工字钢梁施工工艺

工字钢梁施工工艺

摘要：当公路下穿铁路需修建立交桥或在既有线上增建（改建）其它建筑物时，为不影响铁路正常运营，且便线绕行不可行或不经济时，采用工字钢便桥将线路进行架空加固，再进行明挖或顶进施工，完成桥梁施工。

关键词：工字钢便梁线路架空加固桥梁施工

1、前言

当公路下穿铁路需修建立交桥或在既有线上增建（改建）其它建筑物时，为不影响铁路正常运营，且便线绕行不可行或不经济时，常采用钢便桥将线路进行架空加固，再进行明挖或顶进施工，完成桥梁施工。

2005年我公司与中建七局组成联合体，共同完成了昆明市东三环南段道路工程第二合同段K7+267.074下穿昆小线、集装箱货场H1线、H3线铁路框架桥的施工。该框架桥原设计方案为顶进法施工，后变更设计为工字钢便梁架空线路明挖方案施工，大大缩短了工期，排除了老公路与框架桥间施工干扰，保证了施工安全，提高了经济效益。总结东三环K7+267.074框架桥成功的施工方法和经验，工字钢便梁架空加固线路的施工方法是非常值得借鉴和推广的。

2、工字钢便梁的特点及施工条件

钢便梁架空线路的形式根据新增建筑物跨径大小及线路条件，可采用D型、B型便梁或工字钢便梁等。采用D型、B型便梁对铁路线路条件的要求较高，只能用于线路曲线半径≥400m的地方，线路曲线半径≤400m时只能采用工字钢便梁进行架空。

由D（B）便梁及工字钢便梁的施工条件可以看出，工字钢便梁适用于施工环境受限的地点。在既有运营线的涵洞拆除、接长或新增工程采用敞坑或顶进施工时对行车限速（45Km/h）干扰较小。通过周密的计划安排，采用工字钢便梁在运营线上施工，可以保障线路的正常运行，能有效地保障线路安全畅通及桥梁的施工安全及施工工期，且适用性较强，操作简便，钢构件可重复使用。

但钢便梁属于无碴桥面，缓和曲线、竖曲线地段不宜采用工字钢便梁架空线路，列车也不宜在桥上停车。

3、工字钢便梁的工艺原理

工字钢便梁的工艺原理：

钢便梁结构通常采用高度为60cm、宽20cm的H型工字钢（以下简称型钢，材质16 Mn q合金钢，屈服强度≥340MPa），通过U型螺栓及扣板组拼而成。纵梁长12m，计算跨度11.6m，两片纵梁都由4根型钢单层并列的束梁构成。横梁为单根型钢，间距1.2～1.5m，横梁为双根一束时，计算跨度不大于9.0m；横梁为三根一束时，计算跨度不大于11.0m。为加强钢束梁的整体性，在每束纵梁内设5组拉杆，通过拉杆和拉杆局部硬木填块并拧紧拉杆螺母，将4根型钢联结成整体束梁。

钢便梁抬梁采用挖孔桩支承，桩径1.5×1.5m，桩长及配筋根据路基高度、地质条件、土压力（恒、活荷载）大小和桩顶荷载等具体计算确定。

在挖孔桩施工前，应先采用P43或P50钢轨按3-3-3-3或3-5-3式进行吊轨，钢轨可用25m长或20m非标准轨。在便梁长度范围，在钢横梁和木枕位置先后换成Ⅰ类木枕，便梁之外按既有线混凝土抽换木枕（Ⅱ类木枕也行，但联结钢箍及扣板需作相应变更）。轨枕扣件可采用不分开式扣件。便梁范围是否安装轨距拉杆根据线路具体情况确定。钢横梁位置的临时木枕和距挖孔桩中心4.0m的木枕，可不用U型螺栓和角钢扣板与吊轨联结。但吊轨端部木枕与吊轨联结箍紧并应安设临时木梭头。

4、工字钢便梁的施工工艺流程和操作要点

施工工艺流程图

施工工艺流程图

5、工程实例

东三环K7+267.074框架桥工字钢便梁的工程概况

东三环K7+267.074框架桥位于K7+251.684～K7+290.191直线段上，框架桥中线在K7+286.139与昆小线K7+672.736处相交，交角为85°05′31″，与集装箱货场H1线的交角为76°24′39″，与H3线的交角为60°54′28″。框架桥与道路平面为斜交布置，平面呈不等边梯形，结构形式为2-17.5m钢筋混凝土框架桥。

5.1该框架桥的的施工难点：

5.1.1由于K7+267.074框架桥下穿三股铁路且三股道互不平行，其中H1、H3线右侧接近道岔且为曲线，昆小线又套有米轨铁路，线间距较大，因而铁路的吊轨及横抬梁的设置是一个很大的困难。

5.1.2该桥右侧紧临老公路和铁路平交道口，公路行车密度大，行车安全和施工安全的防范措施须十分严密。

5.1.3由于该处铁路处于站区及货场，调车作业频繁且时间无规律，框架桥施工中保证列车安全运行的防护工作是施工中的重中之重。

5.1.4站场接近区段，段管线多、路径杂，改移保护难度大。

5.1.5框架桥下地基承载力低，须对地基进行加固处理，而架空的线路下净空较小，地基加固机具的施工操作十分困难。

5.2、施工顺序：

昆小线、H1、H3线吊轨加强线路→施工昆小线两侧钻孔桩→施工H1线两侧

钻孔桩→施工H

3线两侧钻孔桩→封锁H

1

线,铺设9#道岔一组→开通H

1

线→铺设便

线→便线开通→昆小线米轨停用，封锁昆小线7天→昆小线线下桩盖系梁施工，

钢梁架设→开通昆小线→封锁H

1线15天→H

1

线线下桩盖系梁施工、钢梁架设→

拆除道岔、便线→开通H

1线→封锁H

3

线7天→H

3

线线下桩盖系梁施工、钢梁架设

→开挖线下土方→地基加固→施工框架桥→分段、分点封锁线路，拆除吊轨梁、钢梁→整修线路。

东三环K7+267.074框架桥采用架空线路明挖施工方案，主要施工流程为：

施工准备→先间隔封锁昆小线→封锁H1线→最后封锁H3线。

5.3、操作要点

昆小线纵梁用3根一束工字钢，H1、H3纵梁用4根一束工字钢。纵梁两端固定于支墩上，纵梁设计最大跨度11.6m。横梁用单根一束工字钢，设计最大跨度单根为8m，在H1、H3线曲线地段横梁为2根一束，最大跨度11m，横梁中心为1.2m。

为保证工字钢梁的稳定和受力均匀，纵梁两端置于顶部预设的短枕木、短钢轨间并用木枋打紧，底部焊接于钢板上，梁束每1.5～2m用U型螺栓钢箍箍紧，必要时可增设钢板焊接进行加强。

横梁两端置于纵梁上，用U型螺栓与纵梁扣紧，对于采用2根梁束的制作与加固方法与纵梁相同。横梁顶面与轨底的接触面采用橡胶垫板。

详见钢便梁平面布置图。（附图1）

施工步骤：

5.3.1 施工准备

①施工前作好施工现场管网、线网调查工作。与管网、线网、线路等设备管理单位签订施工配合协议。配合各管网、线网业主对管网、线网进行加固防护和挪移工作。与铁路、车站、货场有关单位进行协调、配合、申报封锁和慢行计划；

②作好“实施性施工组织设计”申报、审核工作。将编制好的“实施性施工组织设计”方案报监理、指挥部、铁路局等部门审核、审批，以完善施工方案，取得施工许可，并完善各种手续。

③施工机具、材料到位。因为该工程对施工时间要求极高，所以在单项工程开工前，按材料计划备齐所需材料并进行加工制作，按施工计划运至施工现场，按计划配备机具设备，并检查其性能满足使用要求。并储备线路抢险、线路恢复所需的材料和机具。

④作好施工人员安全、技术培训工作。配齐施工及防护人员，进行岗前安全和技术培训，在施工前对全体施工人员进行安全教育和专业技术培训，提高施工人员的安全意识，懂得在既有线上施工的基本知识，确保线路畅通的行车安全的重要性。

⑤做好施工防护的准备工作，设置防护通信电话、防护棚、安装防护信号灯和慢行标志，配齐防护人员。