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

1

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

熟悉图纸 施工工艺流程图 方案审定、办理安全配合协议 施工复测 开工准备 5、工程实例 施工场地平整 东三环K7+267。074框架桥工字钢便梁的工程概况 光电缆防护,电力及 轨束梁加固 接触网改迁 684~K7+290。191直线段上,框施工准备 东三环K7+267。074框架桥位于K7+251。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°′28″。挖孔桩、路基护坡 2 工字钢便梁、扣配件预制 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H3线两侧钻孔桩→封锁H1线,铺设9＃道岔一组→开通H1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H1线15天→H1线线下桩盖系梁施工、钢梁架设→拆除道岔、便线→开通H1线→封锁H3线7天→H3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，

3

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。

○，6作好施工前精测工作，各点位座标、标高仔细计算，多人复核，定点准确，重要桩位做好护桩。

5.3.2 吊扣轨施工

采用P43或P50轨制成轨束梁按3-5—3布置，先对昆小线、H1线、H3线75米线路进行吊扣轨加固。

①申报昆小线和H1线、H3线施工慢行计划和线路封锁计划。 ②按封锁、慢行计划时间，进行吊扣轨施工。 ③单根抽换枕、套箍等工作利用“天窗”时间完成.

4

④安装横梁前,拆除吊轨、拆除线路，横梁安装完成后，再铺设线路进行吊轨加固。

5.3。3 加工、安装工字钢便梁

5.3。3.1架空钢梁共计15组。安装工字钢纵梁施工步骤：

①沿铁路股道外两侧纵梁中线挖除宽1。8m、深至纵梁底面标高下50cm土方，挖土时视情况对铁路道床进行支挡防护。纵梁与既有轨面线路纵坡平行.

②加工、组合好单束工字钢,将组合好的单束钢梁置于架设区域的两侧。吊装工字钢纵梁至支墩预埋短钢轨间并打紧，U型螺栓扣紧工字钢梁束。

③加工好所有连接杆件,作好标识，派专人负责清点发放。检查、加固纵梁、纵梁与基本轨用方向拉杆连接，检查加固线路。

5.3。3.2安装工字钢横梁、架空线路

每股道工字钢便桥设计为5跨，本方案计划每次封锁线路时间5小时内安装横梁1跨，每天封锁2次，自东向西隔跨安装，其步骤如下：

①利用列车通行间隙，根据横梁位置、方正或抽换短横梁（枕木）； ②封锁线路，拆除或拨移第一跨线路，挖除线下道床至横梁底面下30cm； ③吊装H型工字钢长横梁，用U型螺栓与纵梁扣紧;

④将线路移到长横梁上就位，掉轨加固开通线路；

按上述步骤，依次铺装1~5跨横梁，架空线路，每股道桥横梁按3天完成。

架梁作业时间表

序号 1 2 3 4 作业名称 清除道碴 安设纵梁 安设横梁 加固纵、横梁、线路 时间合计 时间（h） 2 2 3 3 10 备注 6、施工机具和劳动力安排 该工程工期要求非常紧迫，故在工程的施工准备阶段对施工机具、材料、人员就位情况都要求环环相扣,不得有丝毫懈怠。

6。1需投入的主要施工机具

序号 施工机具名称 1 工字钢 规格型号 5

单位 数量 备注 t 根据设计图要求进行备2 3 4 5 6 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 P50钢轨 木枕 扣配件 9#道岔 道碴 Ⅰ级道碴 200KW发电机组 50T汽车吊 平板汽车 250T火车求援吊 火车动车 10T手拉链葫芦 电动扳手 单轨车 起拨道机 QB—29 液压捣固机 XYD—2 轨缝调整器 钢轨钻眼机 D2G—32D 锯轨机 DSIG—4 自卸车 CQ-16 电焊机 交流机 抽水机 S80-65-160 道尺 全站仪 拓普康 水平仪 6。2劳动力安排（人） 工种名称 线路工 防护人员 起重工 安装技工 人数 25 12 10 10 t 根 套 组 m3 台 辆 辆 辆 辆 台 把 台 台 台 台 台 台 辆 台 台 把 台 台 序号 5 6 7 8 1 1 2 2 1 1 2 6 8 10 4 2 3 3 4 6 2 3 1 1 料、下料，钢便梁的预制、加工因工地现场无合适场地，在外租用场地进行预制。 机车压道 7。5KW 人数 20 6 4 3 序号 1 2 3 4 工种名称 普工 焊工 机电工 测量人员 合计：90人 7、质量保证措施 7。 1、建立开工前的技术交底制度

每项工程开工前，必须由主管工程师向全体施工人员进行技术交底，讲清该项工程的设计要求、技术标准、施工方法和注意事项等。每个工序开工前由施工队主管工程师向施工班组进行技术交底,使全体人员在彻底明了施工对象的情况下进行施工.施工前对各个控制点进行精确测量,准确定位。

6

7。 2、每趟列车经过后，技术人员必须对轨距、高低等线路几何尺寸进行检查校核，对不合格点马上进行整改,相关技术数据记录在案。

7. 3、建立健全原材料、成品、半成品的管理制度

该项工程使用工字钢、钢轨及扣配件量特大，且用于关键部位。故对材料的要求必须更加严格。所有材料必须为有质量保证的厂家生产,有出厂合格证,且经复检能达到材料所需的各项指标，经监理、业主检查合格同意进场的原材料、成品、半成品，方能进货。材料进场后要分类、分批堆放，并设立标志卡，坚持按用途归口管理、发放,不得混杂，对易受潮的物品要做好防雨、防潮措施.

8、工字钢便梁施工安全措施

8。1 所有用于钢便梁上的工字钢、钢轨在使用前必须进行探伤检测。各项指标符合规范要求,且经材料复检物理性能满足设计要求的才能用于施工.

8.2工字钢便梁施工完毕，必须经铁路局行车安全监察室、工务段和车站检查，确认符合列车运行条件，并经双方签认后，经机车压道后方可放行列车,并在运行中加强养护。

8。3为保证工字钢便梁的稳定，设置支座时在第根方桩顶预埋藏.3m长的短钢轨四根,每根外露长度为0.6m，作为横向固定。并用扁钢与预埋钢轨焊接.短钢轨间预埋厚6～8mm钢板，工字钢便梁安装后，底部用扁钢与预埋钢板焊接。

8。4 纵、横梁抬梁、轨料在运输中必须配备足够人员,保证运输安全。 8。5 施工现场必须明确施工负责人，统一指挥、调度，保证现场有序不乱.施工负责人对每次铺好的线路进行检查，达到列车放行的条件用规范要求方能放车。

8.6 指派专人在每次列车通过后，对施工范围两端各20m及便梁结构进行检查，发现异常及时采取措施，保证行车安全。

8。7 对电缆、地下管线等地下构造物进行保护。

8。8 严格执行铁道部TBJ412-87《铁路行车线上施工安全技术规则》及营运线施工作业“八不准\"、“一把关”的规定及昆明铁路局相关规定。

9、环保措施

9.1采用工字钢便梁施工本身就是一项安全环保的技术措施， 主体工程完工后，可重复利用的工字钢、钢轨、扣配件、枕木等，回收时应采取合理的防锈、

7

防腐措施，作好标识，认真清点入库.

9.2、施工挖孔桩或桩板墙挖土外运时要合理选择施工便道路线，对邻近沿线村庄和集镇的便道要经常保持干净、整洁,必要时洒水除尘，装运砂石料时控制装载量并加以覆盖，避免行走时撒落，以减少施工扬尘土对环境的污染。

10、效益分析

10。1技术效益

东三环K7+267.074框架桥结束后，我公司对工程所用的工字钢、钢轨、枕木、扣配件等进行了回收,并在这个工程中也总结了很多非常实用的施工经验，后来用于云南三环中化化肥有限公司120万吨/年磷铵工程进厂道路与昆阳支线铁路立交桥施工工程及广大线K70+966通道涵的修复工程上,现在大部分材料还在周转使用。我公司大多技术人员已经能熟练掌握此项施工技术和操作方法，用于同类工程。

10.2经济效益

工字钢便梁架空线路不仅能确保施工安全，有效地缩短施工工期,工字钢也可多次流通周转，由此可见工字钢便梁施工技术为我公司产生非常可观的经济效益。工字钢及其它扣配件运转到一定周期后，还可以按废弃钢铁进行处理，同样能有经济回报。

11、结语

我公司对此项施工技术特别重视，于2006年设计了关于工字钢便梁的一系列施工方案,对上承式、下承式及吊轨为3-3—3—3型或3—5—3型的各种型式做了详尽的设计，作为公司参考图纸，可用于今后的同类工程施工。

8