纵挑工字钢横抬梁法加固线路在框构顶进中的应用

纵挑工字钢横抬梁法加固线路在框构顶进中的应用

【摘 要】 根据工字钢横抬梁加固线路设计图纸，简述工字钢横抬梁加固线路在框构顶进中的应用和确保行车安全的具体措施。

【关键词】 横抬梁 加固线路 应用

随着经济的发展和铁路的提速，许多平交道口需要改成立交通道，既有站场需要增建新的旅客地道或行包地道。它们采用的结构形式一般为框构，施工的难点主要在于线路加固。特别是对于大跨径、与既有线斜交且穿过多股既有线的框构施工，线路加固显得尤为重要，它制约着工程的工期、关系着工程的安全。本文结合高新线K14+996.061-9m框构桥顶进的实例简述工字钢横抬梁加固线路在框构顶进中的应用。

1 横抬梁加固线路的方法

1.1 铺设吊轨束

铺设3-5-3吊轨束，保证吊轨束接头错开1m以上，在吊轨束两端加设临时梭头。

1.2 架设横抬梁

横抬梁一般由工字钢组成，工字钢型号根据轨底至框构顶的高度进行确定，分布间距根据基本轨的型号进行确定，横梁架空跨度根据工字钢型号进行确定。

2 横抬梁加固线路设计

2.1 设计简述

横抬梁加固线路设计主要是根据工字钢横梁的强度和挠度，按简支梁计算，确定工字钢的架空跨度。高新线K14+996.061-9m框构桥工字钢横抬梁加固线路概况：本工程为1孔9m、长17.9m、净高5.8m的框构，基本轨为50kg/m轨，单线，采用工字钢I56a横梁，3-5-3扣吊轨，限速值v=45km/h，按“中—活载”最大轴重计算荷载。

2.2 横抬梁加固线路受力分析

2.2.1 工字钢横梁间距

正线钢轨（忽略扣轨束受力作用）受力跨度确定工字钢间距L，受力为特种荷载250kN的1/2，作用点位于单侧正线主轨L的中心（如图1，2）。

式中

W—钢轨截面模量，50kg/m钢轨取251.3cm3；

（1+μ）—冲击系数，取1.13；

[σ]—钢轨容许应力，取170MPa。

由以上计算确定工字钢间距≯1.2m。

2.2.2 工字钢横梁架空跨度

横梁架空跨度（开挖宽度）根据单根工字钢的受力跨度确定，考虑工字钢受力最不利情况，特种荷载250kN作用于工字钢上，正线轨距按1.5m计算，假设作用点位于工字钢受力跨度的中心（如图3，4）。

式中

[σ]—工字钢容许应力，取140MPa；

Wx—工字钢截面模量I56a取2342cm3。

由以上计算确定工字钢I56a型横梁架空跨度≯6.0m。

2.2.3横梁挠度检算

工字钢横梁架空跨度Lp=6.0m，则横梁的挠度f：

f=Fl3/（48EIz）=8.2×10-3m式中

E—弹性模量，取2.1×10󰀀MPa；

I—工字钢惯性矩，I56a取65585.6cm󰀀；

由以上检算确定横梁架空跨度为6.0m，能够满足工字钢I56a的强度和挠度要求。

2.3 工字钢横抬梁加固线路示意图

线路加固长度38m，扣轨范围38m（如图5）。

3 横抬梁加固线路的注意事项

既有线桥涵顶进是利用列车间隔时间顶进，由于横梁与路基枕木垛之间无牢固联接，框构顶进时可能带动横梁移动或高低变化，造成线路设备发生变化。因此，在实际工作中，为确保行车安全，必须注意以下事项：

（1）横抬梁加固线路时，横梁是注意的受力结构，一定要保证横梁的稳定性，减少横梁的不均匀受力。工字钢横梁接头处腹板和翼板均采用高强螺栓，安装横梁时，相邻横梁的接头应错开1.5m以上，扣板螺栓不得高于行车轨面。工字钢纵梁边缘距线路中心最近距离大于1.5m。（2）由于线路上部重量全部压到工字钢横梁上，为减少框构顶进时的阻力，每组横梁下面应加垫槽钢做滑道，在槽钢和横梁之间涂刷滑油，以减少摩擦阻力。（3）由于顶进框构时横梁与线路设备之间的摩擦，顶进过程中有可能产生线路横移现象，因此必须必须采用相应的预防措施。在顶进方向的对面横梁工字钢头打拔钢板桩，在框构顶预埋钢筋螺栓安装倒链可以有效的预防和控制线路横移。（4）顶进过程中有可能造成框构抬头或低头现象，致使线路升高或降低，因此在横梁和线路之间保留2-10cm的调整余量，加垫木板调整线路的高低。不允许过大抬头，容易挑起线路；不允许过大扎头，框构顶与横梁底木枕过高，影响行车安全。测量人员需经常观测框构高程变化，发现问题及时处理。（5）所有钢材联接处均需设置绝缘橡胶板。（6）框构顶进方向填筑土坡后，再浇筑数条混凝土条形基础，上面布置双层木枕，必须保证木枕和横梁的稳定性。（7）混凝土支墩上方加垫木方，一定要塞实，保证纵梁和横梁的整体稳定性。（8）框构顶进期间，需专人观测线路变化，发现问题及时处理，确保行车安全。（9）框构顶进期间，边开挖边顶进，开挖宽度不能大于6m。（10）提前准备好回填渗水土和回填砟石。

4 结语

工字钢横抬梁加固线路采用最大轴重计算单根工字钢的架空跨度，安全系数较高，可加快开挖进度，能够很好地控制施工时间；架设横梁时未考虑扣吊轨作用，扣吊轨分散了主轨的集中应力，防止了框构外侧路基坍塌造成主轨悬空及跨度太大引起的行车危险。对于大跨度桥涵顶进，D型施工便梁加固线路无法满足架空跨度时，使用工字钢横抬梁加固线路操作简单，配件可自行加固，无论跨度多大都能够满足因此工字钢横抬梁是大跨度桥涵顶进的最佳方案之一。

参考文献：

[1]原铁道部.TB10002.1-2005铁路桥涵设计基本规范[S].北京：中国铁道出版社，2005.

[2]原铁道部.铁运函[2004]120号铁路桥梁检定规范[S].北京：中国铁道出版社，2004.