CN113931074B - 铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法，包括①准备工作，即通过运梁大列将外部梁场已预制的同类型T梁或者拆除已停用桥梁的T梁运送到车站利用；通过架桥机大列将处于拆分状态的架桥机和换装门吊运送到车站并安装；施工桥梁损毁段桥下部结构②在施工范围内进行断电工作③架桥机架梁铺轨：对桥头处受损的极限曲线铁路营业线进行拨道顺接和/或通过落道将桥头曲线超高降为零，并对桥头路基进行加固；然后通过机车推送架桥机增加动力过极限状态曲线，对桥梁损毁段进行架梁④桥机快速撤场。本发明能够实现营业线铁路桥梁抢险快速铺架施工，也适用于既有铁路升级改造时快速更换桥梁施工。

Description

铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法

技术领域

本发明涉及营业线抢险快速修复损毁桥梁和轨道恢复线路行车技术领域，尤其是涉及一种铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法。

背景技术

为了改善山区交通条件，加强山地居民与外界的联系，带动沿线地区经济发展，我国修建了多条通往西部、西南部山区的铁路线。与平原地区相比，山区地形复杂、气候多变，在遭遇地震、洪水等自然灾害时，容易出现桥梁坍塌、损毁中断铁路行车现象。对于修建在≤300m极限小半径曲线、或者≥18‰大坡度、或者以上两种情况叠加的超极限工况下的铁路桥梁，出现险情需要修复时，受地形和交通的限制，建设物资运送缓慢，架桥设备安装和使用困难，施工难度较大，恢复通车至少需要2个月以上，极大地影响了铁路线的正常运营。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法，具体可采取如下技术方案：

本发明所述的铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法，适于铁路营业线经过车站，所述车站和桥梁损毁段之间可以正常运行，所述铁路营业线在车站内通过复式交分道岔连接有多条站线；所述桥梁损毁段靠近桥头处的受损铁路营业线存在≤300m极限小半径曲线、或者≥18‰大坡度、或者以上两种情况叠加的极限状态，所述抢险指需要快速完成损毁桥梁的T梁架设和轨道铺设，快速恢复线路行车；包括如下施工步骤：

第一步，准备工作：通过运梁大列将外部梁场已预制的同类型T梁或者拆除已停用桥梁的T梁运送到车站利用；通过架桥机大列将处于拆分状态的架桥机和换装门吊运送到车站；在车站对运梁大列和架桥机大列进行编组，组装架桥机，将换装门吊安装在铁路营业线的直线段，将其中一台牵引机车转线闲置站线待命，将架桥机大列转移至闲置站线临时存放；

同时，进行桥梁损毁段桥下部结构的施工，以及台背路基填筑和桥台翼缘板加固；在桥头线路外侧路基上预铺轨排，所述轨排长度小于梁长；

第二步，接触网改造：将换装门吊占用股道及桥头范围接触网停电，将换装门吊附近100m接触网升高至少6.3m，同时，拆除桥头100m范围内影响架桥机作业的接触网杆；

第三步，架桥机架梁铺轨：首先对桥头处受损的极限曲线铁路营业线进行拨道顺接和/或通过落道将桥头曲线超高降为零，并对桥头路基进行加固；然后通过机车推送架桥机增加动力过极限状态曲线，对桥梁损毁段进行架梁；在架梁过程中，每完成一孔梁的架设，即通过机车将架桥机牵返爬极限状态坡度至桥头处，吊取提前放置在桥头路基上的轨排，并将轨排沿纵向铺设在梁面道渣上；

第四步，桥机快速撤场：完成最后一孔铺轨后，就地拆除桥机0#支腿，通过机车牵引架桥机快速通过极限小曲线和/或大坡度返回车站并进行解体撤离，同时进行桥面系和四电设备的快速恢复，确保24小时内恢复铁路营业线运行。

所述铁路架桥机的正常架梁最小曲线半径为600m，拨道架设梁片的最小曲线半径为300m，通过最小曲线半径为180m，最大上坡坡度为16‰，作业高度为7.36m，换装门吊工作高度为6.3m。

所述运梁大列和架桥机大列均包括至少一台机车和多台铁路平板。

所述铁路营业线包括并列设置的上行线和下行线；所述复式交分道岔的岔内曲线半径为180m、或者≥18‰大坡度、或者以上两种情况叠加的极限状态。

所述桥梁损毁段桥下部结构的施工包括新建桩基、承台、墩台身和垫石，所述墩台身和垫石采用C50混凝土浇筑；所述台背路基填筑指采用水泥碎石稳定土填筑；所述桥台翼缘板加固指采用木枕加固。

所述拨道指通过CAD软件绘制架梁工况图确定曲线拨道参数，然后对300m极限小半径曲线进行拨道修正；所述落道指将既有曲线外股超高降至零；所述桥头路基加固指采用穿单根木枕增加桥头30m范围老路基和桥头水泥碎石稳定土新路基承载力。

受损桥梁处在极限小半径曲线时，所述架梁由外而内依次架设，且架梁时将横隔板混凝土替换成灌浆料。

所述轨排位于桥头上行线和下行线之间的路基上，并通过架桥机的大臂悬挑抓取轨排。

所述快速恢复桥面系指在架梁过程中利用间隙安装桥面系支架，利用木板代替混凝土步行板临时铺通确保人员通行，快速粗装电缆槽确保光电缆贯通。

本发明提供的铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法，有效利用了既有车站和既有铁路线作为运梁和铁路架桥机的运行通道，解决山区因交通导致架梁设备无法抵达和梁场建设困难的问题；T梁采用附近梁场供其他项目使用的已预制完成的同类型T梁或者从已停用铁路上拆下来的可以循环利用的废旧T梁，解决了传统采用现场新制梁方式需要花费至少40天以上时间的缺点；T梁运输时采用运梁大列，可以一次性地将要架设的梁片运送至抢险现场，无论是运输时间还是运输费用，与传统零星运输方式相比，均具有较大优势；采用架桥机大列运至车站的架桥机可在两天内快速编组完成安装，解决了传统采用公路运输缓慢、现场拼装场地狭小、以及安装周期（15天）过长等问题；采用机车牵引架桥机，解决了通过桥头处300m极限小半径曲线和18‰极限大坡度叠加区段架桥机自身动力不足以上坡的问题，解决了架桥机过咽喉区复式交分道岔180m极限小曲线转线与18‰极限大坡度叠加上坡动力不足问题；复式交分道岔有利于上、下行正线抢险架梁快速转线、转场，解决区间上下行架梁转线问题，解决了机车牵引架桥机作业、机车将运梁大列空车转线至空闲股道与机动平板本线运梁相冲突的问题；通过拨道解决了极限小曲线半径架桥机在架梁过程中多次横移存在的安全风险，快速经济，提高了架梁工效；将轨排设置在桥头路基上，减少了运轨排大列，减少铺架期间现场铺轨的工作量，其采用架桥机大臂悬挑抓取，减少了人工劳动强度和劳动量，总体施工周期大大缩短，在最短时间内使交通恢复至灾前水平。

附图说明

图1是本发明中铁路营业线、车站、桥梁损毁段的平面示意图。

图1-2是图1的纵断面示意图。

图2-1是本发明从已停运铁路桥拆除T梁并采用公路运梁车加固运输的平面示意图。

图2-2是图2-1的纵断面示意图。

图2-3 是本发明中公路运梁车进入附近货场、将T梁转移至铁路运梁大列装车运输的平面示意图。

图2-4是图2-3的纵断面示意图。

图3-1是本发明铁路架桥机大列编组、加固、运输平面示意图。

图3-2是图3-1的立面示意图。

图4-1是本发明中铁路营业线极限小半径曲线段拨道示意图。

图4-2是本发明中铁路营业线极限小半径曲线段落道、加固示意图。

图4-3是图4-2的俯视图。

图4-4是本发明中桥台加固和台背路基填筑示意图。

图4-5是图4-4的右视图。

图5-1是本发明中铁路营业线极限小半径曲线段架梁示意图。

图5-2是图5-1的立面示意图。

图6-1是本发明中铁路营业线极限小半径曲线段铺轨示意图。

图6-2是图6-1的立面示意图。

图7-1是本发明架设最后1孔32m梁的平面示意图。

图7-2是图7-1的立面示意图。

图8-1是本发明中架桥机在桥头拆除0#支腿的平面示意图。

图8-2是图8-1的立面示意图。

图8-3是本发明中机车牵引桥机过岔区的平面示意图。

图9是本发明中桥面系和四电设备的快速恢复的立面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的施工过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1-9所示，经过车站K的铁路营业线（包括上行线101和下行线102）桥梁段在洪水作用下发生损毁，桥梁损毁段M和该车站K之间、以及车站K另一端的上行线101和下行线102均可以正常运行，铁路营业线在车站K内通过复式交分道岔1（其岔内曲线半径为180m）连接有多条站线103，桥梁损毁段M靠近桥头L处的受损铁路营业线存在≤300m极限小半径曲线、或者≥18‰大坡度、或者以上两种情况叠加的极限状态（本实施例为以上两种情况叠加的下坡铺架情形），本发明所述的铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法，包括如下施工步骤：

第一步，进行准备工作，包括运输T梁和架桥机、以及对桥梁损毁段M桥下部结构施工。具体如下：

1）为了节省工期，如图2-1和图2-2、图2-3和图2-4所示，本实施例使用两台300t吊车从已经停用的铁路桥N拆下12片24.6m长的曲线T梁，将其放置在运梁车上进行公路运输，运输至附近货场G，进而，一次性地放置在运梁大列201经上行线101或下行线102运至车站K（见图1和图1-2）待命，以进行抢险架桥；上述利用拆除已停用铁路桥的T梁比常规新制T梁要节约近40天时间，如果附近梁场有已经预制完成的供其他项目使用的同尺寸T梁，也可以通过上述方法运输到车站K使用，以此节省工期；上述运梁大列201是由三台机车牵引的多台铁路平板，其运力足够，比常规的零星运输更有保障；

2）如图3-1和图3-2所示，本实施例采用架桥机大列301运送架桥机401和换装门吊402，其中，架桥机大列301是由两台机车牵引的多台铁路平板，其上的架桥机401处于拆分状态，即主机、大臂、0#支腿、1#支腿等分别装载在铁路平板上进行运输，到达车站K后，将换装门吊402安装在站线103的直线段，并快速组装架桥机401，上述架桥机401、换装门吊402与运梁大列201处于同股道（见图1），该站线103上还留置有一台位于运梁大列201和架桥机401之间的机车平板，而卸去荷载的架桥机大列301则停在其他闲置站线103上进行备机（需要用到301的机车作为后期铺架动力）；当需要换装时，运梁大列201将T梁运送道换装门吊402处，通过换装门吊402换装到预留的机动平板上，并由该机动平板将T梁喂送给架桥机401。

3）在进行T梁运输和架桥机运输的同时，应进行桥梁损毁段M桥下部结构的施工，包括新建0#台、1#柱、2#柱和3#台的桩基、承台、墩台身和垫石，其中，墩台身和垫石采用C50混凝土浇筑等强3天即具备架梁条件，解决了常规采用C25-C40混凝土等强28天的问题；上述台背路基填筑501采用水泥碎石稳定土填筑，解决了常规渗水材料压实困难和工后沉降问题，提高了架桥机401通行承载力；上述桥台翼缘板采用竖向设置的枕木502加固，其比常规钢管柱加固更快捷。上述桥头30m路基采用穿单根枕木503加固，提高老路基和新填筑水泥碎石稳定土路基承载力，比常规的对穿枕木节约50%材料和工作量。

第二步，为了保证施工安全，应对换装门吊402所在站线103、以及至桥梁M间的接触网601进行断电；进一步地，拆除桥头100m范围内影响架桥机401作业（即极限小半径曲线范围内）的接触网杆602，并将换装门吊402前后100m的接触网601导线升高至6.3m或以上，解决接触网杆602影响架桥机401通行、架梁和铺轨作业的问题。

第三步，进行架梁和铺轨作业。

由于本实施例采用TJ165架桥机401，其总重量255t，正常架梁最小曲线半径为600m，拨道架设梁片的最小曲线半径为300m，通过最小曲线半径为180m，最大上坡坡度为16‰，作业高度为7.36m，换装门吊工作高度为6.3m。因此，为了解决架桥机在极限小曲线范围架梁过程中多次横移存在的安全风险，首先对桥头L处于极限状态的受损段铁路营业线通过拨道修正曲度，通过落道将曲线外股超高降为零，使曲线段前后顺接。上述拨道是通过CAD软件绘制架梁工况图确定曲线拨道参数，在距离台尾向曲线内拨移10cm，在25m处向曲线外拨移15cm，使两端顺接圆顺（见图4-1），从而实现对300m半径极限小曲线的拨道修正，不仅解决的安全问题，而且能够提高架梁效率。接着，对桥头路基进行加固，即采用在混凝土轨枕之间穿单根木枕的方式增加桥头30m范围老路基和桥头新填筑水泥碎石稳定土路基的承载力，其比常规的新填筑路基对穿木枕节省50%的工作量。之后，通过机车推送的架桥机401对桥梁损毁段进行架梁（下坡架梁不需要机车推送），原则上同一孔梁先架设曲线外侧T梁，再架设曲线内侧T梁，并使运梁大列201按照这个顺序编组。架梁时，还需将横隔板混凝土替换成灌浆料灌注，使施工更快速，以及更快速达到设计强度。此外，在架设最后1孔24m梁时应按照32m工况架设，确保架桥机401的0#支腿在稳定的路基上受力，减少加固桥台工作量和安全风险。

在架梁过程中，每完成一孔梁的架设，即需通过架桥机大列301中的1台机车将架桥机401牵返至桥头L处，吊取提前预铺在桥头路基上的轨排7，并将轨排7沿纵向铺设在梁面15cm厚的道渣上。上述轨排7位于上行线101和下行线102之间的路基上，与传统在铺轨基地组装轨排的方式相比，不需要铁路大列运输轨排，便于操作，也减少了铺架期间现场铺轨工作量。上述轨排7通过架桥机401的大臂悬挑抓取，减少人工将轨排7横移到线路上的工作量。上述梁面上的道碴提前在车站K运梁大列的梁上铺设，减少铺轨时上碴工作量、工序干扰，减少桥上极小空间作业安全。

第四步，桥机快速撤场：现场拆除架桥机401的0#支腿，通过机车牵引架桥机401快速返回车站K的换装门吊402处进行解体，返回过程中，通过进行营业线的临时加固确保在14小时内实现快速撤场；同时进行桥面系和四电设备的快速恢复，确保24小时内恢复铁路营业线运行。

上述①0#支腿采用吊车快速就地拆除，减少了0#支腿折叠走行和用换装门吊402拆除的工作量，比常规拆除方法要快近6个小时；②通过机车牵引架桥机401返回可以利用机车增加架桥机401的走行动力，能够使其爬18‰的极限大坡度和180m极限小半径岔内曲线叠加状态的线路，解决了架桥机401在极限状态下自身动力不足问题；③上述临时加固是指在不影响架桥机大列301限速运行、短途运输到最近的货场的最简单却安全的加固状态，比正式加固要节约近10个小时。通过以上方法可以在14小时内完成架桥机的解体，解决了常规需要3天进行拆除、不符合快速抢险架梁的时间要求。

如图9所示，上述快速施工桥面系指①在完成横隔板处钢板焊接后，为了达到快速施工的目的，将混凝土替换成灌浆料801，加快了施工进度和强度，满足2个小时内完成纵向钢盖板802施工的要求，为线路成型提供条件；②在架梁的过程中利用间隙安装桥面步行板支架803，然后在其上铺设施工步行木板804作为临时通道确保人员通行；快速粗装电缆槽确保光电缆贯通，确保在完成最后1孔铺轨后6个小时内为四电设备和线路施工提供条件；③桥面及四电设备在完成架梁后24小时具备恢复线路开通条件。

通过以上方法，T梁比新制提前了近40天，桥机进场安装节约近15天，解决了极限坡度和小曲线架梁架桥机自身动力不足问题，2天完成上下行12片梁架设和铺轨，桥梁下部结构等强3天具备架梁条件，比常规的快25天，桥机14小时撤场，解决了常规的3天才能拆除不符合24小时具备开通条件的问题。综上，本发明可以确保在18天内完成“拆除老桥、同时新建3-24mT梁新桥”的抢险任务，其比传统需要花费3-4个月才能实现恢复线路行车更加有利。

本发明能够实现营业线铁路桥梁抢险快速铺架施工，也适用于既有铁路升级改造时快速更换桥梁施工，解决山区受场地限制引起的极限坡度和曲线半径状态下铁路架桥机铺架施工问题。

需要说明的是，在本发明的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法，适于铁路营业线经过车站，所述车站和桥梁损毁段之间可以正常运行，所述铁路营业线在车站内通过复式交分道岔连接有多条站线；所述桥梁损毁段靠近桥头处的受损铁路营业线存在≤300m极限小半径曲线、或者≥18‰大坡度、或者以上两种情况叠加的极限状态，所述抢险指需要快速完成损毁桥梁的T梁架设和轨道铺设，快速恢复线路行车；其特征在于，包括如下施工步骤：

第一步，准备工作：通过运梁大列将外部梁场已预制的同类型T梁或者拆除已停用桥梁的T梁运送到车站利用；通过架桥机大列将处于拆分状态的架桥机和换装门吊运送到车站；在车站对运梁大列和架桥机大列进行编组，组装架桥机，将换装门吊安装在铁路营业线的直线段，将其中一台牵引机车转线闲置站线待命，将架桥机大列转移至闲置站线临时存放；

同时，进行桥梁损毁段桥下部结构的施工，以及台背路基填筑和桥台翼缘板加固；在桥头线路外侧路基上预铺轨排，所述轨排长度小于梁长；

第二步，接触网改造：将换装门吊占用股道及桥头范围接触网停电，将换装门吊附近100m接触网升高至少6.3m，同时，拆除桥头100m范围内影响架桥机作业的接触网杆；

第三步，架桥机架梁铺轨：首先对桥头处受损的极限曲线铁路营业线进行拨道顺接和/或通过落道将桥头曲线超高降为零，并对桥头路基进行加固；然后通过机车推送架桥机增加动力过极限状态曲线，对桥梁损毁段进行架梁；在架梁过程中，每完成一孔梁的架设，即通过机车将架桥机牵返爬极限状态坡度至桥头处，吊取提前预铺在桥头路基上的轨排，并将轨排沿纵向铺设在梁面道渣上；

第四步，桥机快速撤场：完成最后一孔铺轨后，就地拆除桥机0#支腿，通过机车牵引架桥机快速通过极限小曲线和/或大坡度返回车站并进行解体撤离，同时进行桥面系和四电设备的快速恢复，确保24小时内恢复铁路营业线运行。

2.根据权利要求1所述的铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法，其特征在于：所述铁路架桥机的正常架梁最小曲线半径为600m，拨道架设梁片的最小曲线半径为300m，通过最小曲线半径为180m，最大上坡坡度为16‰，作业高度为7.36m，换装门吊工作高度为6.3m。

3.根据权利要求1所述的铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法，其特征在于：所述运梁大列和架桥机大列均包括至少一台机车和多台铁路平板。

4.根据权利要求1所述的铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法，其特征在于：所述铁路营业线包括并列设置的上行线和下行线；所述复式交分道岔的岔内曲线半径为180m、或者≥18‰大坡度、或者以上两种情况叠加的极限状态。

5.根据权利要求1所述的铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法，其特征在于：所述桥梁损毁段桥下部结构的施工包括新建桩基、承台、墩台身和垫石，所述墩台身和垫石采用C50混凝土浇筑；所述台背路基填筑指采用水泥碎石稳定土填筑；所述桥台翼缘板加固指采用木枕加固。

6.根据权利要求1所述的铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法，其特征在于：所述拨道指通过CAD软件绘制架梁工况图确定曲线拨道参数，然后对300m极限小半径曲线进行拨道修正；所述落道指将既有曲线外股超高降至零；所述桥头路基加固指采用穿单根木枕增加桥头30m范围老路基和桥头水泥碎石稳定土新路基承载力。

7.根据权利要求1所述的铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法，其特征在于：受损桥梁处在极限小半径曲线时，所述架梁由外而内依次架设，且架梁时将横隔板混凝土替换成灌浆料。

8.根据权利要求4所述的铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法，其特征在于：所述轨排位于桥头上行线和下行线之间的路基上，并通过架桥机的大臂悬挑抓取轨排。

9.根据权利要求1所述的铁路架桥机在营业线抢险极限状态下快速铺架的施工方法，其特征在于：所述快速恢复桥面系指在架梁过程中利用间隙安装桥面系支架，利用木板代替混凝土步行板临时铺通确保人员通行，快速粗装电缆槽确保光电缆贯通。

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