高速鐵路橋梁跨既有營業鐵路施工技術

蔣海濤

（川南城際鐵路有限責任公司，四川自貢 643000）

1 工程概況

川南城際鐵路為新建客運專線，按ZK活載設計，速度目標值250 km/h，有砟軌道。內江三元沱江橋是其控制性工程，主橋為預應力混凝土連續梁拱橋（圖1），分別跨越沱江、濱江路、污水處理廠、內椑路及成渝鐵路，橋長574 m。沱江寬約300 m，為規劃V（?2）級航道，鐵路設計以2跨144 m主跨跨越。內椑路為城市道路，路面寬約25 m，污水處理廠凈高大于20 m。鐵路設計以1 跨144 m主跨跨內椑路和污水處理廠，在成渝鐵路內江東站進出站咽喉區，以70 m邊跨跨越既有5線鐵路，該鐵路開行列車70對/d，行車密度約5.8輛/h。

圖1 主橋布置示意（單位：cm）

主橋為實體橋墩，主墩配φ2.5 m 樁基，邊墩配φ1.5 m 樁基，最大樁長32 m。梁體為單箱雙室截面，頂寬1 650 cm，底寬1 370 cm；根部梁高8.5 m，跨中梁高3.8 m，梁底為二次拋物線；按三向預應力設計；采用C55 混凝土。鋼管拱主拱計算矢跨比1/4，為φ1 000 mm×16 mm 變高度桁架式斷面；副拱計算矢跨比1/5，為φ1 000 mm×16 mm 等高啞鈴形斷面。鋼管拱采用Q345qD 鋼材，拱肋、橫撐橫管和副拱綴板內灌C50 微膨脹混凝土。單榀拱肋設14 組單吊桿，間距8.5 m。

2 施工方案

2.1 總體方案

從沱江左側擬拆遷山山制藥廠廠區新建便道至1#墩，進行1#墩施工；沿沱江左岸從下游新建便道至2#墩，并筑島進行2#墩及梁體施工；自沱江右岸濱江路向河心搭設鋼棧橋至3#墩，并搭設鉆孔平臺進行3#墩及梁體施工；4#墩筑島施工；拱肋在濱江路和鋼棧橋上上橋。

樁基均旋挖成孔，然后灌注混凝土。承臺基坑采取防護開挖。橋墩采用定型鋼模板施工。上部結構先梁后拱［1］，掛籃對稱懸澆梁體。鋼管拱在工廠生產，焊接成大節段運至工地，采用支架法拼裝后灌注拱內混凝土。張拉吊桿，施工橋面系［2］。

6#墩及右邊跨梁體、橋面系施工對既有成渝鐵路造成影響，第4 跨拱肋從濱江路吊裝上橋后用平板車向5#墩方向運送（圖2）則不會產生影響［3］。

圖2 拱肋上橋

施工全程派駐車站聯絡員負責聯絡和要點（天窗點）手續辦理等，要點作業時現場設2名防護員負責設置或撤除線路封鎖牌等［4］。

2.2 鄰近營業線施工

2.2.1 樁基施工

6#墩承臺距鐵路外軌最小水平距離9.92 m。為降低影響，選用振動小、效率高的徐工XR360 旋挖機成孔，臂架高24 m，行走履帶長6 m，寬5.5 m。按先靠近、后遠離鐵路的順序成孔。混凝土集拌、罐車運至現場，汽車泵站于遠離鐵路側泵送［3］。施工中做好鐵路設施保護及路基變形觀測［5，6］。

主要措施：①靠鐵路側樁基鋼筋籠最大節長6 m，設4個吊點，汽車吊吊裝入孔；鋼筋籠與吊繩間用U 形螺絲卡卡牢，吊繩與吊鉤間用鐵絲捆牢。吊裝過程中用纜繩捆住鋼筋籠上部向營業線外側牽引。②混凝土澆筑導管安裝與拆除，上端應拉纜繩向營業線外側牽引。

2.2.2 承臺施工

基坑采用單根長7.0 m、間距0.5 m 的P50 鋼軌樁防護，機械開挖至距設計標高20 cm 時，換人工清底后澆筑墊層。坑底四周挖匯水溝和集水井，以便水泵排水。組合鋼模板單塊最大質量2 t，汽車吊吊裝。

主要措施：棄土應遠離鐵路堆放，控制堆放量，及時清運。

2.2.3 墩柱施工

采用雙排鋼管搭設防護支架和施工平臺，頂部高于墩頂1.2 m。支架立桿橫距0.9 m、縱距1.2 m，橫桿步距1.2 m，雙排鋼管間搭設上下跑道，下掛防落網［7］。支架四周設剪刀撐。鋼筋在場內加工，現場在防護體系內定位、安裝（如圖3）。墩柱采用翻模法施工，定型鋼模板單塊最大3 t，用汽車吊吊裝。混凝土澆筑同澆筑樁基。

圖3 墩身施工（單位：cm）

主要措施：①腳手架張掛密目網全封閉防護，拉纜風繩向營業線外側牽引。②施工作業均在防護內進行，吊裝時拉纜繩向營業線外側牽引。③鋼筋定位采取分層安裝臨時鋼管定位架，防止鋼筋向營業線傾覆。④嚴禁向防護外拋物。

2.3 跨營業線施工

2.3.1 棚架安拆

為防止施工影響鐵路營運，跨營業線范圍需搭設防護棚架［8］（圖4）。棚架搭設和拆除采取要點施工，在封鎖營業線、接觸網停電后實施［3］。

1）棚架搭設。棚架跨度為（12+18）m，垂直于鐵路布置，長度每側超出橋寬3.0 m，外立柱置于接觸網立柱外側，棚底高于接觸網立柱頂2.5 m。搭設范圍內接觸網上回流線作絕緣處理［4，8］。分段支護人工開挖80 cm×80 cm 通長基礎基坑，澆筑混凝土，頂面預埋鋼板；混凝土強度達到80%后，汽車吊吊裝φ400 mm鋼管立柱，并與預埋鋼板焊接；相鄰立柱焊接［10槽鋼橫聯和斜聯［9］。場外將每側2根I32a工字鋼主縱梁焊成整體后吊裝，并與立柱焊接。然后場外將2根I32a@2 m工字鋼主橫梁與［10@0.8 m 槽鋼分配梁組成排架，鋪好竹膠板和白鐵皮后整片吊裝，接觸網線對應部位掛防電板。最后將主橫梁與主縱梁用U 形螺栓固定，排架拼縫用白鐵皮釘好。每片排架施工應在一個要點內完成。棚架兩側拉纜風繩加強穩定性。

圖4 棚架搭設示意（單位：cm）

2）棚架拆除。跨線施工完成后，由上至下逐步拆除棚架。以搭設時的排架為單元，先拆除單元間白鐵皮，以每次要點的施工量為限解除主縱橫梁間連接，沿主縱梁滑移至跨線梁兩側再往下吊放。最后將接觸網上回流線等恢復原狀［4，8］。

2.3.2 掛籃安拆

掛籃為全封閉型［4］，安裝及拆除是跨營業線施工風險控制重點，放在營業線外進行［3］。5#墩0號梁段完工后，塔吊和汽車吊配合，將桿件吊裝至橋面拼裝。邊跨合龍后，將掛籃移至6#墩處營業線外側，先拆除封閉設施，再用手動葫蘆下放底模及側模，最后用汽車吊單件（桿件最大質量1.2 t）吊裝拆除主桁架。注意事項：①拆除時應劃定防護區域，嚴禁侵限。②拆除主桁架桿件時，斜拉纜風繩固定主桁片以保證側向穩定。

2.3.3 箱梁懸澆

跨營業線施工另一風險控制重點是箱梁懸澆掛籃行走工況，采取要點作業［4］。①要點計劃：營業線范圍懸澆梁長34 m，掛籃需走行8次，每次110 min，應要點24個。要點結束前須錨固好掛籃。②點前準備：解除掛籃后錨固橫梁、側模及內模走行梁，下放底籃，前移掛籃軌道梁，準備掛籃行走。③點內作業：解除后主錨，用液壓穿心千斤頂頂推掛籃行走。行走過程中，倒換軌道錨固位置，行走到位后錨固后主錨。

2.3.4 橋面系施工

橋面系統工包括聲屏障、電纜槽蓋板安裝，豎墻、擋砟墻、防水層、接觸網立柱及基礎施工等［3］。擋砟墻采用小塊鋼模板現澆，用鏈條葫蘆、花籃拉桿和撐桿固定（圖5）。

聲屏障為超高強混凝土柱配肋板結構，高2.95 m。在擋砟墻和聲屏障肋柱頂部設支撐點用定位拉桿相連，在橋面組拼后用小型炮車安裝，就位后立即與豎墻預留鋼筋綁扎焊牢，并澆筑混凝土。待混凝土強度達到80%后方可拆除定位拉桿及連接件。其余橋面系在已安裝的聲屏障內施工［4］，嚴禁向外拋物。

圖5 橋面系施工（單位：cm）

3 施工專項措施

3.1 防水

①掛籃底部設排水槽及閘閥，掛籃每次行走到位后應檢查排水，只開啟不影響營業線的閘閥，將積水排至線外。②梁體外側涂抹養護劑、內側噴霧器噴水養護，頂、底板用棉氈覆蓋、噴濕養護［4］。注意增加養護頻率、減少用水量。③雨季施工應派專人值班，及時清理掛籃底部積水，暫時封堵營業線上方梁面泄水孔，澆筑混凝土擋水帶，強制雨水向線外排放［4］。

3.2 防火

①現場按標準配備消防器材，每個作業平臺至少擺放2個滅火器。②施工前需清理易燃物；焊接、切割時，氧氣、乙炔瓶距離大于5 m，移開安全網等易燃物，作業平臺上鋪防火石棉板。

3.3 防電

①接觸網電力線路和設施下的金屬結構（吊車、泵車、模板、腳手架等）須加裝接地線。施工機具應臨時接地，一機一防護［4］。②在裸露帶電設備周圍不得使用鋼尺進行測量。③掛籃行走到位后，立即與避雷針接地線相連

3.4 設備管理

①設備應經常檢修保養，嚴禁超負荷、超范圍作業。設備作業應設指揮人員、操作人員應持證上崗。②鉆機應安放穩定，桅桿須調直。鉆孔時若遇卡鉆、機架晃動、偏斜或發出異響等情況，應立即斷電處理后再繼續鉆進。③塔吊進行橋面吊裝時，物品只能在梁體上方投影范圍內移動。④汽車吊吊裝時，支腿必須全部伸出支牢。

3.5 接觸網保護

掛籃底距接觸網最小垂向距離6.6 m，大于《鐵路技術管理規程（高速鐵路部分）》不小于2 m的規定。為加強保護，進一步對梁底投影面及兩側5 m范圍內的接觸網加設保護條［8］。

掛籃行走至接觸網上方時，應避免排水沖向接觸網［4］。

3.6 箱梁防傾

①重視掛籃驗收，確保兩側掛籃用料一致、軌道錨固及主后錨裝置可靠。②箱梁縱、橫方向混凝土應對稱澆筑，不平衡質量應小于10 t［2］。振搗班組分2組對稱站位。減少在梁面堆放材料，避免在翼板上堆載。

3.7 開挖防護

在承臺基坑四周布點每日觀測變形。變形超過10 mm/d 時，應停止開挖，在基坑周邊5 m 范圍內用凈水泥漿、以0.5～1.0 MPa壓力注漿加固土體，或采用鋼軌樁加固基坑［3］。如突遇強降雨，應立即起動備用水泵抽排，安排專人不間斷觀測基坑穩定性。

4 營運專項措施

4.1 行車安全

①開工前應依據行車調度信息編制施工組織和制定安全措施，并向施工現場充分交底。②施工組織遵循讓行列車的原則，列車放行前按規定辦理銷點手續。③要點內不能完成任務時，應保護好現場后停止施工，仔細檢查現場及附近鐵路設施，確認達到列車放行條件后，施工人員全部撤至安全區域再放行。④要點作業結束，經確認鐵路設施可正常使用時，撤除防護信號、及時銷點，待列車通行正常后，施工人員方可全部撤離［7］。

4.2 設施安全

①開工前應與設備管理單位共同確認管線、電纜及設備等，按要求劃定防護范圍和制訂保護措施，嚴禁擅自開工或擴大施工內容和范圍。②施工中應持續監視設施狀態，發現異常立即停工處理。設施損壞時，應配合管理單位及時組織搶修。

4.3 防路基溜塌

①列車通過時，須停止基坑開挖等一切機械作業。②基坑開挖前用鋼軌樁加固營業線路基邊坡［3］。③營業線路肩上設3根觀測樁，間距5 m。樁基鉆孔和基坑開挖時每小時測量1 次，當變形超過2 mm/h 時應停工查清原因，解決后繼續施工。基坑開挖后應繼續觀測，若無明顯變形，可每3 h測量1次。

4.4 防傾覆

①鄰近營業線的設備應遠離營業線站位，并保持站位固定。②鉆機擺放場地應夯實平整，并設成反坡；在桅桿1/3高度設錨栓孔，拉纜風繩向營業線外側牽引并錨固于地錨上［7］。③吊車應加裝力矩限制器，并在尾端兩側平衡配重增強抗傾覆能力。④塔吊重心高，扭矩大，起動制動頻繁，沖擊力大，傾覆風險高，因此要加強塔身附著，定期檢查；嚴禁超載，規范操作。⑤經常檢查防護棚架、腳手架桿件連接、防護網綁扎、連墻件、基礎等的可靠性，必要時應加固。⑥如遇大風天氣，人員和機械應停止作業，并撤至安全區域。

4.5 防侵入

①現場防護員須按“一人一機”制度做好設備防護。車站駐站員應及時通報列車來車情況［7］。②現場設置醒目的限界樁、限界繩等標志，防止設備調頭、轉體時侵限或人車誤入。③梁體施工物料運輸均從梁面運抵作業點。④橋上設工具箱，小型機具均放于箱內。施工料具堆碼整齊，捆綁牢固。⑤當天施工結束后，應反復查驗現場機料具是否侵限，梁面堆放物有無墜落可能。⑥吊裝時先將物品吊離地面20～50 cm，確認吊機穩定性和剎車可靠性、物品平衡性和綁扎牢固性后方可繼續起吊，若物品易晃動則應拉纜風繩。遇突發故障時，應采取措施備降至安全區域，關閉發動機、切斷電源后進行檢修。⑦營業線上方高空作業人員須隨時系好安全帶。

5 結語

主橋連續梁已于2019 年3 月順利合龍，施工期間未發生施工安全和影響營業線營運事故。可見，鄰近、跨越營業線施工方案及專項措施很好地指導了現場作業，可為類似結構形式和建設條件下橋梁的施工組織、現場管理提供借鑒。