利用架桥机更换小半径曲线桥梁施工工法.docx

铁路既有线小半径曲线利用架桥机进行换梁施工工法
中铁X局集团第X工程有限公司

1 前言
铁路既有线施工在封锁时间内换梁，通常采用人工换梁或架桥机配合人工换梁，但在小半径曲线上换梁时，许多工程由于施工场地狭小,不适合人工换梁，如果采用常规的130架桥机架梁，将对邻线造成侵限，不能直接进行架梁作业。我们对130架桥机进行改造后进行架梁，取得了良好的效果。
2006年9月1日经过反复研究论证，决定采用此方法施工，保证了换梁施工顺利进行。此施工方法从根本上解决了小半径曲线桥架桥机换梁纵横移梁的难度，不但施工方法简单、操作方便，施工费用低，而且能够保证施工工期、施工质量及施工安全。
2 工法特点
2.0.1 适用于铁路小半径曲线桥换梁施工。
2.0.2 保证换梁的速度，加快施工进度，保证施工质量。
2.0.3 解决换梁时的横纵移混凝土梁的难度。
2.0.4 施工方法简单，节省施工费用，能有效的保证换梁的施工安全。
3 适用范围
铁路既有线小半径曲线桥换梁施工，300m》曲线半径≥150m。正常情况下，架桥机适用于半径大于300米曲线桥施工。
4 工艺原理
在原架桥机0#、1#柱门架下铺设两条平行滑道，在0#、1#柱下安设走行轮，使两个柱能够横向行走，在拆、架混凝土梁时，走行天吊吊起混凝土梁向1#柱方向纵移，同时用导链在滑道上调整0#、1#柱的位置，由1#柱两柱间移出混凝土梁至1#柱下的重平车上，运至龙门架后换装，用同样的方法架设新梁，完成更换混凝土梁施工。
5 施工工艺流程和操作要点

施工准备

组装架桥机

走行架桥机

架桥机定位及拆除线路
铺设1#、0#柱下走行基础

拆除既有砼梁

既有砼梁换装及运出
存梁场检查砼梁
架设混凝土梁
龙门架换装梁

安装垫石块

铺设线路
拆除架桥机

图5-1 换梁施工工艺流程图
关键技术：施工中采用130t架桥机。采用原架桥机（全长39m），改变0#柱和1#柱的位置，使0#柱和1#柱距离24m梁两端1m。架桥机主梁与架梁跨分中布置，在0#和1#柱的门架下铺设两条平行的轨道，安设走行轮，使两柱能够横向移动，走行天吊吊起梁后纵移，并且调整0#、1#柱的位置由1#柱移出至重平车上运出。
5.1 施工准备
1、进行方案实施的各项审批手续。
2、组织方案的具体实施，包括组织现场施工负责人、架梁施工负责人、架子工以及专家到架梁施工现场进行前期实际调查。
3、垫石块、L型挡碴块预制，对图纸各部尺寸及既有轨面标高、墩顶标高进行复测，调查既有梁吨位、对新梁高度、支座高度等进行认真核对。
4、改造架桥机，改变0#柱和1#柱的位置，使0#柱和1#柱距离24m梁两端1m。
5.2 组成装架桥机
在换梁线路的直线段上组装龙门架，利用龙门架及轨道吊车组装架桥机，分别安设架桥机的0#、1#柱、走行天吊、及电器设备，走行架按18米的间距安设。检查架桥机及走行设施。
5.3走行架桥机
架桥机的0#、1#柱走行轮下采用7根50kg/m钢轨进行扣轨，加固基础后铺设滑道。架桥机走行到位后，将走行基础拔移到位。
5.4架桥机加固及拆除线路
将架桥机加固，拆除内环桥面线路，清除桥面道碴及横纵向盖板，拆除桥面系，切割联梁板，凿除梁混凝土。
5.5 拆除既有混凝土梁施工
捆绑梁后拆除支座并用50t油镐将梁活动，施工封锁后横移架桥机至吊装位置，用走行天吊将梁吊起，吊至重平车高度，然后天吊向1#柱纵移混凝土梁，梁端落到1#柱下的重平车上。
5.6既有混凝土梁换装及运出。
由于线路曲线半径小，继续纵移时必须根据梁的走行情况用导链调整架桥机0#、1#柱位置，使混凝土梁能顺利移动，直至另一端落在另一个重平车上后，支撑和捆绑牢固后由轨道车牵引运到龙门架下进行换装，换装到平板车后运出。
5.7 架设新混凝土梁施工
既有梁换出后，凿除既有墩台混凝土，待既有墩台混凝土凿除至设计位置后，进行墩台顶面麻面处理，清洗干净，铺设一层20－30mm的C40干硬性砂浆进行墩台顶面找平，然后安设预制的垫块待安设好垫块后，运送新的混凝土梁至龙门架由运梁车换装到施工的重平车上，轨道车推送到1#柱下，前端由天吊吊起，天吊向0#柱纵移混凝土梁，根据梁的走行情况用导链为动力调整架桥机的0#、1#柱的位置，使混凝土梁能顺利进入架梁位置，直至另一端由后面的天吊吊起，一起纵移至梁位，调整好梁缝进行落梁，根据施工规范要求安设好支座和调整好梁的位置，完成架梁作业。
5.8 恢复既有线路
梁架设完毕后，回填道碴后，安装线路及桥面系。
5.9 拆除架桥机
将架桥机运行直行平坡段，将架桥机拆除，恢复场地。
5.10 滑道的布置
5.10.1 桥间空隙处加固措施
架桥机及所属配件重量G1=54t,梁体自重G2=82t,计算简图如下图所示（两桥最大间距1.2m）
取滑轮1中心为矩心，经计算得：R1＝R2＝68t。

图5-2 架桥机受力简图

每个滑轮下面的结构断面如下图:

图5-3 滑轮下结构断面图
以上图中所用钢轨均为50kg,枕木为1.25m普枕。滑轨下面垂直线路方向采用枕木满铺, 滑轨正下方枕木下面采用1-5-1扣轨布置。承受力为中间5根钢轨。滑轨及枕木重量可不计。作用力作用在跨中位置为最不利位置。
5.10.2 检算应力
W下＝4.297124898×10-3m3 M＝68×10×1.2/2=408KN·m
σ==94.9MPa<170MPa= [σ] 合格
5.10.3 检算挠度
q=680/2.5=272KN/m l＝1.2m E＝3.0×105 I＝3.5753798×10-4 m4
f＝ ＝5×272×1.24/(384×3.0×105×3.5753798×10-4)
=0.07mm<〔f〕= L/800＝1.5mm 合格
5.11 注意事项
5.5.1 重平车安装转向架，保证梁体在运输过程中不得受损，加固钢轨数量及钢丝绳的直径必须经过检算后确定。
5.5.2 纵梁与0#柱及1#柱使用节点板进行焊接。同时，0#柱和1#柱四周用倒链控制好，防止倾倒。
5.5.3 进入施工现场的人员，必须佩带安全帽，高空作业必须扎安全带，穿绝缘胶鞋，与接触网设备带电部分必须保持在2m以上的距离，作业时有专人监控。
5.5.4 架梁前，对卷扬机、油镐、钢丝绳、滑车、倒链等设备机具进行检查，并试运转经状态认可后，方可正式投入使用。
6 材料与设备
表6-1 材料与机械表

序 号
机械名称
单 位
规 格
附 注
1
发电机
1台
75KW

2
轨道吊
1台
16吨

3
导梁
1组
39m

4
0号柱及走行轮
1组

5
1号柱及走行轮
1组

6
电器料
1套
原架桥机自带

7
架子车
2个

8
起重天吊
2组
导梁上

9
导梁上循环走行卷扬机
2台

10
重平车
4个
带转向板

11
换装龙门架
1组

12
慢速卷扬机
4台
5t
（带钢丝绳）
13
滑车
16个
30t
6轮
14
滑车
15个
3t
3轮
15
导链
15个
5t

16
起重大绳
50米
直径50mm

17
油稿
2个
500t

18
油泵
1个
带油管

19
单轮滑车
10个
5t

20
U型卡环
4个
30t

21
循环钢丝绳
280米
直径10mm

22
普枕
400根
枕木垛用

23
枕木头
200根
1.25m

24
枕木头
100个
400-500mm

25
木板
1.5 m3
硬杂木（10、20）

26
卡扣
各20个
（15、20）

27
滚杠
40根
直径50长500mm

28
钢丝绳
300延米
15.5

29
钢轨
20根
50kg5～8m

30
水电焊
1套

7 质量控制
7.1 执行标准
《铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10415-2003》、《铁路桥涵施工规范TB 10203-2002》、《铁路轨道施工及验收规范TB10302-96》、《铁路轨道工程施工质量验收标准TB10413－2003》、《铁路架桥机架梁规程TB10213-99》
7.2 质量控制允许偏差

表7-1 允许偏差表
序 号
项 目
允许偏差（mm）
1
支座下座板中心与墩台纵向错动量
墩台＜30m
20
2
支座下座板中心与墩台横向错动量
墩台＜30m
15
3
同端支座中心横向距离
偏差与桥梁设计
中心对称时
＋30
－10
7.3 质量控制措施
7.3.1 遵守有关质量标准和要求，建立质量保证体系，围绕质量管理目标开展工作。
7.3.2 对施工人员要进行施工质量标准、操作规程、工艺流程以及全面质量管理教育，强化群体质量意识。
7.3.3 原材料进场后要进行检验，其规格、尺寸、物理力学指标等均应符合设计要求。
7.3.4 以规范、标准、设计为依据，对施工过程中钢筋绑扎、模板制安、混凝土施工、测量、实验、架梁及支座安装等主要工序进行质量检查，发现问题及时解决以确保施工质量。
7.3.5 架桥机的中线与桥梁中线一致，拼接螺栓应按规格上足并拧紧，架桥机支立在桥墩（台）上，左右两支脚的高差不大于20mm。
7.3.6 当桥梁的一端载运梁台车上，另一端用龙门天车吊起准备前移时，龙门天车与运梁台车同步进行。
7.3.7 测量桥墩中心距离，调整和测放支座中心线，调整桥墩台支座。复测支承垫石标高，其偏差应符合有关规定，锚栓孔位置及深度，应符合设计要求。
7.3.8 支座与支承垫石间及支座与梁底间，应保证密贴无缝隙，支座四角高差不应大于2mm。
7.3.9 固定支座安装时上下座板，应互相对正。上座板中心应与梁体支承垫石中心，纵横向偏差为3mm。平面扭转不得大于1mm。
7.3.10梁体就位后，应进行梁横纵移工作，保证梁体位置达到施工标准。
8 安全控制
8.1 执行标准
8.1.1 沈阳铁路局行车安全管理办法及营业线有关文件。
8.1.1.1《铁路营业线施工及安全管理办法》 铁办〔2005〕133号
8.1.1.2《沈阳铁路局营业线施工及安全管理细化办法》沈铁总发〔2006〕38号
8.1.2 铁道部、铁路局现行的技规、施规、技术标准及质量检验评定标准。
8.1.2.1《线路施工简明手册》 中国铁道出版社
8.1.2.2《铁路技术管理规程》
8.1.2.3《铁路工程施工安全技术规程》（上、下册）
8.1.2.4《中华人民共和国铁路运输安全保护条例》
8.2 安全控制措施
8.2.1进入施工现场的人员，必须佩带安全帽，高空作业必须扎安全带，穿绝缘胶鞋，与接触网设备带电部分必须保持在2m以上的距离，作业时有专人监控。
8.2.2从事高空作业的人员要进行身体检查，对患有高血压，心脏病，头晕病等人员不准从事高空作业。
8.2.3高空作业人员必须经有关部门进行岗前培训，并考试合格后上岗作业。架工，起重工必须有专业培训的上岗证书。安装人员必须进行岗前安全教育，提高施工安全意识，树立安全第一的思想，确保施工人身安全。
8.2.4参与指挥人员通讯工具配备齐全，保证及时沟通。参与施工的作业人员班前禁止喝酒，保证足够的睡眠时间，保证旺盛的精力投入架梁工作。起梁，吊梁，落梁的信号统一。
8.2.5确保起梁设备支撑平稳。 在吊装过程中，梁体严禁浮搁料具，起吊过程中，梁上严禁站人。吊装时，严格按照《铁路技规》规定设置防护，通视差的地方设专人传递信号；各种防护牌，响墩，信号旗配用齐全。
8.2.6作业现场严格防护，减少施工干扰，与施工无关的人严禁进入现场。严格执行《铁路技规》管理制度，安排专人进行封锁登记，消记工作，派专人驻站调度室，保持通讯畅通。无车站封锁命令严禁进入线路工作。
8.2.7在封锁施工作业时，必须到车站办理施工封锁手续；必须按调度命令指定的范围施工作业，不得擅自扩大施工范围。驻站联络员与防护员互通电话时，必须严格执行复诵制度，防止听错，并及时记录通话内容。在作业过程中应及时做到预报，确报，工地负责人员与驻站联络员商定明确，并通知全体防护人员及施工人员。工地防护人员发出预报确报信号的同时，应加强警戒，注意了望，监视来车。
8.2.8既有线施工，各种机具材料堆码整齐牢固，堆码离铁路中心线2.8米以外的地点，不得侵入限界。风力超过五级时停止架梁施工。下雨天及雾大在150m内不能清楚看见人及物时，不得架梁。
9 环保措施
9.0.1 保护当地自然植被，合理安排，尽量少占用场地。
9.0.2 施工现场生产、生活房屋及生活设施、原材料堆放处和材料加工场均在规划的区域内进行。
9.0.3 施工现场设固定的垃圾桶或垃圾池盛放垃圾，分类标识存放，定期清理，运至指定的垃圾处理场或废品回收利用，不得乱扔、乱倒垃圾。施工场地的遗弃物、废油等集中进行预处理后，采用专用车辆运输至指定的处理厂或存放点。
10 效益分析
采用此施工方法解决了架桥机在墩台比较高、作业面比较狭窄的小半径曲线立交桥上拆、架梁时纵横移梁的难题，同时加快了营业线上拆、架梁的施工进度，节约施工资金，提前工期为20天。此施工方法从根本解决了在小半径曲线立交桥上进出梁的难度，施工后各项技术指标均符合施工要求，质量满足质量验收标准，保证施工工期的顺利进行。
综合分析比较，缩短了施工工期，节约了人工费、机使费，保证了施工质量和安全，施工上积累了宝贵的施工经验，经济效益及社会效益取得了显著的效果。
11 应用实例
此工法在津沈电气化双层集装箱改造工程，山海关站机车出入线（俗称灯泡线）换梁工程施工中得到应用，开工时间为9月20日，竣工时间11月15日。
小半径曲线换梁施工，因施工作业面狭小，不仅不适合人工换梁，也不适合以常规的架桥机换梁，而且在施工过程中，对质量、安全的控制也很困难，甚至影响工期。
架桥机正常情形况下适用于半径大于300米曲线桥施工，此方法解决了半径小于300米曲线桥架梁施工。该施工方法在施工中不仅施工简单、操作方便、保证环境、节约物料，而且可保证施工的换梁施工质量、安全。此施工方法从根本解决了小半径曲线换梁进出梁的难度，施工后各项技术指标均符合施工要求，为以后小曲线桥梁更换的施工上积累了宝贵的施工经验，经济上取得明显的效果。