高路基小半径曲线段顶桥施工工艺浅谈

冯志宏

（山西省公路局 大同分局，山西 大同 037006）

顶桥施工在国内已有30多年的历史，经过30多年的磨练，施工工艺不断创新。TB型梁，是在我国D型施工便梁长期使用经验和使用单位要求基础上研制的一种新型架空设备，可用于施工、抢险和战备储备等。本文针对新型线路加固及桥体顶进两个方面结合施工过程中的注意事项进行简单介绍。

1 工程概况

本工程位于山西省大同市，国道208线金家湾至秀女河段改建工程，下穿同蒲大秦上行联络线框架立交桥工程。框架桥高12.5 m，桥宽15.0 m，与铁路交角70.3°。桥位处既有铁路线为曲线，曲线半径400 m，轨道类型为50 kg/m，铁路线为混凝土枕，无缝线路，铁路路基高出原地面7 m，基坑开挖深度6.5 m。铁路两侧有铁路通信、信号电缆、自闭线及电气化接触网。由于桥体结构高、重心高，故顶进施工的线路加固可采用便梁加固，以减小桥体的受力。顶进出土也是本次施工的难点，挖掘机的大臂在正常情况下可伸长5 m，本次施工出土高度为12.5 m，所以出土必须分两步进行，增加了施工的难度。

2 线路加固

2.1 TB型组合便梁线路加固

2.1.1 线路使用条件

曲线，跨度24 m及以下，R≥400 m。

2.1.2 施工方案概述

桥体范围线路加固采用TB型组合便梁加固，组合型式为TB2+TB1+TB2，组合长度为23.34 m，便梁支点桩设在TB2梁端（支点桩桩心距离为22.78 m）。在线路加固前，完成便梁支点桩及路基防护桩施工，并将便梁各部件提前运至施工现场，进行主梁拼装。在慢行要点时间内进行抽换钢枕作业，在封闭点时间段内用吊车将便梁主梁吊至既定位置，完成对既有线路的便梁加固，待桥体就位后拆除便梁加固，恢复线路。

2.1.3 TB型组合便梁简介

TB型梁，是在我国D型施工便梁长期使用经验和使用单位要求基础上研制的一种新型架空设备，可用于施工、抢险和战备储备等。TB型便梁梁式为拆装式下承钢板梁，主梁为焊接工字型梁，由2片焊接组成，由4种标准梁段，可组装各种标准跨度（见图 1）。

图1 各种跨度主梁拼组

梁段间用拼接板和M30剪力承压型螺栓联结（见图2）。基本设计列车活载：跨度24 m及以下，V=50 km/h；跨度 32 m，V=30 km/h。

建筑高度，基本梁高1.5 m。轨底至支座底，横梁低位时为0.598 m，一般用于施工便梁；横梁高位时为0.898 m，一般用于应急抢修便梁（见图3、图4）。

图2 梁段间拼接板及剪力承压型螺栓联结

图3 横梁低位时拼装图

图4 横梁高位时拼装图

2.1.4 技术性能

该便梁设计梁式为拆装式下承钢板梁，主梁为2片焊接工字形梁，高1.5 m，2片主梁间距4.43 m。主梁由 TB2、TB1两种梁段组装成 TB2＋TB1＋TB2，总重量 12.1 t，总跨度 L=23.34 m。

横梁（即钢枕）工字形，用联结板与主梁联结，并与主梁和隅撑组成横梁框架，横梁长4.144 m，间距为3根/2 m。为加强框架体系，另设交叉分段式下平纵联，使用M30剪力承压型螺栓联结。钢轨与横梁间连接用弹条Ⅲ型新型轨枕扣件和钢底板，双重绝缘（见图 5）。

2.1.5 抽换钢枕

按照隔六抽一的原则进行抽换钢枕作业，并捣固石碴。钢枕采用人力搬运，在线路加固前预先将钢枕摆放在线路东侧距离线路中心大于2.5 m的地方；钢枕采取人工掏碴，由东向西穿入。

图5 钢轨与横梁联接图

每片便梁主梁吊至就位位置即拉设地锚，对主梁进行固定，以确保工字形主梁稳定。两侧主梁吊装至预定位置后随即进行钢枕、隅撑及下平联等构件的组装（可用油镐对主梁位置做微调），完成TB型便梁线路加固。

2.1.6 吊装便梁

在线路西侧支立50 t吊车（该吊车依据吊装半径的不同，具备3～5 t的储备吊装能力），在封闭要点时间内（120 min），将已经组装好的便梁主梁吊装至就位位置，主梁重12.1 t。吊装时，先吊装线路东侧主梁，再吊装线路西侧主梁。

表1 主梁吊装计划所用时间

2片主梁吊装总用时95 min，剩余25 min进行主梁连接固定，检查线路状况。

图6 便梁吊装示意图

2.2 桥体外扣轨纵横梁线路加固方案

a）桥体外侧线路加固采用扣轨纵横梁加固方案。

b）在进行线路加固时要考虑钢轨底至桥顶面的距离，保证能穿插横向工字钢。

c）为保证线路加固的整体性、稳定性，采用U型螺栓将纵横向工字钢连为一体。

d）线路加固的扣轨采用比正线低一个型号的钢轨，线路两侧为3扣形式，线路中心采用5扣形式，扣轨施工时要注意搭接错头问题。在线路两侧各设一道双纵梁，纵梁工字钢采用I45c型，纵梁距线中最小距离为2.0 m。纵梁工字钢接头相互错开。

e）线路轨距与方向的保持，利用既有混凝土枕保持轨距，利用5扣与混凝土枕和横梁的连接保持方向。

f）线路加固范围 桥体两侧各10.0 m[1]。

3 桥体顶进

3.1 顶进设备配备

a）根据桥体中心线与线路夹角，并根据单桥体自重合理配置顶镐，每台顶镐按70%的效果。框架桥体最大顶力3 530 t，配置500 t级顶镐11台。

b）依据设计最大顶力及实际顶程，合理选择高压油泵，以满足顶进需要。

c）顺桥方向顶铁及横向顶柱搭配组合，每顶进4 m设顶柱一道，以保证顶力的均衡。

3.2 后背制作

该框架桥结构按70.3°设计，最大顶力3 530 t。根据设计要求，在工作平台后侧设置钢筋混凝土后背，采用C25混凝土，内设φ25钢筋，其后砌筑浆砌片石和回填素土。

3.3 空顶

a）框架桥的顶进是整个施工过程中最重要的环节，当顶进设备组装完毕后，要开机试机，以便发现问题及时进行解决。桥体预制前端距离铁路路基有一定的距离，在此段距离中要缓缓加压检验设备的稳定性，在加压的过程中要注意检查后背土体状况。在框架桥主体与顶进滑板分离前，油压逐步加大，当油压突然下降时，说明主体与滑板分离，框架桥主体缓缓前移。

b）在顶进时，采用经纬仪或全站仪进行持续观测，严格控制顶进的方向；采用水准仪控制桥体的标高。测量结果及时反馈给油镐司机，以便控制调节油压的大小，控制顶进的方向。

3.4 顶进及挖土作业

a）空顶完毕后，刃角部位吃进路基，此时需要将土体挖出。在挖土前，先将顶进后三角与顶镐之间的空隙用顶铁填充。挖土时桥体上设有专人指挥，不得超挖，避免塌方；同时设有专人对线路加固进行检查，有松动部位及时检修。挖土完毕、顶镐补充完毕、线路加固稳定，此后开机顶进。

b）顶进时要特别注意：有火车通过时不得顶进；顶进后背出现裂缝或后背土体出现裂缝时不得顶进，采取必要的措施进行加固后方可顶进；在顶进过程中发现顶铁有扭曲变形时不得顶进，防止顶柱崩裂；控制测量时发现超过规范要求时不得进行，研究分析原因，采取必要的措施后方可继续顶进[2]。

c）挖土时坚持四不挖制度，即：列车通过时，框架顶进时，发现塌方迹象时，机械发生故障时。

d）根据土质情况，严格控制一次挖掘进尺，根据顶进方向的偏差情况，决定刃角是否吃土。

e）严格挖土坡度防止塌方。

3.5 顶进质量的监控量测

a）监控桥体顶进过程的观测仪器设置在后背受力影响区以外，同时设置防雨照明设施。

b）在框架桥顶进过程中，进行持续不间断的监控量测，并做好原始记录，发现问题时及时进行分析解决，问题未得到解决不得进行顶进。

4 施工注意事项

4.1 线路加固施工中注意事项

a）线路加固施工前，应做好铁路设备的拆改工作。

b）线上加固U型螺栓使用φ20，紧固螺丝时要在同侧施工。

c）横穿工字钢和拆除工字钢时，严防连电。d）线路加固所有扣件不得高出基本轨轨面。e）横穿工字钢施工完成后，必须用石碴插捣密实。

f）线上施工时所有工具必须安装绝缘，以防连电。

g）线上所有工具在避车时不得侵入限界。

4.2 框架桥在顶进时的一些注意事项

a）框架桥主体混凝土达到设计强度100%后方可顶进桥体[3]。

b）框架桥的顶进是持续不间断的作业过程，为保证顶进施工期间的行车安全、人身安全、顶进进度和质量要求，现场统一协调指挥。

4.2.1 特别注意事项

a）顶进前要向铁路线所属的铁路局申报顶进计划，得到铁路局的审批后方可进行顶进及线路加固的施工，没有审批通过不得施工。

b）与铁路相关配合单位签订安全配合协议。c）组织人员及机械设备进场。

d）顶进期间派专人到车站调度室随时掌握列车运行情况，将了解到的行车情况电话报告施工现场。

4.2.2 顶进方向及高程的控制措施

a）防止桥体高程降低的控制 在框架桥底板预制前，在前端设“船头坡”长1.5 m，高50 mm；若高程降低严重时设导梁或气垫，将桥体抬高。

b）桥体高程抬高 桥体高程抬高时，在挖土作业时，前端向下超挖部分土体，但不可一次性超挖过多，通过超挖逐步将高程降低。

c）顶进方向的控制 在预布油镐时提前算好受力情况，按照受力布置油镐，同时注意油压的控制。

4.3 供电段、电务段、通信段等站段配合技术要求

a）电缆悬挂完成后每隔5 m设一警示牌以利各方施工人员注意防护。

b）施工要点期间派专人昼夜24 h监护。

4.4 工务段配合技术要求

工务段负责在现场配备监护人员，监护现场的施工安全和线路检查工作，防止出现影响行车安全的隐患。在线路加固前，工务段对既有无缝线路进行应力放散。