单线铁路中等跨度钢桁梁辊轴支座更换方法探讨

[摘要]本文以宝成下行线涪江大桥钢桁梁辊轴支座为例阐述并探讨了辊轴支座更换的施工方法及注意事项。 

[关键词]铁路钢桁梁支座更换 

一 、铁路辊轴支座检查及常见病害情况 

(一) 日常检查 宝成下行线k537+349涪江大桥，建成于1995年，桥全长438．8米， 其中第2、3孔为2—64米连续下承式钢桁梁，其余9孔为32钢筋混凝土T形 梁。该桥在日常的设备检查中确定为段控重点设备，即所在的桥路工区每月 检查2次、车间每月检查1次、工务段技术科每季检查1次 

(二)病害发生情况及采取措施 2007年4月设备检查发现3号桥墩下游活动支座下排牙板宝端第一颗连 接螺栓折断，牙板眼孔与辊轴眼孔错位达8mm， 由于该线一直单向运行，眼 孔不能恢复原位，加工的螺栓无法重新补齐。经观测发现2、3号活动支座随 着气温的升高倾角增大幅度明显，辊轴倾角不同步，尤其是2号墩下游活动 支座的中间两根辊轴倾角(达到14o)明显大于外侧辊轴倾角。通过会请各 级专家到现场，对钢梁上拱度、挠度、支座基本尺寸、支座倾角等进行测量， 经过仔细的计算和分析得出结论： 

(1)钢梁结构满足荷载要求；(2)支座偏移不能满足钢梁纵向伸缩要求； (3)列车长期重载高速单向运行造成支座位移残余累积，致使支座位移超过 安全容许值；(4)支座处于非正常工作状态。 根据以上结论提出如下处理措施： (1)从2007年5月开始该桥钢粱桥部分昼夜限速451m／h；(2)绵阳工务 段采取支墩防护：(3)绵阳工务段定期对支座的倾角、位移进行观测、加密 观测次数．每日高温时段派专人对2、3号支座进行密切监视，如遇支座辊轴 拉裂、错位等异常情况采取紧急措旋；(4)建议及时更换现有辊轴支座。 二、新支座的选择和加工制作 i、辊轴支座在受力过程中，辊轴要同时接受桥跨结构动荷载作用下转 动和滑动的约束，很容易出现辊轴倾角不同步和辊轴倾角超限的病害，影响 既有桥梁的稳定性及行车安全。整治措施为将既有的辊轴支座更换为新型铰 轴滑板钢支座。 

2、铰轴滑板钢支座的优点：铰轴滑板钢支座主要依靠上、下摆之间 用铰轴连接来适应梁端的转动，用下摆滑动面与底板滑动面进行平面滑动来 适应钢梁的水平、纵向及温度影响的各种位移；下摆限位起到平衡列车的横 向力和风力、限制梁体的横向位移的作用， 同时也起到抗震的作用。 

3、在运营线钢桁梁更换支座，必须保证既有线路、桥面标高不被改 变，同时也为了确保新支座与既有桥墩连接牢固、利用原有的支座预埋螺栓， 所以要求新支座与既有的辊轴支座高度及预埋螺栓眼孔间距必须绝对相同、 采用专业厂家定制的方式生产支座。厂家在支座前必须派技术人员查阅既有 支座相关资料、现场核定支座尺寸、并按核定尺寸生产支座、确保支座安装准确无误。 

三、施工进度计期安捧 

1、施工总工期：2008年4月i日～2008年4月20日，共20天。

 2、各主要工程的进度安排 2008年4月1日~2008年4月1O日，绵阳工务段搭设施工作业平台， 将动力电源接入桥头并用电缆接到桥墩，同时搭设备用发电机一台，线路(无 缝线路)应力放散、加铺缩短轨，作好相关施工准备，将机具、新支座利用 轨道车在天窗时间放置到对应墩台上。

2008年4月u 日~2008年4月l6日每日每天封锁线路3小时用以 拆除、更换一个支座，施工网络计划见图I所示。 4、2008年4月17日~2008年4月2O日观测测量支座、局部调整桥梁 上拱度。 5、2008年4月1卜2O日列车通过该桥梁运行速度按昼夜25k~／h慢行通 过。 四、主要项目蠢工工况的■定 1、该桥连续钢桁梁固定支座设于4#墩， 支座反力2600KN； 辊轴活 动支座设于2#、3#墩顶，支座反力分别为2600KN、6000KN，钢桁梁采用16Mnq 材料。 2、起项高度的确定：根据既有支座的销钉连接深度确定钢粱的最小 起顶高度为6cm。在施顶过程中为减少横梁受力，同时对相邻墩加以辅顶。即 2#墩支座更换时将2#墩起项6cm，在3#墩辅助起顶icm：3#墩支座更换时将 3#墩起顶6cm在2#墩辅助起顶3cm：4#墩支座更换与2#墩相同。 

3、桁架的主要受力工况计算： 

工况一：2#墩支座强制位移6 cm： 

工况二：3#墩支座强制位移6cm；

工况三：3#墩支座强制位移6cnl，同 时2#墩支座强制位移3cm。对如上三种工况进行计算。 计算分析采用空间结构分析软件建立仿真实体模型进行模拟。 荷载统计如下： 自重荷载： 

1、钢桁梁自重Gl=361609kg 2、人行道重量：G2=14153+I947=16IOOkg 3、砼板重量：G3=14m3×26OOkg／m3=364OOOkg 4、枕木重量：G4=4i660kg 5、钢轨重量：G5=I28 X 4 X 6Okg／m：30720kg G=Gl+G2+G3+G4+G5=486．5T 将自重荷载平均分布到下弦34个节点上，节点荷载为486．5／34=14．3T， 建立模型如图2所示： 静力分析及局部构件强度计算 工况一：支座反力计算：当2#墩支座强制位移6cIB时，则荷载组 合：i．1 X G+3#墩支座强制位移6cm，通过计算得出支座反力为： 2#墩： 66T，3#墩：136T，4#墩：66T。 如果将2#墩起r~66T，其余约束不变，则受力虽大的为端横梁部分，故对端 横梁及其连接螺栓进，稃计算，通过计算得出：端横梁组合应力：6 4MPa <200MPa(16Mnq的容许应力)，连接螺栓采用10．9级，M22高强螺栓，螺栓承 载力：NVb=nfx UXP／1．7=2×20×0．45／1．3=13．8T．横梁与主桁采用l4个 螺栓连接，其螺栓承载力：14× 13．8=I93T>66T．所以螺栓受力满足要求． 工况二：中横梁组合应力：162MPa<200MPa(16Mnq的容许应力)，横粱 受剪力为187吨，横梁与主桁采用l4个螺栓连接，其螺栓承载力：14× l3． 2=184T<187T．所以螺栓受力满足不了要求。 工况三： 3#墩支座强制位移6cm，同时2#墩、4#墩支座强制位移 3cm 此时计算出支座反力：2#墩：49T，3#墩：170T，4#墩：49T。由工况2计 算得知横梁受力满足要求横梁与主桁采用l4个螺栓连接，其螺栓承载力：14X 13．2=184T)l70T．所以螺栓受力满足要求．对于3#墩起项按照工况3执行。 五、支童更换童工方法 (一)总体施工顺序 第一步：施工准备。安装墩顶施工平台，清理墩顶杂物； 进行施工前的钢桁梁复查和测量，原支座的检查与处理，新支座起吊 位置布置与吊放，对于钢桁粱支座，铲除黄油面和保护层至露出原状。 第二步：2台千斤顶同时起顶，依次进行2#墩、3#墩、4#墩旧支座 拆除、新支座安装旌工。(应急各1台备用千斤顶) (二)单个支座更换过程 (1)断开线路，起顶桁梁，拆除原支座。(2)测量平整新支座底 板；拆除上摆及下摆。(3)安装新支座下摆以及绞轴并测量校正。(4)安装新支座上摆，落顶。对支座底缝， 向内压入灌缝结构胶填充密实 (5)检查 拧紧螺栓，测量复查落梁恢复线路。 六、支鏖拆除与安蓑超时帕盅急处理方案 1、活动支座底板拆除与安装调平超时，不能满足后续拆除与安装工作 时，用临时钢垫支撑。支垫高度等于拆除高度，同时顶面加铺一块不锈钢板。 

2、固定支座底板拆除与安装调平超时，不能满足后续拆除与安装工作 时，用临时钢垫支撑。支垫高度等同拆除高度，固定支座高度65Omm。同 时锁定固定端纵桥向的木枕，限制纵桥向位移。 

3、起顶前检查千斤顶，备用千斤顶及油泵；支座脱落拆除时要准备 切割机具以防不能正常脱落时进行切割拆除(提前准备氧割、切割、焊接机 具 预备钢垫块，在支座无法在规定时间内完成时用钢垫块支撑，恢复通车。

欢迎来电咨询,咨询热线:027-83839779,手机:18627871158(同微信)