22 科协论坛·2009 年第 2 期(下)
工程技术与产业经济
近几年来,我公司在滨洲线、平齐线增建二线施工中有
大量的平改立施工,其中滨洲线海满段设计框构桥 10 座,平
齐线设计框构桥 6 座。目前线路加固较为普遍使用的
方法
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有:
吊轨梁法、横梁加固法、纵横梁加固法、轨束梁法、工字钢束
梁法等。在正线上尤其以纵横梁加固法中的 D 型便梁应用较
为广泛。我公司通过采用 D 型低高度便梁架空线路
方案
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顶进
框构桥,取得了明显的效果,既保证了行车安全又提高了施
工质量和效率,同时大大减少了对营业线运输的干扰。
1 D 型低高度便梁介绍
1.1 结构
D 型低高度便梁分为 D12、D16、D20、D24 等标准跨度形式
(具体尺寸如表 1 所示),以 D24 型便梁最为常用。其主要组成
部分是纵梁和横梁及连接构件,各种标准跨度 D 型便梁纵梁
采用箱型结构,高度和宽度随跨度增大而递增,横梁宽度为
0.21m,长度为 3.96m,横梁两端通过连接板及牛腿纵梁定位
相连,横梁上设有若干孔眼,以便于安装扣件,固定钢轨。在
梁低通过节点板设置斜连接系杆以增强 D 型梁整体稳定性。
D 型便梁组装和设置见下图 1 和图 2。
表 1 D 型便梁主要尺寸
型号 跨度 /m 全长 /m 纵梁 /mm中心距 高度
D12 12.06 12.40 4400 720 420
D16 16.08 16.40 4400 900 420
D20 20.10 20.48 4460 1200 480
D24 24.12 24.50 4460 1300 480
1.2 特点
(1)D 型低高度便梁作为战备用梁,广泛用于国防保障
方案中,它组装方便,使用灵活。各铁路局均有一定数量的储
备。我公司使用的 D 型梁大部分从路局战备处租用。
(2) D 型便梁为定型标准化构件,设计合理,结构简单,
组装方便,使用寿命长,不易变形损坏。其设置于线路两侧路
基上的基础支墩埋置较浅,便于施工。
(3)D 型便梁加固线路后,相当于架设了下承式钢板梁
桥,桥上线路稳定性得以保证,增大了行车与梁下施工的安
全系数,减少了梁上线路的维修工作量。
(4)D 型便梁架设时,必须在封锁时间内进行移设、组装。
而且采用 D 型便梁加固线路顶进作业时,列车时速不得超过
45km/h。
(5)在顶进过程中,框构桥无来自线路上部的荷载。因
此,顶进阻力可降低 1/3 左右,同时可以克服桥梁顶进中出现
的惯性“扎头”现象。
2 D 型低高度便梁加固线路施工方法
2.1 曲线上 D型低高度便梁的选择
(1)D 型便梁的架设主要受铁路限界、既有线的线间距
和曲线半径及超高等因素影响。通常采用通过调节轨顶至 D
型便梁顶的距离 (H) 的方法使得 D 型便梁安全、顺利地架设
在线路上。其中 D12、D16 型便梁有低位、高位两种布置方式,
即 H=185 mm 和 H=335mm ;而 D20、D24 型便梁则有最低位、
低位、中位、高位 4 种布置方式,即:H=335mm,H=485 mm,
H=635mm,H=785mm, 很显然 H 越大,D 型便梁的架设越容
易,反之则较难。
(2)架设 D24 型便梁的最小曲线半径 Rmin=350m ;架设
D16 、D12 型便梁的最小曲线半径 Rmin =250m。
(3)在实际施工过程中应尽可能地使 H 值较大。很显然
既有线增建二线D型便梁加固线路顶进框构桥施工技术
□ 郭 岩
(中铁二十二局哈尔滨铁路建设集团有限责任公司 黑龙江·哈尔滨 150006)
摘 要:在增建二线施工中有大量的平改立施工中涉及到了D型便梁技术的使用,D型便梁为定型标准化构件,
其架设主要受铁路限界、既有线的线间距和曲线半径及超高等因素影响。通常采用通过调节轨顶至D型便梁顶的
距离(H)的方法使得D型便梁安全、顺利地架设在线路上。D型便梁基础一般采用搭枕木垛或浇注砼,施工单位根
据设计给出的地基承载力经计算确定支墩形式。施工中要加强安全控制,确保行车安全。通过D型便梁加固线路
大大减少了对营业线运输的干扰。
关键词:D型便梁 加固线路 施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2009)02-022-02
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H 越小可适用的曲线半径 R 越小但对线间距 D 要求越大;同
时 H 越小施工的难度越大。在 H 突变处所对应的半径 R 是
恰好可以架设该 H 位置的曲线半径极小值 Rmin 此时的线间
距 D 肯定变大 , 所以在实际施工过程中必须同时考虑架设位
置 H 和线间距 D 的影响,使得 D 型便梁得以安全、顺利的架
设,从而保证在整个顶进施工过程中的人身和行车安全。
2.2 D 型便梁基础支墩设计
D 型便梁基础一般采用搭枕木垛或浇注砼,施工单位根
据设计给出的地基承载力经计算确定支墩形式。下面以 D24
型便梁为例介绍一下砼支墩计算过程:
(1)支座承受压力计算
支墩采用 C20 砼,直径 2.0m 的圆墩挖深 3.0m。既有线侧
因施工翼墙应适当加深。
D24 型战备梁,计算简图如图 3 所示(中—活载)。
图 3 D 型便梁支墩受力简图
D24 型梁自重:469.02KN,
线上钢轨及轨枕自重:25×2×0.6+44×2.54=140KN
中—活载对支座的压力 P :
2P×24=220×5×(4.5+16.62)+92×16.62×8.31
P=750KN
冲击及折减系数:
uv=[28/(40+lp)]×0.5×[V/(2×80-V)]
=[28/(40+24)]×0.5×[45/(2×80-45)]
=0.085
则支座承受的压力 P=750×1.085+(469+140)/4=966KN
(2)纵梁钢筋混凝土支座及地基检算
梁体总重为 46.902T,跨度 24.12m
线上钢轨及枕木重为 25×2×0.06+44×0.254=14T
中—活载对支座的压力 F :75T
冲击及制动力系数:1.085
支座承受的总压力:75×1.085+(46.9+14)/4=96.6T
支座承压面积:0.38×0.48=0.18m2
支座局部压应力:96.6/0.18=5.4Mpa
C20 砼容许局部压应力为:
14.0/)8.04(.40 −× =21Mpa
K=21/5.4=3.9>1.2
支座抗压强度满足要求。
地基承载力计算:
砼支座自重:π×12×3×2.5=23.56T
地基压应力:ó=(23.56+96.6)/π×12=38.27T/m2
地基容许压应力取:[ó]=50T/m2
K=ó/[ó]=50/38.27=1.306>1.2
所以地基满足承载力要求。
2.3 基础支墩施工
测量轨面标高并根据梁底标高确定基础支墩开挖深度
及纵梁应处的位置,通常复线 ( 单线 ) 每组 D 型梁设置八个
( 四个 ) 下部基础支墩,基础支墩设置于线路两侧路基上,基
础支墩采用挖孔桩施工,在挖基时,采用轨束梁防护既有线
路,利用钢护筒作为挖孔支护,边挖边下沉,避免塌方,影响
行车安全。挖基至设计标高后,做好垫层,浇注混凝土基础支
墩。待混凝土支墩强度达到一定程度后方可取出护筒,在护
筒与支墩周围间隙内填土夯实,拆除轨束梁,最后在基础支
墩顶面固定支座和螺栓。
2.4 D 型便梁架设
(1)根据框构桥顶进所需加固线路位置长度,在既有线
钢轨上标出 D 型便梁纵梁和横梁的位置,在桥梁两段各 75
米处锁定线路 ( 无缝线路区段需进行应力放散 )。
(2)按设计位置先将一片梁体就位,另一片纵梁高出轨
枕面 0.2m 左右,以便抽换轨枕。待纵梁垫稳撑牢后开始安
装联结板及牛腿,在安装横梁之前,将轨枕间距适当调整,要
求横梁的位置与轨枕位置一致。抽换轨枕应在封锁时间内进
行,抽一根枕木,插入一根横梁,插入横梁时要对准联结板定
位,上满高强螺栓,连接牢固。在每根横梁与钢轨接触处需要
垫大块绝缘橡胶板,绝缘橡胶板应采用厚度为 20mm 的特制
氯丁橡胶垫板,以防止轨道电路短路。为加强线路的横向稳
定性,在横梁上安装挡碴板,并捣固道床。同时将垫高的另一
片纵梁降落就位,联结纵横梁,逐段扒出石碴,安装斜杆和所
有联结系统。最后安装横梁上的走行轨组合扣件,固定钢轨。
2.5 D 型便梁拆除
桥梁施工完毕,对桥两侧路基坍塌部分进行渗水土回
填,并回填桥上道碴,拆除 D 型施工便梁。拆除便梁时仍利用
封锁时间突击进行,首先在便梁范围内填上石碴,拆除横梁
下斜杆及连接系,换上轨枕,上紧扣件,捣固道床,松动牛腿
和连接板,挡碴板,移出一片纵梁,抽出横梁,移出另一片纵
梁,方轨枕。拆除完毕后,经设备管理单位现场配合人员确认
达到放行列车条件,方可开通线路,经整修养护线路后逐渐
恢复至正常速度。
3 施工安全措施
(1)施工前首先办理有关设备管理单位的会签手续,签
订
安全协议
租房安全协议拆除工程安全协议书房屋拆除合同及安全协议书高空作业安全协议书范本高空作业安全协议责任书
,明确安全责任。通过现场调查提报施工封锁方
案和线路慢行
计划
项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载
,按时参加铁路局组织的月份
施工方案
围墙砌筑施工方案免费下载道路清表施工方案下载双排脚手架施工方案脚手架专项施工方案专项施工方案脚手架
会
和施工前的施工例会。并按规定设好慢行牌,配备测速仪对
列车速度进行监控。
(2)施工单位的主要管理人员要参加铁路局组织的营业
线施工安全培训,取得上岗证方可进行施工。施工单位要严
格执行《铁路技术管理规程》、《铁路线路修理规则》、《铁路工
务安全规则》、《信号维护规则》、《接触网运行检修规程》、《接
触网安全工作规程》和有关规范等各项安全生产规定。封锁
施工前不得超范围准备,开通后及时整修线路,机械料具不
得侵入限界,对影响行车的各个环节,必须加强管理,落实措
施,严密防范,确保行车安全。
(3)严防 D 型便梁联电,要拆除便梁内未抽出木枕上的
铁垫板,拧紧 S8 上的竖螺栓,消除便梁上的暗坑,控制好轨
下大胶垫的串动。经常检查轨底胶垫,各部连接螺栓,发现松
动移位及时紧固纠正。
(4)施工地段通过超限货物列车时,必须对 D 型便梁采
取加固措施。
4 总结
采用 D 型便梁加固线路,线路安全稳定性大大提高,列
车限速由一般加固的 25Km/h 提高至 45Km/h,可以提高列车
通过能力,减少对运输的干扰,对施工安全也有很好的保障。
采用 D 型便梁加固线路,施工工期较其它加固形式可缩短一
半。在顶进过程中由于没有线路上部荷载,可以从两侧同时
挖土形成两个工作面,能够减小顶进误差,提高工程质量,减
少顶进中的养护维修和加固工作量。关于 D 型便梁加固线路
施工方法,有待于在具体的施工中,不断总结积累经验,使其
进一步完善,进一步规范合理,在行车安全和施工安全上有
更高的保障。
参考文献:
[1] 铁路桥涵设计基本规范.TB100021-2005.
[2] 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土结构设计规
范.TB10002.3-2005.
[3] 铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范.
TB10002.4-2005.
[4] 铁路桥涵地基和基础设计规范.TB10002.5-2005.
[5] 铁路桥涵施工规范.TB10203-2002.
[6] 既有线顶进桥涵.肆桥8030-II.
[7] D24型lp=24、12m底高度施工便梁总图.