置在线路南侧。

框架桥采用D型便梁架空线路后顶进的工艺施工，下穿Ⅰ道（孟平下行线）、Ⅱ道（孟平上行线）线路及平顶山东站4道、10道、20道及44#～60#渡线共6条线路。孟平上、下行线路均为60 kg/m无缝钢轨，其余4条站内线路为60 kg/m有缝钢轨。桥址处有42#、44#、46#、48#、58#及50#/56#交叉渡线（包括50#、52#、54#、56#4组单开道岔及1组菱形交叉），以上道岔均为60 kg/m钢轨9号单开道岔（图号CZ577），道岔总长度26.596 m。施工期间需要对上述道岔及交叉渡线拆除，并插铺Ⅱ型枕轨排、进行D型便梁架设。

施工期间Ⅰ道（孟平下行线）、Ⅱ道（孟平上行线）慢行速度45 km/h，其余站内各股道按原速度15 km/h行驶。顶进前线路平面见图1。

拆除道岔后，Ⅰ道、Ⅱ道、4道、10道及44#～60#渡线采用D12+D24+D20型便梁架空线路。线路架空及框架桥平面见图2。

2 方案优化

施工区域各道岔的拆除对于平顶山东站的运营都有着较大的影响，必须对各施工阶段进行严格把控。项目部通过积极与武汉局集团有限公司各部室及各参建单位沟通，多次到现场调研，制定出优化措施。

2.1 合理布局

施工期间，10道在车站西侧区域400 m范围内无列车停靠，利用滑轮设备将48#、50#、52#、54#、56#道岔及菱形交叉向东纵移至10道编组站区域。

4道西头18#岔～车挡约有100 m线路无列车停靠，利用滑轮设备将42#、46#道岔推移至18#岔西侧存放。

58#～64#岔间线路与62#～70#岔间线路之间场地足够宽阔，可作为58#道岔存放场地。

44#岔北侧路肩区域可作为44#岔存放场地。各道岔拆除后存放位置见图3。

2.2 优化施工顺序

（1）施工期间先拆除对站内运营影响小的道岔，后拆除列车通过数量大的道岔；先恢复对站内运营影响大的道岔，后恢复对站内运营影响小的道岔。

（2）Ⅰ道、Ⅱ道在施工区域范围内无道岔，可先架空Ⅰ道、Ⅱ道线路，提前开挖Ⅰ道南侧土方，并将框架桥顶进到Ⅰ道下方。

（3）1-2#、3-4#挖孔桩长均为3 m，分别位于44#、52#岔枕下方，选择在拆除道岔并替换轨排后、D型便梁架空前施工，以避免2次拆除道岔。

（4）58#岔是西咽喉区列车经过最为频繁的道岔，58#岔拆除后，仅开通道岔直股，58#～60#岔间线路处于中断状态。利用小里程6 m框架桥跨度小、土方开挖量少的特点。优先集中力量顶进东侧6 m边孔，以尽早恢复58#岔，开通58#～60#岔间线路。

2.3 优化施工工艺

2.3.1 优化道岔拆除方案

（1）根据D型便梁架空范围，42#岔、58#岔仅拆除转折部分即可保证线路架空。

（2）52#岔、56#岔只拆除连接部分、辙叉及护轨部分，保留尖轨即可完成线路架空。

2.3.2 采用轨道吊吊装D型便梁

本工程共有15组D型便梁架空线路。若采用汽车吊吊装，速度慢、风险高，且需要二次转移，难以保证在封锁点内完成线路架空。轨道车行驶范围可覆盖施工区域所有股道，具有吊装速度快、精度高、单次携带D型便梁数量多的优点，故本工程采用重型轨道吊吊装D型便梁方案。

3 方案实施

3.1 顶进工作坑

东侧6 m框架桥及西侧（6+12） m连孔框架桥工作坑设置在线路南侧，工作坑深度10.5 m。工作坑采用放坡开挖，挖掘机按每层厚度不大于2 m分层开挖，基坑坡面采用打入土钉挂网喷10 cm厚喷射混凝土防护，施工期间每开挖一层防护一层。

工作坑所在地层地下水丰富，基坑顶2 m外设置截水沟，基底四周设置排水沟、四角设集水井，共采用8台7.5 kW带浮球的自动抽水泵24 h不间断强行排水。

3.2 后背梁

后背梁高3 m、厚2 m，采用C30钢筋混凝土浇筑。后背梁底部打入3 m长P50钢轨加固，钢轨打入后背梁底下方2 m，在后背梁混凝土中锚固长度1 m，后背梁每15 m设置一道沉降缝。后背梁靠土体侧打入7 m长I20工字钢，与后背梁共同支护后背土体和承受顶进期间千斤顶压力。后背梁钢筋绑扎期间，将滑板钢筋锚入后背，增强后背与滑板整体性，防止顶进时压力过大造成滑板开裂。

3.3 地锚梁、滑板及导向墩

在基底开挖至设计标高并完成地锚梁基槽开挖后即可施工地锚梁、滑板、导向墩工程。滑板的平整度对于框架桥顶进受力有着重要的影响，本工程滑板采用设置角钢的方法找平。采用∠30×30×3 mm角钢，每3 m设置一道。角钢底部采用20 mm短钢筋作为支撑，每1.5 m设置一道，角钢标高与滑板混凝土顶面平齐。角钢顶面标高用水准仪测量，沿角钢布置方向，每2 m设置一个测点，控制滑板顶面标高。

地锚梁、滑板、导向墩混凝土共同浇筑，以增强整体受力。滑板混凝土达到设计强度后施工顶部润滑层。

3.4 人工挖孔桩

D型便梁支点桩采用方形人工挖孔桩，非共用支点桩截面尺寸200 cm×200 cm，两线间共用支点桩截面尺寸根据线间距不同分为200 cm×250 cm和200 cm×300 cm两种。D24便梁东侧和D20便梁西侧位于既有12 m框架桥顶板顶部，通过在既有框架桥顶板上浇筑钢筋混凝土支墩作为便梁支点。

3.5 道岔拆除及轨排插铺

3.5.1 预铺轨排

根据既有道岔拆除长度及轨缝计算配轨长度，同时现场复核既有道岔主要尺寸，并在西咽喉区北侧平台预铺轨排，其几何尺寸满足规范要求。根据预铺轨排长度备足道砟。

3.5.2 道岔拆除

要点封锁站内施工区域前后100 m范围内各股道，封锁命令下达后，立即投入人力将道岔两侧夹板拆除，同时安排一部分人用千斤顶顶起道岔，搭枕木垛、穿滑轨，调整滑轨方向并定位，在滑轨与道岔之间放置滑轮，将道岔整体通过横移，然后再将轨排落到线路上放置的纵移滑轮上，将拆除的道岔纵移。通过横、纵推移，分别将各组道岔运至4道、10道或者其他存放场地。

3.5.3 轨排插铺

道岔拆除移走后，清除道砟至设计位置时，道砟顶面控制在比设计轨枕底标高略低2～3 cm。完成后将轨排通过横移、纵移方法推至拆除道岔处就位，与既有线路连接，起道捣固至设计高程。每天派专人调整、检查线路，确保列车行车安全。

3.6 线路架空

3.6.1 应力放散

施工区域Ⅰ道、Ⅱ道是无缝线路，对框架桥中线前后100 m范围内线路进行应力放散。其余站内各股道为有缝线路，无需放散。

3.6.2 穿入横梁

Ⅰ道、Ⅱ道、44#～60#渡线距离路肩边缘较近，直接用汽车吊将横梁吊至路肩外侧后，利用封锁点，调整枕木间距至67 cm，在钢轨上放样并标出横梁安装位置，用人力将横梁穿入轨下。4道、20道距离较远，用夹枕机转运至设计位置后，采用人工将横梁穿入轨下。横梁穿入后，在横梁与钢轨之间垫橡胶垫，防止轨道短路出现红光带。

3.6.3 吊装纵梁

封锁要点前一天晚上，轨道车装载D型便梁纵梁在平顶山东站东货场待命。

当日封锁给点后，根据车站值班员命令，轨道车进入施工地段，轨道吊运行至目的位置后，扒出影响轨道吊支撑脚就位处的道床道砟，再支好轨道吊支撑脚，松开轨道平板车上的固定件及绑扎物，挂好吊钩。现场所有施工人员，听从吊装负责人的统一指挥，一片纵梁就位后，先固定好运输车辆再吊装另外一片纵梁，避免由于不对称吊装作业造成轨道车倾覆。吊卸纵梁作业完毕后，轨道车返回东货场。

3.6.4 纵、横梁连接

纵梁就位后，立即连接钢轨与横梁之间的钢扣件以及纵梁与横梁之间的牛腿、连接板。最后，在预埋P43钢轨限位装置与纵梁之间塞入短木枕，并打入木楔抄紧，同时在D24与D12纵梁之间打入硬木，防止D型便梁出现纵、横向移动。

3.7 框架桥顶进

框架桥顶程49.3 m，6 m框架桥采用6台500 t千斤顶，（6+12） m框架桥采用12台500 t千斤顶顶进。靠近千斤顶5 m范围内，采用顶铁传力，防止顶铁过长顶进过程中弯曲或起拱，顶铁至后背梁之间采用1 m宽×1 m高×2 m长混凝土传力柱传力。顶进过程中，每顶进一镐，进行1次中线及高程测量，如有偏位超限，及时处理。

框架桥顶进前，在顶板周边码砌50 cm高砂袋墙，用汽车吊将砂夹碎石吊运至顶板上方，随框架顶进时，一同顶入线路下方，以解决人工挑运回填箱顶过慢问题。

3.8 过渡段、箱顶回填及线路补砟、养护

过渡段采用C20素混凝土回填，箱顶采取压注水泥浆液的方法对砂夹碎石固结。

线路回填采用高边车装运道砟至D型便梁处卸料回填，作业人员将道砟扒平后捣固密实，后期拆除D型便梁后对线路及道岔进行大机捣固。

3.9 拆除D型便梁及恢复线路

D型便梁拆除及各道岔、岔间线路恢复等施工工艺与道岔拆除、D型便梁安装的施工过程相类似，不再赘述。

4 结束语

本工程以减少对车站的运营影响为前提，通过优化方案设计，仅用了不到2个月的时间完成了本工程5组单开道岔和1组交叉渡线的拆除及轨排插铺、15组D型便梁架设、框架桥顶进、过渡段及线路回填以及D型便梁的拆除、9组道岔及交叉渡线恢复的施工。通过本方案的顺利实施，在施工过程总积累了宝贵的施工经验，对后续类似工程的实施具有可观的参考价值。

参考文献

［1］ 中国铁路设计集团有限公司.铁路桥涵设计规范：TB 10002-2017［S］.北京：中国铁道出版社，2017.5.

［2］ 中国铁路设计集团有限公司.铁路桥涵地基和基础设计规范：TB 10093-2017［S］.北京：中国铁道出版社，2017.5.

［3］ 王传春.既有线车站咽喉区框架桥顶进线路加固方案的优化与施工［J］. 铁道建筑技术， 2015 （7）：78.