高滑道高架台车换梁施工技术.doc

1、1高滑道高架台车换梁施工技术摘要：铁路六次提速以来，为适应铁路全面提速战略的实施，确保提速列车的运行安全，满足铁路运输高速重载的发展要求，既有提速繁忙干线病害桥梁设备已陆续进行了换梁大修，仅北京铁路局 2006 年至2009 年先后进行了 6 座桥 130 余孔换梁大修施工。 关键词：高滑道高架台车 换梁施工技术 Abstract: The six speed railway has to adapt to the Railway full speed the implementation of the strategy, to ensure that the safe speed train

2、s running to meet the requirements of the development of high-speed rail transport overloaded, both speed the busy Route diseases bridge equipment has started to change beam overhaulBeijing Railway Bureau from 2006 to 2009 have conducted six bridge more than 130 holes construction change Liang overh

3、aul.Keywords: high slide overhead trolley-for-beam construction technology 文章分类号：U25 文献标识码：A 文章编号 1 引言 建于 6070 年代的铁路预应力混凝土桥梁，因当时的桥梁设计规范对梁体混凝土强度要求偏低，加之当时的制梁工艺和环境影响，混凝土2在提速重载作用下，历经多年风雨侵蚀，混凝土强度削弱，部分出现梁体混凝土裂纹及剥落掉块，钢筋裸露，影响设备正常使用安全。以京通线 48#桥为例，该桥建于 1974 年，位于怀柔北小水峪区间，单线，中心里程为 60K+481m，桥全长 402.7 米，由 16 孔跨度

4、23.8 米的预应力钢筋混凝土 T 梁组成。其第 2 孔梁的左片梁（面向大里程方向）腹板及道碴槽板上出现大块混凝土掉块剥落，钢筋裸露，经检测横向振幅超出安全限值，影响设备结构使用安全，故需采取换梁措施彻底解决病害。 2 换梁施工的一般方案及比选 2.1 一般方案：目前在换梁大修施工中常采用的方法有：吊车（汽车吊、履带吊、救援吊）换梁；架桥机换梁；人工换梁；龙门吊换梁；高架台车换梁。以及高架台车、人工与吊车、龙门吊的组合换梁方案。 2.2 各方案特点： 2.2.1 汽吊车换梁：设备普遍、操作简单，但受场地、吨位及作业半径限制，对于大跨度、大吨位桥梁，只能分片吊装，吊车回转半径范围内应无建筑物、架

5、空电线影响。 2.2.2 履带吊换梁：能吊重走行，适宜大吨位桥梁换架，但需组拼场地，站位、走行范围内对地基处理要求高。 2.2.3 救援吊换梁：不受桥孔地理环境限制，但需支腿基础处理，吊装吨位小，救援吊运行占用换梁封锁时间。 2.2.4 架桥机换梁：整备占用站场无接触网股道，架桥机往返车站占用换梁封锁时间，只能分片架设。 32.2.5 人工换梁：适宜低墩小跨换梁，铺设横纵向滑道准备工作量大。若能实现新梁现场预制，无需吊车配合，否则需吊车配合作业。 2.2.6 龙门吊换梁：跨线龙门吊架梁需封锁点内接触网拨线、分孔锯轨吊装轨排，平板车喂梁需编组，占用站场股道，只能单片架设。不跨线龙门吊需结合高架台

6、车换梁，铺设纵横向滑道。 2.2.7 高架台车换梁：采用大吨位、自走行带纵向微调的高架台车，可结合龙门吊、汽车吊实现整孔换梁，适合更换 32m 及以下跨度的提速梁，新梁提前整孔湿接上台车后，封锁点内无需接触网配合，满足现行180 分钟天窗时间。但要求桥下地势平坦，净空 67 米，桥墩接触网杆需提前移设。 2.3 比选原则 综合以上各种换梁方案特点，具体换梁方案的确定需在考虑施工工作量、施工机械和劳力配备的同时，又要综合现场具体的地理位置、行车条件等多种因素，兼顾施工及运输的综合比较。方案的比选既要考虑经济指标，又要充分考虑重要的定性因素。一般应根据换梁大修施工的性质和要达到的总目标，将问题分解

7、为不同的组成因素，如：技术可行性、经济效益性、安全风险性、质量控制性、配合工作难易性等，并按照各因素间的相互影响和隶属关系将其按不同层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型，并最终把方案的确定归结为最底层（方案层）相对于最高层（决策目标）的相对重要性的问题。 总目标：施工与运输并重，安全与质量确保 42.4 桥梁现状 京通线 48#桥第二孔孔位下地势平坦、无水，河床面距梁底高约10.3 米。桥上无缝线路，型混凝土桥枕，两侧人行道栏杆上均悬挂有电缆。既有旧梁图号为大（65）138，单片梁重 77.8T，预换新梁图号为专桥 2051，单片梁重 81.1T。桥下有路与公路顺接。 2.5 优选方案

8、通过方案比选，采用高架台车换梁方案较汽车吊、履带吊换梁方案对运输影响最小，总体费用偏低，安全风险性小，质量可控性高，配合工作量少，但从技术可行性上需满足高架台车换梁净空要求，即台车高度+滑道高度=桥下净空。一是地面铺设滑道，直接搭设10 米高架台车；二是抬高滑道基础，搭设7 米高架台车。 2.6 台车结构屈曲稳定计算分析 针对台车结构的构造和受力特点，采用有限元分析软件 Midas_Civil进行结构系统建模。建模过程中对结构构造按受力行为进行了合理简化，立柱采用梁单元模拟，斜撑采用杆单元模拟，台车桁架部分的立柱搭接处按铰接处理；按此建立的台车空间有限元计算模型见图 1。 图 1 台车结构空间

9、有限元计算模型 该台车结构的空间有限元计算模型中共有节点 936 个，杆单元 1125个，梁单元 842 个。本次计算利用 MIDAS 的线性屈曲分析功能求解由桁架单元、梁单元构成的结构的临界荷载系数和对应的屈曲模态。考虑到台车移动过程中可能发生偏载的情况，按照台车上两台千斤顶均匀受力和仅有一台千斤顶受力时两个工况进行屈曲分析计算。按此算得两种工况下的临界荷载系数和临界荷载见表 1，两种工况下的台车结构屈曲模态见图 2、图 3。 表 1 屈曲分析计算结果 工况 MIDAS 屈曲分析计算 临界荷载（吨） 按桥检规中心受压杆件 轴向容许应力检算（吨） 两台千斤顶均匀受力 553.838 827.3

10、66 仅有一台千斤顶受力 308.985 461.586 图 2 两台千斤顶均匀受力时台车结构的第一阶屈曲模态 图 3 仅有千斤顶受力时台车结构的第一阶屈曲模态 从结构的整体静力分析来看：该 10m 高的台车结构在 200 吨的压力作用下，杆件的强度满足规范要求，不会出现杆件屈曲失稳的情况。从图 2 及图 3 可以看出：台车结构的最薄弱的部位为桁架部分 N1 立柱接长联接处。 6但 10 米台车结构整体稳定性差，受走行制动、不同步、滑道不平顺、受压偏心等因素产生的振动，对结构使用安全影响大；7 米台车结构本身整体稳定性及动力性能好，但需搭设通长的高滑道刚性基础，费用适当增加。在单孔高墩换梁施工

11、中，优选高滑道高架台车方案为最佳方案。 3 高滑道高架台车具体实施方案 本次换梁施工总体上采用高滑道高架台车出旧进新结合汽车吊装卸梁的方案进行，换梁作业需封锁线路 180 分钟。提前在横向滑道位置灌注混凝土垫层、搭设滑道刚性基础、铺设横向滑道、组拼台车，新梁采用汽运至现场，利用 240T 及以上两台汽车吊卸梁并单片吊装至高架台车上，在高架台车上完成新梁湿接，点内由自走行高架台车完成整孔换梁。3.1 滑道刚性基础搭设 （1）为避免轨道出现不均匀沉降，搭设刚性基础前应灌注厚度不小于 800mm、强度不低于 C15 的混凝土垫层，垫层下土层应夯实，垫层顶面标高应根据梁底净空以及高架台车和刚性基础高度

12、确定，并尽量维持原河床标高，避免工后凿除清理。 （2）采用八三墩或高架台车标准杆件拼装刚性结构作为高滑道基础，底层垫梁中心距 0.75 米，顶层垫梁由双层杆件通长叠放，两层接头位置交错布置，立柱横向中心距 1.5 米、顺向中心距 1.75 米。 （3）为保证滑道同一标高，铺设底层垫梁时应逐根垫砂找平。 73.2 横向走行滑道铺设 （1）刚性基础搭设完毕后，在其顶面铺设统一规格、断面的桥枕，枕木中心距固定为 375mm，用 U 型螺栓与刚性基础杆件连接，防止枕木爬行、窜动。 （2）轨道铺设 50Kg/m 及以上钢轨，普通铁垫板道钉钉固。 （3）同一条滑道线路水平不大于 3mm、高低不大于 5mm

13、，采用标准轨距 1435mm（误差+5mm,-5mm） 。 3.3 高架台车组拼 （1）拼装出旧梁台车 2 台（即一组） ；拼装进新梁台车 2 台（即一组） ，单个台车承载能力不少于 240 吨。 （2）组装台车上千斤顶，新梁台车上设 4 台 100T 起梁千斤顶，并安设两台纵向移梁千斤顶，4 台起梁千斤顶由 1 个泵站控制，以确保其同步顶升，纵向移梁千斤顶由手动泵控制。每个出旧梁台车上设 4 台 100T起梁千斤顶，不安设纵向移梁千斤顶。 （3）台车尺寸，宽 2 米，长 5.85 米，高度为 7.0 米，具体以滑道顶面至梁底高度控制。 （4）每个台车由 8 台转速机控制，其在工作状态下可带动

14、台车走行部顺滑道移动，形成自走行台车。 （5）先组拼旧梁台车，运行至既有梁底处后再组拼新梁台车。 3.4 换梁作业顺序 3.4.1 拆除桥上线路扣件、顶起钢轨 8（1）根据线路条件，无缝线路换梁点前需利用天窗点进行锯轨、应力放散，拆除桥上护轨，清除梁缝处石碴。 （2）换梁拆除本孔及邻孔一定范围内线路扣件，并松开一定范围内扣件，将本孔桥上钢轨顶起 20cm 左右（以跨中最低点算） 。 3.4.2 人工起旧梁装台车。 每孔旧梁每端分别用 4 台 100T 的液压千斤顶起梁，把高架台车推入梁底指定位置，起梁时要同时启动梁体同一端的 4 个千斤顶，梁体两端交替进行，随梁体的抬高，不断在梁与台车间塞入硬

15、杂木及板，并随时跟紧木楔，起顶至预定高度后，再落梁至高架台车上。起旧梁千斤顶可根据情况放置在桥墩或台车上，在桥墩或台车上完成起落梁。 3.4.3 旧梁横移出桥位 高架台车横移旧梁至桥孔外侧（对应新梁台车另一侧） ，由吊车封锁点外吊离现场。若为双线桥或线间距小时，可同侧出旧梁同侧进新梁，点内吊车吊旧梁离场。旧梁移出桥孔后，开始支承垫石处理作业。 3.4.4 处理支承垫石 旧梁横移出桥位后，切割锚螺栓并对支承垫石进行凿毛、清扫、涂107 胶，采用早强干硬性钢纤维砂浆垫砂找平，安装钢垫板或钢筋砼垫块。3.4.5 新梁就位 支承垫石处理好后，新梁台车走行进桥位，进行新梁对位，落梁，新梁就位后锚固支座锚

16、螺栓。新梁对位时，如果需要纵向调整梁体时，可利用高架台车上纵向千斤顶进行作业。 93.5.6 恢复线路 回落钢轨，调整新枕间距，上紧主轨扣件；回填石碴，拨正线路方向，进行小型机械捣固；检查线路几何尺寸，确认达到线路开通条件后开通线路。 按照上述换梁作业顺序，新旧梁两侧进出，换梁封锁时间可控制在180 分钟以内，新旧梁同侧进出，时间可控制在 300 分钟以内。 4 结束语 高滑道高架台车换梁施工技术，为高架台车换梁施工技术填补了空白，在单孔高墩换梁大修施工中效果显著。随着时代的发展以及运输市场竞争的日趋激烈，铁路市场经营战略和体制改革还将不断深入，既有线桥梁设备改造的施工难度还将不断增加，还需要我们继续研究和探讨先进的施工方案和施工工艺，以适应业已饱和的运输条件，圆满完成换梁大修的施工任务，为铁路科学发展做出我们的贡献。