高速鐵路既有高架站平移+旋轉(zhuǎn)復(fù)合移梁技術(shù)

傅重陽

（中鐵三局集團(tuán)第五工程有限公司，山西 晉中 030600）

高鐵在我國投入運(yùn)營僅10 余年，利用運(yùn)營高鐵高架站站線梁通過移梁成為新線尚屬首次，在國外此項(xiàng)技術(shù)尚屬空白。新建杭臺高鐵紹興北站杭臺上、下行聯(lián)絡(luò)線與既有紹興北站杭深場5、6 道到發(fā)線在451#墩位置取直后連接入紹興北站杭深場，實(shí)現(xiàn)新建杭臺鐵路與既有杭深線互通，移梁梁體最大重量為450t，最大平移距離6.625m，平轉(zhuǎn)角度5.2688°，營業(yè)線施工精度要求高、高空作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)大是本工程重難點(diǎn)。

本文依托新建杭紹臺鐵路接入杭甬紹興北站站場改造工程施工，通過大跨度橫移工裝、三維移落梁裝置、自動化數(shù)控泵站等既有高鐵高架站改建移梁施工所需關(guān)鍵工裝和設(shè)備，同時(shí)結(jié)合相關(guān)工裝及設(shè)備的使用方法，對既有高鐵高架站改建移梁施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，創(chuàng)新性采用了對既有梁體頂升+平移+平轉(zhuǎn)+落梁的移梁工藝，進(jìn)一步完善我國鐵路移梁改造施工配套裝備及工藝，有效降低了高架站移梁施工期間對既有高鐵高架線路的結(jié)構(gòu)安全、運(yùn)營安全的影響。

1 既有高鐵高架站改建移梁施工工藝原理

在既有紹興北站杭深場高架站改建中，創(chuàng)新性采用了對既有梁體頂升+平移+平轉(zhuǎn)+落梁的移梁工藝，實(shí)現(xiàn)了新建杭紹臺鐵路快速引入既有鐵路，減小施工對周圍線路的影響，縮短了工期。

研發(fā)了大跨度橫移工裝（圖1），橫移系統(tǒng)由橫移梁節(jié)、滑板、低高度千斤頂、帶位移傳感器的橫移油缸等組成，滑動副由聚四乙烯板和不銹鋼滑動面而構(gòu)成，解決了大跨度移梁支撐點(diǎn)設(shè)置和橫移方向控制等問題。

圖1 橫移軌道梁結(jié)構(gòu)示意圖及實(shí)物圖

梁體在平移和落梁過程中采用三維移落梁裝置，包含一套固定支點(diǎn)三維落梁裝置和三套浮動支點(diǎn)三維落梁裝置。固定支點(diǎn)三維落梁裝置在縱、橫方向可以由縱、橫移千斤頂固定支點(diǎn)位置，在整套系統(tǒng)中可以以該三維落梁裝置轉(zhuǎn)向時(shí)作為其他3 個(gè)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動中心，實(shí)現(xiàn)混凝土梁的轉(zhuǎn)角功能。浮動支點(diǎn)三維落梁裝置縱、橫移千斤頂與滑板是浮動頂推的（圖2），在轉(zhuǎn)向時(shí)，浮動支點(diǎn)三維落梁裝置的滑板適應(yīng)固定支點(diǎn)三維落梁裝置滑板的位置要求，實(shí)現(xiàn)梁體的精確轉(zhuǎn)動，減少過程中的糾偏。

圖2 浮動支點(diǎn)三維落梁裝置結(jié)構(gòu)

梁體在頂升和平移過程中采用自動化泵站（圖3），利用數(shù)字化和自動化技術(shù)對各千斤頂進(jìn)行同步和異步的精確控制。

圖3 自動化數(shù)控千斤頂結(jié)構(gòu)

利用自動化梁體監(jiān)控，同時(shí)具備梁體應(yīng)力、形態(tài)、移梁速度的監(jiān)控能力，提高對既有線結(jié)構(gòu)監(jiān)控的自動化程度，達(dá)到了實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。

2 既有高鐵高架站改建移梁施工技術(shù)

既有高鐵高架站改建移梁施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備→測量定位→梁體頂升（魚腹梁+千斤頂）→梁體平移+平轉(zhuǎn)（大跨度橫移工裝+三維移落梁裝置+自動化泵站）→梁體就位→落梁（千斤頂+三維落梁裝置（糾正位置））。

2.1 準(zhǔn)備工作

1）量測移梁范圍內(nèi)箱梁的各部尺寸，測量箱梁支座和防移落梁擋塊的位置，用全站儀測量箱梁梁端的坐標(biāo)、中線坐標(biāo)以及梁縫的寬度，檢查梁端的施工情況，是否齊整，上下梁縫是否統(tǒng)一。

2）在既有線墩頂設(shè)置位移及沉降觀測點(diǎn)，且由有資質(zhì)的第三方進(jìn)行監(jiān)控。

3）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及施工方案，工程部對現(xiàn)場管理人員、施工班組進(jìn)行技術(shù)交底，技術(shù)員負(fù)責(zé)對操作工人進(jìn)行技術(shù)交底。同時(shí)組織各工種操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，特殊工種人員必須持證上崗。

2.2 搭設(shè)施工平臺

靠近墩身搭設(shè)雙排腳手架，腳手架豎向步距為120cm（頂層水平桿步距不得大于100cm），縱向間距均為90cm，橫向間距為120cm，每層支架設(shè)置扣件鋼管剪刀撐。頂部橫桿上滿鋪30cm×3cm×4m 腳踏板作為施工平臺。

2.3 梁體頂升

為保證頂梁不對梁體產(chǎn)生破壞，采用魚腹梁作為頂升受力均布系統(tǒng)，為保證千斤頂同步頂升，千斤頂采用串聯(lián)油路。每一次頂起180mm，倒頂兩次，頂?shù)准訅|墩用輔助支撐更換支撐狀態(tài)。頂起470mm 后拆解既有支座前，在橫向間距2 800mm 的位置上加墊墩保護(hù)。

2.4 拆除支座、鑿除既有墊石、新建墊石

當(dāng)臨時(shí)支撐穩(wěn)定后，將支座座利用輔助設(shè)施沿預(yù)設(shè)軌道取出。鑿除需要鑿除的舊墊石，利用電鉆在墩頂鉆眼植筋，安裝墊石鋼筋，澆筑墊石混凝土。

2.5 安裝移梁設(shè)備進(jìn)行移梁

1）移梁工況一 紹興北站杭深場5、6 道到發(fā)線452-453#墩站線梁，由于移梁距離短，所以直接采用三維移落梁裝置移梁就位。主要流程如下：①安裝三維落梁裝置，墊墩置于豎向千斤頂同一截面上，支點(diǎn)間距為2 800～2 900mm；②在水平移梁時(shí)，豎向?yàn)? 個(gè)頂支撐，水平方向兩個(gè)主動頂，兩個(gè)從動頂，如在移動過程中發(fā)生偏移，則采用縱橋向千斤頂進(jìn)行調(diào)整；③當(dāng)移動道轉(zhuǎn)動位置時(shí)，將轉(zhuǎn)動軸位置的三維移落梁裝置的三個(gè)方向的千斤頂鎖死，相鄰三維移落梁裝置的豎向千斤頂頂緊，水平兩個(gè)方向的千斤頂松開，處于自由狀態(tài)，另一端兩個(gè)移落梁裝置的千斤頂保持豎向頂緊狀態(tài)，縱橋向?yàn)樽杂蔂顟B(tài)，利用兩個(gè)橫向千斤頂作為主動力進(jìn)行梁體的轉(zhuǎn)動，如在轉(zhuǎn)動過程中發(fā)生方向的偏移，利用縱橋向千斤頂進(jìn)行調(diào)整；④梁體接近設(shè)計(jì)位置時(shí)，采用“點(diǎn)動”的方式進(jìn)行移動。

2）移梁工況二 紹興北站杭深場5、6 道到發(fā)線453～456#墩站線梁采用移梁滑道、移梁小車和橫移梁千斤頂先水平橫移，然后再利用三維移落梁裝置轉(zhuǎn)動完成梁體的轉(zhuǎn)動、縱移就位。主要流程如下：①箱梁豎向頂?shù)皆O(shè)計(jì)位置后，在墊石頂安裝移梁滑道，然后在滑道上安裝移梁小車，在小車的固定位置安裝200t 薄千斤頂，千斤頂與底處于頂緊狀態(tài)，然后松開頂梁豎向千斤頂，使箱梁落在移梁小車千斤頂上，梁體處于懸浮狀態(tài)（可以減少梁體在移動過程中的振動，保護(hù)梁體的結(jié)構(gòu)不受損傷）；②在滑道上安裝橫向移梁千斤頂，由于箱梁靠近既有線一側(cè)墩頂安裝千斤頂?shù)目臻g不足，所以采用先將千斤頂安裝在外側(cè)（即遠(yuǎn)離線路一側(cè)）拉動梁體，然后再安裝在內(nèi)側(cè)（靠近既有線一側(cè)），頂梁至設(shè)計(jì)位置；然后利用安裝三維移落梁裝置，頂起梁體，拆除橫移梁設(shè)備，利用三維移落梁裝置轉(zhuǎn)動、縱移就位，操作方法如工況一。

2.6 落梁及支座安裝

1）利用頂升千斤頂在設(shè)計(jì)位置落梁，梁底安裝三維落梁裝置，落梁千斤頂參數(shù)與頂升時(shí)千斤頂參數(shù)一樣，4 支豎向千斤頂構(gòu)成四點(diǎn)頂升三點(diǎn)平衡支撐體系。

2）如出現(xiàn)偏差利用三維落梁裝置進(jìn)行糾正，安裝支座，落梁就位。

3 施工質(zhì)量控制措施

1）在正式頂升前，應(yīng)進(jìn)行試頂升，試頂升高度2mm。試頂升過程中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)控各點(diǎn)位移、荷載、應(yīng)力，若有超限和異常情況，立即停止頂升，采取相關(guān)處理措施后方可繼續(xù)。

2）移梁時(shí)在梁頂面中間和兩側(cè)設(shè)置觀測點(diǎn)，在移梁過程中對梁的形態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，即平面位置和高程，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)停止移梁，問題解決后方可繼續(xù)施工。

3）為避免橫移過程中發(fā)生頂梁薄頂失效，采用型鋼支墩為支撐結(jié)構(gòu)，頂升油缸伴隨防護(hù)，保障其底部預(yù)留一定安全空間，防止其意外下落。

4）施工期間，需對既有杭甬客專橋梁、墩身安裝變形監(jiān)測設(shè)施，在既有紹興北站站房按照每孔梁設(shè)置1 處水平位移及沉降監(jiān)測點(diǎn)，并由第三方負(fù)責(zé)全天實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4 結(jié)語

既有高鐵高架站改建移梁施工技術(shù)及配套裝備于2021 年在新建杭紹臺鐵路接入杭甬紹興北站站場改造工程施工中成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了新建杭紹臺鐵路快速引入既有鐵路，滿足建設(shè)后的高鐵設(shè)施設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范的技術(shù)要求，有效降低了高架站移梁施工期間對既有高鐵高架線路的結(jié)構(gòu)安全、運(yùn)營安全的影響，具有廣闊的推廣應(yīng)用價(jià)值。O