下穿客運專線剛構橋施工線路加固研究

韋立崗

【摘 要】新建下穿衡柳客運專線的蘆笛路中橋需在架空鐵路線路后進行施工，因客運專線對安全運營的要求非常高，除了確保線路加固體系穩固可靠外，還要求列車通過時，加固的線路微沉降，故傳統的線路加固方案已不能滿足該項目的施工要求。該項目通過技術創新，采用了孔樁作線路加固支墩+預應力砼梁作橫抬梁+“D”形施工便梁的線路架空加固方案，確保了客運專線的安全運營及橋梁施工的順利進行。

【關鍵詞】客運專線;連續剛構橋;線路加固;技術創新

【中圖分類號】U445.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）03-0123-03

0 前言

進行下穿鐵路的橋梁、框架涵等結構物施工時，為了確保鐵路的行車安全，需對既有鐵路進行線路加固。線路加固對行車安全的影響極大，是下穿既有線的結構物施工的關鍵環節，它關系列車運營安全及施工安全，一旦出現安全事故，造成的經濟損失及社會影響極大。雖然普速鐵路的線路加固方案較為成熟，但是近期我國高速鐵路發展迅猛，普速鐵路的線路加固方案已不能滿足發展的需要，需進行技術研究，以解決目前普速鐵路線路加固方案不能確保高速鐵路安全、平穩運行的難題。

1 工程簡介

桂林市K338+978.83蘆笛路中橋為蘆笛路通往西環北一路下穿衡柳雙線而設置。設計為跨徑14+14 m的兩孔剛構，凈高按不小于4.5 m控制，通行機動車。整個中橋沿線路方向縱長39.11 m，總寬13.8 m。基礎為φ1.0 m鉆孔灌注樁，樁頂設置橫斷面為2.0 m×2.0 m的承臺。橋上為衡柳鐵路正線雙線2股道（有砟軌道，線路為60 kg/m鋼軌，線間距為4.6 m），中橋軸線與正線呈67°，相交段鐵路位于直線上。蘆笛路中橋設計及布置如圖1、圖2所示。需將客運專線的衡柳雙線架空后方能施工蘆笛路中橋。

2 線路加固方案的創新設計

（1）客運專線線路加固存在的技術難題。{1}為了確保列車的行車安全和滿足旅客舒適度的要求，客運專線對線路加固的沉降控制標準越來越高，鐵路運輸部門已不允許傳統普速鐵路采用型鋼作縱梁、橫梁的線路加固方案。需采用獲得鐵路運輸部門認可的線路加固方案。{2}本項目為連續剛橋，其施工特點要求在剛構橋結構范圍（含必要的立模及施工操作范圍）內不能設置線路加固結構的承載支墩。而且，衡柳鐵路為雙線，剛構橋的縱、橫尺寸均非常大。無疑，采取何種大跨度縱、橫梁方案，以承受巨大的列車荷載是本項目線路加固施工中面臨的最大難題。{3}客運專線運輸繁忙，封鎖要點時間均為夜間。夜間施工因照明、人員生理作息的影響，真正有效的施工時間非常短且安全風險非常高。本項目施工工期較緊，故線路加固的方案需盡量減少要點封鎖線路施工的時間。

（2）本項目線路加固方案的研究。{1}線路加固縱、橫梁方案。本項目根據以往經驗的總結，并對幾種縱梁方案進行安全評估及比選后，決定采用“D”形施工便梁作線路加固的縱梁。“D”形施工便梁作為鐵路的制式搶險器材，歷年的使用實踐表明，其結構安全可靠、承載能力強，列車通過時沉降變形量小，據以往線路加固的安全監控數據表明，在旅客列車通過時，16 m跨的“D”形施工便梁跨中下撓度在12～18 mm，滿足鐵路運輸部門的要求。而且，“D”形施工便梁結構緊湊，構件少，施工拆裝及運輸方便快速。{2}“D”形施工便梁支墩方案的創新。通常“D”形施工便梁的支墩采用孔樁，進行鐵路雙線的線路加固時需在線路中間設孔樁支墩，但本項目連續剛構橋非頂進施工，不允許設置剛構范圍內的中間支墩。本項目連續剛構寬度為13.8 m，加上立模及施工操作空間，即橫向孔樁之間的凈間距需大于14.8 m。故如何設計“D”形施工便梁的支撐成為本項目需解決的重大技術問題。

經本項目技術人員進行課題研究及技術創新，采取了如下的新技術：創造性地采用橫穿線路的預應力矩形梁作線路加固的橫抬梁，將“D”形施工便梁支撐在橫抬梁上。因預應力梁承載能力非常強，且可根據施工需要將其設計成足夠長度，從而將孔樁支墩設置于連續剛構橋范圍以外，達到取消中間支墩的目的。采用預應力混凝土橫抬梁的方案，可使孔樁支墩離既有鐵路線路較遠，不屬于《南寧鐵路局高速鐵路營業線施工安全管理實施細則（試行）》規定的施工為營業線上施工項目，即不需晚上要點封鎖線路，故可無間斷、無干擾地進行孔樁的施工，加快了施工進度，也大幅降低了線路防護及施工成本。預應力砼橫抬梁設計長度為18.8m，跨度為17.3m，需承受軌道荷載、線路加固結構、列車荷載、列車沖擊荷載等非常大，對其承載能力能、安全保障性要求極高。本項目委托了中國中鐵二院工程集團有限責任公司南寧分院進行橫抬梁的結構設計及承載驗算，以確保結構承載安全。橫抬梁采用200 cm×160 cm（寬×度）的全長等尺寸矩形截面，以便于澆筑，橫抬梁下緣受拉區設置了5孔12φmmS15.2預應力鋼絞線。同樣，作為橫抬梁孔樁支墩也承受巨大的軸向壓力，并將荷載傳遞給地基，也是關鍵承載結構。該項目委托中國中鐵二院工程集團有限責任公司南寧分院進行孔樁的樁徑、配筋及孔深等參數設計及承載驗算，支墩孔樁的樁徑為1.8 m，長度為21 m，并要求確保入巖深度2.0 m以上。

3 線路加固總體施工、防護方案

（1）預應力橫抬梁在線路的左側空地上進行預制，然后封鎖要點后頂進就位。在線外對應位置預制橫抬梁，預制橫抬梁的工作坑底部設置滑板基礎及頂進的后背墻，施工時需控制好滑板頂面標高。

（2）根據施工需要，需進行2次線路加固，第1次線路加固為頂進橫抬梁，線路加固縱梁采用D16施工便梁的主梁，設置1.2 m×0.8 m×3 m（長×寬×高）混凝土墩作便梁的支墩，采用I40b“工”字鋼作橫抬梁，設置間距為50 cm。第1次線路加固如圖3所示。

（3）第2次線路加固為架空線路，以進行剛構橋的施工。第2次線路加固采用D16施工便梁，共設置4跨。線路加固后進行剛構橋的明挖施工，線路加固副跨下的基坑采取1∶1放坡開挖，并對坡面實施10 cm厚噴錨混凝土防護。第2次線路加固如圖4、圖5所示。

（4）線路加固要點封鎖施工時，按鐵路運輸管理部門的要求進行線路防護（如圖6所示）。施工期間，列車按45 km/h限速慢行。

4 線路加固施工總體組織、關鍵技術及客運專線安全防護要點

（1）對衡柳線進行應力放散，將加固材料沿線擺放。利用封鎖點，對衡柳線進行應力放散。隨后在封鎖點內施工第1次線路加固的1.2 m×0.8 m×3 m臨支支墩;將頂進橫抬梁時線路加固的“D”形便梁材料、機具等轉運至吊裝位置擺放。

（2）扒開縱梁處道砟、調整軌枕間距。扒開衡柳線左、右側道床邊坡道砟，并挖降路基面至縱梁底往下0.1 m（寬0.6 m）。同時，扒開衡柳左、右線間的道床道砟，并挖降路基面至縱梁底往下0.1 m（寬1.2 m）。道床邊坡及挖降路基面開挖好后采用編織袋裝道砟堆碼進行道床擋板支護。調整軌枕間距，按六抽一調整，軌枕間距按670 mm。同時下穿“D”形便梁橫梁，墊好橡膠墊，上好扣件。軌枕間距調整好后，將鋼軌外側軌枕盒內道砟回填。軌距調整好后，進行軌道水平、超高、軌向的調整。

（3）第1孔“D”形便梁安裝。封鎖前吊機按指定位置擺放，吊機就位后將鋼絲繩與縱梁綁好，待命起吊。封鎖前30 min，先拆除16 m縱梁位置的擋板，并把各種連接配件（按每根橫梁所需的配件）提前對孔對位擺放在既有線左、右側路肩邊上。（先擺大件，螺栓等小件用竹箕分類裝好，等梁就位好后，再發放）。利用封鎖點，吊機先吊衡柳線左、右線間及左、右線外側縱梁就位。全部縱梁就位好后，安裝連接板及牛腿，連接縱橫梁扣件。封鎖結束前30 min，補齊、搗鼓道砟，恢復線路。封鎖結束前5 min，現場安全員檢查線路恢復情況，工具是否搬離線上，材料是否侵限。封鎖點施工完畢后，進行其余孔“D”形便梁的施工。

（4）施工支撐樁、頂進橫抬梁。鐵路列車限速45 km/h，沖擊鉆施工10根d=1.8 m支撐樁。支撐樁施工完成，頂進已在線外預制的橫抬梁就位，并與支撐樁固結。橫抬梁施工完成后回填工作坑，補齊道砟，恢復線路;拆除“D”形便梁;準備第2次線路加固。拆除臨時支墩，恢復線路。

（5）進行第2次線路加固。依次利用封鎖點吊裝4孔D16施工便梁，每天一跨，完成線路的架空。

（6）開挖基坑施工框架主體。完成線路的架空后，施工現場安排專人24 h對施工影響段的鐵路線路進行監測及檢查，日常按每2 h巡查1次。每趟列車經過前后均需對線路進行巡查，惡劣天氣時停工，并持續監測及檢查線路。開挖基坑施工框架主體。框架主體施工完成后，回填過渡段，補齊道砟，恢復線路。線路恢復后進行沉降觀測。

6 結語

下穿衡柳客運專線的蘆笛路中橋施工時，采用預應力砼梁作橫抬梁的新型線路加固方案，不僅確保了鐵路路線的安全性、穩定性，而且新技術的運用大幅降低了封鎖要點的次數，加快了施工進度，節約工期36 d，同時降低了施工成本105萬元，取得了良好的技術、經濟效益。

參 考 文 獻

[1]郝曄功.大跨度框架下穿多股道頂進施工時鐵路線路加固技術分析與研究[J].云工程技術（引文版），2008（2）.

[2]徐俊娥.濱海軟土地區近接運營高鐵頂進鐵路立交橋工程施工技術[J].鐵道建筑技術，2014（6）.

[3]劉錦成，金張瀾.頂進框架橋下穿既有高速鐵路的設計與施工研究[J].鐵道勘察，2017（3）.