浅谈铁路立交桥下穿道岔区线路加固技术

摘要:本线路加固技术适用于铁路营业线道岔区框架顶进施工。在铁路线间设置φ125cm的钢筋混凝土桩群，轨枕下使用P43钢轨轨排扣轨、H型钢大纵梁、横抬梁，大纵梁置于桩基上，横抬梁置于大纵梁上，P43钢轨轨排置于横抬梁上，轨枕落于P43钢轨轨排扣轨上，搭构成上中下三层纵横交错结构。基于此线路加固方式，在框架顶进进入横抬梁时，在横抬梁与框架顶之间搭设支墩形成滑动支点，完成框架顶进作业。

关键词:铁路道岔区、不变形、H型钢组合、线路加固

中图分类号：F530文献标识码： A

引言

随着经济的发展，各个城市的扩建、改建，面临着很多平面交口改成立交交口，上跨立交桥相对下穿立交桥造价较高，在条件允许的情况下，下穿铁路立交桥越来越多。按照以往立交桥下穿铁路营业线道岔区顶进施工的方法，先将道岔区移出施工范围以外，待顶进施工完成后，再将移出的道岔进行复位。由于道岔岔尖位置不允许有较大变形，因此线路加固的关键就是确保岔尖不变形。现通过科研攻关，总结施工工艺，研究出不将道岔区移出，采用H型钢及P43钢轨扣轨纵挑横抬法对线路进行加固，形成本线路加固技术。此线路加固技术，不同于传统的采用工字钢总挑横抬的施工方法。该技术安全可控，能确保线路行车安全。

1.工程概况

邹城市双大路大东章下穿兖矿运煤专线铁路立交桥为2-13m钢筋混凝土斜交桥，与铁路线路斜交角为27º。该桥处于大东章编组站进、出站的咽喉区，桥上有4股线路和2组道岔。该桥西侧是大东章车站，站内是13股轨道的车辆调度区，东侧是向两个不同方向延伸的铁路曲线段。道岔区无法移动，故该立交桥使用此线路加固技术施工。

2.施工工艺流程及施工方法

2.1 施工工艺流程

图1.1 施工工艺流程图

2.2 “3-5-3”扣轨

该桥挖孔桩施工前，采用扣轨方式对线路进行加固。人工清除扣轨段轨枕之间的道砟，清理深度为线路钢轨轨底下16cm，然后在轨枕间穿入280×24×16cm（长×宽×厚）的长木枕，钉入道钉扣住线路钢轨。穿入长枕木时，隔三穿一，切不可全面掏槽，以保证线路的安全。一条线路扣轨段枕木锚定完成后，进行“3-5-3”扣轨作业。该扣轨是在线路轨枕上方。

“3-5-3”扣轨顺序：先扣两钢轨间的5扣，即先正向放置一根钢轨，再倒置放一根钢轨，再正放，再倒放，以此类推达到5根钢轨后，用特制扣板和U型螺栓将5根钢轨与线路枕木扣成一体。3扣轨排放置在钢轨外侧枕木端部上方，扣轨方法与5扣相同。

2.3 桩基施工

扣轨完成后，先用人工挖探沟，探明铁路路基上的管线，然后对施工作业段内线路上的电力、通信、信号等电缆管线、信号灯等铁路设施、设备进行改移，改移完成后进行桩基施工。该桩基主要是承载大纵梁传递的重力，同时也兼有防止路基安全的用途。桩基施工采用人工挖孔桩工艺施工。施工前，地下水位先降至所挖桩底标高以下1m后，然后再进行开挖作业。挖孔时，采用定制的提升架（受铁路行车界限的限制，提升架高度较低）进行提土作业，每挖0.5米或1米立即进行钢筋混凝土护壁，同时设置线路防护员进行防护，一旦有列车驶入，挖孔人员必须上孔躲避，确保施工安全。挖孔完成后，立即浇筑桩身混凝土，桩顶标高不得高于大纵梁的梁底标高。

2.4 小纵梁线路加固施工

1、桩基施工完成后进行小纵梁施工作业。小纵梁设置在轨枕下，采用P43钢轨轨排沿轨道方向纵向设置。

首先在施工段内的线路轨道上划出每种轨排的所处的位置，并把每股道划分区段。根据立交桥横向长度，计算小纵梁的加固长度，小纵梁比立交桥每边应长10m。小纵梁每次只能穿入一段，即12.5m。若总长度不是整根钢轨长度的倍数时，则采用短轨轨排。

2、然后对进行加固的区段放置临时支撑，每间隔4根轨枕清理一个枕间及相邻两根枕底的道砟，轨枕间清理深度为钢轨底向下36cm，轨枕下清理深度为轨枕向下20cm，清理完成后在轨枕间垒放入2根280×24×16木枕，在线路轨枕与穿入的木枕之间用短枕木和长40cm×宽20cm的硬木板支垫密实（硬木板厚度根据之间间隙调整），用此做为轨道的临时支撑。按照此方法反复施工，直至本次线路加固区段内轨枕下的道砟清理完成。

3、根据施工位置在股道外或股道线间拼组需要使用的轨排。轨排使用两块宽8cm×厚2cm（长度根据所扣轨束选择）的Q235钢板及两根长32cmØ22mm的Q235螺栓固定轨束，在每道的螺杆与轨排之间使用两个木楔子咬合塞紧，每3m一道，使轨束形成一个整体轨排。单股轨道下采用3-5-3扣轨轨排，道岔及渡线下采用7-9-7扣轨和9-11-9扣轨轨排。

4、根据申请的线路封锁点，进行拉入轨排施工。在线路外场地允许的情况下，使用挖机做为拉入设备（因为挖机使用时灵活方便)，如场地不满足挖机施工时，使用卷扬机配合防位移盖梁上预埋的“几”型预埋筋做为拉入设备。挖机在路基外就位，准备拉入轨排。使用U型卡环把钢丝绳一端固定在轨排上，一端挂在挖机挂钩上。使用起道器把轨道抬起，4台起道器放在加固段的轨道两端钢轨下对称抬起，起道器撑在轨道底面上，并分别置于区段纵向长度的1/4、2/4及3/4，横向置于能够满足进入的第二组轨排就位的位置上，起道器撑在轨枕底面上。然后抽出所有临时支撑的长枕木和上方的短枕木及硬木板，最底层的长枕木不可抽出。

5、使用挖机开始缓慢的拉入轨排，在轨排的每个夹板处设专人观察，发现夹板被拖入轨枕下方时，停止拉入，立即松动螺栓，挪动位置，使夹板在两轨枕中间，然后拧紧连接螺栓后，再继续拉入作业。

6、当把第一组轨排拉至轨枕中间的起道机边时，停止拉入此组轨排，解掉U型卡，把U型卡扣在第二组轨排上，把第二组轨排按照同样的方法拉入加固段的轨枕下，拉至就位位置（轨道或叉心正下方）或第一组轨排边，再按照同样的方法把第三组拉入轨枕下。然后收起轨枕中间的起道机，把U型卡环再扣在第一组轨排上，拉至就位的钢轨正下方。然后是第二组、第三组。

7、轨排全部就位后，在轨枕与轨排之间垫入橡胶绝缘垫片，橡胶绝缘垫片可起到减震及绝缘的目的，避免出现红光带。最后用U型螺栓把轨排与轨枕扣连，方法同“3-5-3”扣轨，不同的是小纵梁扣件的U型螺栓是卡在轨排上，扣板卡在轨枕上。U型螺栓连接扣板与轨枕之间也同样垫入橡胶绝缘垫片。扣件把轨排与轨枕扣连完毕后，拆除加固段两端的起道器。调整轨道标高，使用软式振捣器把小纵梁下道砟振捣密实，此区段小纵梁加固完成，车辆通行后，专人进行道路养护。按照同样的方法加固其它加固段及其他线路。

2.5 大纵梁施工

大纵梁在两股铁路之间，即线间距的中心线上。对每道大纵梁进行分区段施工，先清理出施工区段内桩顶以上的道砟、挖孔桩护壁。然后根据设计桩顶标高对桩顶进行处理，补垫不同厚度80×80cm的钢板，调整完成后，使用吊车吊入相应长度的H型钢，放置在桩顶大纵梁预埋钢筋之间，然后吊入第二片H型钢，H型钢之间密贴，无错台、探头现象。两根H型钢并置作为一组大纵梁。放置完成后，把两片H型钢顶面的拼缝使用电焊焊接，并使用手持打磨机把焊缝磨平。把桩顶预埋钢筋压弯，压扣在H型钢下钢板上，并用电焊焊接牢固，防止大纵梁移位。然后回填道砟至大纵梁顶面，使用编织袋装入道砟压在边坡上，防护线路边坡。按同样的方法施工其余大纵梁。

2.6 横抬梁施工

横抬梁位于大纵梁和小横梁之间，沿轨道垂直方向传入。在线路轨道上、防位移桩盖梁上划出每组横抬梁的位置线，按照间隔四组穿入一组的施工顺序进行施工（如先穿入第1、5、9、13组，穿入完成后，再穿入第2、6、10、14组，然后是3、7、11、15组・・・）。人工沿横抬梁边线清理轨道下的道砟，清理至大纵梁顶面。清理贯通后，用吊车逐根吊装横抬梁（H型钢）放在立交桥框架顶上，按对应穿入位置放好。在线路对面设置卷扬机牵拉横抬梁，卷扬机固定在防位移盖梁上，滑轮组挂在相对位置的预埋几型钢筋上，卷扬机钢丝绳通过滑轮组，使用U型卡环，把线路对面的H型钢逐根拉入。横抬梁接长时，使用两块长700×310×10mm Q235钢板和12根精制螺栓连接牢固，然后继续拉入。用同样的方法拉入其余的H型钢。

3.效益分析

该施工工艺技术先进，工艺新颖，在国内很少使用此技术。该技术在铁路立交桥下穿铁路营业线道岔区顶进施工中已成功应用，安全、质量可控，施工进度快，填补铁路营业线道岔区框架桥顶进施工的空白。

表2.1工程监测结果对比表

序号 监 测 项 目 允许值

（mm） 预警值

（mm） 实测最大值

（mm）

1 框架桥就位方向位移 200 100 50

2 框架桥就位标高 +150，-200 +40，-50 -20

3 轨道下沉变形 15 12 8

结论

通过对H型钢纵挑横抬组合式线路加固进行顶进施工的监控测量结果对比可知，采用本线路加固技术进行框架顶进施工，安全可控，框架就位及线路变形始终控制在容许范围内。

参考资料：《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415-2003

《客货共线铁路桥涵工程施工技术规范》TZ203-2008

《铁路桥涵工程设计基本规范》TB10002.1-2005