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1、D型低高度施工便梁介绍及施工安全控制既有线下修建各类构筑物，均需解决施工与列车运行间的矛盾，以前桥涵施工规范规定：“对行车线卸载或加固采用吊轨梁、扣轨梁及工字钢梁等方法。”但这些方法在架设时封锁线路时间长，劳动强度大，行车限速低(25km/h)，安全性差。路局于2002年以上铁工电2002238号文关于加强营业线便梁施工安全管理工作的通知第3条已明确规定“管内干线(年通过总重1000万吨及以上)线路架空(顶涵、平改立工程)作业必须采用D型施工便梁，禁止采用工字钢梁及扣轨梁等临时性松散结构；次要线路(年通过总重小于1000万吨)采用工字钢梁及扣轨时，行车速度不得大于25km/h。”的规定。我局在
2、上世纪八十年代研制了D型低高度施工便梁，采用便梁架空线路，限速慢行进行各类构筑物施工。由于便梁结构，包括便梁的支墩均属于临时性结构，其安全的可靠性不能等同于永久性桥梁，因此对既有线架设的临时性便梁的安全性给予特别重视。凡涉及需要架设施工便梁的施工方案和施工组织设计均需获上级主管部门审批同意后才能实施。在施工过程中，还要对便梁进行严密监视，精心养护，建立安全保障措施，确保既有线施工便梁的正常使用和行车安全。既有线施工便梁的种类很多，但目前广泛使用的是D型低高度施工便梁，因此，下面所介绍的既有线施工便梁仅指D型低高度施工便梁。D型低高度施工便梁是我局设计院设计、由桥梁厂制造的定型便梁。这种便梁结构
3、简单，施工方便，便梁本身安全可靠。施工便梁的使用限制速度为45km/h，可在不封锁线路慢行45km/h条件下进行架、拆作业。D型低高度施工便梁目前有四种设计跨度，即跨度为12.06m、16.08m、20.1m、24.12m的D12型、D16甲型、D20型、D24型四种，但我局目前常用的主要为低高度施工便梁D16甲型和D24型低高度施工便梁。以下主要介绍该二种类型的便梁。1. D型低高度施工便梁的结构构造：D型低高度施工便梁是由两片纵梁和若干横梁组成，D16甲型设25根横梁，D24型设37根横梁。配件有牛腿、节点板、斜杆、挡碴板、定位角铁、专用钢轨扣件。各构件均采用精制螺栓联结。最大杆件为纵梁，
4、D16甲型每片重7.2t，D24型每片重15.4t，横梁重约0.3t。除纵梁外，其余杆件均可人力搬运，故施工作业十分方便。2. D型低高度施工便梁的设计原则、使用特点和适用条件：2.1. 设计原则便梁设计以“铁路工程技术规范第二篇桥涵”为主要依据，但考虑其为临时性结构，钢材容许应力参考钢结构设计规范的有关规定，列车速度按60km/h进行设计(使用速度为45km/h)。结构竖向挠度参考1951年铁道部铁路桥涵临时修复设计规范为L/400(L为计算跨度)，设计荷载：铁路“中-活载”，限界：“建限-1”。2.2. 使用特点2.2.1. 可按不同的建筑高度架设不同位置：D型低高度便梁的纵梁和横梁的连接
5、是拼装式的，钢轨又直接安置在横梁上，因此便梁可按建筑物的位置来选定便梁的不同位置。D型低高度便梁的建筑高度是指轨底至便梁纵梁下翼缘的高度，这个高度是控制工程规模和造价的宝贵空间，因为便梁的建筑高度有时会直接影响工程造价，如下穿立交桥，便梁的建筑高度越低，引道及箱身的工程量就越小，工程投资就越省。D型低高度施工便梁为此提供了极为有利的条件，必须尽可能充分利用。D16甲型低高度便梁设置了高、低位两种形式(详见图3图7)，D24型低高度施工便梁设有高、中、低、最低四种形式，(详见图9图16)，并列下表。D型低高度施工便梁有关高度表(单位：mm)梁型高度D16甲型D24型高位低位高位中位低位最低位轨底
6、至梁底(即建筑高度)425575375525675825轨底至梁顶475325925775625475上述所谓高、中、低、最低位是指便梁纵梁端下翼缘标高，即支座底标高的高低为判别依据，纵梁端梁底标高高的为高位，反之为低位。 建筑高度选用何种形式，主要取决于下列两个条件：(1) 轨底至建筑物顶面的高度，这个高度越高，则可采用低位，反之则可采用高位。(2) 任何条件下，不得侵入建筑限界，特别是曲线上架梁，或由于偏心，或由于超高极易引起纵梁上翼缘侵限，此时应特别注意选择何种位置。具体选取什么条件(见图3图7、图9图16及表1)，应在施工组织设计中严格规定，工地施工人员不得随意改变。2.2.2. 可在
7、线路曲线半径R400m曲线上架设：(1) 曲线上架设便梁的平面布置曲线上架设便梁的平面布置采用平分中矢法，详见图2及图8。平分中矢法即以便梁的全长为弦线计算曲线的正矢值，将便梁定位线置于1/2正矢位置。而便梁的定位线是依据纵梁最小建筑限界确定，决不能与横梁的中心线相混淆。便梁定位线与曲线半径有关，便梁定位线与横梁中线的距离值已在各种布置图式的图中示出，经施工组织设计确定后，同样不得改变。(2) 曲线上架设便梁的超高设置：曲线上架设D型施工便梁其外轨超高不是靠扣件处理办法，而是采用便梁支墩的支承面来实现，详见曲线上各式布置图。这时要求便梁支墩的支承面做成与外轨超高相适应的倾斜面，即内外轨底连线与
8、支墩顶面保持平行。这种处理措施有利于支座平稳，受力均匀，不易走动。如梁超高采用支墩处垫以楔形垫块的做法由于曲线上离心力的作用，楔型支座垫块很难垫实、垫稳，常常跑动，导致支墩受力不均，不利于便梁的稳定。2.3. 适用条件便梁适用的线路条件和轨底以下建筑高度与不同跨度便梁使用条件是不一样的，以下分别叙述：2.3.1. D16甲型Lp=16.08m低高度施工便梁适用条件：(1)线路条件：直线：单线及双线的线间距4.0m均能使用。曲线：曲线半径R400m的单线及双线间距4.21m(包括线间距加宽)均能使用。三股道以上线路(包括在站场内使用)要求部分股道的线间距作适当调整，以提供便梁的组装场地。(2)轨
9、底以下建筑高度直线：单线及双线的线间距4.4m时为425mm(S1高位)双线的线间距4.0m4.4m时为575mm(S1低位)曲线：单线及复线的线间距4.7m时为425mm(S1高位)双线的线间距4.21m4.7m时为575mm(S1低位)2.3.2. D24型低高度施工便梁适用条件：(1) 线路条件直线：单线及双线的线间距4.51m均能使用。曲线：曲线半径R400m的单线及双线间距(已考虑线间距加宽)详见便梁设置表（表1）。(2) 轨底以下建筑高度：详见便梁设置表（表1）。3. D型低高度施工便梁组装与架设：3.1. D型低高度施工便梁组装：详见图1、图1-1。3.2. D型低高度施工便梁架
10、设：3.2.1. 架设前的准备工作：架设D型低高度施工便梁前应做好以下准备工作：(1) 使用便梁前，应对便梁进行技术检查，主要检查钢梁各部位的焊缝及相邻的母材，其范围为钢梁上下盖板与腹板接缝，盖、腹板的拼接缝，牛腿焊缝等。检查方法：用眼观察其焊缝处有无细微裂纹或流锈现象，当难以辨认时，应用放大镜观察检查。如无病害时可上道使用。并应做好便梁检查记录，建立便梁使用履历表等台帐。履历表内容包括：便梁类型、梁高、编号、规格、构件数量、生产单位、日期，记录每次使用的时间、地点、工程名称、检(维)修、鉴定日期、内容、鉴定人员签名等。(2) 组织实地调查线路，看既有线路状况：包括钢轨类型、长度、轨枕状况、轨
11、道电路和防爬设备等，如复线还核实线间距和轨顶标高、曲线半径等，无缝线路锁定轨温及应力放散。(3) 地面、地下各种管线，如通信、信号、电力等电缆，水管、风管等各种管线经络，数量及拆迁防护措施。(4) 划分并签订线路养护、安全责任范围及分工协议。(5) 申请施工封锁、限速慢行计划和每月中提报次月施工计划，办理并委请工务、电务部门配合施工的有关事宜。(6) 按标准设置慢行施工作业标，减速地点标，备用移动信号标。(7) 指定驻站信号联络员，办理施工、慢行登记手续。(8) 便梁支墩已设置完毕，砼支墩应达到设计强度，并备足支垫枕木、硬杂木板及胶垫等。(9) 确定便梁进场的最佳卸车地点和日期，落实便梁运输方
12、案。便梁运至工地并卸在线路两侧，不得侵入限界。(10) 备齐各种材料、工具、行车安全防护用品。3.2.2. 架设施工步骤：完成以上各种准备工作后，在慢行45km/h条件下，即可组织架设便梁，其步骤如下：1. 纵梁就位：按计划位置，先将一片纵梁就位，另一片纵梁垫高出枕木面0.2m左右，以便抽换枕木，待主梁垫稳撑牢后，即安装联结板和下牛腿。2. 抽换枕木：首先应整平轨枕匣内道床至枕底齐平，调整既有轨枕间距，使横梁位置与纵梁联接位置相对应，然后抽枕换横梁。抽枕换横梁应按工务规则要求“六抽一”进行，并由主梁两端向中心排列抽换，抽一根枕木，立即塞入一根横梁，此时应对准主梁联结板，并定位，同时上好扣件，垫
13、好橡胶轨垫。如轨道电路，有一根钢轨下需垫大块绝缘胶垫，防止短路，影响信号和行车。3. 将垫高的一片纵梁降落就位，并联结横梁。组装过程中联结板和牛腿上的23孔眼应上满螺栓，弹簧垫圈不得漏装。4. 调整便梁纵、横向位置，垫实支座。检查线路方向、水平、轨距、各类螺栓和扣件，待全部合格后便梁即可承载。5. 逐段扒处道碴，安装斜杆和所有连接系统。如无缝线路，为增加钢轨的横向稳定，还需在横梁上安装挡碴板，并捣固道床。4. 便梁支墩：便梁支墩是便桥的主体组成部分，便梁本身是定型设计、专业桥梁制造的，梁的本身结构是安全的，所以便桥是否安全，关键就在于支墩是否安全。便梁支墩主要控制以下三个要素：l 支墩采用何种
14、结构l 支墩承载力的大小l 支墩埋设深度4.1. 支墩结构支墩结构形式很多，但工务部门使用最多的是砼(含浆砌片石)支墩及枕木垛支墩。砼支墩的砼标号不得小于150号(含钢筋时为200号)浆砌片石支墩砂浆标号不得小于100号，圬工支墩底面应铺设一层10cm厚碎石垫层，顶面至支座底应预留1-2层枕木垛高度，以便架梁时调整便梁的布置。浆砌片石支墩的顶面应设一层厚度不少于40cm的混凝土，目的是加强浆砌片石支墩的整体性。枕木垛支墩仅限于架小跨度便梁时使用(所谓小跨便梁是指施工正式便梁支墩时所架设的便梁)，这时便梁使用的孔径小、使用时间短、支墩高度不超过3-5层枕木，这时的便梁支墩可以采用枕木垛结构。枕木
15、垛支墩应使用新枕或状态良好的旧枕，底层和顶层枕木应顺线路方向且应铺满，各层间用木板垫平、打足扒锯钉。4.2. 支墩承载能力检算设置便梁支墩时，应对支墩的地基承载能力进行检算，支墩尺寸的大小由检算结果确定，不允许凭经验毛估估就下结论。表2和表3列出了D16甲型和D24型便梁纵梁端部支座反力及座钣底面应力，供检算时参考。地基承载能力一般应以地质钻探资料为依据，对既有线的地基如无地质资料，可按150-180Kpa控制，经检算支墩压应力不得大于地基允许承载力，举例如下：例：某工程需架设16m低高度便梁，试检算砼支墩压应力是否满足地基允许承载力。已知：支墩拟用尺寸为6.5m2.62m，轨底至支墩顶高度为0.55m，支座高度为0.4m，地基承载力为200Kpa，恒载土压力系数=0.236，便梁全部恒载为260KN，砼容重为23KN/m3，土容重为17 KN/m3。提示：(1)A支墩的支承力最大；(2)计算恒载土压力的填土高度按2.95m计，略计活载土压力；(3)制动力为静活载的10%，作用于支座中心。计算过程如下：(1) 计算活载支座反力(A点)B=0 则Ra=928.58.51/2 + 5220(1.53+8.5)/16 = 1101.5
