梁殿坤 上海铁路局工务处

镇江市健康路西延下穿立交工程位于京沪铁路下K1216+080处，与其成 20°06′36″交叉，立交桥为 3 孔框构桥，采用净宽6.5+14+6.5m的分离式框架，净高分别为6.5、5.3和6.85m。该框构桥为顶进施工，分别穿越京沪铁路上下行线，立交中心位于半径1200m的圆曲线线路上，外轨超高125mm，线间距为4950mm。

根据现场勘察资料，结合土工试验成果，框架基底位置处于泥炭层上：灰～灰褐，流～软塑,多为腐木状层状结构,极高压缩性,干强度低,韧性低。根据工务部门反映并结合现有地貌资料得知，线路两侧原为泥塘，面积约9000m2，深约4m，上世纪90年代为了加固路基曾进行过抛石挤淤、换填等处理。

1 线路加固方案

1.1 方案选取

因为框构桥与线路斜交，三孔框架在垂直线路方向投影跨度比较大，根据类似施工经验，可以采用吊轨配合纵横抬梁加固线路，但是此种方法难以保证线路的横向稳定，且挠度大、工作量大、加固工序复杂，既不经济也不安全。京沪线属于国家Ⅰ级干线，是铁路网最繁忙的线路之一，因此从最大限度的减少行车干扰和提高运营安全角度分析，拟采用D型便梁加固线路，此施工工艺所需设备简单，操作方便，既能够保证行车安全 ，又能压缩慢行时间，最大限度地减少对既有线运营的干扰，发挥最大的经济效益。

1.2 工况分析

线路为双线电化干线，便梁区域位于半径1200m的圆曲线上，曲线半径为1200m，外轨超高125mm，线间距为4950mm，要采用D型24m便梁加固线路，首先要判断是否满足架设条件。

1.2.1 便梁架设条件的判断

本工程拟采用D型24m便梁中位架设，即H=599mm、d=480mm、B=4460mm、L=24.5m，根据H<1100mm可知限界值为1875mm（详见图1），判断如下：

图1 便梁架设

(1)实测外轨超高h=125mm。

(2)根据建筑加宽办法可知

W内=40500/R+H/1500×h=84mm

W外=44000/R=37mm

(3)根据曲线半径R和D型便梁的全长L=24.5m（详见图2）。

图2 中矢距

由图2可知中矢距E为：

E=R-[R2-(L/2)2]1/2=0.0625m（实测中矢距E=61mm）

(4)由以上计算值可求得 b、c值为

b=限界值+E/2+d/2+W内=2230mm

c=限界值+E/2+d/2+W外=2183mm

(5)只有同时满足以下条件时才能采用中位架设D型24m便梁：

①便梁本身尺寸限制，即b+c≤B，得知2230+2183-4460=-47<0

②线间距的限制，即b+c+d≤D，得知2230+2183+480-4950=-57<0

③曲线外轨超高限制，即h≤100mm。实测超高值125>100。

根据以上计算得出以下结论：

条件①满足。

条件②满足，但是技术条件苛刻，没有足够的安全储备。条件③不满足，技术上需进行特殊的改进。

1.2.2 合理处理架设条件

针对于条件②的分析，根据现场实际情况、实际的施工能力和技术力量，拟定不拨道，采取以下防范措施：

首先，细化现场技术交底，让每位施工人员了解特殊工况，熟知便梁架设的技术要求，以便在施工中加强操作人员的精准操控意识，确保便梁精确就位。技术人员加强现场指导，严格把控几何尺寸，将架设误差控制在10mm以内。

其次，在支座处采用支墩预埋钢轨桩进行侧向限位，钢轨桩与便梁间用硬杂木塞实，防止因列车蛇形运动造成便梁横移而导致侵限。

对于③限制条件不满足的情况，讨论了以下两种解决办法：

第一种解决方案，调整曲线超高，为满足纵断面要求，保证调整地段与两端的纵断面坡度维持原有状态，采用下股标高不变，降低上股标高，具体方法如下：

①采用大型机械清筛落道，作业后恢复下股标高，降低上股标高35mm，调整超高至90mm（供电部门同步调整接触网）。

②清筛后大机起整作业两次，恢复正常（供电部门配合调整接触网）。作业后该曲线允许速度仍为140km/h（架便梁地段限速45km/h）。

根据公式：Hc＝11.8×Vmax2/R-H

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式中：

Hc-未被平衡的欠超高

Vmax-线路允许速度

R-曲线半径

H-实设超高

计算得Hc=103mm。

按《铁路线路修理规则》第3.7.1条规定：未被平衡欠超高不应大于75mm，困难情况下不应大于90mm，但允许速度大于120km/h线路个别特殊情况下已设置的90（不含）～110mm的欠超高可暂时保留，但应逐步改造。因此满足技术规定的要求。

经过现场详细调查，该曲线全长1180m，需上下行各清筛1200m，各起整1600m（包括顺坡），因此线路超高调整费用近50万元（不包括接触网调整费用），且该曲线段受电弓横向调整最大值为50mm,经过计算知实际要求接触网横向调整值为151mm，所以受电弓还需进行更换。经过以上分析得出以下结论：

超高调整方案在技术上可行，但经济投资巨大，且对既有线运营产生极大的干扰。

第二种解决方案，曲线超高维持原状，对便梁进行加固或改造。经过与中铁宝桥天元实业有限公司技术部门取得联系，专家的指导意见：在外轨超高125mm的条件下使用D24型便梁中位架设，承载满足要求，但便梁横向刚度不足。

根据以上的调查与分析，决定在应力放散后列车限速45km/h条件下，采取轨面不调整，对便梁进行加固处理的方案（详见图3），即斜杆和定位角钢均采用75×75×10mm的角钢进行制作,并加工特殊杆件，相邻钢枕进行多点斜向联接，增加便梁的横向刚度及整体结构的稳定性。根据土质情况，便梁支墩采用C25砼条形基础，基础底部和支点承压面处布置Φ12@200的钢筋网片。支墩处预埋P60钢轨桩进行D型24m主梁横向限位。加强便梁定位检查和轨控工作，并对钢轨扣件做到1次/2h全面检查，确保扣件的有效、稳固。

图3 线路加固

2 加固方案实施的效果

采用此方案加固后，我们立即用应变式位移传感器采集便梁的挠度、横向振幅等数据，并对支墩沉降、位移进行了长期观测。

在列车动力荷载作用下便梁产生的动挠度最高值为29.63mm,按《铁路钢桥设计规范》梁跨比为1/800，D24便梁跨中竖向位移容许值30mm，从挠度数据来看，已接近限值，但是规范中规定的设计值是考虑静载作用时的情况，因此在动荷载作用下测得的该挠度值应是符合安全要求的。

从表1中可知列车通过时，便梁横向振幅最大值为5.27mm,主要原因是未平衡超高比较大，与列车蛇形运动作用相叠加，对钢轨横向冲击力较大。

便梁支墩共设置6个位移观测点(2个／支墩)，从观测结果看便梁支墩后期出现了较大的沉降和纵向位移，主要原因是顶进拉槽时立面高度大，条形支墩基底又未做加固处理，一排密布高压旋喷桩被破除后，出现坡面土体在土压力的作用下沿泥炭层滑动和基底泥炭层承载力不足而被压缩，所以形成较大的沉降和位移。

根据线路加固后的观测数据，便梁跨中的挠度接近限值，跨中横向振幅稍偏大，但均在安全可控范围内，采用此方案进行线路加固取得了较好的效果。

表1 数据采集表

3 结束语

在圆曲线地段，外轨超高小于125mm的工况下，可有条件的采用D24型便梁加固线路，既能有效的保证线路运营和顶进施工的安全，也能在最大程度上缩短慢行时间和压缩工期，减少对铁路运输的干扰。在本案例中，未能重视条形支墩基底的处理，因而在框架顶进过程中支墩出现较大的沉降、位移，导致便梁支座经过多次垫高、加固处理，一定程度上给轨控工作带来了安全隐患。因此，在条形支墩基底土体承载力满足的情况下，还需探明是否存在如泥炭层等软弱土层的工程断面，对于软弱层层顶标高位于框架基底之上的情况，基底应做高压旋喷桩加固，桩长应穿透框架基底标高并留有足够的加固深度。