樊凯金中铁十二局集团第四工程有限公司
摘要：铁路既有线的框构桥顶进施工中，线路加固方式受框构跨度、限界及限速等条件约束。根据吉图珲客运专线富强路2#框架桥顶进施工的实例，设计并采用了组合工便梁法进行线路加固，由于该加固体系受约束条件少适应范围大，故对其结构组成、主要构件设计检算、施工顺序及技术要点等进行介绍，便于类似工程参考和比选。
关键词：I115工便梁；铁路桥涵；线路加固；横抬梁；
一、工程概况
富强路2#框架桥位于改建长图铁路CTDK521+144.836处，拟建桥位处现有3条铁路线，自北向南下穿牡图线、液化汽线、长图线（其中液化汽线已拆除，图中为定位仍标有液化汽线）。牡图线与长图线中心距15922mm，长图线与液化气线中心距6941mm，牡图线与液化气线中心距8981mm。桥体中线与自北向南牡图线正交90°、长图线正交90°。
铁路等级：Ⅰ级铁路，设计行车速度160km：铁路荷载：中-活载。加固期间列车限速45km/h，慢行区间为GTDK521+044.836～GTDK521+244.836，慢行距离为200m。
框架地道桥为15m+15m双孔地道桥，顶板厚1m，底板厚1.1m，边墙、中墙厚各1m，结构全跨度33m，桥体总长度35.6m，总高8.5m，净孔高6.4m。
二、工便梁加固方案的选择
组合工便梁加固线路由制式钢枕梁、横抬梁、型钢纵梁、挖孔桩、连接件以及绝缘件等共同组成既有线加固体系。
（四）横抬梁计算
横抬梁为H70工字型断面，2片为1组，共4组，截面参数为：高度700mm，顶板、顶板宽度300mm，顶板、顶板厚度25mm，肋板厚度15mm。纵梁传给横抬梁反力为735kN。
1、第一工况横抬梁应力
采用两根H70作为横抬梁，将1根变为2根并焊在一起使用，从上面的计算可知，应力为94Mpa，挠度4.4mm，能够满足受力要求。
2、第二工况横抬梁计算
第二工况下横抬梁最大跨度4.8+1.8m，计算结果如下：
最大位移8.7/2＝4.4mm，满足挠度容许值。
框架桥上的反力为535kN（2根横抬梁）。
6.8m跨度最大组合应力164/2＝82Mpa，满足应力容许值。
采用两根H70作为横抬梁，将1根变为2根并焊在一起使用，从上面的计算可知，应力为82Mpa，挠度4.4mm，能够满足受力要求。
（五）挖孔桩计算
四、工便梁的工况分析
当桥主体顶进至横抬梁下时，在横抬梁下面，沿线路方向每隔4m放一组小滑车，形成一排。当顶进到防护桩和支撑桩跟前时，先拆除防护桩和支撑桩，再继续向前顶进。为保证线路安全，同时避免上部荷载过多由小滑车车轮承担，沿线路方向每两个小滑车之间的混凝土枕下顺混凝土枕的方向放枕木若干层形成枕木垛，与小滑车一并承受上部荷载的压力。
当A排桩未被破坏时，钢枕与横抬梁承受列车活载，并传递给纵梁，此工况下钢枕与横抬梁可按4.3m简支梁进行受力检算。
当框架桥顶进至A排桩时，需要将横抬梁在A3~A6号挖孔桩上的支承位置移动1.8m到框架桥上，将A3~A6号桩拆除。此时横抬梁的跨度为4.3+1.8m。
当框架桥顶进至C排桩时，需要将横抬梁在C3~C6号挖孔桩上的支承位置移动1.8m到框架桥上，将C3~C6号桩拆除。此工况不为控制工况。
当框架桥顶进至D排桩时，需要将横抬梁在D3~D6号挖孔桩上的支承位置移动1.8m到框架桥上，将D3~D6号桩拆除。此时横抬梁的跨度为4.3+1.8m。该工况同第一工况。
当框架桥顶进至E排桩时，需要将横抬梁在E3~E6号挖孔桩上的支承位置移动1.8m到框架桥上，将E3~E6号桩拆除。此工况不为控制工况。
所有工况下，钢枕与纵梁的受力基理不变，钢枕按4.3m简支梁、纵梁按56m连续梁进行受力检算；横抬梁的受力随工况不同而有所不同，主要检算第一工况与第二工况下的受力。
五、I115工便梁在铁路桥涵工程顶进施工中的应用技术要点
（一）施工顺序
慢行申请→吊轨梁线路加固→挖孔桩施工→拆除吊轨梁→扒碴穿钢枕梁→吊装纵梁→安装横抬梁→加固系统检查验收→空顶→挖土顶进、就位→组合工便梁拆除→线路恢复。
（二）组合工便梁安装
1、根据预排好的枕梁位置，按隔六穿一的原则。往路肩方向将混凝土枕空内道碴扒出，每扒出一空，随即穿入钢枕梁，在穿入枕梁时，先用大绝缘胶垫垫在轨道下，以免联电造成轨道电路短路而产生红光带。扒碴时，既有混凝土枕下道碴不要动。穿入枕梁时，枕梁两端高低要保持水平，以免前端撞到钢轨，造成轨道伤害，同时线路工要跟踪测量线路状况，确保线路安全稳定。
2、穿入枕梁后，先垫上橡胶垫，再安装钢轨扣件，拧紧扣件固定螺栓，顶紧螺栓先不必顶紧，待与纵梁联结后再顶紧。然后将枕梁下用道碴打实打牢，再进行下一根。
3、主梁安装
（1）纵梁采用I115型工便梁，梁长L=56m，梁跨组合采用12m+12m+8m+12m+12m，接头联接板采用等强度联结，由上下夹板两组和一组腹板组成。
（2）架设便梁前，在每片便梁两端位置必须先穿入2片以上钢枕，以便于便梁就位时随即与之连接，保证其稳定性，确保行车安全；吊便梁时，与线路两侧架空电力线必须有足够的安全距离，并设专人进行防护。纵梁吊装到位后，每片纵梁用联接板进行连接成整体，纵梁下垫木板进行调整高度。
4、横抬梁安装
线路架空横抬梁采用4组H700×300型钢横抬梁，L=32m，横抬梁采用等强联接，即在横抬梁端部顶面、底面及肋部钻眼，用高强螺栓和钢板联接，横抬梁顶面、底面钢板四周焊接加强。穿C、D、E、F排桩上横抬梁，横梁联接点直接放置在挖孔桩上，若需要标高调整则采用枕木垛调整。横抬梁与便梁之间采用U型扣件联接，横抬梁一端架设在挖孔桩上，一端搁置于框架顶端，顶进施工时，考虑横抬梁与桥顶摩擦力的作用，为避免纵梁横向变形，在桥顶接触面放置钢板，横梁与钢板间放置滑车，顶进时滑车随框架桥移动滚动，以减少摩擦力，保证纵梁及线路方向，确保行车安全。不顶进时，线路下方用短枕木垛顶抬行车线。
（三）线路变形控制
1、轨距控制
因混凝土枕基本不抽换，其轨距一靠混凝土枕来控制，二靠钢枕上的钢轨扣件，确保轨距符合要求。
2、线路的横向控制
每隔2m将钢枕和钢轨采用绝缘扣板联结，使线路固定在工便梁之间，不致发生横向移动。
3、纵梁横向控制
框架桥预制时在框构顶板预埋φ25圆钢作为锚环。顶进施工中在纵梁中部按4米间距设置10T导链，一端固定在纵梁，另一端固定在桥顶预埋锚环上，箱身顶进时，导链同时拉紧，控制纵梁横向移动，以纵梁线路不变形为宜。
4、纵梁纵向控制
在支撑挖孔桩顶部预埋4根φ28圆钢，待纵梁安装就位后及时与纵梁连接限制纵梁的纵向移动。
通过上述措施，纵梁、横梁、线路形成一个整体结构，能确保线路不变形。
（四）线路加固的安全措施
搞好安全教育，强化全员安全意识，牢固树立安全第一的思想。加强施工过程安全管理，教育作业人员注意本岗位技术要求和操作规程，不允许违章冒险蛮干。
1、线路加固期间，严格按铁路技术管理规程办理慢行手续，按规程规定设置防护。
2、纵梁布置要保证行车限界，不得侵入建筑接近限界。穿横梁和联结加固时，注意轨道电路，严禁联电造成信号故障影响行车。
线路加固完毕，线路养护人员严格检查线路的方向、水平、轨距、及加固螺栓扣件是否松动，其它料具严禁侵限，工字钢与线路钢轨之间的绝缘是否良好等，做到每过一次列车检查一遍。
（五）拆除线路
1、桥体就位后立即组织人员和机械拆除线路加固设施。
2、拆除顺序为：桥侧夯填→补充道碴→从一侧拆除钢枕、横抬梁同时补充道碴并修整→拆除纵梁→起道并整修线路→线路稳定整修→恢复正点运输。
3、桥体就位后立即整修线路，如桥两侧有超挖或塌方现象，要回填砂石级配料，直到夯平填实为止；随即补充道碴，要捣固结实，利用“天窗”点抽撤钢枕、横抬梁，按隔六抽一的原则，抽一根横抬梁或钢枕，复位方正一根轨枕，同时用电镐把道碴捣固密实，然后再抽另一根。
4、纵梁下道前，每片纵梁要留两根钢枕用来稳定纵梁，待纵梁下道后再全部撤除。
5、便梁下道施工程序同便梁上道。
6、顶进结束恢复线路后12小时内限速45km/h，限速60Km/h24小时,限速80Km/h24小时，限速120Km/h24小时后恢复正常行车速度。具体施工日期及慢行条件按路局批准的慢行计划执行。
结语
综上，在铁路采用组合工便梁进行线路加固实施框构桥顶进，其具有跨度可调、不受限界和限速约束的特点，其次在既有线上使用挖孔桩作为支点，对路基破坏小，施工简便。对于多线铁路大跨度框构桥顶进或无法使用D型便梁的类似工程，值得应用和推广。
参考文献
[1]程海维.铁路箱涵顶进施工技术探讨[J].内蒙古公路与运输.2013(05)
[2]原葆.铁路箱涵顶进施工技术[J].山西建筑.2013(18)