沪宁城际铁路线支架滑移换梁技术的应用研究_臧振兵.pdf

178工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工1 工程概况新建铁路上海至南京城际轨道交通 HNCJZQ5 标段(DK139+778DK191+312)范围内的桥涵工程 HNCJZQ5标，起讫里程为 DK139+778DK191+312，正线线路长度 51.087km（短链 447m）。其中路基地段长 17.28km，全部为特设路基，占正线线路长度的 33.8%；正线桥梁共计33.8km，其中特大桥 5 座/32725.42m，各类涵洞 25 座，桥梁长度占正线长度 66.2%。无锡西特大桥中心里程 DK165+896.180，桥梁全长18886.03m，基础采用钻孔桩基础。下部结构采用实体墩台和空心墩，上部结构为 32m 双线简支箱梁 493 孔、24 双线简支箱梁 36 孔、2 联（32+40+32）m 连续 梁、2 联（40+56+40）m 连续梁、4 联（48+80+48）m 连续梁、7 联（32+48+32）m 连续梁、1 联（32+48+48+32）m 连续梁。无锡西特大桥既有桥跨越河流与街区，桥位处为两座既有钢梁桥，下行线处为 2-16.72m 下承式钢板梁桥，上行线处为 2-16.32m 上承式钢板梁桥，墩台均为浆砌片石实体结构。南侧并行无锡东特大桥，距铁路上行线 12.7m，采用32m 简支梁，桥墩高度 15m。设计为将既有钢板梁拆除，改建为 10m+316.5m+10m 框架，受施工场地影响需将钢板梁更换为 3 孔 D 型便梁(D24+D12+D24)，在便梁下进行框架桥施工。2 工程难点本工程为营业线和邻近营业线施工工艺，涉及的难点汇总如下：第一，空间场地狭小。新建无锡西特大桥中桥位于铁路线上行线下方，场地狭小，施工困难，不能运用大型机械设备。第二，安全压力大。更换钢梁施工均属于营业线和邻近营业线施工，对施工组织、管理水平要求较高，施工生产压力大。第三，营业线施工天窗点不连续，每周仅有 2 个天窗点，不便于现场连续施工。3 钢板梁桥更换方案比选与施工方法3.1 钢板梁桥更换方案比选针对项目场地限制与天窗点施工条件，经过攻关小组的深入研究和多方论证，认为运营线钢板梁桥改造施工，可利用天窗封锁时间和邻近营业线计划进行施工。为降低施工天窗点不连续和时间短的影响，采用整进、整出换梁方法，减少天窗点内工作量，将天窗点施工工作量转换至邻近施工计划范围施工，由此可以对钢板梁桥实施两种处理方案。3.1.1 使用大型机械吊装钢梁受运营线路上方接触网的影响，无法使用大吨位起重机对钢梁进行拆除。经调查可知，折臂起重机满足接触网下方作业条件，但受吨位和场地限制需进行双机抬吊，经过起重量与力臂计算，双机抬吊安全系数储备不足，为确保营业线施工万无一失，经研讨不予采取。3.1.2 使用移动滑车将既有钢板梁整体更换在需拆除的钢板梁外侧浇筑混凝土基础，在基础上安装滑道、搭设支架，使用卷扬机将钢梁整体滑出，提前在线间搭设平台，将 D24+D12+D24 便梁组装完成，待钢梁滑出后，便梁整体滑至线路位置，调整线路高低、方向，开通线路。沪宁城际铁路线支架滑移换梁技术的应用研究臧振兵摘要：沪宁城际铁路线钢板梁更换工作量大，工程施工对铁路运输的影响较大，为了提高工程效率和经济效益，对运营铁路钢板梁改造施工工艺进行分析。结合相关工程案例，通过多次调研、论证和方案比选，最终选用支架滑移换梁技术，解决了铁路营业线更换钢梁施工影响运输的难题。关键词：支架滑移；钢板梁；换梁技术；效率（中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁辽阳 111000）CM&M 2023.011793.2 移动滑车更换钢板梁施工方案移动滑车更换钢板梁施工方案如下：在桥下浇筑混凝土基础，其上设置钢轨滑道，在牵引端设置地锚，用于安放卷扬机。在钢轨滑道上安装滑移小车，滑移小车上部拼装钢管支架。同时在滑移方向的另一端搭设平台，利用点外邻近计划将3孔D型便梁组装成为一个整体，并在便梁下设置进梁滑道。封锁点内使用千斤顶顶起钢梁，使钢梁落在支架上，利用卷扬机牵引滑移小车将钢梁整体横移至线路外，同时利用卷扬机牵引滑移小车，使在线间平台组装的便梁就位。4 工程具体施工要点4.1 施工工艺施工工艺流程如图 1 所示。4.2 施工前准备施工前，先对管线迁改和接触网进行过渡改造，对道路进行封锁，将无缝线路解体为有缝线路，再在便梁架上设置加固线路。在便梁防护作用下开挖路基土体，进行便梁支点桩施工。回填支点坑、纵移便梁，为便梁整体横移提供位置。4.3 换梁施工4.3.1 滑道与基础施工一是做好准备工作。钢梁支架滑道基础施工前将原地面碾压夯实，浇筑混凝土基础，基础下设防滑桩。滑道基础外侧设置卷扬机地锚，使用 2 根 P50 钢轨并排焊接，作为支架滑道，如图 2 所示。用弹条扣件固定滑轨，防止位移。双根滑轨使用螺栓拉杆将钢轨拉紧，两根钢轨间放置木楔进行顶撑，防止钢轨变形过大。二是滑移支架。每孔钢梁下搭设 2处移梁支架，支架采用螺旋钢管与型钢焊接组装，在钢梁外侧滑道拼装完成，支架底部安放滑轨小车，滑至距钢梁底部 10cm。滑移支架根据承载钢梁质量、滑移拉力、速度等技术参数验算其强度、刚度、稳定性。三是滑移小车安装。每个移梁支架下设 2 处滑道，每道滑道上安装滑轮 2个小车。在施工前，小车承载能力需根据钢梁与线路质量进行检算。千斤顶顶起支架，将滑移小车放在钢轨上并居中，每侧轮缘距钢轨边缘为 2cm。滑移小车与支架间增设 1cm 橡胶垫，以增大支架与小车间的摩擦，在滑移小车与支架接触位置设置钢筋限位，防止滑移小车在滑移过程中移动。四是卷扬机设置。滑移支架使用 4 台卷扬机位于支架平台外，本工法施工使用 2t 牵引力卷扬机，每台卷扬机配备 1 个 4 倍滑轮组。卷扬机地锚设置前应根据卷扬机受力进行检算，确保卷扬机牵引过程中锚固力安全。五是千斤顶选型。每孔钢梁重达 40t，采用 4 台 100t 短型千斤顶顶升，能够满足安全系数要求。滑道布置如图 2所示。卷扬机、滑轮组布设如图 3 所示。图 1 施工工艺流程图3 卷扬机、滑轮组布设图2 滑道布置锚固螺旋道钉固定2根P50轨并排4#卷扬机3#卷扬机2#卷扬机1#卷扬机180工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工4.3.2 天窗换梁施工一是既有钢梁顶升。既有钢梁桥墩台混凝土至纵梁底最短距离为 13cm，短型千斤顶本体高度为 12.1cm，每孔钢梁顶升 10cm 后，在钢梁与支架间垫设实木板，将钢梁落于支架上。二是钢梁整体移出。卷扬机同步进行牵引，将钢梁横移出线路位置。钢梁移出时，应每组滑道设置专人进行盯控，每隔 30cm 通报小车滑行位置，观察小车与滑道，存在偏差及时通报并进行纠偏。三是横移便梁卷扬机设置。对应便梁连接位置与端部设置 4 台卷扬机，采用正反拉方式将便梁整体移入，卷扬机牵引时在滑道上设置刻度，每条滑道派专人盯控，便于及时进行纠偏。五是便梁整体移入。启动卷扬机进行牵引钢便梁横移至线路中心位置，将钢便梁落于支点桩上。六是起梁、落梁、线路开通。使用千斤顶在支点桩位置将钢便梁顶起，拆除滑道、滑轮组、卷扬机钢丝绳，垫设便梁支座，将钢轨落于便梁支座上，对钢便梁两侧钢轨进行连接，对移入后便梁螺栓进行检查、复紧，对线路几何尺寸进行复查、调整，线路几何尺寸全部调整至规范要求后开通线路。4.4 材料与设备主要材料设备如表 1 所示。5 钢板梁桥更换控制措施钢板梁桥更换控制步骤如下：邻近施工控制好滑道的水平、高低、方向，确保出梁、进梁两套滑道系统的每根钢轨平行度在允许范围之内。钢轨使用螺旋道钉、挡板、扣件锚固牢靠，每条两根钢轨使用螺栓对拉固定，防止滑道两根钢轨分离，钢轨间架设木楔，防止两根钢轨受挤变形。支架在施工完成后检验是否焊接牢固。点前矮型千斤顶布设至桥梁墩台上，千斤顶下铺设钢板，将受力分散。便梁在线间拼装完成后验收，确保 3 孔便梁连接牢固，对便梁上线路、轨距、绝缘进行检查、验收。选用磨耗相同的钢轨配对使用。营业线施工提前做好人员培训，设置好车站驻站联络员与现场防护员，施工负责人做好班前讲话，技术负责人做好安全技术交底，现场安全负责人盯控好关键卡控点。对滑道、地锚、出梁支架、线间平台进行受力检算，保证强度、刚度、稳定性可靠，确保施工期间作业安全。便梁组装完成后对线路绝缘情况进行检查、验收，确保换梁作业完成后线路状态良好。在出梁、进梁滑道上设置挡车限位装置，确保在出梁、进梁过程中作业安全。在钢梁落梁与出梁支架上使用倒链进行捆绑，确保钢梁滑移过程稳定。卷扬机牵引前需对滑轮组钢丝绳进行牵引、拉紧，确保卷扬机牵引过程中梁体平稳移动。在牵引过程中采用“点动点停”方式进行牵引，发现行程超出允许范围时及时进行单点牵引纠偏。在使用过程中进行切割、焊接作业时，提前办理动火证，现场配备灭火器、接火盆、水桶等。6 结语桥梁工程是交通运输的枢纽，是我国完善交通建设不容忽视的内容，对提高桥梁工程建设质量具有十分重要的意义。本工法减少了线路的封锁次数和每次封锁时间，极大地缩短了封锁点时长，降低了施工对铁路运营的影响，缩短了营业线封锁时间，可将施工对营业线运营的影响降至最低。在本工法实施工程中不使用起重机等大型机械设备，避免了给铁路营业线运营设备带来安全隐患。表 1 材料与设备配置表材料设备名称规格型号单位数量备注滑移台车个4连续梁支架拆除利旧支架型钢300m230卷扬机JK-2台8矮型千斤顶100t台8液压千斤顶100t台10横移轨道P50-12.5根26参考文献1 姚悦,吉伯海,高玉强,等.钢板梁桥腹板间隙变形及力学特征 J/OL.华东交通大学学报:1-102022-03-22.2 田浩,郑祥隆,陈巍峰,等.组合钢板梁负弯矩区疲劳损伤效应 试验研究 J.科学技术与工程,2021,21(6):2479-2486.3 魏孟春,熊刚.铁路钢板梁桥疲劳及剩余寿命分析J.公路,2021,66(1):142-146.4 万吕,傅中秋,王雅曼,等.支座腐蚀对钢板梁桥屈曲和承载力 的影响 J.三峡大学学报(自然科学版),2020,42(5):55-60.5 贺海飞,尹双庆.铁路既有线简支钢板梁快速更换施工技术 J.世界桥梁,2017,45(5):81-85.6 周胜光,段庆普.既有铁路病害钢板梁桥改造方案研究 J.铁道 勘察,2017,43(1):102-104.7 刘青茹,吉伯海,姚悦,等.钢板组合梁桥主梁与竖向加劲肋连 接细节疲劳应力特征J.南京工业大学学报(自然科学版).2021,(3):14.8 沈翀,季云峰,王全录,等.横向联结系对中小跨径钢板组合梁 桥静力性能影响研究 J.城市道桥与防洪.2020,(12):49.