肖南

（1.中铁大桥局武汉桥梁特种技术有限公司，湖北，武汉 430205；2.桥梁结构与安全国家重点实验室，湖北 武汉 430034）

1 工程概述

三峡枢纽白洋港疏港铁路工程从紫云地方铁路沙湾站接轨延伸至白洋港区[1-2]，线路从沙湾站东端咽喉牵出线反向接出后折向南前行，以高架方式上跨G318国道后线路沿沙湾路的东侧走行，而后折向东引入白洋港一期1～4 号泊位。

改造白洋港一期工程1～4 号泊位，总长416m，在现有平台上增设1 组火车轨道（共2 根），其中江侧火车轨道中心线距码头前沿线7.53m，两根火车轨道间距为标准间距1.435m。为辅助火车精确定位，在码头上布置1 辆齿轨牵引车，齿轨牵引车轨道设置在两根火车轨道正中。原码头平台结构如图1 所示。

图1 原码头结构断面图

图2 改造后码头结构断面图

2 总体施工方案及施工难点

2.1 总体施工方案

由于原码头面板承载力不足，采取先拆除原结构面板，新增轨道梁的总体实施方案进行改造。主要工序有在既有码头3#纵梁与4#纵梁下部搭设防护平台，凿除现有3#纵梁与4#纵梁之间的400mm 厚现浇面板及预制面板，再在已建横梁上钻孔、植筋、搭设模板、浇筑一条长约416m，高1800mm 的火车轨道梁（π 型结构）[2]。现浇上部400mm 面板及轨道槽，铺设铁路钢轨和牵引车钢轨。

2.2 施工难点

（1）因既有码头结构空间限制，面板拆除、轨道梁现浇等工序属于临边高空作业，安全防护难度高。

（2）既有码头面板需拆除后，在原位植筋、绑扎钢筋、搭设模板、浇筑π 型轨道梁，面板拆除、横梁植筋等工序对可能原结构造成破坏。

（3）白洋港码头改造时，仍需保持运营状态，在避免干扰正常运营条件下组织施工存在一定难度。

3 施工关键技术

3.1 钩挂式防护棚架技术

考虑到码头运营和既有结构的影响，难以投入大型机械设备，且存在梁底作业面狭小、临边、高空作业等施工困难，需搭在既有梁底搭设刚性防护棚架，该棚架既可作为混凝土拆除时建筑垃圾、污水收集平台，亦可作为人员施工现浇轨道梁时的作业平台，具备绿色环保的属性，防护棚架结构图如图3 所示。

图3 防护棚架结构图

图4 防护棚架结构图

安装时，采用汽车吊将棚架构件逐一吊装至码头下方的梯道上摆放，再由人工将临近梯道棚架框架安装至既有横梁顶部，并在两个框架间安装分配梁使其形成整体，以此整体框架为临时平台，工人站在此平台上逐个搭设后续框架并连成整体，最终完成棚架的搭建。在使用过程中，可供工人在棚架上通行，配合上部人员作业，如在混凝土切割时，可在棚架上满铺防水布进行污水收集，同时防止混凝土碎屑落入水中。在现浇轨道梁时，工人可站立于棚架上协助安装现浇梁支架，架立、拆除模板。

3.2 混凝土面板静力切割拆除技术

因混凝土面板平均厚度450mm，切割宽度2500m，每8m 跨板中间存在一道湿接缝，考虑吊装安全，以横向1.8m 宽度作为一个分段，伸缩缝段不做切割利用原有伸缩缝。纵向沿π 型梁翼缘边线进行切割，最大吊装重量为标准段处，长1800mm，宽2500mm，高450mm，重5.0t。桥面板切割按照先横缝后纵缝的顺序切割，沿切割标线逐道切割，吊装孔采用水钻设备实施，在桥面板两板距切割缝50cm 的位置用水钻进行钻孔施工，每块桥面板设置 4 个圆形吊装孔，孔径约 20cm，吊装孔部位尺寸可视实际情况进行适当调整，确保吊装时桥面板受力均匀。

因板厚400mm 以上，采用大直径盘锯切割时易伤及既纵梁，且噪音较大、安全风险高，因此采用主要绳锯切割，具有施工进度和安全有保障，噪声低，无粉尘污染、可遥控操作优点[3]。首先采用水钻在混凝土面板上开设两个洞，然后将绳锯金钢绳穿过，启动绳锯切断横缝及纵缝。既有纵梁与切割面板交界区域则采用风镐进行破碎凿断。风镐破碎区域的钢筋保留以便后与续轨道梁连接成整体，切割区域和凿断区域划分如图5 所示。凿除前，沿设计轨道梁设计边界，用混凝土路面切割机切割一道10cm 深度纵缝，保障混凝土浇筑后，轨道梁直边美观。

图5 切割和凿断区域划分

3.3 火车轨道梁现浇技术

新增火车轨道梁为π 型结构，总长度416m，高度2.3m，如图6 所示。施工时需在既有码头横梁上进行植筋、绑扎钢筋、架设模板后浇筑混凝土与既有横梁形成整体。

图6 轨道梁横断面图

现浇梁施工需借助吊挂支架作为模板支撑结构，如图7 所示，单个吊机长度7.2m 与现浇梁跨度一致，绑扎钢筋、架设模板、浇筑混凝土均在支架上完成操作，待混凝土养护达到75%强度后拆除吊架及模板，倒用至下一个作业区域，共设置有14 套吊架，倒用三次即满足。

图7 现浇梁吊挂支架

吊挂支架采用双拼[28 槽钢作为顶部分配梁，底部则采用双拼，吊索为精轧螺纹钢。在拆除既有面板后，使用汽车吊将顶部分配梁安装在两片既有纵梁之间，再吊装底部分配梁并用精轧螺纹钢将顶、底连接成整体形成平台，精轧螺纹钢在施工过程中套入pvc 管，一是防止电焊打伤、二是混凝土浇筑后方便取出。工人站立于支架上进行植筋、绑扎钢筋、浇筑混凝土的工序，模板由工人站在棚架上进行安装。其中植筋施工浇筑混凝土时分为两次浇筑，先浇筑底层结构，然后在面层上预埋火车道钉孔胶棒、齿轨基座钢板，浇筑前为保证新旧混凝土良好结合，需在新老混凝土结合面涂刷界面剂[4]，安装预埋钢板时按2m 一节分段，防止焊接时收缩边形量太大影响精度。

3.4 火车、牵引车轨道安装技术

3.4.1 火车轨道安装技术

火车轨道采用P50 钢轨，通过弹条I 型扣件和普通螺纹道钉锚固于扣件底座上。如图8 所示。安装精度控制点在于预留道钉孔预埋件的尺寸精确级别，为解决预埋胶棒的精度控制问题，采用定制钢模板作固定预埋胶棒，采用全站仪精确定位起始点和终点坐标，通过线型拟合后安装预埋件，再浇筑混凝土。轨道安装完成后槽内填充沥青混合料密封。

图8 轨道梁面层结构图

3.4.2 齿轨车安装技术

齿轨牵引车轨道采用齿轮齿条传动，通过齿轮与齿条啮合力提供走行动力[5]。结构采用的是预埋钢板焊接固定齿条的方法，有固定齿条和活齿条两种。固定齿条组件由齿条、侧向连接板、侧向连接螺栓、纵向底板、纵向连接螺栓组成，纵向底板需要测量预埋钢板高程，确定位置以后同预埋钢板焊接。活动齿条组件由齿条、侧向连接板、侧向连接螺栓、侧向固定块组成，在确定齿条纵向直线度以后，焊接侧向固定块，定位齿条。齿轨安装完成后，二次浇筑沥青混凝土。

针对温度影响下齿轨的膨胀收缩问题，由于驱动齿条的刚度大，如果将全部的驱动齿条进行焊接，在温度影响下，驱动齿条的热胀冷缩容易造成啮齿间距离的变化，从而降低精度。因此，在驱动齿条安装时，只对中间位置的固定齿条进行焊接，两端的驱动齿条只固定在垫板上，而不与预埋钢板进行焊接。在温度的影响下，齿条可以向两边活动，从而保证运营阶段的齿条精度。

4 结语

三峡枢纽白洋港疏港铁路工程中，集装箱码头增设货车轨道是该工程的重点项目。结合安全、环保、工期等因素，码头改造过程中通过采用防护棚架较好地保障了施工中的安全及环保；通过静力切割技术拆除既有面板效率高噪音小；采用定制的现浇梁支架、预埋件以及测量定位措施，解决了现浇梁施工质量和钢轨、齿轨安装精度的问题。以上技术的成功应用，确保了轨道梁施工顺利进行，在长江水资源保护、既有结构利旧、资源节约方面也取得了较好的效果。