跨既有線縱向懸臂墩施工工藝研究

中交一航局（海南）工程有限公司，海南 海口 570000

1 工程概況

魯南高速鐵路日照至臨沂段RLTJ-2標跨沈海高速特大橋左單線26#～29#墩，因其跨越既有線間距長達154m，大跨度連續梁無法實現該跨越長度，故采用縱向懸臂跨越方式。下部設計為雙塔式墩柱，平均墩高為17m左右，上部結構為17.m×4.5m×2.5m的現澆懸臂式蓋梁，其中懸臂方向長為3.6m。26#墩跨越青連鐵路，該鐵路尚未運營，因此不作過多闡述；27#～28#墩跨越既有兗石鐵路上行線，跨越里程為K292+745；28#～29#墩跨越既有兗石鐵路下行線，跨越里程為K292+700。

2 縱向懸臂墩結構

縱向懸臂墩是沿著既有線路方向建造的墩與蓋梁體系的總稱，結構類似于橋梁門型框架墩，通過特殊的結構，配合預制或者現澆形式，達到跨越既有鐵路的目的，尤其適用于連續跨越鐵路既有線施工。其結構如圖1所示。

圖1 縱向懸臂墩結構圖（單位：cm）

3 主要施工工藝優化

由于天窗點計劃限制，全部施工內容需集中在300min天窗點內完成。如果不能在此時間段內完成施工，就只能借助后期零散天窗點進行施工，會造成人員及機械滯留，工期延長，故該時間段內的施工為整個施工項目的重中之重。因此，針對施工中存在的問題，對以下工藝進行了創新優化。

3.1 測量結果

縱向懸臂墩在施工過程中有碰觸接觸網回流線及承力索的風險，利用BIM技術，提前將測量好的數據輸入建模系統，結合無人機掃描，可準確定位，提前模擬吊裝、澆筑等工藝，為后續施工提供準確指導。

（1）27#墩與營業線的位置關系。27#墩鄰近兗石鐵路上行線施工，I32工字鋼與營業線接觸網架空地線的最小距離為0.64m，與建筑限界的最小距離為2.73m；I45工字鋼與營業線接觸網架空地線的最小距離為1.95m，與建筑限界的最小距離為3.86m。

（2）28#墩與營業線的位置關系。28#墩鄰近兗石鐵路上、下行線施工。①I32型鋼與兗石鐵路上行建筑限界的最小距離為1.01m，與承力索的最小水平距離為3.75m、最小垂直距離為1.18m；與兗石鐵路下行建筑限界的最小距離為1.48m，與承力索的最小水平距離為4.19m、最小垂直距離為0.61m。②整體鋼模板與兗石鐵路上行線承力索的最小水平距離為3.28m、最小垂直距離為2.06m，與建筑限界的最小距離為0.54m；與兗石鐵路下行線承力索的最小水平距離為4.59m、最小垂直距離為1.66m，與建筑限界的最小距離為0.77m。

（3）29#墩與營業線的位置關系。29#墩鄰近兗石鐵路下行線施工，I32工字鋼與營業線接觸網架空地線的最小距離為0.18m，與鐵路建筑限界的最小距離為1.89m，與建筑限界的最小距離為1.45m；I45工字鋼與營業線接觸網架空地線的最小距離為0.81m。

3.2 工作平臺吊裝

通過對蓋梁操作平臺組成構件進行整體吊裝，減少了復雜的工序，保障了施工時間。支撐鋼管平行于營業線擺放，吊車平行營業線站位，起吊時人工將吊環與鋼管立柱端頭扣緊，吊車慢慢垂直進行起吊，起吊過程中人工用3根纜風繩控制鋼管豎直起吊，當鋼管離地0.3m后，由人工配合吊車將鋼管立柱就位，與條形基礎鋼板焊接連接。

安裝第一根螺旋鋼管后應采用槽鋼抱柱與墩頂預埋鋼筋進行加固連接；安裝第二根螺旋鋼管后應立即用槽鋼與第一根鋼管進行加固連接，并依次加固；在安裝完成最后一根螺旋鋼管時，前面安裝的鋼管立柱應全部封閉成環[1]。

在實際施工中，應根據現場可操作空間降低吊車起臂高度及減小工作幅度，以增加汽車吊的起吊重量。

3.3 鋼筋模板整體吊裝改進

吊裝整體鋼骨架時，帽梁鋼筋主筋以下下穿鋼棒，吊具采用I45工字鋼焊接成型，各內角加焊10mm厚加筋板以增強其穩定性。通過利用特制工具配合調節鋼絲繩長度，可以同時起吊整體鋼模板和鋼筋籠。

墩帽梁采用整體鋼模板，整體鋼模板長17m、寬4.7m、高2.5m。為保障吊裝安全可靠，整體鋼模板被分成兩塊進行吊裝，在天窗時段由2臺130t汽車吊分別站在營業線東、西兩側起吊[2]。

整體鋼模板起吊前先在模板內用I18槽鋼進行加固，防止其在起吊過程中變形，加固槽鋼在模板就位后拆除。鋼模板整體就位后支架上I32工字鋼橫梁與鋼模板外側I18槽鋼雙槽鋼豎肋進行點焊連接，保證整體鋼筋籠在進入模板時若發生輕微碰撞不會使模板產生輕微移位。

整體鋼模板垂直于營業線（順魯南高鐵線路）擺放，設置6處吊點，模板底部預留4處纜風繩掛點，起吊時由人工輔助進行拉拽，使其平穩起吊。構件垂直起吊至離地30m處時，吊車向前趴臂，將模板平穩下落至距離墩頂1.5m處，墩頂處安排4人利用纜風繩將模板調整至就位角度，配合汽車吊調整模板下落。下落完畢后吊車應繼續拉住模板，配合人工精確定位。定位完成后吊車收臂，拆除模板臨時支撐。整體吊裝扁擔制作圖如圖2所示。

圖2 整體吊裝扁擔制作圖（單位：mm）

3.4 操作平臺拆除

拆除與線路有沖突的安全護欄后，在已澆筑完成的蓋梁上方安裝大型型鋼、配合錨具及穿心千斤頂，并穿束鋼絞線，待穿心千斤頂頂升發力后下放螺旋鋼管柱上的32t千斤頂并完成拆除，使底模完全離開結構，然后開始拆除螺旋鋼管柱。待立柱拆除完成后，整體下放底模及操作平臺，落地后再分解底模及操作平臺，完成作業。

3.5 墩頂梁段施工工序優化

墩頂施工最初的方案為直接在蓋梁頂部進行現澆，但現場無法滿足施工條件。經過項目內部多次研究商定，綜合考慮預制箱梁具有可重復利用現有物資及預制場地、節約工期等優點，擬定采用預制箱梁代替現澆箱梁的方案[3]。

4 應用情況

縱向懸臂墩施工工藝應用于魯南高速鐵路日照至臨沂段RLTJ-2標跨沈海高速特大橋左單線26#～29#墩，跨越3條既有線路，分別為青連左線（尚未運營）、兗石上行、兗石下行。施工位置與營業線建筑限界最小距離僅有16cm。

5 實施效果

（1）經濟效益：通過該工藝的實施及優化，較原設計節省天窗點，僅工務段費用就節約了200余萬元，總計節約費用達到700余萬元。

（2）進度效益：從樁基開始到架梁結束，總工期為276d，整體比原方案至少節約工期180d。

（3）社會效益：懸臂墩作為全線一級進度風險點，結構復雜，風險極高。該節點的完成，為后續中國高鐵既有線施工樹立了實例典范。

6 結束語

案例工程施工范圍地處3條既有鐵路之間，全部施工內容必須集中在300min天窗點內完成，懸臂墩的應用極大地減少了臨近既有鐵路作業數量以及對垂停的需求數量，降低了對既有鐵路正常運行的影響，降低了安全風險，保證了施工質量，可為類似工程提供參考。