圆曲线上D便梁扣轨施工技术探讨

圆曲线上D便梁扣轨施工技术探讨

作者：匡成义

来源：《房地产导刊》2015年第03期

【关键词】D型便梁;扣轨技术;安全特性

最近几年，D型便梁施工工艺的应用较为广泛，再结合扣轨加固技术可以有效的减少轨道的线路中断现象，不仅确保我国铁路运输的交通安全，也极大的提升了铁路部门的经济效益与社会效益的获得。本研究将对柳江县农贸小公园至劳动服务中心一带的柳中街铁路交通情况进行分析，从而对其圆曲线上所采取的D便梁扣轨施工方案及实施效果进行分析，通过现场勘察与试验确保便梁的安全，从而保障我国铁路交通运行的安全。 1、线路扣轨施工方案 1.1方案选取

既有焦柳线穿越柳江县城区，在铁路里程K1636+353处有1-4m交通涵，位于柳江县农贸小公园至劳动服务中心一带的柳中街上。根据湘桂铁路建设指挥部与柳江县签订交立协议，;将既有交通函改建为焦端出发线柳中街框架桥（铁路里程JFDK1+377.3），该框架桥为立交而设置。跨径为（8+2*12+8）m，框架桥设计为四孔分修框架，中间两孔净高为5.7m，通行机动车;两边孔净高9.2m，为人行道及非机动车道。整个箱体沿线路方向总宽约50m，纵长21.2m。桥上为焦柳铁路，线路为60Kg/m钢轨，曲线半径400m，框架桥位于缓和曲线地段。箱身轴线与焦端货车出发线中线斜交80°26'5\"，焦端货车到达线中线斜交84°39'41\"。与既有焦柳线中线斜交82°27'16\"。采用D型便梁扣轨加固的方案提高运营的安全，同时所需的设备简单、操作方便，能够减少对现有交通线路的影响，可以获得较大的经济效益。 1.2工况分析

由于此线路位于圆曲线上，且便梁区的曲线半径高出外轨较多，需要使用D型便梁扣轨加固施工技术。首先，判断架设条件是否满足施工设计要求，具体要计算便梁中位的架设数值，也就是通过测量外轨超高与建筑加宽程度来计算出界限值，再测量曲线的半径与D型便梁的长度，将其带入特定的公式计算结果，在中位架设值不超过24m时，才可以采取扣轨加固措施，在实际的施工过程中，还会遇到各种突发的状况，需要设计人员与施工人员根据实际情况，充分考虑便梁本身尺寸的限制，从而确保施工效果达到最佳状态[1]。另一方面，就是合理的处理架设的条件，施工人员要对施工现场进行详细的勘察，对于存在技术缺失及时采取替换措施，尤其是现场技术的交底工作需要对特殊地段的便梁架设提出技术上的指导，确保D型便梁位置的准确无误，即便出现误差也不能超过10mm，与此同时，圆曲线的支座位置最好使用支墩预埋钢轨，这样不仅可以有效的防止轨道压力过大而向侧位偏移，还能够增强钢轨与

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梁木之间的切实度，提高轨道的使用年限与安全系数，对于不满足限制条件的现象可以采取调高曲线弧度的方法或者在清理筛出特定的轨道后用大型机械设备进行起整作业，严格按照我国颁布的《铁路线路修理规则》进行整修，加强轨道整体结构的稳固。 2、扣轨加固方案实施效果

采用扣轨加固施工方案后，焦柳线在圆曲线处的D型便梁起到了很好的效果，采取应变式位移传感器来探测轨道的振幅程度及支墩的沉降程度，都符合规定的要求，这也说明扣轨加固方案具有广泛的应用前景。然而，列车的动力载荷会使轨道便梁出现不同程度的下沉，在铁路钢桥设计规范中便梁的中竖向位移不能超过30mm，而圆曲线位置的便梁值已经非常接近这一范围，需要通过更多的试验确保其安全稳定性能。另一方面，笔者在焦柳线便梁支墩处布置了五处观测点，其目的就是为了更准确的观察便梁支墩的沉降程度，在进行加固处理后泥炭层的承载力极大增强，有效的防止了D;型便梁的变形[2]。 3、D型施工便梁动态安全特性分析 3.1便梁上部轨道动态特性分析

首先，轨道是整个铁路修建的核心内容，只有确保轨道具有一定的稳固性与结实度才能保障铁路运输安全，尤其是圆曲线处的D型轨道更是需要一定的扣轨加固处理才能够实现其承载力的增强，而便梁上部轨道动态特性分析可以测试出便梁在高温与高压情况下是否会出现钢轨的变形，尤其是在列车紧急制动或者突然提速的情况下，焦柳线D便梁处距钢轨顶部越1.2m，需要进行扣轨防护，也就是在便梁支墩处挖桩，以便于对列车进行全程的监控，检测外轨垂直力、水平力以及位移测试等。其次，机车出现脱轨的原因包括轨道状态出现异常、机车状态不良以及其他外界因素，D便梁需要承载更多的离心力、侧向风力等，同时受到机车惯性的影响，很容易造成脱轨，因此，施工人员要注重脱轨安全系统评定。 3.2施工便梁支墩的实验探究

圆曲线D便梁类似于桥梁结构，焦柳线因其特殊性而需要进行施工便梁支墩的动态试验，其目的是为了研究桥梁结构的承载力是否能够承受来自机车自身的重量及其震动力，施工便梁的震动力有一定周期，其受到圆曲线弧度及钢轨结构的影响，在施工过程中一定要防止共振现象的发生。D便梁动态载荷试验包括机车的震动幅度与冲击系数计算，随着我国计算机技术的发展，其在各个领域中的应用都非常防范，其能够准确、快速的计算出D便梁轨道的各种参数需求，同时，对便梁固有频率的测试与分析更是为我国铁路事业的发展提供有利的技术支撑，当然，便梁支墩的试验仪器与材料也是不容忽视的，可以在支墩的加速度测量点处设置位移及水平力的测量点，确保震动信号准确无误，这样在计算机系统中就能够呈现实时的曲线分析框图，同时加强施工现场的勘测与数据采集系统的应用。实际上，D便梁施工支墩的实验结果取决于最大横向加速度值不同车辆的常规制动与紧急制动都不相同，应监测开挖到便梁露

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出支座及便梁掏空到顶结束两种情况下的竖向最大加速度值，从而更加准确的探究其动态安全特性。

3.3铁路便梁静力和动力的有限元分析

D便梁扣轨施工技术需要对便梁进行动力和静力的有限元分析，通过结构软件的应用建立轨道的动力模型与结构静力，横梁是焊接而成的工字形，纵梁则为箱型的截面，两端有混凝土制成的定桩，桩外漏的长度取决于静力结构所产生的内力大小，计算机软件可以将这两种结构进行分析，尽可能的消除竖向载荷与横向载荷存在的不确定性，再将理论值与实际测量对比，最终确定准确的冲击系数，便梁结构有限元模型的建立能够帮助扣轨施工技术更好的实施，有助于防止轨道变形与节点位置的偏移，尽可能的避免强迫震动震源频率与结构自震频率相等[3]。 4、结语

综上所述，本研究结合焦柳线圆曲线D便梁实际施工情况，对扣轨加固技术的相关问题进行探究，希望通过这一技术的完善与应用能够提高我国铁路运行的安全系数，尽可能的提高机车运行速度，同时减少施工过程中对其他交通线路的影响，通过动态模型的建立与分析，还对便梁上部轨道、施工便梁支墩以及铁路便梁的静力与动力有限元进行实验探究，希望能够有助于我国铁路事业的发展。 参考文献：

[1]丁春林，杨培俊，周顺华.既有铁路线下公铁立交桥施工技术及方案评估.地下空间，2014，24（l）：48-52.

[2];靳锐勇.在既有线上顶进立交桥采用D型钢便梁进行线路加固的施工方法.铁道标准设计，2013，12：17-19.

[3];杨国梁，张雪锋，闰树新.将铁路既有桥改为框构桥的施工技术.铁道建筑，2012，l：24-27.