工字鋼便梁施工工法

1、工字鋼便梁施工工法云南省鐵路建設(shè)工程公司摘 要：當(dāng)公路下穿鐵路需修建立交橋或在既有線上增建（改建）其它建筑物時，為不影響鐵路正常運(yùn)營，且便線繞行不可行或不經(jīng)濟(jì)時，采用工字鋼便橋?qū)⒕€路進(jìn)行架空加固，再進(jìn)行明挖或頂進(jìn)施工，完成橋梁施工。關(guān)鍵詞：工字鋼便梁 線路架空加固 橋梁施工1、前 言當(dāng)公路下穿鐵路需修建立交橋或在既有線上增建（改建）其它建筑物時，為不影響鐵路正常運(yùn)營，且便線繞行不可行或不經(jīng)濟(jì)時，常采用鋼便橋?qū)⒕€路進(jìn)行架空加固，再進(jìn)行明挖或頂進(jìn)施工，完成橋梁施工。2005年我公司與中建七局組成聯(lián)合體，共同完成了昆明市東三環(huán)南段道路工程第二合同段K7+267.074下穿昆小線、集裝箱貨場H1線、H

2、3線鐵路框架橋的施工。該框架橋原設(shè)計(jì)方案為頂進(jìn)法施工，后變更設(shè)計(jì)為工字鋼便梁架空線路明挖方案施工，大大縮短了工期，排除了老公路與框架橋間施工干擾，保證了施工安全，提高了經(jīng)濟(jì)效益。總結(jié)東三環(huán)K7+267.074框架橋成功的施工方法和經(jīng)驗(yàn)，工字鋼便梁架空加固線路的施工方法是非常值得借鑒和推廣的。2、工字鋼便梁的特點(diǎn)及施工條件鋼便梁架空線路的形式根據(jù)新增建筑物跨徑大小及線路條件，可采用D型、B型便梁或工字鋼便梁等。采用D型、B型便梁對鐵路線路條件的要求較高，只能用于線路曲線半徑400m的地方，線路曲線半徑400m時只能采用工字鋼便梁進(jìn)行架空。由D（B）便梁及工字鋼便梁的施工條件可以看出，工字鋼便梁適

3、用于施工環(huán)境受限的地點(diǎn)。在既有運(yùn)營線的涵洞拆除、接長或新增工程采用敞坑或頂進(jìn)施工時對行車限速（45Km/h）干擾較小。通過周密的計(jì)劃安排，采用工字鋼便梁在運(yùn)營線上施工，可以保障線路的正常運(yùn)行，能有效地保障線路安全暢通及橋梁的施工安全及施工工期，且適用性較強(qiáng)，操作簡便，鋼構(gòu)件可重復(fù)使用。 但鋼便梁屬于無碴橋面，緩和曲線、豎曲線地段不宜采用工字鋼便梁架空線路，列車也不宜在橋上停車。3、工字鋼便梁的工藝原理工字鋼便梁的工藝原理：鋼便梁結(jié)構(gòu)通常采用高度為60cm、寬20cm的H型工字鋼（以下簡稱型鋼，材質(zhì)16 Mn q合金鋼，屈服強(qiáng)度340MPa），通過U型螺栓及扣板組拼而成。縱梁長12m，計(jì)算跨度1

4、1.6m，兩片縱梁都由4根型鋼單層并列的束梁構(gòu)成。橫梁為單根型鋼，間距1.21.5m，橫梁為雙根一束時，計(jì)算跨度不大于9.0m；橫梁為三根一束時，計(jì)算跨度不大于11.0m。為加強(qiáng)鋼束梁的整體性，在每束縱梁內(nèi)設(shè)5組拉桿，通過拉桿和拉桿局部硬木填塊并擰緊拉桿螺母，將4根型鋼聯(lián)結(jié)成整體束梁。鋼便梁抬梁采用挖孔樁支承，樁徑1.5×1.5m，樁長及配筋根據(jù)路基高度、地質(zhì)條件、土壓力（恒、活荷載）大小和樁頂荷載等具體計(jì)算確定。在挖孔樁施工前，應(yīng)先采用P43或P50鋼軌按3-3-3-3或3-5-3式進(jìn)行吊軌，鋼軌可用25m長或20m非標(biāo)準(zhǔn)軌。在便梁長度范圍，在鋼橫梁和木枕位置先后換成類木枕，便梁之

5、外按既有線混凝土抽換木枕（類木枕也行，但聯(lián)結(jié)鋼箍及扣板需作相應(yīng)變更）。軌枕扣件可采用不分開式扣件。便梁范圍是否安裝軌距拉桿根據(jù)線路具體情況確定。鋼橫梁位置的臨時木枕和距挖孔樁中心4.0m的木枕，可不用U型螺栓和角鋼扣板與吊軌聯(lián)結(jié)。但吊軌端部木枕與吊軌聯(lián)結(jié)箍緊并應(yīng)安設(shè)臨時木梭頭。4、工字鋼便梁的施工工藝流程和操作要點(diǎn)施工工藝流程圖軌束梁加固方案審定、辦理安全配合協(xié)議熟悉圖紙施工復(fù)測挖孔樁、路基護(hù)坡框架橋及其翼墻施工開工準(zhǔn)備工字鋼便梁架設(shè)施工場地平整施工準(zhǔn)備工程竣工交驗(yàn)附屬工程施工 線路恢復(fù)光電纜防護(hù),電力及接觸網(wǎng)改遷H型鋼便梁拆出工字鋼便梁、扣配件預(yù)制施工工藝流程圖5、工程實(shí)例東三環(huán)K7+267

6、.074框架橋工字鋼便梁的工程概況東三環(huán)K7+267.074框架橋位于K7+251.684K7+290.191直線段上，框架橋中線在K7+286.139與昆小線K7+672.736處相交，交角為85°0531，與集裝箱貨場H1線的交角為76°2439，與H3線的交角為60°5428。框架橋與道路平面為斜交布置，平面呈不等邊梯形，結(jié)構(gòu)形式為2-17.5m鋼筋混凝土框架橋。5.1該框架橋的的施工難點(diǎn)：K7+267.074框架橋下穿三股鐵路且三股道互不平行，其中H1、H3線右側(cè)接近道岔且為曲線，昆小線又套有米軌鐵路，線間距較大，因而鐵路的吊軌及橫抬梁的設(shè)置是一個很大的困

7、難。5.2、施工順序：昆小線、H1、H3線吊軌加強(qiáng)線路施工昆小線兩側(cè)鉆孔樁施工H1線兩側(cè)鉆孔樁施工H3線兩側(cè)鉆孔樁封鎖H1線,鋪設(shè)9#道岔一組開通H1線鋪設(shè)便線便線開通昆小線米軌停用，封鎖昆小線7天昆小線線下樁蓋系梁施工，鋼梁架設(shè)開通昆小線封鎖H1線15天H1線線下樁蓋系梁施工、鋼梁架設(shè)拆除道岔、便線開通H1線封鎖H3線7天H3線線下樁蓋系梁施工、鋼梁架設(shè)開挖線下土方地基加固施工框架橋分段、分點(diǎn)封鎖線路，拆除吊軌梁、鋼梁整修線路。東三環(huán)K7+267.074框架橋采用架空線路明挖施工方案，主要施工流程為：施工準(zhǔn)備先間隔封鎖昆小線封鎖H1線最后封鎖H3線。5.3、操作要點(diǎn)昆小線縱梁用3根一束工字鋼

8、，H1、H3縱梁用4根一束工字鋼?？v梁兩端固定于支墩上，縱梁設(shè)計(jì)最大跨度11.6m。橫梁用單根一束工字鋼，設(shè)計(jì)最大跨度單根為8m，在H1、H3線曲線地段橫梁為2根一束，最大跨度11m，橫梁中心為1.2m。為保證工字鋼梁的穩(wěn)定和受力均勻，縱梁兩端置于頂部預(yù)設(shè)的短枕木、短鋼軌間并用木枋打緊，底部焊接于鋼板上，梁束每1.52m用U型螺栓鋼箍箍緊，必要時可增設(shè)鋼板焊接進(jìn)行加強(qiáng)。橫梁兩端置于縱梁上，用U型螺栓與縱梁扣緊，對于采用2根梁束的制作與加固方法與縱梁相同。橫梁頂面與軌底的接觸面采用橡膠墊板。詳見鋼便梁平面布置圖。（附圖1）施工步驟：施工前作好施工現(xiàn)場管網(wǎng)、線網(wǎng)調(diào)查工作。與管網(wǎng)、線網(wǎng)、線路等設(shè)備管

9、理單位簽訂施工配合協(xié)議。配合各管網(wǎng)、線網(wǎng)業(yè)主對管網(wǎng)、線網(wǎng)進(jìn)行加固防護(hù)和挪移工作。與鐵路、車站、貨場有關(guān)單位進(jìn)行協(xié)調(diào)、配合、申報(bào)封鎖和慢行計(jì)劃；作好“實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)”申報(bào)、審核工作。將編制好的“實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)”方案報(bào)監(jiān)理、指揮部、鐵路局等部門審核、審批，以完善施工方案，取得施工許可，并完善各種手續(xù)。施工機(jī)具、材料到位。因?yàn)樵摴こ虒κ┕r間要求極高，所以在單項(xiàng)工程開工前，按材料計(jì)劃備齊所需材料并進(jìn)行加工制作，按施工計(jì)劃運(yùn)至施工現(xiàn)場，按計(jì)劃配備機(jī)具設(shè)備，并檢查其性能滿足使用要求。并儲備線路搶險(xiǎn)、線路恢復(fù)所需的材料和機(jī)具。作好施工人員安全、技術(shù)培訓(xùn)工作。配齊施工及防護(hù)人員，進(jìn)行崗前安全和技術(shù)培

10、訓(xùn)，在施工前對全體施工人員進(jìn)行安全教育和專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，提高施工人員的安全意識，懂得在既有線上施工的基本知識，確保線路暢通的行車安全的重要性。做好施工防護(hù)的準(zhǔn)備工作，設(shè)置防護(hù)通信電話、防護(hù)棚、安裝防護(hù)信號燈和慢行標(biāo)志，配齊防護(hù)人員。作好施工前精測工作，各點(diǎn)位座標(biāo)、標(biāo)高仔細(xì)計(jì)算，多人復(fù)核，定點(diǎn)準(zhǔn)確，重要樁位做好護(hù)樁。采用P43或P50軌制成軌束梁按3-5-3布置，先對昆小線、H1線、H3線75米線路進(jìn)行吊扣軌加固。申報(bào)昆小線和H1線、H3線施工慢行計(jì)劃和線路封鎖計(jì)劃。按封鎖、慢行計(jì)劃時間，進(jìn)行吊扣軌施工。單根抽換枕、套箍等工作利用“天窗”時間完成。安裝橫梁前，拆除吊軌、拆除線路，橫梁安裝完成后，再

11、鋪設(shè)線路進(jìn)行吊軌加固。安裝工字鋼便梁架空鋼梁共計(jì)15組。安裝工字鋼縱梁施工步驟：沿鐵路股道外兩側(cè)縱梁中線挖除寬1.8m、深至縱梁底面標(biāo)高下50cm土方，挖土?xí)r視情況對鐵路道床進(jìn)行支擋防護(hù)。縱梁與既有軌面線路縱坡平行。加工、組合好單束工字鋼，將組合好的單束鋼梁置于架設(shè)區(qū)域的兩側(cè)。吊裝工字鋼縱梁至支墩預(yù)埋短鋼軌間并打緊，U型螺栓扣緊工字鋼梁束。加工好所有連接桿件，作好標(biāo)識，派專人負(fù)責(zé)清點(diǎn)發(fā)放。檢查、加固縱梁、縱梁與基本軌用方向拉桿連接，檢查加固線路。安裝工字鋼橫梁、架空線路每股道工字鋼便橋設(shè)計(jì)為5跨，本方案計(jì)劃每次封鎖線路時間5小時內(nèi)安裝橫梁1跨，每天封鎖2次，自東向西隔跨安裝，其步驟如下：利用列

12、車通行間隙，根據(jù)橫梁位置、方正或抽換短橫梁（枕木）；封鎖線路，拆除或撥移第一跨線路，挖除線下道床至橫梁底面下30cm；吊裝H型工字鋼長橫梁，用U型螺栓與縱梁扣緊；將線路移到長橫梁上就位，掉軌加固開通線路；按上述步驟，依次鋪裝15跨橫梁，架空線路，每股道橋橫梁按3天完成。架梁作業(yè)時間表序號作業(yè)名稱時間（h）備注1清除道碴22安設(shè)縱梁23安設(shè)橫梁34加固縱、橫梁、線路3時間合計(jì)106、施工機(jī)具和勞動力安排該工程工期要求非常緊迫，故在工程的施工準(zhǔn)備階段對施工機(jī)具、材料、人員就位情況都要求環(huán)環(huán)相扣，不得有絲毫懈怠。6.1需投入的主要施工機(jī)具序號施工機(jī)具名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1工字鋼t根據(jù)設(shè)計(jì)圖要求進(jìn)

13、行備料、下料，鋼便梁的預(yù)制、加工因工地現(xiàn)場無合適場地，在外租用場地進(jìn)行預(yù)制。2P50鋼軌t3木枕根 4扣配件套59#道岔組 16道碴級道碴m36200KW發(fā)電機(jī)組臺1750T汽車吊輛28平板汽車輛29250T火車求援吊輛110火車動車輛1機(jī)車壓道1110T手拉鏈葫蘆臺212電動扳手把613單軌車臺814起撥道機(jī)QB-29臺1015液壓搗固機(jī)XYD-2臺416軌縫調(diào)整器臺217鋼軌鉆眼機(jī)D2G-32D臺318鋸軌機(jī)DSIG-4臺319自卸車CQ-16輛 420電焊機(jī)交流機(jī)臺621抽水機(jī)S80-65-160臺27.5KW22道尺把323全站儀拓普康臺124水平儀臺16.2勞動力安排（人）序號工種名

14、稱人數(shù)序號工種名稱人數(shù)1線路工255普工202防護(hù)人員126焊工63起重工107機(jī)電工44安裝技工108測量人員3合計(jì)：90人7、質(zhì)量保證措施7. 1、建立開工前的技術(shù)交底制度每項(xiàng)工程開工前，必須由主管工程師向全體施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，講清該項(xiàng)工程的設(shè)計(jì)要求、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工方法和注意事項(xiàng)等。每個工序開工前由施工隊(duì)主管工程師向施工班組進(jìn)行技術(shù)交底，使全體人員在徹底明了施工對象的情況下進(jìn)行施工。施工前對各個控制點(diǎn)進(jìn)行精確測量，準(zhǔn)確定位。7. 2、每趟列車經(jīng)過后，技術(shù)人員必須對軌距、高低等線路幾何尺寸進(jìn)行檢查校核，對不合格點(diǎn)馬上進(jìn)行整改，相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)記錄在案。7. 3、建立健全原材料、成品、半成品的

15、管理制度該項(xiàng)工程使用工字鋼、鋼軌及扣配件量特大，且用于關(guān)鍵部位。故對材料的要求必須更加嚴(yán)格。所有材料必須為有質(zhì)量保證的廠家生產(chǎn)，有出廠合格證，且經(jīng)復(fù)檢能達(dá)到材料所需的各項(xiàng)指標(biāo)，經(jīng)監(jiān)理、業(yè)主檢查合格同意進(jìn)場的原材料、成品、半成品，方能進(jìn)貨。材料進(jìn)場后要分類、分批堆放，并設(shè)立標(biāo)志卡，堅(jiān)持按用途歸口管理、發(fā)放，不得混雜，對易受潮的物品要做好防雨、防潮措施。8、工字鋼便梁施工安全措施 8.1 所有用于鋼便梁上的工字鋼、鋼軌在使用前必須進(jìn)行探傷檢測。各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求，且經(jīng)材料復(fù)檢物理性能滿足設(shè)計(jì)要求的才能用于施工。8.2工字鋼便梁施工完畢,必須經(jīng)鐵路局行車安全監(jiān)察室、工務(wù)段和車站檢查，確認(rèn)符合列車運(yùn)

16、行條件，并經(jīng)雙方簽認(rèn)后，經(jīng)機(jī)車壓道后方可放行列車，并在運(yùn)行中加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。 8.3為保證工字鋼便梁的穩(wěn)定，設(shè)置支座時在第根方樁頂預(yù)埋藏.3m長的短鋼軌四根，每根外露長度為0.6m，作為橫向固定。并用扁鋼與預(yù)埋鋼軌焊接.短鋼軌間預(yù)埋厚68mm鋼板，工字鋼便梁安裝后，底部用扁鋼與預(yù)埋鋼板焊接。8.4 縱、橫梁抬梁、軌料在運(yùn)輸中必須配備足夠人員，保證運(yùn)輸安全。8.5 施工現(xiàn)場必須明確施工負(fù)責(zé)人，統(tǒng)一指揮、調(diào)度，保證現(xiàn)場有序不亂。施工負(fù)責(zé)人對每次鋪好的線路進(jìn)行檢查，達(dá)到列車放行的條件用規(guī)范要求方能放車。8.6 指派專人在每次列車通過后，對施工范圍兩端各20m及便梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常及時采取措施，保證行

17、車安全。8.7 對電纜、地下管線等地下構(gòu)造物進(jìn)行保護(hù)。8.8 嚴(yán)格執(zhí)行鐵道部TBJ412-87鐵路行車線上施工安全技術(shù)規(guī)則及營運(yùn)線施工作業(yè)“八不準(zhǔn)”、“一把關(guān)”的規(guī)定及昆明鐵路局相關(guān)規(guī)定。9、環(huán)保措施9.1采用工字鋼便梁施工本身就是一項(xiàng)安全環(huán)保的技術(shù)措施, 主體工程完工后，可重復(fù)利用的工字鋼、鋼軌、扣配件、枕木等，回收時應(yīng)采取合理的防銹、防腐措施，作好標(biāo)識，認(rèn)真清點(diǎn)入庫。9.2、施工挖孔樁或樁板墻挖土外運(yùn)時要合理選擇施工便道路線，對鄰近沿線村莊和集鎮(zhèn)的便道要經(jīng)常保持干凈、整潔，必要時灑水除塵，裝運(yùn)砂石料時控制裝載量并加以覆蓋，避免行走時撒落，以減少施工揚(yáng)塵土對環(huán)境的污染。10、效益分析10.1技術(shù)效益東三環(huán)K7+267.074框架橋結(jié)束后，我公司對工程所用的工字鋼、鋼軌、枕木、扣配件等進(jìn)行了回收，并在這個工程中也總結(jié)了很多非常實(shí)用的施工經(jīng)驗(yàn)，后來用于云南三環(huán)中化化肥有限公司120萬噸/年磷銨工程進(jìn)廠道路與昆陽支線鐵路立交橋施工工程及廣大線K70+966通道涵的修復(fù)工程上