一、京通铁路概况及功能定位
京通铁路位于华北地区，始建于1976年，为单线内燃铁路，线路全长805公里。京通铁路西端经京包线、京承线连接北京枢纽，东端连接通辽枢纽，是东北及蒙东地区进出关的重要铁路通道，是东北、蒙东地区与华北地区区际通道的重要组成部分，是一条以货运为主、兼顾沿线地方客运、为地方经济发展服务的区域性铁路。京通铁路为内燃牵引单线铁路，限制坡度6‰（局部12‰），到发线有效长850米，HXN内燃机车（赤峰至通辽段为电力牵引），牵引质量4000吨。
二、病害梁对通道能力影响分析
隆化至朝阳地段限制区间为纪家沟至银镇，目前沈阳局集团公司已对该区段内14座病害桥按限速60km/h运营，现平行图能力为31对，开行客车4对，图定货车18对，能力利用率74%。2020年货流密度上行1364万吨、下行666万吨，其中上行方向通辽及以远通过运量1123万吨，占比82%。预测初期、近期及远期需要通过能力分别是28对、29对及30对，能力利用率分别为91%、94%、97%，能力十分紧张。
如病害继续发展，将对该14座桥按限速45km/h运营，限速后平行图能力降低至20对，初期、近期及远期能力分别欠8、9、10对，且限重对运量影响将进一步加剧。目前沈山线能力利用率已达94%，没有能力分流京通线转移过来的货车。
为确保行车安全，工务段加密现场检查周期和加强日常观测，并采取粉刷涂层、填塞裂缝等措施减缓病害发展，但梁体病害未得到根本解决。如病害持续发展，不仅危及行车安全，而且将影响东北地区进出关通道能力，实施病害梁整治已迫在眉睫。
三、病害梁对运输收入影响分析
初期、近期、远期预测上行（重车方向）货流密度2100、2160、2280万吨。按照优先满足旅客列车、通辽及以远直通货车原则，扣除旅客列车后可开行14.5对直通货物列车，输送能力1450万吨/年，可满足通辽及以远至北京方向货流要求。其它区段初期、近期、远期约650、710、830万吨货物无法通过京通线运输，相应货物周转量185795、198718、317061万吨公里，按照货物运价率0.167元/吨公里计算，初期、近期、远期铁路运输收入损失分别达到3.1、3.3、5.3亿元。
四、京通铁路现状桥梁病害分析
1.桥梁承载力逐年下降。
1980年原铁道部科学研究院、北京铁路局、原锦州铁路局及建设单位联合对部分梁体进行静载抗裂试验，确定该批梁活载等级不足，原铁道部以（80）89号文件规定按中-21级掌握。
2003年原铁道部科学研究院铁建所分别对现场卸下的跨度为23.8m及31.7m两种不同型号的梁体进行了破坏性试验，在中-活载荷载下，两种跨度梁体的最小抗裂系数分别为1.089和1.007，均不满足现行《铁路桥涵混凝土结构设计规范》中规定的不小于1.2的要求。为确保行车安全，原铁道部运输局、同济大学、铁三院、铁四院等相关单位专家一致认为该批梁运营荷载应限制在中-18级以内。
2019年11月，沈阳局集团公司工电检测所对京通线朝阳地至通辽段换下的病害梁进行了现场抽样调研，发现部分梁端封端混凝土与梁体结合较弱，大片剥离，锚头及钢丝束有锈蚀，混凝土强度下降。从现场分析，梁体抗裂性能已进一步降低。
2021年3月，沈阳局集团公司工电检测所对4处桥梁跨中抗裂安全性进行检定计算，既有桥上23.8m及31.7m梁承受的最大活载系数已分别为0.783及0.782，接近中-18级活载作用下承受的最大活载系数0.819及0.797，承载能力维持在中-18级或以下。
2.“碱-集料”反应加重，梁体裂纹持续发展。
2003年，铁道部科学研究院对23.8m及31.7m梁进行化学试验分析，两种梁“碱-集料”反应严重，部分桥梁沿预应力筋方向纵向裂纹最长达22m，道砟槽底面严重龟裂、泛白浆，致使梁体抗压、抗拉强度及弹性模量下降。
经沈阳局集团公司赤峰工务段长期观测，自2003年后部分裂纹呈持续发展趋势，最大裂纹长度由最初的22m发展到25m，最大裂纹宽度已由最初的0.3mm发展到2mm，且有继续发展趋势，按《普速铁路桥隧建筑物修理规则》状态评定标准为AA级，急需实施换梁改造。
3.梁体竖向刚度严重不足，减小趋势明显。
2003年，我公司检定时病害桥最大竖向动挠度12.84mm，换算挠跨比1/2468。2021年3月检定时最大竖向动挠度17.76mm，换算挠跨比1/1785，超过《桥梁检定规范》规定的1/1800要求。梁体竖向刚度逐年减小，并有继续发展趋势。
4.梁体横向刚度不足。
2003年，沈阳局集团公司检定时梁体跨中最大横向振幅达10.3mm，超过《桥梁检定规范》安全限值3.9倍，我公司利用大修资金对大部分梁体进行了横向加固处理。2021年3月，沈阳局集团公司对已进行横向加固的桥梁进行了检定，最大横向振幅3.03mm，已超过通常值2.52mm要求，既有桥横向加固后横向刚度依然不足。
五、京通铁路电化工程进展及病害梁更换情况
（一）通辽至朝阳地段
2015年9月批复可研，投资46.87亿元。2015年10月批复初设，投资37.78亿元，其中计列既有线桥梁病害整治工程2.2亿元包干使用，设计单位上报换梁工程范围为沈阳局管内通辽至隆化段。2015年12月开工建设，2019年12月赤峰南至通辽开通运营，朝阳地至赤峰南段2021年10月竣工。区段内13座桥/46孔病害梁已纳入批复，现已全部更换。换梁后平行图能力40对、输送能力2300万吨，远期预测需要通过能力39对、运量1900万吨，换梁后能够满足远期运量需求。
（二）朝阳地至隆化段
2018年9月批复可研，投资41.78亿元，其中沈阳局管内投资总额9.9125亿元。2018年11月批复初设，投资36.35亿元，其中沈阳局管内9.15亿元。2019年12月开工建设，计划2022年12月竣工。区段内14座桥/214孔病害梁未纳入批复，按维持现状实施。
六、换梁工程施工组织及对总工期影响
（一）实施换梁对京通铁路电化没有产生废弃工程。
全线计划换梁区段桥梁墩台上已安装接触网钢柱79根，换梁时可拆除利用重新安装即可，其它暂未施工。换梁工程没有产生废弃工程。
（二）换梁工程工期安排。
2022年3月1日启动新建梁场工作，至2022年9月5日完成换梁工程，工期6个月，满足京通电化改造工程计划开通日期为2022年10月30日总工期要求。
1.2022年2月25日前完成新建梁场及临时存梁场的临时占地征地工作和相关施工准备工作。
四合永站设制梁场1处。张三营站（K273+469）、东大坝站（K283+975）、k299+500位置、腰栈站（K312+033）、k332+600位置、朝阳地站（K356+640）共设存梁场6处。
2.3月1日至4月20日前完成新建梁场工作
制梁区新建后张梁制梁台座48个，制梁周期按7天计算；新建2台10吨门式起重机；新建1台180吨提梁机；根据制梁台位周转的需要，配置模板48套。存梁区设置存梁台座4排，长度36米，最大存梁能力50片。搅拌站设置1台HZS120D搅拌机及相配套的150吨水泥罐仓2个、150吨粉煤灰罐仓2个、150吨矿渣粉罐仓2个。
3.4月21日至6月20日前完成试生产48片梁及制梁认证工作。
4.6月21日至8月20日完成制梁工作，并运输至各存梁场。
5.8月21日至9月5日完成集中换梁。
根据现场实际工况和运输条件，14座病害桥分为7个施工区段同步施工。经设计对施工组织研究摆排，采取封锁14天集中换梁施工方案，每个区段设1处存梁场，其中4个控制区段各设2台架桥机、2台吊车，其他3各区段各设1台架桥机，投资2.9亿元。
6.换梁期间每个区段安排一名负责人对负责整个区段的换梁施工，每个区段分为三个作业组，分别为桥梁组、线路组、附属组按照施工程序进行施工。先由线路组、附属组对既有桥梁上的线路及附属设备进行拆除作业，满足架桥机作业需求；再由架桥机进行拆除旧梁、架设新梁作业；最后由线路组、附属组恢复线路及附属设备达到开通条件。
七、集中换梁封锁施工期间运输组织调整方案
1.因受疫情影响，现昌平至赤峰间仅开行北京-乌兰浩特K1189/1190次1对客车，可改经平泉分界口迂回运行，经京通、承隆、京承、锦承、叶赤、京通运行。
2.集中换梁封锁施工期间，经隆化分界口运输的三间房、通辽、赤峰支点与丰台西支点产生的交换车流改经山海关分界口运输。其中，京通线隆化至朝阳地间封锁区段内各站采取停限装措施。
八、结论
通过以上对运营安全、运输组织、运输收入、施工组织、施工过渡等方面综合分析，京通铁路换梁工程具备可实施性，经济效益明显，对确保行车安全等意义重大
