大型铁路框架涵D型钢便梁架空施工关键技术探讨

摘 要：文章以大型铁路框架涵D型施工便梁线路架空作为研究对象，通过多座铁路线立交框架涵的施工任务，总结出省级施工工法，成果的编制与实施对推动矿区铁路桥涵施工作出了有益的探索。

关键词：铁路框架涵；D型钢便梁；架空施工

中图分类号：U218 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）26-0149-03

Abstract： Taking the D-type construction of large scale railway frame culverts as the research object， this paper summarizes the provincial construction methods through the construction tasks of several railway line interchange frame culverts. The compilation and implementation of the results have made a beneficial exploration to promote the construction of railway bridges and culverts in mining areas.

Keywords： railway frame culvert； D-type steel beam； overhead construction

1 概述

我国经济的迅猛发展，交通运输业一直在不断改进，以满足社会需求。为适应经济形式的发展，许多新建的桥梁、铁路、公路工程经常出现与即有运输线路发生冲突，特别是主干城市道路的规划施工与运煤主干线路不可避免的交叉，建设与生产需要二者兼顾；国家铁道部强调逐步取消平交道口，要求平交改立交；要解决这一问题，就要采用一些新技术和新工艺。

下穿铁路线的桥涵施工可以采取顶进施工工艺，该工艺准备工作时间长，占地面积大，成本费用高，在实施过程中施工精度的控制难度大，发生问题处理难度大；为解决大跨度桥涵施工所面临的难题，本文设计的《大型铁路框架桥D型钢便梁线路架空施工技术》不仅能解决施工中即有线路的运营难题，而且还能保证桥涵正常施工，加快工程的施工进度，保证施工质量，降低工程成本投入。

2 工艺原理

单孔桥涵铁路线路架空体系由支撑点（支撑桩），纵向受力体系，横向受力体系，连接杆配件组成一个立体的空间结构，根据四孔分体框架涵自身的特点及D型便梁可拼可接的特点，合理布置混凝土支撑桩，选择最匹配的钢便梁组合方式，减少便梁的施工投入成本[1]。

施工时在桥涵位既有铁路两侧构筑钢便梁临时支撑桩；临时支撑桩为钢筋砼人工挖孔灌注桩；待支撑桩砼达到设计强度后安装钢便梁纵梁，两片纵梁下部穿钢横梁并用联接板，螺栓与纵梁连为一体，然后用钢轨扣件将既有铁路钢轨与钢横梁连接使支墩纵横梁、钢轨形成一个牢固的结构体，从而架空铁路进行线下桥涵的施工。待线下桥涵施工结束后，拆除钢便梁，整修铁路，列车恢复运行。

3 D型钢便梁架空施工技术要点

3.1 施工准备

计算支撑桩纵向间距；根据施工图纸设计桥涵的孔径，斜交角的角度，桩径及施工工作面计算支撑桩纵向间距，通过D型钢便梁参数选择合适的便梁型号。

支撑桩纵向间距：L=L桥涵长度+（L最小工作面+L桥涵斜宽×COS桥涵交角余角）×2

计算支撑桩横向间距S=2.5m+5×L道肩宽度+D挖孔桩直径

由于施工条件使得便梁的布置型式可能不满足线间距和“建限”要求时可采用加长型横梁。

3.2 临时支撑桩施工

临时支墩必须具有一定的强度和稳定性，一般视桥涵的跨度和高度及具体土质等情况。可采用桥木垛，片石砌筑，混凝土灌注桩等形式。本工法施工时均采用人工挖孔混凝土灌注桩，采用直径1.5m、C25钢筋砼，孔径、孔深及砼强度等级、钢筋的种类及孔深按具体土质情况和框架桥基底深度由设计验算确定[2]。

3.3 D型钢便梁安装

3.3.1 D型便梁安装工艺流程

横抬梁就位→纵梁就位→联结纵横梁→逐段扒除道碴→安装斜杆和聯系结构→安装轨道扣件→火车限速行驶→线下桥涵施工

3.3.2 D型钢便梁的安装程序

D型钢便梁安装程序：先横抬梁就位，后安放纵梁。

（1）抽出枕木，塞入横梁

横隔梁吊装的位置应与事先设置枕木位置相协调，所以首先调整枕木的间距。然后抽出枕木，插入横隔梁。横隔梁应按施工工法要求“隔六抽一”，由纵梁两端向中心次序抽换。

（2）按施工规划位置，预先安放一片纵梁，另一片纵梁垫出适当高度，一般高出线路枕木顶面0.2m左右，以便更换枕木，待纵梁安装完成后设置横梁。

（3）一旦横隔梁安装到位，将垫高的纵梁徐徐降落到设定位置，并与纵梁螺栓连接。

（4）分层清除道碴，并安装斜杆和所有连接系统，连接板及牛腿的孔均应上满螺栓，弹簧垫圈，不得漏装。见图1。

3.3.3 D型钢便梁布置的要点

（1）线路为单线直线地段。此种情况D型梁安装采用高位布置，此时轨底到梁底的距离为375mm，铁路中线与横梁中线重合。见图2。

（2）线路为单线曲线地段。此种情况D型梁安装采用高位布置，此时轨底到梁底的距离为375mm；根据曲线段的半径及规定的行车速度计算轨道超高值，利用支墩和道床设置横向坡度，以满足超高值。见图3。

（3）采用分节组合式D

型便梁。D型分节式组合式钢便梁与普通D型钢梁的类型及适用条件相同，在现场运输、储存及起重能力不足的情况下选用分节式钢便梁（纵梁分节制造与安装），可以根据施工建筑物跨度拼接需要的长度，减少购备种类，充分利用；D16、D24型跨度纵梁分节长度如下：

在采用分节式纵梁时，整孔便梁的安装工艺除纵梁组装及使用特殊工艺要求外，其余零件的组装就位与普通D型钢梁的安装方法相同[3]。

（4）采用加长型横梁。D型钢便梁的横梁一般为4460mm，但施工条件使得便梁的布置型式均不满足线间距和“建限”要求时可采用加长型横梁，加长型横梁为4960mm。

3.4 框架涵架轨施工

为确保正常行车和施工不受影响，采用分别施工1#边孔、3#中孔和2#边孔、4#中孔跳仓式施工方法。两阶段施工均采用基坑大开挖和现浇结构施工。

第一阶段线路加固及施工完毕后调整铁路架空方案，进行D型钢便梁的转换及安装后再第二阶段施工。待框架桥施工完，砼达到设计强度后，回填石碴，拆除架空梁，整修和恢复铁路正常运行。施工阶段见图4，图5。

3.5 D型便梁的拆除

框架桥施工完成后及时将桥涵两侧空隙用片石或碴石回填，砌筑两端翼墙和两侧挡碴墙，填筑D型钢便梁下路基和碎石道床，在预先浇筑的砼支墩顶部将便梁纵梁用钢板支垫稳固[4]。

先拆下一片纵梁，拆除钢横梁一端联结件，养护路线，保证行车安全。待行车24小时线路基本稳定后，再拆下另一片纵梁，拆除钢横梁另一端联结件，再次进行线路整修，火车仍限速慢行，利用火车行车间隙，按“隔六抽一”的方式，抽换钢横梁为钢筋砼轨枕，注意一边抽换轨枕，一边进行线路整修并安装桥面护轨、护栏等其他附属工程。

4 结束语

本文以“大型铁路框架涵D型施工便梁线路架空关键技术研究与实施”作为研究对象，已经完成了多座铁路线立交框架涵的施工任务，取得了良好的效果。其施工工法通过了河南省省级工法的评审，其成果的编制与实施对推动矿区铁路桥涵施工作出了有益的探索，主要取得如下结论。

（1）采用的施工技术是传统的单孔架空技术的拓展改进，结合施工材料特征，巧妙的布置混凝土支撑桩将大跨度多孔桥涵架轨转变成传统的单孔桥涵架空技术，大大的降低了施工难度。

（2）充分利用框架涵自身优点，将混凝土跳仓施工法原理运用至桥涵的施工中，将4孔桥涵转變成2孔桥涵分两次施工即可完成施工任务。

（3）使用碗式扣件代替传统扣件作为涵体顶板支撑体系材料，单体桥涵支撑体系搭设时间由七天缩短为两天，大大缩短了工期。

参考文献：

[1]刘波.D型施工便梁在多跨框架桥涵顶进中的应用[J].铁道标准设计，2008（3）：85-87.

[2]刘湘萍.D型便梁架空技术在长沙市渔业路下穿京广铁路工程中的应用[J].价值工程，2015（18）：113-114.

[3]胡国平.框架涵下穿铁路安全监控与施工风险分析[D].华东交通大学，2016（7）：71-72.

[4]王心顺.基于有限元分析的D型施工便梁改造与应用研究[J].国防交通工程与技术，2015，13（2）：36-39.