上跨既有繁忙干線的立交橋架梁施工

劉志成

中鐵二十四局集團上海鐵建工程有限公司 上海 200070

1 工程概況

S256聞集—六十鋪段上跨京九鐵路立交橋工程，主橋鐵路跨上越京九上、下行鐵路，斜交布置（圖1），橋梁與京九下行法線夾角為20.3°。主橋采用三跨40 m簡支箱梁布置，每跨10片，合計30片箱梁。

圖1 主橋鐵路跨與鐵路平面位置關系示意

主橋橋墩為不平行布置，其中16#墩與17#墩夾角為15°，18#墩與19#墩夾角為15°。K17、K19跨箱梁尺寸長短不一，其中，鐵路跨箱梁（圖2）邊梁質量為202.6 t。橋墩的不平行布置，導致架梁時需要增加架橋機斜交架梁的角度調整和支腿支撐等一系列施工解決措施。

圖2 鐵路跨箱梁斷面示意（單位：cm）

上跨京九鐵路段屬于高路基、電氣化、繁忙干線區間，對架橋機過軌、箱梁架設的封鎖施工要求嚴格，安全風險高。如何安全正點且減少封鎖次數，最大化提高封鎖點施工效率是本工程需要重點把控的一個方向。

除了鐵路跨箱梁架設外，鐵路跨附屬工程的施工同樣是本工程的關鍵。附屬施工涉及到封鎖點施工，按照鐵路相關規定，須在鐵路跨濕接縫完成且強度滿足條件后方可進行運梁施工，所以鐵路跨濕接縫的施工成為附屬施工的一個重要工期節點和安全控制點。

2 施工方案的確定和實施

結合施工設計安排，主橋跨箱梁架設計劃為K17跨箱梁架設→K18跨箱梁架設及附屬施工→K19跨箱梁架設。按照計劃要求進行施工方案的優化和審查，從架橋機選型、鄰跨箱梁架設、鐵路跨箱梁架設、鐵路跨附屬施工等為切入點進行優化，確定最終的施工方案，進行評審和施工計劃的上報。

2.1 架橋機的選型確定

架橋機選型主要從鐵路安全、性能、經濟效益等方面進行優化[1-4]。

主橋鐵路跨與鐵路斜交布置，架橋機過軌、架梁封鎖施工安全風險大。在綜合考慮箱梁質量、架設速度、邊梁架設的一次性到位等要求后，本工程選用JQGS280A3型雙導梁公路架橋機。該架橋機具備架設280 t箱梁的能力，且運行平穩、性能良好，可以做到15 min內橫移落梁歸位，為鐵路封鎖計劃的優化提供了基礎條件。同時架橋機軌道與導梁連接為元寶梁設計，具備架設邊梁一次性橫移到位的優勢，配備公司自有施工隊伍，便于管理和操作。

2.2 鄰跨箱梁架設

本工程在鐵路跨箱梁架設前，須先架設鐵路鄰跨K17跨箱梁，在鐵路跨架設完成后，架橋機過孔，再架設鐵路鄰跨K19跨箱梁。K19跨箱梁架設時鐵路跨箱梁架設已完成，不涉及封鎖點箱梁架設。K17跨箱梁架設時，需要以減少對鐵路的運營影響為目標，進一步優化施工方案，避免采用封鎖點進行架橋機過孔和箱梁架設。

利用架橋機的自身優勢，結合本工程的特點，與常規工藝進行比選，從而確定出最終的施工方案。

2.2.1 K17跨箱梁架設的常規方案

在引橋橋面具備運梁條件后，進行雙導梁架橋機拼裝、調試，安全檢查及風險評估等相關工作。第17跨（即K17跨）箱梁采用主導梁架設的方法進行施工。采用主導梁架設箱梁的施工方法（圖3），架橋機最前端位于鐵路接觸網正上方3.25 m處，需要進行停電封鎖施工。

架橋機過軌與首片箱梁架設為Ⅱ級封鎖施工，每片箱梁架設為1個Ⅲ級封鎖，用于架橋機橫移落梁、歸位施工。第17跨封鎖施工合計為2次Ⅱ級封鎖，10次Ⅲ級封鎖。按照鐵路局規定，每周周一～周四可進行封鎖施工作業，每周4個封鎖點，合計3周，所以第17跨箱梁架設施工共需21 d。

2.2.2 K17跨箱梁架設的優化方案

在本工程中，項目部對常規化的箱梁架設施工進行了詳細分析。在對各因素進行分析后，確定以縮短導梁伸入鐵路的距離為目的進行專題討論。公司組織專家組與架橋機生產廠家、設計單位、建設單位等針對采用輔導梁架設箱梁的方案，在箱梁架設的受力計算、穩定性、架梁速度、架橋機性能等方面進行驗算、論證，最終達成采用輔導梁進行箱梁架設的結論。

采用輔導梁架設箱梁的方法（圖4），架橋機最前端位于鐵路外側，距離鐵路外柵欄網10.3 m，不需要進行封鎖施工。

2.2.3 優化前后對比

鐵路鄰跨的輔導梁架設箱梁的方法，架橋機過孔、箱梁架設為鄰營B類施工，無需進行封鎖，合計3 d即完成施工（架橋機過孔1 d，架設左幅5片箱梁1 d，架設右幅5片箱梁1 d），與常規化施工相比，合計減少了2次Ⅱ級封鎖施工和10次Ⅲ級封鎖施工，縮短工期18 d，為鐵路跨的封鎖施工提供了充分的時間，減輕了工程的工期壓力。鄰跨架設按照方案嚴格實施，項目部按照封鎖施工模式進行架設，提前進行了鐵路跨封鎖施工的預演，鐵路鄰跨架梁安全穩定，完成了既定時間內的施工任務，為鐵路跨封鎖施工提供了基礎和保障。

圖3 主導梁架設箱梁

圖4 輔導梁架設箱梁

2.3 鐵路跨箱梁架設

2.3.1 鐵路跨箱梁架設的常規方案

在K17跨箱梁架設完成后，即進行鐵路跨的架橋機過軌與箱梁架設施工。常規工藝中，架橋機支腿過孔后，需進行至少1 h的準備工作（支腿調整，前移）后，才可進行導梁過孔施工。因此將架橋機過軌作業分2個封鎖點進行，鐵路跨導梁過孔、支腿過孔分別進行1次Ⅱ級封鎖，每次封鎖60 min。

架橋機過孔完成后可進行箱梁架設，按照鐵路局相關規定，首片箱梁架設為Ⅱ級封鎖施工，架設3片相鄰箱梁后，方可進行封鎖前“梁上走梁”施工作業，封鎖時進行架橋機橫移與歸位。

架橋機導梁過孔、支腿過孔與首片箱梁架設為Ⅱ級封鎖施工，每片箱梁架設為1個Ⅲ級封鎖，用于架橋機橫移落梁、歸位施工。鐵路封鎖施工合計為3次Ⅱ級封鎖、9次Ⅲ級封鎖。按照鐵路局規定，每周周一～周四可進行封鎖施工作業，每周4個封鎖點，合計3周，所以鐵路跨箱梁架設施工共需21 d時間。

2.3.2 鐵路跨箱梁架設的優化方案

在架橋機導梁過孔與支腿過孔方面，充分利用上、下行線路的天窗點間隔時間，將導梁過孔和支腿過孔合并在一個封鎖時間內完成。

在公司調度與鐵路局了解三塔鎮站—阜南站區間的天窗時間點及可給出的封鎖時間點后，利用本區間段上、下行線路天窗點錯開的特點，經過技術分析與時間分解，將2次封鎖施工合并在一個封鎖時間內完成。

根據要求，首片箱梁架設為Ⅱ級封鎖施工，前3片箱梁架設完成后，后續箱梁架設方法為架橋機橫移落梁就位，在30 min內完成，使得鐵路主跨箱梁架設每天可進行3片。

2.3.3 優化前后對比

將2次Ⅱ級封鎖合并成1個Ⅱ級封鎖，同時減少了停送電的時間，優化后的架橋機過孔及架梁封鎖次數為11次，7 d完成施工，有2次Ⅱ級封鎖。而優化前的架橋機過孔及架梁封鎖次數為12次，需21 d完成施工，有3次Ⅱ級封鎖。因此，優化后的施工方案極大地減緩了鐵路的運營壓力。

2.4 鐵路跨濕接縫施工

2.4.1 濕接縫施工的常規方案

常規化的鐵路跨濕接縫施工為箱梁架設完成后，在鐵路封鎖點內進行吊設底模施工。封鎖點開始后將底模模板運輸進入鐵路范圍內，橋梁上施工人員使用卷揚機吊設模板，整個施工過程復雜，準備工作需要在封鎖點內進行，很大程度上降低了封鎖點內的施工效率，同時吊模施工存在因模板固定不牢固而掉落至鐵路范圍內的風險。模板吊裝完畢后即進行混凝土澆筑，澆筑完成后，模板的拆除必須在封鎖點內進行，而且施工難度大于模板的吊設。鐵路跨合計8道濕接縫，模板安裝需要11個封鎖點，每次封鎖為上、下行同時封鎖2 h?；炷练?次澆筑，每次1個封鎖點，模板拆除需要15個封鎖點，且底模需要在混凝土強度達到80%以上后方可拆除。該方案總計封鎖點30個。

2.4.2 濕接縫施工的優化方案

優化后的濕接縫由兩部分組成，即厚8 cm的預制蓋板和厚15 cm的現澆濕接縫，其中蓋板起到現澆濕接縫的底模作用，為永久性模板，不需要進行拆除（圖5、圖6）。

圖5 蓋板與箱梁位置示意

圖6 蓋板安裝施工現場

在箱梁架設完成后開始濕接縫蓋板安裝，橋梁左右兩幅共計8道濕接縫，每道濕接縫安裝84塊預制蓋板，共計672塊。濕接縫采用預制板結構，蓋板尺寸為長×寬×高=450 mm×800 mm×80 mm，每塊蓋板質量69 kg。蓋板預制時頂部預留2處吊點位置，用于人工安放時吊運。每組人員每2 min可安裝1塊蓋板，根據箱梁架設情況分成2～4組人員同時施工。

在箱梁架設3片后進行蓋板安裝工作，每次箱梁架設期間，同步進行蓋板的安裝工作。蓋板安裝完成后采用泡沫劑或干水泥進行堵縫，再利用列車間隙即可進行濕接縫鋼筋的調整和焊接工作。在封鎖點內進行混凝土的澆筑施工，左右幅分2次進行。封鎖時間為2 h，采用泵車在地面進行泵送施工作業，確保了施工的安全性和連續性[5-8]。

蓋板安裝需要6個封鎖點，每次封鎖為上、下行同時封鎖2 h，混凝土澆筑分2次，左右幅各1次，合計2個封鎖點。該方案總計封鎖點8個。

2.4.3 優化前后對比

采用混凝土蓋板作為濕接縫底模的施工工藝，減少了封鎖點22個，且施工過程中鐵路范圍內無材料機具，均為橋面作業，減少了對鐵路的影響，提高了施工效率。

3 結語

1）本工程采用JQGS280A3型雙導梁公路架橋機架設40 m跨箱梁時，采用輔導梁架設箱梁的方法得到了成功應用，避免了在封鎖點內架設鐵路鄰跨箱梁。

2）本工程架橋機過孔、箱梁架設比常規施工方案減少了3次Ⅱ級封鎖，10次Ⅲ級封鎖，縮短了工期，緩解了鐵路運營壓力。

3）鑒于蓋梁斜交架橋機轉正架梁需要進行多步加固措施，且邊梁架設安全風險高，建議在設計階段考慮蓋梁平行施工，便于箱梁架設。

4）鐵路跨預制蓋板作為濕接縫底模的工藝取得了較好的實施效果，可以在類似的鐵路跨施工中推廣使用。