既有线小桥改建框架涵施工技术

王开峰

中铁上海工程局集团第一工程有限公司，芜湖 241000

摘要：本文阐述了既有线小桥改建为框架涵的施工工艺，利用钢便梁支撑线路后，采用薄型千斤顶、自制滑移小车和型钢移梁支架将旧梁滑移出线路后吊装下路后破除，然后在原位施工一座钢筋混凝土框架涵。

关键词：既有线 移梁 框架涵

引言

位于雨水丰富的山区铁路线，其墩台仍为原有的圬工砌体，经过长久的冲刷后存在基础脱空等问题，对既有铁路线的安全运营造成较大的安全隐患，因此需要进行加固或者改建，本文以皖赣线一座简支梁式桥改建为框架涵为例，阐述了其施工关键技术。

1.工程概况

皖赣线K161+779 #69桥位于金沙-黄土坑区间，作为排洪兼道路用，上部结构为1-Lp=8.0m普通钢筋砼π梁（图号：专桥1009）；下部为耳墙式桥台，浆砌片石八字墙，扩大基础；基底地质为砂夹卵石。该桥因洪水冲刷致使桥下铺砌破损并冲空部分桥台基础，严重影响桥台安全稳定，现场抢险采用抛填片石回填桥台冲空处及河床铺砌，同时架设D24施工便梁加固线路，线路按45km/h限速开通运营。

图1：旧桥现状照片

改建方案为拆除原梁式桥，凿除部分桥台及基础圬工，改建为1-7.0×5.0m钢筋混凝土框架涵，框架涵中心线与线路正交，框架涵设置混凝土八字翼墙、混凝土河床铺砌，基础端部及铺砌末端均设置混凝土垂裙，黄山方向框架涵内铺设砼道路，芜湖方向为河床铺砌。

2.旧桥拆除

2.1施工流程

旧桥拆除的总体流程为：准备工作→钢便梁架设→基础施工→移梁支架搭设→桥梁挡渣墙凿除及道砟清理→千斤顶就位→旧梁顶升→滑移小车就位→拆除支座及垫石→移梁→旧梁吊装落地→机械破除。其中线路加固和钢便梁架设由工务段专业队伍施工。

2.2移梁支架及装置设计

（1）移梁支架：在既有梁的两端各设一排移梁支架，大小里程两排支架的间距为8.0m。支架由钢筋混凝土基础、φ630mm钢管立柱、双拼I40工字钢主梁、280×20mm钢板导轨、[16槽钢剪刀撑和前端防滑落挡块组成。立柱间距为3.0m，底部焊接一块20mm厚钢板与基础内预埋精轧螺纹钢连接，顶部采用焊接的方式与双拼I40工字钢进行连接。移梁支架均利用现有材料制作，其强度、刚度和稳定性经过受力计算，满足移梁过程中各种工况的要求。

图2：移梁支架构造示意图

（2）移梁小车：自制移梁小车采用20mm钢板焊接而成，每个滑车安装两个φ100mm钢滚轮进行滚动，减少摩擦。滚轮利用旧挂篮滑梁上滚轴，其内装有滚动轴承，采用φ32mm精轧螺纹钢与小车进行连接，小车前后两端各设一块挡板，将既有梁体卡在小车承载面板上。

图3：滑移小车构造示意图

（3）薄型千斤顶：根据施工方案采用4个50t千斤顶用于梁体顶升，由于既有π梁双支腹板底部距离桥台顶面只有20cm，因此采用FCY-50型卧式液压千斤顶，其本体高度为165mm，行程可达100mm，满足施工要求。

2.3移梁施工

（1）准备工作：移梁之前将梁顶两侧挡砟墙凿除，并清除梁顶面道砟，使线路荷载全部转至临时轨枕和钢便梁上，确保移梁时梁体与钢便梁不发生碰撞。

（2）安装千斤顶和移梁小车

首先将4个千斤顶分别安装在支座靠近桥台一侧的梁体腹板底部，使其顶紧将梁支撑住，然后割除支座。同时启动4个千斤顶，将梁体顶升20mm，将滑移小车塞入梁底安装就位，最后将4个千斤顶回程使梁体落在滑移小车上。

（3） 移梁

移梁采用人工手拉葫芦的方式拖动梁体从原位横移至支架上。分别在梁体两端靠近移梁小车的位置用钢丝绳捆绑梁体，将手拉葫芦的另一头挂在移梁支架顶面的双拼工字钢远离梁体一端，然后两端同步拉动手拉葫芦使梁体缓缓滑动，滑动速度不大于10cm/min。移动过程专人观察滑移情况、同时量测滑移距离确保梁体两端同步性，避免滑轮是偏出导轨。第一片梁滑移距离3.2m，到位后采用吊机吊装落地，然后采用同样的方式将第二片梁移出，第二片梁滑移距离4.9m。

图4：移梁作业

（4）梁体吊装落地

梁体移出至远离线路具备吊装空间的位置后，用一台150t吊机将梁吊运至桥下空地上。吊装时设置两个吊点，采用钢丝绳捆绑梁体，缓慢平稳提升后旋转吊臂将梁体移至远离线路的空地上。吊装是在梁体上安装两根揽风绳，用以控制梁体移动方向，避免向线路侧摆动。梁体吊装落地后，采用机械破碎后将弃渣运至线路外指定位置。

2.4桥台凿除

根据新建框架涵的结构尺寸，需要对既有桥台胸墙向内凿除50cm，旧梁移出线路外后，人工使用风镐对桥台胸墙片石进行凿除。处于钢便梁梁底下的胸墙全部采用人工凿除，不得使用炮头机及其他大型机械进行机械破除，主要防止机械碰撞便梁及对原有桥台填充物进行扰动。

桥台胸墙片石从上之下分节段两侧对称凿除，每次凿除高度不得大于1m，宽度为1.5m，桥台凿除过程中现场技术人员按1次/h进行沉降、水平位移观测。

3.框架涵施工

（1）钢筋混凝土框架涵跨度7.0m、净空高度5.0mm，底板和顶板厚度为40cm，边墙厚度40cm，主体结构分两次浇筑，第一次浇筑至底板倒角以上30cm位置，第二次整体浇筑边墙和顶板混凝土。按照施工方案两次均采取地泵泵送混凝土入模，人工振捣的方式进行浇筑。

（2）框架涵模板采用厚度18mm竹胶板制作，背肋为100×100mm方木，间距20cm。侧墙为单面模板，因此模板加固采用支拉结合的方式，首先在既有桥台台身内钻孔植入钢筋作为内拉杆支点，拉杆间距80cm，利用双拼φ48mm钢管加蝴蝶扣进行加固；其次在内支架上增加横向对撑钢管，间距为100cm。顶板支架采用承插型盘扣支架，立杆采用φ60×3.2mm型，间距90×90cm，横杆步距为150cm，顶部采用I14cm工字钢作为分配梁。顶板支架及侧模加固经过受力计算其强度、刚度、稳定性均满足施工要求。

（3）钢筋采用集中加工运输至现场进行安装，钢筋连接采用搭接焊，底板施工时预埋侧墙竖向主筋，采用钢管架临时固定，确保钢筋骨架稳定。

框架涵就地浇筑施工为常规工艺，在此不再赘述。

4.施工注意事项

本工程为既有线施工，除常规的桥涵施工要求外，还应注意以下几点：

（1）严格按照既有线施工的要求进行施工组织和安全管理，现场要落实好施工方案中制定的作业通道管理、线路防护和监测、管线设备防护等措施。

（2）在施工期间要对线路和既有结构物的变形进行监测，特别是加强在基坑开挖、移梁和凿除桥台时的监测，发现问题要立即停止作业，查明原因并采取措施，确保线路安全。

（3）在梁体顶升和滑移过程中，要保证大、小里程两端操作的同步性，要设专人统一指挥，严格控制移动速度。移梁的牵引动力可以采用手拉葫芦或者液压千斤顶等，不得采用卷扬机牵引或者直接采用大型机械拖拽，防止移动过程中不稳定发生偏移、脱轨或者倾覆。

（4）梁体吊装必须严格按照吊装方案，选择合适的吊机型号和吊具，机械按照规定的位置和线路停放、起吊和旋转。吊装设备、人员和作业流程必须严格遵守特种设备安全管理的规定。

（5）严格控制好新建框架涵的质量，保证其结构尺寸、钢筋和预留孔洞等符合设计及规范要求，做到内实外美，特别要注意保证涵洞内净空尺寸满足设计要求。

（6）框架涵顶板施工时，顶部操作空间狭小，顶面距临时轨枕只有80cm，在混凝土浇筑时，需要提前埋设侧墙混凝土入模的导管，可采用管径比地泵软管大的PVC管或者硬质塑料管，否则地泵软管无法伸入侧墙内，容易造成混凝土离析。

（7）由于大分部的作业内容要在天窗时间段内完成，因此在施工作业组织上，要合理安排作业人员，一方面组织精干高效的熟练工，确保作业工效；另一方面要合理安排作业人员出勤，节约人工成本。

5.结论

本文根据施工实践对既有线小桥改建框架涵施工工艺和控制要点进行了总结，重点是在移梁的作业工序中，对采用的支架、移梁装置和施工方法进行了阐述，并总结了施工过程中的一些注意事项和控制要点，为今后类似工程的施工提供了可借鉴的经验。

参考文献

[1] 铁路营业线施工安全基础知识. 成都: 西南交通大学出版社,2014.

[2] 《铁路线路修理规则》（铁运［2006］146号）.

[3] 路桥施工计算手册. 北京: 人民交通出版社,2001.

[4] 桥梁施工百问. 北京：人民交通出版社，2003.