阅读说明：本技术 一种框构桥顶进铁路道岔加固施工方法 (Frame bridge jacking railway turnout reinforcement construction method ) 是由 赵志刚 秦辉 李军伟 王富波 任长征 张树坤 武路 王凯军 丰永江 张圆 刘浩鹏 于 2020-05-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种框构桥顶进铁路道岔加固施工方法,包括如下步骤：(1)、施工准备；(2)、横梁加固；(3)、扣轨加固；(4)、纵梁加固；(5)、检查验收。全程道岔静态检查几何尺寸完全符合要求,经沉降观测点数据分析显示加固后的道岔刚度、稳定性和各部位性能均满足安全使用要求。本发明施工保证了营业线行车安全,在节省资源投入的同时缩短了工期,圆满实现各项计划指标。(The invention discloses a construction method for reinforcing a railway turnout by jacking a frame bridge, which comprises the following steps: (1) preparing for construction; (2) reinforcing the cross beam; (3) fastening the rail for reinforcement; (4) reinforcing the longitudinal beam; (5) and checking and accepting. The geometric dimension of the turnout static inspection in the whole process completely meets the requirement, and the settlement observation point data analysis shows that the rigidity, stability and performance of each part of the reinforced turnout meet the safe use requirement. The construction of the invention ensures the driving safety of the business line, shortens the construction period while saving the resource investment, and satisfactorily realizes various plan indexes.)

一种框构桥顶进铁路道岔加固施工方法

技术领域

本发明属于铁路施工领域，具体为一种框构桥顶进铁路道岔加固施工方法。

背景技术

框构桥顶进下穿铁路施工前必须先加固既有设备。线路加固通常采用纵、横梁+扣轨的加固体系，纵、横梁为工字钢，按横抬纵挑形式布置，扣轨采用43kg/m或50kg/m钢轨以正反扣形式组成3-5-3轨束梁，这种工法已被广泛使用、技术较为成熟。当桥位施工里程位于站内范围时，顶进路线可能会遇到岔区或岔线结合区。道岔作为股道间的转入连接设备大量铺设在站内，其结构复杂会影响加固质量，加固体系较线路偏弱，安全风险系数随之增大，日常养护维修量大。

发明内容

本发明目的是提供一种框构桥顶进铁路道岔加固施工方法，适用于既有桥两侧新增桥时铁路平面布置为岔线结合区的道岔加固施工，在满足道岔正常使用的情况下顶进框架桥。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种框构桥顶进铁路道岔加固施工方法，包括如下步骤：

（1）、施工准备

核查道岔枕木间隔并放样横梁，在横梁上对应划出两侧扣轨、U型螺栓、枕木剁和纵梁位置，做好标识；

将道岔直股作为基准轨，控制横梁工字钢穿设，遇到障碍物时根据实际情况调整；限速后在道岔加固范围内检查、复紧加固设备连接零件，保证道岔结构稳定性。

（2）、横梁加固

横梁采用Ⅰ45b型工字钢，竖立布置于岔枕间空档，间距0.6m；转辙机至辙叉跟区段横梁长度按12m+6m布置，接头处螺栓连接并支垫；辙叉跟至岔后长岔枕区段横梁长度按12m布置；

首先将岔枕空档道砟掏空，采用电动牵引绞车配合人工完成横梁穿设，绞车设在道岔两侧，牵引绳系于横梁端头，横梁中部人工使用撬棍拨挑控制牵引方向，把横梁工字钢拉入挖好的槽内；每穿一根及时支垫起平，处理妥善后再穿设下根横梁；

横梁上的竹胶板与道岔轨底坡贴合，横梁水平须符合既有轨底坡要求，根据既有线路状况加垫木板，保证荷载契合面紧密、均匀受力，保持道岔的平面位置，确保道岔各部位性能正常；

横梁与支撑桩顶纵梁焊连，保证线路不发生横向位移；同时在邻线外侧D梁与纵梁间设枕木头提供侧向支撑。

（3）、扣轨加固

扣轨采用43kg/m轨，按照3-5-3的布置形式设在岔枕外侧和岔内道心处，岔外3扣式，岔内5扣式，人工抬摆安装就位；扣轨间的接头间距错开1.5m以上，同时与道岔中的接头错开，岔外扣轨安装时将钢轨扣放在预先划出的横梁位置处，锁住形成轨束梁；扣轨梁与横梁采用U型螺栓和扣板连接，与道岔绑结形成整体结构；

岔枕外侧3扣轨贯通铺设，整体线型参照岔枕位置布设；5扣轨分段布置在道心处（其中直股2段、曲股1段），分别设在转辙机尾端至辙叉心岔前方向直股接头段、尖轨跟端至岔后长岔枕段的直股道心和曲股道心。

扣轨结合现场实际情况断开并延伸满足穿插要求和加固长度，为保持道岔部件稳定，在道岔外股钢轨与扣轨间，用方木做侧支撑并打紧木楔，尖轨范围不钉入木楔。

（4）、纵梁加固

纵梁采用Ⅰ45b工字钢，两根一束布置在横梁两侧，支点一端在旧桥上、另一端设至支撑桩，人工抬摆安装就位；纵梁共设3道，其中道岔直向侧设1道，与扣轨间距离需要避开辙叉处接触网杆，按喇叭形布设；道岔侧向侧设2道，参考岔枕线型布设，其中第1道距扣轨0.5m，其中第2道距扣轨5.5m；纵梁接头采用高强螺栓连接，束梁间接头错开1.5m以上；

铺设纵梁前加强支点强度指标检测，采用U型螺栓和扣板与横梁连接为整体，纵梁下设置枕木垛支撑牢固，将各加固构件板联成框架结构包裹加固道岔。

（5）、检查验收

加强行车设备的日常检查，进线路前按每小时一次的检测频次，进线路后执行趟检；

现场专人使用道尺检查道岔轨距、水平并作好记录；

检查纵、横梁及扣轨连接情况，列车通过后检查螺栓松动并复紧，螺栓杆和扣板是否有松动和损坏，木楔子和竹胶板位置偏离时及时纠正，检查加固件整体受力情况。

申请人通过在太原市新店街三标太钢西北通道下穿太北六场框架桥顶进工程中与太原工务段、电务段等设备单位通力协作，结合各方意见扬长避短，组织完成了汾河站44#道岔加固并总结形成上述本发明方法。

本发明方法具有如下特点：

1、本方法施工工艺简便，可操作性强，加固构件尺寸与设备完美契合，不影响道岔数据检测；对场地、设备要求小，无需特殊设备，资源投入小。

2、本方法将道岔连接部分、辙叉部分形成整体结构，保证了道岔使用时的刚度和稳定性，同时减少尖轨处的尺寸变化，保证了整体加固质量。

3、本方法顶进过程中不影响道岔的正常使用，转辙机位于旧桥上稳定性良好，尖轨处紧密贴合可自如切换摆动，辙叉部分轨距、水平和“91、48”（查照间隔指辙叉心工作边至护轨工作边的距离，不得小于1391mm；护背距离为48，指辙叉翼轨工作边至护轨工作边的距离，不得大于1348mm）误差符合规范要求，设备运行正常，保证了铁路营业线行车安全。

4、本方法纵梁一端架在旧桥顶板，一端设置支撑桩；横梁一端与抗横移桩上的纵梁钢筋焊连，纵梁与邻线D粱间用枕木提供侧向支撑，整体体系稳固安全。

5、本方法为下穿铁路框构穿越站场咽喉区道岔时的施工提供了更多的选择。

本发明设计合理，具有很好的实际应用价值。

附图说明

图1表示本发明工艺流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施例进行详细说明。

中铁六局集团太原铁建公司承建的太原市新店街三标太钢西北通道下穿太北六场框构桥铁路里程分别为TLDK3+260.21和TLDK3+289.61，在既有1-15m框构两侧增建框构，框构轴线与铁路夹角为88.9°，两侧框构分别下穿汾河站及太钢专用线。孔跨结构为单孔整体式框架结构，净跨为1-9m，X1、D1框构结构总高为7.9m，框构轴线长度为57.66m、53.36m；X2、D2框构结构总高6.4m，框构轴线长度为17m、10.5m，框构顶板厚0.6m、底板厚0.7m。

桥位下穿汾河站及太钢专用线，汾河站共6条正线（西南环左线、Ⅵ道、太岚左线、太岚右线、西南环右线、上兰村支线），2条到发线（1、8道），6条正线及2条到发线均为电气化铁路，有砟轨道，混凝土土枕，正线轨型为60kg，到发线轨型为50kg。本实施例中加固道岔编号44#，位于汾河站8道，连接车站马力车库线，同时兼顾邻线接发车。2019年9月1日正式限速给点施工，于9月13日组织完成了汾河站44#道岔加固并总结形成下述施工方法。

一、框构桥顶进铁路道岔加固施工方法，包括如下步骤：

（1）、施工准备

技术员首先核查道岔枕木间隔并放样横梁，在横梁上对应划出两侧扣轨、U型螺栓、枕木剁和纵梁位置，用白色油漆做好标识并向现场作业人员交底。

纵、横梁和扣轨等加固材料场内运输采用平板车，通行既有西北门通道运至框构预制位置附近，再由25t汽车吊跨太钢尖山管道吊至待加固道岔旁的临时场地。

将道岔直股作为基准轨，控制横梁工字钢穿设，遇到接触网杆等障碍物时根据实际情况调整。限速后在道岔加固范围内检查、复紧加固设备连接零件，保证道岔结构稳定性。

主要材料见下表1

表1

主要施工机具设备见下表2

表2

（2）、横梁加固

横梁采用Ⅰ45b型工字钢，竖立布置于岔枕间空档，间距0.6m。转辙机至辙叉跟区段横梁长度按12m+6m布置，接头处螺栓连接并支垫；辙叉跟至岔后长岔枕区段横梁长度按12m布置。

横梁挖槽遵循“隔一穿一”的原则，采用人工开挖。首先将岔枕空档道砟掏空，采用电动牵引绞车配合人工完成横梁穿设，绞车设在道岔两侧，牵引绳系于横梁端头，横梁中部人工使用撬棍拨挑控制牵引方向，把横梁工字钢拉入挖好的槽内。每穿一根及时支垫起平，处理妥善后再穿设下根横梁。

横梁上的竹胶板与道岔轨底坡贴合，横梁水平须符合既有轨底坡要求，根据既有线路状况加垫木板，保证荷载契合面紧密、均匀受力，保持道岔的平面位置，确保道岔各部位性能正常。

工字钢横梁与支撑桩顶纵梁焊联，保证线路不发生横向位移。同时在邻线外侧D梁（D梁 即D型便梁，营业线施工用于加固支撑钢轨，是由纵梁、横梁、牛腿、斜杆、连接板定型组成的专用铁路加固设备）与纵梁间设枕木头提供侧向支撑。

（3）、扣轨加固

扣轨采用43kg/m轨，按照3-5-3的布置形式设在岔枕外侧和岔内道心处，岔外3扣式，岔内5扣式，人工抬摆安装就位。扣轨组拼为穿袖式，接头采用鱼尾板和高强螺栓连接，扣轨间的接头间距错开1.5m以上，同时与道岔中的接头错开，岔外扣轨安装时将钢轨扣放在预先划出的横梁位置处，锁住形成轨束梁。扣轨梁与横梁采用φ22U型螺栓和扣板连接，与道岔绑结形成整体结构。

岔枕外侧3扣轨可以贯通铺设，整体线型参照岔枕位置布设。5扣轨分段布置在道心处（其中直股2段、曲股1段），分别设在转辙机尾端至辙叉心岔前方向直股接头段、尖轨跟端至岔后长岔枕段的直股道心和曲股道心。当直曲股交汇点设5扣轨尺寸受限时，应避开螺栓、垫板设3扣轨进行过渡。本实施例中44#道岔为P50-9号单向左开道岔，道岔有3处交点，扣轨安装时尽量在其相对方向延伸铺设，分别是直、侧向内外股开岔处和直内股、侧外股与辙叉趾端连接处，由于扣板间尺寸受限空隙变窄需由5扣轨变为3扣轨，过渡范围6空枕木间隔，端头处严禁摆动必须设置卡扣板。采用φ22U型螺栓和扣板将扣轨与横梁连接。

扣轨应结合现场实际情况断开、尽量延伸满足穿插要求和加固长度，为保持道岔部件稳定，在道岔外股钢轨与扣轨间，用方木做侧支撑并打紧木楔，尖轨范围严禁钉入木楔。

（4）、纵梁加固

纵梁采用Ⅰ45b工字钢，两根一束布置在横梁两侧，支点一端在旧桥上，一端设至支撑桩，人工抬摆安装就位。纵梁共设3道，其中道岔直向侧设1道，与扣轨间距离需要避开辙叉处接触网杆，按喇叭形布设；道岔侧向侧设2道，参考岔枕线型布设，其中第1道距扣轨0.5m，其中第2道距扣轨5.5m。纵梁线型平顺，无明显翘曲现象，纵梁接头采用高强螺栓连接，束梁间接头错开1.5m以上。

纵梁作为加固体系中最外侧和上部构件，依靠支点起着抬挑道岔和其他加固构件的作用，铺设前加强支点强度指标检测，采用φ22U型螺栓和扣板与横梁连接为整体，纵梁下设置枕木垛支撑牢固，将各加固构件板联成框架结构包裹加固道岔。

（5）、检查验收

加强行车设备的日常检查，每次交接班时将既有设备的排查情况列入生产会议题，熟悉加固范围内工务、电务、供电等设备属性和注意事项。道岔设17处检测点，进线路前按每小时一次检测，进线路后执行趟检。

现场专人使用道尺检查道岔轨距、水平并作好记录，支距方向是否良好。横梁整体抬起道岔水平基本符合要求，同时应该重点控制道岔前后线路顺接情况，达到整体平顺。对转辙部分尖轨尖端是否翘曲密贴、辙叉部分“91、48”数据和导曲线轨距变化情况重点关注，确保道岔各部位运转正常。

检查纵横梁及扣轨连接情况，列车通过后检查螺栓松动并复紧，螺栓杆和扣板是否有松动和损坏，木楔子和竹胶板位置偏离时及时纠正，检查加固件整体受力情况。现场加强纵横梁挠度动态检测，做好数据记录并分析对比，为现场施工提供指导意见，及时排除设备故障，保持道岔稳定。

本实施例中，全程道岔静态检查几何尺寸完全符合要求，经沉降观测点数据分析显示加固后的道岔刚度、稳定性和各部位性能均满足安全使用要求。本发明施工保证了营业线行车安全，在节省资源投入的同时缩短了工期，圆满实现各项计划指标。

二、工艺原理

2.1、道岔加固体系是横梁抬纵梁挑+扣轨布置，横梁立放于枕木中间抬起道岔挖空段，是最下部的加固构件，纵梁和扣轨为通过横梁连接道岔传递受力。纵梁挑起横梁为主要承力点，一端架在旧桥顶板，另一端设置支撑桩。扣轨设在岔外和岔内道心处，起到保持道岔组件平衡、稳定各部位性能、防止接头起伏的作用。

2.2、横梁穿设采用电动牵引绞车配合人工完成。横梁前端人工使用抬杠和卡子使工字钢抬头，中间撬棍拨挑控制其行进方向，进岔后全程衬垫竹胶板，专人持橡胶垫辅助横梁过岔。横梁就位后先在两端起保险，调整后在道岔外侧钢轨与竹胶板之间钉木楔以传递荷载，但尖轨和滑床板范围严禁钉木楔。

2.3、扣轨按岔外3扣轨、岔内5扣轨形式布置，铺设长度延伸至岔后长岔枕。岔外扣轨贯通铺设，道岔外侧钢轨与岔外扣轨间设方木支撑。岔内扣轨设于转辙机后段至临近辙叉趾端的直股道心、直曲相交处至长岔枕段的直股道心和曲股道心，由于道岔直曲股扣板尺寸限制需要由5扣轨变为3扣轨完成过渡，过渡范围6空枕木间隔，采用φ22U型螺栓和扣板将扣轨与横梁连接。

2.4、纵梁两根一束设于道岔外扣轨两侧。纵梁共设置3道，直股侧设1道，曲股侧呈整体开岔散落形式，因此曲股设2道，采用φ22U型加长螺栓和扣板将纵梁与横梁连接，将加固组件贯通串连形成整体结构，使道岔连接部分和辙叉部分保持稳定性。

三、质量控制

3.1、U型螺栓、扣板及各种连接件必须满足使用强度，轨束梁磨耗不能超标，工字钢材质、截面尺寸符合国家标准要求，防止降低加固使用强度。

3.2、道岔加固质量必须满足《铁路桥涵施工质量验收标准》、《铁路工务安全规则》。道岔能否正常工作直接受横梁的整体受力情况及自身的稳定性影响，加固时必须保证岔区每道工字钢横梁自身的水平和工字钢的高度符合既有线路轨面坡度的要求；横梁与扣轨、纵梁连接牢固，形成整体受力状态，设专人检查加固设备的工作状态与受力情况。

3.3、在道岔外侧3扣轨与道岔外股钢轨之间用仿木提供侧向支撑加固道岔，确保道岔保持原有正确位置，不发生横向位移。

3.4、现场设专人检查道岔各部位尺寸及变形和移动情况，动态监控设备运转情况，包括尖轨、转辙部分及导曲线、辙岔部分。发现异常及时通知现场负责人，采取相应措施及时调整，始终保持道岔各部位正常工作。

四、安全措施

4.1、项目部组织成立专职线路整修组和安全检查组，线路整修组负责线路状态监护、几何尺寸检查、整修工作。安全检查组随时检查，负责施工防护。

4.2、穿工字钢横梁时，专人在横梁与主轨间加垫木板，防止因施工造成轨道联电。工字钢安装时，使用专用卡子和牢固绳索，专人指挥，行动统一，确保人身安全。

4.3、扣梁不得高于道岔主轨，并与横梁连接牢固。在横梁上加垫竹胶板，杜绝联电。扣轨及纵梁两端加设梭头并固定牢靠，保证加固长度的同时不能侵入铁路限界。

4.4、道岔外股钢轨与横梁工字钢之间打紧木楔，保证加固钢轨的强度及几何尺寸，使道岔状况始终保持良好状态。

4.5、横梁穿设完毕及时调整起平，横梁支垫加固后及时安装纵梁，推进加固体系形成，使其保持良好的受力状态。

4.6施工过程中，现场备有起道机、小顶镐、倒链、工字钢、枕木、撬棍、扳手等必备料具，预防有线路变形时抢险使用。

4.7、备好木楔子，凡松动处用木楔子打牢，线路主轨下与横梁间木楔随时打紧，保证线路不发生变形；备足一级道砟，捣固并养护好线路，保证线路状态良好。

4.8、施工人员令行禁止，统一指挥，现场所有施工人员必须服从现场指挥人员。严禁在铁路行车线路上堆放工具、材料。严禁施工人员随意在线路上停留、坐卧，以确保铁路行车及人身安全。

4.9、对影响施工的既有设备采取有效的防护办法，如电缆盒、红外测温仪、信号机电缆等设备明确标识专人盯岗。

4.10、在施工中必须遵守电气化铁路相关规章规定，以及营业线施工各项安全规定。

五、效益分析

5.1、社会效益

本方法有效解决了施工中岔线结合区道岔加固的难题，是桥涵顶进施工技术的革新，加固体系科学合理，保证了岔区轨道的刚度和稳定性。加固组件贯连成框架体系，借助旧桥结构承载，包裹抬挑起道岔，避免了大部分客观存在的安全风险因素，从根本上确保了营业线行车安全，杜绝了人身伤害事故，所达到的安全效益无可替代。

5.2、节能环保效益

维修养护工作量大大减小，减少了资源的投入。旧方法施工时为保证道岔正常运转，必须放缓顶进速度，提升养护频率，而使用本方法后提高了施工效率，达到节能环保的要求。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。