超重道岔梁夾軌式頂推施工技術應用探討

羅意

（中鐵十一局集團第四工程有限公司，武漢430000）

1 引言

在鐵路工程項目中，超大超重道岔梁吊裝施工多采用卷揚機和滑輪組、鋼絲繩牽引施工，其牽引力、牽引速度難以準確控制，且在滑移岔道梁過程中岔道梁晃動大、安裝精度低、安全性差，難以滿足超重道岔梁高精度施工技術要求。 夾軌器是一種新型同步頂推系統，適用于大型構件同步頂推滑移施工，其具備自鎖式夾緊裝置，省略反力架加固裝置，施工簡單[1]；頂推千斤頂與被頂推構件剛性連接，有效改善傳統頂推施工方式產生晃動問題；多點同步頂推，降低局部受力面臨的結構破壞問題[2]；頂推緩慢加載，勻速頂推，施工過程平穩，降低了頂推施工對超重道岔梁結構的沖擊作用[3]，提高道岔梁穩定性。本文結合長沙磁浮東延線接入T3 航站樓工程，深入研究工程施工技術難點及頂推施工技術方案，以期為同類工程施工提供有益參考。

2 工程概況

長沙磁浮東延線接入T3 航站樓工程位于長沙磁浮快線黃金特大橋24#～26#墩（DK16+859.6～DK26+909.6），線路兩側設置兩組道岔梁，過渡線連接左右疏解線。 工程現狀為簡支橋結構，根據工程規劃設計，需拆除原簡支橋結構后新建道岔平臺連續梁，出岔后，橋梁分為2 座單線橋梁，分左、右以高架形式上跨臨空大道，隨后在機場管理集團北側入地。

左單線橋自ZDK0+091.21～ZDK0+114.63 處跨越臨空大道（與機場高速公路平交口位置，現狀為斷頭路），線路與其夾角為86°。 右單線橋與YDK06101.78～YDK0+118.51 處跨越臨空大道，線路與其夾角為73°。臨空大道現狀為水泥路面，道路正寬16 m，該道路與機場高速公路平交處采用了柵欄封閉。工程中，東沿線接入T3 航站樓工程，在起點處與磁浮正線設置1 處接駁點（DK16+859.6），接駁點位于磁浮快線黃金大道特大橋24#～25#墩之間。接駁點附近橋梁設計為2×25 m 道岔連續梁，道岔梁采用預應力鋼筋混凝土結構，基礎結構為鋼蓋梁門式墩，設計車速100 km/h，設計使用年限100 a。

3 施工技術方案比較

該工程接駁點橋梁為2×25 m 道岔支撐連續梁， 其中，梁面道岔為鋼梁，道岔鋼梁可左右移動，道岔兩端為非道岔區，非道岔區采用混凝土承軌梁，承軌梁上鋪設軌道。 箱梁和道岔總重約2 600 t，拖拉總重為2 650 t。 結合現場施工條件和道岔梁頂推施工技術要點，施工單位選擇鋼絲繩拖拉和夾軌式頂推施工技術方案，施工單位對兩種技術方案進行試頂推，根據施工技術方案應用效果確定最終技術方案。

3.1 鋼絲繩拖拉方案

根據道岔梁總重和頂推施工要求，施工單位確定鋼絲繩拖拉技術方案：采用不銹鋼復合鋼板作為滑道，滑動面均涂二硫化鉬鋰基脂與黃油調和潤滑劑，降低滑動面摩擦系數。 按摩擦系數0.1 計算，拖拉力需2 650 kN（265 t），設計采用4 臺150 t連續千斤頂，確保千斤頂拖拉力不小于計算值2 倍；道岔梁臨時墩上各設置1 道Q345B 滑道梁，共計4 道，滑道梁臨時墩支點處兩側設置加強牛腿，減小道岔梁拖拉時的摩阻力[4]。

在拖拉頂推施工中，由于道岔梁為變截面梁，自重分布不均，各千斤頂頂推力不一，難以保證和控制道岔梁拖拉的同步性，導致道岔梁拖拉施工中精度偏差較大，難以滿足該工程道岔梁高精度頂推施工要求。

3.2 夾軌式頂推方案

設計采用夾軌式頂推方案時，施工單位在臨時墩上設置1道滑道梁，共計4 道。 正式夾軌器頂推前先進行試推，待確定滑鞋和滑道梁摩擦系數和千斤頂應力參數后， 設置千斤頂頂推參數，同步控制夾軌器同步頂推施工。 夾軌器頂推施工中，滑靴與道岔梁前端通過銷子連接，啟動千斤頂同步頂推，頂推完1 個頂程后回頂， 頂推過程中， 施工單位加強梁體頂推距離、偏差監測，確認道岔梁中軸線無偏移。 經監測無誤后，重復頂推。

根據試推結果，頂推2600t 道岔梁位移75 cm，用時20 min，整體頂推平穩，各向前進同步，條形基礎最大沉降1.73 mm，道岔梁最大沉降3.4mm，道岔支架和基礎沉降穩定，整體頂推平穩、無異常。

工程施工中，考慮到該工程道岔梁結構尺寸大、質量重等特點以及道岔區與既有磁浮運營線路安全距離要求和既有簡支橋拆除機械轉運距離要求，該工程計劃將原有道岔軸線沿既有線路向右側偏移25.313 m，偏移后，道岔梁距既有線路最近距離12.423 m，最遠距離16.123 m。結合兩次試推結果，夾軌式頂推施工運行平穩、同步，控制精度高，施工操作簡單、工效高，經專家論證技術方案的技術性和經濟性，該工程采用夾軌式頂推技術方案。

4 夾軌器頂推施工技術要點

根據試推工藝參數， 夾軌器頂推工藝流程為： 安裝夾軌器→試頂→同步頂推→安裝落梁千斤頂及步履機→精準落梁。

4.1 安裝夾軌器及限位裝置

頂推施工前，將夾軌器千斤頂安裝調試到位，前端與滑靴通過銷子連接。 滑靴與滑道梁之間采用鋼板限位，防止滑靴偏轉位移。

4.2 試頂

啟動夾軌器頂推，4 個頂推推力分別為200 kN（20 t）、300 kN（30 t）、310 kN（31 t）和400 kN（40 t），按試頂參數確定千斤頂頂推距離，按10cm、15cm 和25cm 分3 段距離試頂，分級試頂加壓試頂按50%、70%、90%加荷。待分段加荷至設計頂推力的90%時，檢查夾軌器與滑道有無滑動、滑靴與千斤頂是否緊貼等情況，經檢查無誤后，回油千斤頂后持續頂推。 道岔梁開始移動時，持續監測支架、滑道有無異常，確保梁體、千斤頂軸線無偏移，始終保持千斤頂軸線與滑道中心線對齊、平直。

4.3 同步頂推

4 個夾軌器頂推施工中，保持夾軌器同步頂推施工，確保道岔梁平移，防止道岔梁位移過程中發生偏轉。頂推過程中，施工單位在頂推循環過程中邊頂推邊采取限位措施，確?；栏裱鼗酪苿?，防止梁體扭轉。 工程中，單次頂推位移距離為50 cm，頂推持續時間為1 min，單次頂推循環用時為5 min，循環頂推46 個周期，將道岔梁頂推至設計位置。

4.4 安裝落梁千斤頂和步履機

待道岔梁頂推到位后， 在門式墩和滑道上安裝5 臺320 t頂升千斤頂（見圖1）和6 臺步履機。待千斤頂和步履機安裝就位后，同步啟動千斤頂和步履機，將道岔梁頂升20 mm，拆除滑靴系統并吊離滑道。

圖1 落梁千斤頂布置示意圖（單位：mm）

4.5 精準落梁

通過借助千斤頂和步履機頂升道岔梁后， 根據現場測量數據，精調千斤頂和步履機，實現道岔梁微調，使道岔梁精準落梁。 工程施工中，根據現場實測數據，道岔梁軸線偏差為-15 mm，高程偏差為25 mm，道岔與軌道接頭偏差為-16 mm。通過精調千斤頂和步履機，使道岔梁相對落梁設計位置相對縱向平動偏差-4 mm，軸線偏差-3 mm，高程偏差-3 mm。 道岔與軌道接頭偏差為-3 mm，符合工程設計偏差要求，實現道岔梁精準落梁。 落梁完成后，靜置24h，施工單位對道岔梁梁體和道岔沉降數據進行監測。施工后累計監測15d，最大累計變化量為-2.22mm，最大變化速率為-0.76 mm，滿足工程累計變化±30 mm、變化速率±3 mm/d 的要求。 待道岔梁和支座沉降穩定后，施工單位即進行支座灌漿施工。

為確保精準落梁， 該工程采用SLBLJ-320A 型步履機控制系統控制落梁，控制系統由PLC 主站和從站模塊組成，從站接受主站指令后借助控制電路驅動千斤頂， 從站收集位移傳感器、壓力傳感器和傾斜傳感器數據，主站PLC 系統對各千斤頂數據分析后調整頂升信號[5]。

5 道岔梁夾軌式頂推施工質量控制要點

5.1 頂推力不一致

由于道岔梁屬于變截面梁，自重分布不均，各向推力不一致時，將導致道岔梁方向偏轉。針對頂推力不一致造成的問題，該工程通過試頂確定各千斤頂頂推力，頂推時按試頂參數控制夾軌器同步頂推， 并加強頂推施工中位移距離監測和對中監測，確保千斤頂頂推同步，防止道岔梁位置偏移、轉動。同時，為防止因千斤頂頂推力與施工參數不符發生偏位，在頂推過程中借助鋼板限位確?；パ鼗酪苿?，避免梁體扭轉。

5.2 精度控制難度大

道岔梁施工中，要求道岔梁與支座精準對位（偏差≤5 mm），對頂推施工精度要求高，但道岔梁體積大、自重大，導致道岔梁落梁精度控制難度大。 針對該問題，施工單位采取的措施有：（1）采用步履機專用液壓站同步控制電機、高壓柱塞泵、低壓齒輪泵，步履機采用西門子主控PLC 和高精度壓力、位移傳感器，由步履機PLC 系統控制千斤頂頂推，實現落梁千斤頂頂推精準控制、同步控制；（2）步履機空載情況下可控誤差控制。 由于步履機空載狀態下無負載、無壓力，各步履機空載狀態不一，導致步履機初始狀態存在較大誤差。 為消除空載狀態初始誤差，施工單位在頂推施工前校正步履機初始流量，使各步履機初始流量誤差≤5%，待校正同步后開始頂推施工；（3）重載狀態下可控誤差控制。步履機在重載作用下，受梁體摩擦力約束，可實現磁浮橋墩墩帽拆除凈空減小，僅為150 mm，導致頂推施工安全風險增大，可能出現道岔梁傾斜、偏位等問題。 針對潛在施工安全風險，施工單位借助支架平臺固定繩鋸，待拆除支座后切除上部支座墊石，給上部墩柱留出350 mm 拆除空間。 切割墩柱時，由臨時支撐處另一側按5°斜度切割墩柱， 防止墩柱切割后碰撞臨時支撐體系。

5.3 落梁挪位問題

道岔梁精準落梁后，可能出現梁體挪位問題，導致道岔梁落梁精度下降，偏差增大。 針對該問題，施工單位在梁體頂升前和精調后增加限位措施， 防止落梁后出現挪位問題。 落梁后、支座灌漿前，梁體靜置24 h，監測梁體狀態和沉降量情況，出現較大沉降變化時精調道岔梁后回油千斤頂。

6 結語

工程中，通過對比鋼絲繩拖拉施工技術方案和夾軌式頂推施工技術方案，采用夾軌式頂推施工技術方案顯著提高了工程道岔梁頂推施工技術性、經濟性和安全性，2 塊道岔梁經46 個循環周期順利頂推到位和精準落梁，避免了常規頂推方案存在的安全風險和操作復雜等問題，保證了該工程道岔梁頂推順利施工。