既有线换梁施工工艺制订和实际运用3

既有线换梁施工工艺制订和实际运用

刘成东

[提 要]：京广下行线汀泗桥（里程K1302+706.68）在既有线正常行车条件下进行封锁

换梁的施工工艺和实际运用。

[关键词]：既有线 封锁换梁

一、工程概况

京广下行线K1302+706.68处汀泗中桥属于武昌至广州电气化改造武昌至蒲圻区间既有桥梁病害工程，该桥位于京广线汀泗桥车站北头，桥型为4-19.0m的上承式简支钢板梁桥。因建成时间较长，且历经战乱，致使钢梁损伤较大。为适应武广电气化全面改造提速，所以将此钢板梁桥更换成19.4m+19.4m +19.1m+19.4m的普通低高度钢筋砼梁桥，而桥上线路的平纵面都维持原状不变。

该桥原桥为五孔简支钢板梁，因抗日战争时期南头被炸断一孔，四十年代恢复通车时被填掉一孔，既有4#墩改为南台。桥下汀泗河原为自然河流，洪水季节冲刷较大，桥墩上层基础顶面已露出河床底面。现在在桥的下游400m处修有水坝拦截河水，以便于在枯水季节蓄水灌溉，所以导致该桥桥下淤积。在主河道中1#墩、2#墩的墩周围有淤积，而第三跨、第四跨之间的河道完全被淤积。施工前曾对水下淤泥进行过一次测量，测得这两孔桥跨下淤泥有1m深。桥两头为高路堤，路堤两侧为河流或为洼地和鱼塘，没有场地修路直接通往施工现场，工程所需的机具、料具都要在桥南头150m处，人工翻越线路作两次搬运才能运送到桥头。

桥上线路为超长无缝线路。换梁期间列车限速45km/h ，慢行距离200米。

线路封锁慢行条件：列车从第一天下午15：00起至第八天晚18：00止限速45km/h ；从第八天晚18：00起至第九天晚18：00止限速60km/h ；从第九天晚18：00后恢复常速行车。而第二天、第四天、第六天和第七天下午13：00--15：00进行封锁换梁。

图一

因为各种原因钢筋混凝土梁在场外预

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制，需要纵向拖拉到现场，而现场只搭设换梁操作平台。换梁方案采取从线路西侧顶进新梁，从线路东侧拖出旧梁的方式，所以在既有桥东侧搭设五个塔架作为操作和存放换出的旧钢梁（塔架按2m长×4m高×2m宽的结构尺寸搭设）；在既有桥西侧搭设塔架作为顶进钢筋混凝土梁的操作平台（塔架按2m

长×4m高×6m宽

的结构尺寸搭设）。因既有桥墩较大，塔架必须搭设在桥墩墩端外侧，所以西侧塔架中心与线路中心距离7.3m。

二、横向换梁

1、换梁前的施工准备工作

因为每孔梁只有两个小时封锁时间进行施工，平时不能影响既有线行车，所以在换梁前要充分做好换梁的施工准备工作。当砼梁全部拖拉到位后，需要对每孔梁进行调整，使之与线路平行，便于换梁时按设计位置横移到位。砼梁调整好后，灌注梁端横隔板砼，使每孔两片梁成为一个整体。随后上碴铺枕。道碴只需铺到枕木底，但标高要与设计标高略为低1㎝，同时枕木按设计位置正确铺好并放正，这样使换梁后线路标高不至于高出实际线路标高，便于恢复养护线路。与此同时测出梁底与桥墩台顶实际高差，依此开始加工钢支墩。钢支墩加工必须保证上下两平面平行，并编好号，防止在换梁安支座时出现误用问题。

本次换梁采用顶进混凝土梁，拖出钢梁的方式。在钢筋混凝土梁一侧采用穿心式千斤顶，在梁端顶推施工。千斤顶行程为48㎝，顶力60吨，拉力30吨。千斤顶安在后座上，千斤顶与梁端之间垫一块刚度较大的铁板，以免钢筋混凝土梁局部受压破坏。后座用钢板焊成E型，通过穿φ30钢棒固定在滑道钢轨上。在后座下部按20㎝的间距穿4个眼，同时在双钢轨滑道轨腰相同位置按相同间距穿眼。钢棒采用抗弯、抗剪变形都很小的50#钢。在换梁过程中，千斤顶每行程结束后，千斤顶都需前进一个行程距离，这时就拔出钢棒，千斤顶回油，使千斤顶和后座同时前进。到下一个行程开始时，穿上后座钢棒，这样重复动作直至把钢筋混凝土梁顶到设计位置。

顶推阻力：f静=φN

最大静摩擦系数φ=0.2 ，钢筋混凝土梁、道碴和钢筋混凝土枕重 N=200t f静=0.2×200=40 t

旧钢梁拆除也是采用穿心式千斤顶。千斤顶是通过一个卡键式φ40拉杆把

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旧钢梁从既有桥墩台上拖走。卡键式拉杆长度根据需要加工，在拉杆上每隔一段千斤顶行程距离开一道口。拖拉旧钢梁时千斤顶一节一节的抽拔拉杆，从而把旧钢梁拖出桥墩。

拖拉阻力：f静=φN

最大静摩擦系数φ=0.2 ，旧钢梁和木枕重 N=47t f静=0.2×47=9.4t

换梁采用的竖向千斤顶为50吨的手压油泵千斤顶，该油泵千斤顶顶高31㎝，

行程18㎝。在每片梁梁端各布置两个千斤顶，砼梁直接顶在梁底，而旧钢梁需要在梁端焊接两个牛腿，使千斤顶顶在牛腿上。

由于既有桥采用的为钢支座，换梁后采用的为橡胶支座，所以换梁前后支座型式、位置和高度都不一样，需要在换梁前对既有

图二

桥墩台进行处

理。首先凿平桥墩台顶面砼，再凿出既有钢支座下摆锚固螺栓，便于在换梁时能用氧割设备切割螺栓。

因既有线为超长无缝线路，而换梁施工正好处在高温季节，为防止无缝线路应力集中出现涨轨跑道现象，需要对既有无缝线路进行高温应力释放和无

图三

缝线路开口。应力放散锁定轨温根据施工实际轨温进行锁定。由于顶钢梁时钢轨完全脱离轨枕，为防止钢轨扭曲，在线路上每隔一定距离拉上一根轨距拉杆，以控制两根钢轨相对位置。

为使钢筋混凝土梁准确横移到设计位置，滑道钢轨必须挑选相同磨耗程度的钢轨，安装时才能保证两根钢轨轨顶标高一致。钢轨长度要保证千斤顶后座移动范围内无任何接头，并且在此范围内的钢轨轨腰按后座眼距20㎝间距进行穿眼。

滑道安装即要保证顶进钢筋混凝土梁，又要保证拖出旧钢梁，还要便于安装钢支墩。现场根据桥墩形状尺寸在桥墩外侧垂直线路中心线方向凿一个平台，使滑道钢轨标高正好满足上述需要。

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滑板采用B22槽钢反扣在双钢轨上，槽内安上φ50的短钢棒，槽钢背面安装垂直千斤顶。

2、拟定计划，确定换梁步骤和估计所需时间

当换梁前的准备工作完成后，就可计划换梁的步骤，估算出每步工序可能需要多少分钟时间才能完成，把它制定计划时间表，向路局申请封锁点进行换梁。

换梁步骤及工序计划时间表 次序12345678910111213141516工 作 内 容封锁线路松卸轨枕扣件顶起钢轨（高0.4m）烧支座锚固螺栓顶起既有下行钢梁卸钢支座安滑板，落钢梁滑钢梁（横移5.1m)凿除凿平垫梁石顶新砼梁(横移5.3m)安支座落梁落钢轨紧钢轨扣件上碴，捣固，找平解除封锁合计计划时间(分钟）作业量及处理方法0 5螺栓1316颗5换顶四次，高度40cm5锚固螺栓16颗5钢梁一孔，顶梁高度0.15m10支座4块5滑板一对，落梁高度0.1m15行程5.1m203.9m2共0.4m315新梁一孔，行程5.3m10橡胶板支座8块5顶2cm，落7cm5起顶4次，高度40cm，如出现胀轨，洒水降温5螺栓1316颗10捣固线路40m达开通条件0 120 施工方案经路局批复后，就可以封锁换梁。

A、在封锁点前45分钟开始拆除既有桥护轮轨，拆除木枕桥面西侧护木，在顶起钢轨影响范围内的轨枕扣件，采取隔一卸一的方法卸除螺栓。

B、封锁点开始时，桥下立即把旧钢梁钢支座下摆螺栓烧断，同时卸完线路上剩下的一半轨枕扣件螺栓，并顶起钢轨，使钢轨脱离桥面。

C、既有桥下人工顶起旧钢梁安上滑板，开动东侧千斤顶把旧钢梁拖出桥墩。 D、人工凿毛墩台顶，并打扫干净，铺上环氧树脂砂浆。

E、顶进钢筋混凝土梁，顶到最后一个行程时放慢速度、逐渐对位，随后人工顶起钢筋混凝土梁，调整支座，落梁就位，并检查支座是否有三条腿想象。

F、线路上起顶钢轨，使钢轨重新就位，紧固轨枕扣件螺栓，往道碴盒内补碴，养道并检查线路，达到开通条件解除封锁。

当每孔梁顶到位后，立即浇灌支撑垫梁石砼固定支座。

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三、总结

首先，此种换梁方法对既有线旧桥改造极为有利，它不影响既有线正常运营，只需利用两个小时的封锁时间，而且不需要使用大型的机具设备就能把旧梁更换成新梁。另外换梁方法比较简单，易于操作，不需要特别的技术工种就能掌握换梁中所有的操作步骤。

其次，此种既有线换梁所需的施工场地很小，在今后既有线或者城市铁跨公立交桥改造中大有可为之处。它在换梁之前能够利用极小的操作平台就能完成换梁前的准备工作，不影响既有线行车和桥下的通车、通航能力。

再次，此次换梁施工从总的来说还是比较成功的，四次换梁都比预计的封锁时间提前了五分钟。但是在有些方面还是有不足的地方。第一像滑板的处理，我们采用的是克服铁与铁之间的摩擦力来进行的，而参观其他单位在这方面处理的经验来看，当采用聚四氟乙稀滑板与钢板或者用移梁小平车，横移顶推摩擦阻力将会大大减小，并且不易使梁偏移轨道。

另一不足之处是后座与滑道钢轨的连接固定。其他单位有与我们采取相同的办法，也有采取卡座式的。我们采取的这种方法由于需要在轨腰烧眼，破坏了钢轨的整体性。当滑道从塔架过渡到桥墩上的跨度过大时，容易使滑道钢轨断裂，现场我们把滑道跨度控制在1米以内还出现过滑道钢轨断裂。

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