高鐵跨既有鐵路連續梁斜拉掛籃施工工藝研究

陳利偉

(中鐵十八局集團第一工程有限公司，河北 涿州 072758)

連續梁斜拉掛籃施工技術是當前我國工業技術建設中應用頻率較高的一種專業技術。由于我國目前交通運輸事業的飛速發展，大多鐵路和公路以及橋梁多存在交叉點，應用該技術不中斷公路本身運作，且對高鐵施工操作更為便捷。由于該項技術需要綜合考慮多方面內容，包括對公路行車安全、受力和變形監測等的探究。

一、工程概況

對渝萬鐵路進行施工，客運專線上斑竹林雙線特大橋上跨渝宜高速公路，為(40+64+40)m三跨連續梁橋，聯動鄭渝高鐵和京昆高鐵。在施工上，選擇連續梁斜拉掛籃技術。結合工程概況來看，它是重慶主城到萬州區的一條城際鐵路，是鄭渝高鐵客運專線的重要組成部分。該鐵路全長約245公里，工程設計時速250公里，從重慶北站抵達萬州北站，是中國鐵路網中長期規劃的核心部分，同時也是維系中原地區、華北地區的鐵路快速通道，也是鄭渝高鐵和京昆高鐵的一段，兼顧沿線客流運輸。該工程實施以后，市民從重慶北站乘坐高鐵去往北京，可乘坐本鐵路外，還能直轉鄭萬高鐵和京廣高鐵，節省了整整4個小時。

上述分析表明，該工程對施工技術有著嚴格的要求，必須滿足鐵路建設標準化管理工作，規范施工工藝操作流程。該工程有著覆蓋面積廣、折射范圍大、跨度廣和施工難度系數高等特點。必須嚴格按照《建筑施工模板安全技術規程》（JGJ162-2008）《掛籃法預應力混凝土連續梁施工》《連續梁掛籃懸臂澆注制梁作業安全技術交底》《大跨度預應力連續梁橋標準化施工工藝與斜拉式掛籃標準化設計》，防止鐵路跨越既有鐵路失衡現象發生。

本次連續梁斜拉掛籃施工，主要采用碗扣支架法施工、鋼管架支頂和貝雷梁掛籃對稱懸澆等體系。本研究從掛籃設計和掛籃預壓工藝兩個方面改進了穿跨越既有鐵路施工難度。

二、選擇連續梁斜拉掛籃施工技術分析

（一）施工材料結構選擇

滑動斜拉式掛籃的主要結構是：主梁（縱梁）、各種橫梁、斜拉帶系、模板系統（包含底模、側模及內模）、滑梁、上下限位裝置等。本次施工的材料選擇，主要依據不同地段的不同結構進行慎重選擇，對模板系統的鋼筋混凝土選用800mm×1200mm梁支撐，采用鋼模板體系一般用16Mn或其他性能更優的鋼板制成，每一拉桿一般作成4-5段。上部采用滑動斜拉式掛籃結構受力，待主梁縱向傾覆穩定后，以后端錨固壓力維持，對底模平臺錨固箱梁底板之上。

（二）施工方案設計

施工本著不破壞既有鐵路（鄭渝高鐵和京昆高鐵）線路運營干擾，確保工程建設期間鐵路運行安全的標準，先行沿渝萬鐵路平行方向建設主跨梁體，建成后，在在2臺350噸千斤頂的牽引下逆時針轉體90度，實現主體橋斜跨轉體的成功對接。該鐵路跨線正線全長247.2km，跨鐵路段采用三跨連續梁，長128.5米，主跨長度65.8米，轉體梁全長81米、寬25米，轉體結構總重量約6799噸，耗時108分鐘。

據悉。該高鐵跨線橋是目前鐵路跨線橋實現了與多條鐵路的斜跨轉體，建設意義重大，是連接鄭渝高鐵、京昆高鐵和萬渝高鐵城市骨干路網的關鍵節點。另外，連續梁斜拉掛籃施工技術，以價值百萬的智能牽引系統，對連續頂、推泵站和控制柜的手動、智能和實時牽引，對掛籃預壓工藝的改進，有著直接的平衡作用。該工程施工中，為確保梁體的平衡性，以數據設備和電腦的無線采集模式，對鋼材預埋結構和砼澆筑過程實現實時監控和預警，對施工中有違技術指標的行為及時預警指正。

此外，為確保梁體的平衡性，在結構中預埋高精度應變、溫度傳感器，再通過無線采集連接，可實現數據實時監測及數據圖形可視化，對砼澆筑過程及轉體過程進行實時監控并預警。

三、施工技術分析

（一）施工前的準備

施工前要對混凝土、施工圖復核、掛籃選擇、施工方案的選定、技術交底和模板準備。首先，依據施工材料選定，完成高性能混凝土配合比以34：60固體漿集體積比取確保混凝土強度，以0.2-0.4之間的水膠比，保證混凝土具有足夠的密實度；依照施工設計圖紙，進行認真復核，對存在的具體問題進行詳細咨詢解決；對鋼結構需要的掛籃設備選型進行詳細論證選擇，確保施工滿足《連續梁掛籃懸臂澆注制梁作業安全技術交底》要求。其次，施工方案的選定上，根據掛籃設備選型，對掛籃的結構尺寸和O#、1#塊的結構尺寸進行選定施工；技術交底要確保施工人員的業務技能，掌握必要的掛籃施工技術和施工重難點，依據技術規程，熟悉圖紙作業，有效指揮工程施工；最后，對施工選用模板進行提前加工組裝，確保工期如期開展。

（二）施工工藝流程

該項技術，解決了重慶地區高鐵地形弊端，以連續梁斜拉掛籃施工技術，彌合了以往鐵路跨既有線施工的滿堂式支架弊端，該施工以墩柱混凝土為施工支撐平臺，施工后連續梁段的行走施工體系。不僅減少了鐵路施工成本，同時也節約了施工材料。如圖1

圖1 掛籃施工工藝流程圖0#號段

（三）施工關鍵環節

模板處理、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、混凝土養生、預應力張拉與壓漿、掛籃行走、合攏段梁體施工是連續梁斜拉掛籃施工技術的重點和關鍵環節，實施必要的技術手段干預，是確保跨既有鐵路施工的重要手段。

墩身模板必須確保無錯臺、雜物、銹斑，在施工中，行2次打磨，專業涂漆，為混凝土澆筑提供基礎，施工中，要實現模板之間的無縫貼合，避免漿液流出，有礙工程質量。

鋼筋綁扎：端頭模板以6mm鋼板為宜，在鋼板上，預留孔洞定位，注意打孔間距、數量和厚度，確保鋼筋間保護層厚度。采用U型鋼筋制作定位架，對波紋管兩端進行焊接時，穿膠皮芯防止水泥漿堵塞波紋管道，焊接間距≤1000px,預應力管道橫豎兩端必須密封，為進一步壓漿提供條件。

混凝土澆筑：依據以34：60固體漿集體積比取確保混凝土強度，以0.2-0.4之間的水膠比保證混凝土質量和施工可行性，混凝土澆筑要注意力道，杜絕搗固棒碰觸波紋管。

混凝土澆筑完成后，實施必要的養護，可以確保施工質量符合規程，延長工程使用壽命。對箱梁頂板頂面、底板頂面、箱梁外側腹板、翼緣板分別采取不同的養護措施，前兩者應用塑料薄膜覆蓋，上鋪土工布灑水養護；后兩者應用小導管自動噴淋養護。

預應力張拉與壓漿施工是綜合考慮混凝土設計標準后，依據技術指標對張拉強度和張拉安裝的對應安裝，其間必須考慮壓漿濃度。

掛籃行走：施工中，只有待掛籃平穩行走中，才能加固后錨和承重支點，以減少行走中掛籃的荷載，尤其注意檢查和安裝掛籃養生平臺。

懸澆梁合攏段施工，是掛籃施工中的關鍵一環。對該段的施工，必須進行必要的測量檢查（平面線形和端部標高），確保兩部端高平衡，可以砂袋堆載或懸掛水箱對兩端掛籃懸澆塊進行加載預壓，在設計范圍內，確保荷載平衡。安裝合攏段臨時錨固系統，先調整好吊架和模板安裝，再安裝鋼筋和預應力管道（預應力筋穿束和張拉臨時鋼束），對合攏段的澆筑要在一天中氣溫較低的時候進行，澆筑完成后，加強養護。如圖2：連續梁斜拉掛籃懸澆梁合攏段施工

圖2 連續梁斜拉掛籃懸澆梁合攏段施工

四、施工可行性分析

重慶市是青藏高原與長江中下游平原的過渡地帶，由南北向長江河谷傾斜，構成以山地、丘陵為主的地形狀態。其地形地貌不利于交通經濟的發展，但是卻成為我國經濟建設中不可或缺的組成部分，有“山城”之稱。長江、嘉陵江穿過重慶市的主城區。重慶樞紐內渝蓉線、渝黔線、襄渝線等，同時也是鄭渝高鐵和京昆高鐵的一段。

穿跨越既有鐵路線路的施工，歷來受到路橋建設項目的關注。連續梁斜拉掛籃施工工藝的應用，是專家組收集相關資料，場站規劃和線路走向構想和實踐的過程，作為快捷軌道交通的核心組成部分，該項施工技術可行。

連續梁斜拉掛籃施工工藝，建立統一的設計規范，合理使用和安裝設備，實現資源循環利用，提高施工安全系數。結合實際工程建設項目，對高鐵跨既有鐵路連續梁斜拉掛籃設計與施工，從其施工前準備到施工工藝流程分析，涵蓋了施工的標準化、精細化設計，以此驗證了工程初步構想，為順利完成設計和相關鐵路施工，提供了借鑒。

五、總結

高鐵跨既有鐵路建設項目中，連續梁斜拉掛籃施工技術作為該項工程的關鍵環節，連續梁斜拉掛籃施工技術對工程工期、質量和安全指標的控制起著至關重要的作用。無論是施工材料結構選擇和施工方案設計，還是施工技術分析都要嚴格施工技術標準執行，以最大限度地發揮高鐵跨既有鐵路價值，更好地服務于國民經濟。

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