狹小空間橋隧相連工程中高墩大跨簡支梁節段拼裝技術應用研究

摘要：針對橋隧相連狹小空間內高墩大跨簡支梁的施工難題，以茨達河雙線特大橋為例，通過優化制梁場地選址、構建喂梁平臺、創新“邊拼邊拖”拼裝技術和無前導梁架設方法，成功解決了復雜地形與有限空間的施工難題。通過采用此施工技術，顯著提高了施工效率與工程質量，同時降低了成本與安全風險，為未來工程提供了有力支撐。

關鍵詞：橋隧相連；狹小空間；拼裝場地；邊拼邊拖；喂梁平臺

0" "引言

隨著我國鐵路建設的快速發展，尤其是在復雜地理環境下的高速鐵路和山區鐵路領域，橋隧相連狹小空間內的高墩大跨簡支梁施工成為亟待攻克的技術難題。面對極端地質條件與有限作業空間的雙重挑戰，如何在確保施工安全和提高效率的同時，有效控制成本，成為國內外學者關注的焦點。

在國外，節段拼裝橋梁技術和造橋機的應用已經取得顯著成果。歐洲國家在節段拼裝橋梁的施工效率和質量控制方面積累了豐富的經驗，其研究成果主要集中在如何提高預制節段的生產精度、優化拼裝工藝以及確保結構的長期耐久性等方面。美國則在造橋機的設計和應用上不斷創新，特別是在適應復雜地形條件、提高架設效率和安全性方面取得了重要突破。然而，這些研究多針對開闊地形，對于橋隧相連狹小空間的特殊條件考慮不足。

在國內，隨著高速鐵路和山區鐵路建設的蓬勃發展，橋隧相連高墩大跨簡支梁的施工技術也得到了快速發展。近年來，國內學者在特殊條件下的造橋機施工技術、山區高速公路橋隧相連地段梁體預制與架設技術、艱險山區鐵路高墩大跨橋梁關鍵技術等方面進行深入研究。陳華芳[1]針對特殊條件下的造橋機施工技術難題提出了有效處理方案。楊紅亮[2]通過數值模擬與現場實踐結合，優化了山區高速公路橋隧相連地段的梁體預制與架設技術。陳克堅[3]則針對艱險山區鐵路高墩大跨橋梁的關鍵技術進行了深入研究。崔學民等[4]緊密結合數值模擬與現場實踐，優化了復雜地形下的移動支架拼裝施工技術。但在解決橋隧相連狹小空間施工難題方面仍存在諸多不足。例如，現有研究往往忽視了狹小空間對制梁場地選址、節段梁提運、造橋機拼裝以及末孔梁架設等施工環節的限制，導致在實際工程中難以有效應用。

本文借鑒國內外研究，以茨達河雙線特大橋為例，分析技術難點并提出“邊拼邊拖”拼裝技術和無前導梁架設技術，有效解決了場地和架設空間受限問題。相比現有研究，本文有技術創新和良好應用效果，可為同類工程提供經驗和技術參考。

1" "工程概況

茨達河雙線特大橋位于四川省德昌縣，全長838.35m，下部結構由摩擦樁、雙線T型橋臺、圓端型實體墩或空心墩組成，最高墩達68m。上部結構為1跨32m簡支T梁與12跨64m簡支箱梁組合。其中，T梁采用整跨預制，架橋機架設；箱梁采用分段預制，移動支架造橋機濕接法拼裝。

2" "施工難點與方案優化

茨達河雙線特大橋地處山區谷地，兩端緊鄰萬馬石一號隧道與蘇家堡特大橋。復雜地形與有限空間對梁場布局、節段梁運輸、造橋機組裝及末孔梁架設帶來巨大挑戰。

2.1" "山區梁場選址困難

2.1.1" "難點概述

原設計梁場位于萬馬石一號隧道進口左側150m緩坡地帶，占地面積約為1800m2。經實地踏勘發現，該選址存在諸多不利因素，具體如下：

梁場地處半山腰，地形陡峭，需進行大規模的高填（挖）方施工；部分邊坡高度超過35m，支擋結構基礎恰好位于便道邊坡上，增大了安全風險；梁場與13#橋臺間有4m高差，橋頭需增設轉向提梁設備，增加了提梁難度和風險；隧道洞口至13#橋臺直線距離僅5.3m，縱向運梁距離短且坡度大，安全風險高；梁場距離萬馬石隧道較近，邊坡開挖后易導致洞口偏壓。

2.1.2" "方案優化

綜合考慮地形、運梁路徑、提運架設流程、材料運輸及隧道安全等因素，將梁場設于該橋小里程側的蘇家堡特大橋11#～18#墩臺間。新址長為195m，寬為40～50m，占地7666m2，均為紅線用地。其中，11#～17#墩為制梁和存梁區，樁基施工完成后暫緩承臺與墩身建設，待制架梁完成后再施工；17#～18#墩臺設提梁區，搭建24m鋼棧橋作為提梁平臺。優化后的梁場現場如圖1所示。

2.2" "造橋機拼裝場地受限

2.2.1" "難點概述

該橋64m箱梁采用SX64/2200型移動支架造橋機拼裝。因梁場位于小里程側，故從小里程向大里程方向架設。造橋機需在小里程側橋頭拼裝，而0#臺后路基僅110m長，且首跨32mT梁尚未架設，無法為造橋機整體拼裝（造橋機全長147.6m）提供足夠的作業面。加之0#～4#橋墩地處陡峭山坡，附近無平坦場地供造橋機拼裝。

2.2.2" "方案優化

將拓寬路基作為桿件存放與拼裝場地，在首跨32m T梁處建造鋼棧橋，與路基共同構成造橋機拼裝場地。在路基上預拼裝桿件，橋臺頂拼裝后支點小車，路基上拼裝后支腿及臨時支垛。在后支腿、后支點小車和臨時支垛上，人工配合汽車起重機拼裝造橋機，采用“邊拼邊拖”的方式直至完成。

2.3" "首跨64m梁架設位置后支腿難支撐

2.3.1" "難點概述

造橋機在首跨64m梁（第二跨）就位時，后支腿需支撐于1#過渡墩。但該墩采用高低墩帽結構，兩者間存在3.4m高差。梁體架設后，小里程側梁端距墩帽僅10cm，無法張拉預應力筋及封錨。若先架梁后施做墩帽，后支腿與墩頂將形成6.5m高差，施工極為困難。

2.3.2" "方案優化

先暫不施作高墩帽，為梁端預留張拉空間。在1#墩兩側及高墩帽位置設置鋼管混凝土支墩，以承載造橋機后支腿及其承受的上部荷載，確保架梁穩定安全。

2.4" "末孔橋梁架設空間受限

2.4.1" "難點概述

13#橋臺與萬馬石一號隧道洞口僅距5.3m，架設末孔64m梁時，造橋機需伸入隧道內。因造橋機尺寸超出隧道斷面，需拆除前導梁前端52.8m（質量201.9t）。此工況為國內首例，缺乏相關經驗借鑒[5]。且拆除部分前導梁會導致造橋機配重減少，主梁變形較常規架梁狀態顯著增大，存在造橋機傾斜坍塌的重大安全隱患。

2.4.2" 方案優化

造橋機過孔時邊走行邊拆除前導梁部分桿件以縮短長度，就位后，在中支腿大里程側增設配重，以增大中支腿處負彎矩，減小主梁下撓度。利用臨時支墩協同造橋機共同承載整孔梁的荷載，控制主梁變形，確保造橋機受力合理及施工安全。

3" "關鍵施工技術

3.1" "造橋機邊拼邊拖非整體拼裝技術

3.1.1" "造橋機拼裝場地建設

為確保造橋機拼裝場地滿足要求，對路基進行拓寬處理，并嚴控層厚、壓實度及排水、硬化措施。將0#臺尾設后支點小車軌道，在距臺尾30.3m路基上澆筑后支腿滾輪箱基礎，預埋精扎螺紋鋼。

首跨鋼棧橋采用2～16m跨徑設計，以首跨墩臺及臨時鋼管支墩為支撐，貝雷梁為承重結構，確保起重機站位和運輸通暢。1#墩墩側和墩頂支墩均采用4根φ529mm鋼管立柱，灌注C30微膨脹混凝土，頂部設鋼墊板，底部與承臺或墩頂用φ32mm精扎螺紋鋼錨固。立柱間以角鋼連接，以增強整體穩定性。

3.1.2" "造橋機邊拼邊拖非整體拼裝施工

在造橋機邊拼邊拖施工中，確保傾覆穩定系數大于1.5，拼裝順序合理，及時安裝橫聯穩固結構，將主桁桿件對稱拼裝[6]。具體步驟如下所示。

步驟一：在0#臺和路基上組裝后支點小車及后支腿，搭設臨時支垛，1#墩上拼裝中支腿，前支腿置于1#墩大里程側地面，延長后支點小車軌道至鋼棧橋上。

步驟二：在后支點小車和臨時支垛上拼裝前導梁3個6m節間下弦，用φ40精軋螺紋鋼錨固，依次拼裝上部桿件。

步驟三：繼續拼裝3個6m節間、1個變截面節間和3個7.5m節間，尾部安裝拖拉卷揚機。

步驟四：拆除臨時支垛，安裝臨時卷揚機和滑輪，穿鋼絲繩。利用此拖拉系統，將前導梁整體向前拖拉14.4m。

步驟五：分次拼裝并拖拉7.2m、9.6m后，松開前導梁與后支點小車錨固。頂升中支腿，后移后支點小車至0#臺附近并頂升。吊裝前支腿至前導梁，調整滑輪位置。

步驟六：分次拼裝14.4m、11.2m節并拖拉12m、14.4m節后，頂升中支腿，后支點小車移至棧橋跨中，調整滑輪位置。

步驟七：拼裝24m節后拖拉20.8m節，安裝回轉天車，倒運后支點小車。完成主梁和后尾梁拼裝，安裝固定滑車于后支腿，后尾梁尾部安裝拖拉橫梁。后支點小車頂升并錨固，安裝活動滑車于拖拉橫梁。

步驟八：利用拖拉系統，造橋機整體前拖16m至2#墩，頂升前支腿、后支點小車及中支腿，后支腿后移至1#墩支墩并錨固。

步驟九：前支腿頂升至設計標高，中支腿滑移過孔至2#墩并錨固，將造橋機落于中、后支腿滾輪箱和后支點小車上，固定滑輪倒運安裝于后支腿。

步驟十：前支腿收縮，拖拉卷揚機縱移造橋機64m，頂起支架并拆除后支點小車，前支腿懸于3#墩。支架支撐于后、中支腿，就位后進入架梁狀態。

3.2" "梁段提運技術

鑒于梁場與路基間存在14.35m的高差，且蘇家堡特大橋17#～18#孔跨位于陡坡地帶，提梁設備軌道無法鋪設至18#橋墩，不能直接吊運預制梁段至路基上，故在17#～18#墩間搭設24m鋼棧橋作為喂梁平臺。運梁小車行駛至平臺靠近梁場側，由龍門起重機將梁段提至運梁小車上，小車再經喂梁平臺、路基及首跨鋼棧橋，將梁段運至造橋機尾部。

3.3" "近隧道孔跨移動支架無前導梁架設技術

橋隧相連地段地形狹窄，橋臺緊接隧道洞口，施工場地局促，場地布置十分困難。本項目在末孔施工中創新采用無前導梁架設技術，有效縮短了造橋機前端尺寸，完美適應了有限空間。

3.3.1" "前導梁拆除與安全控制

為確保前導梁順利拆除與施工安全，對隧道明洞洞頂進行級配碎石回填與鋼板鋪設。將50t汽車起重機設置在明洞洞頂進行拆除作業。造橋機過孔時，當前導梁距離隧道洞口約80cm時，按照拆除一節間、行走一節間距離的方式逐步拆除前導梁，直至造橋機行走至架梁指定位置。最后拆除后支點小車和中支腿斜撐。

3.3.2" "中支腿配重增穩

為增強造橋機的穩定性，在中支腿大里程側主梁上施加60t配重，配重材料采用拆除的前導梁桿件或混凝土預制塊。

3.3.3" "臨時支墩設計與施工

根據理論計算，在末孔梁10#和11#梁段正下方搭設臨時支墩，采用擴大基礎與鋼管立柱組合形式，頂部設置八三墩縱、橫向分配梁及沙箱，用以分散梁段荷載和調整梁段標高。臨時支墩施工需在倒數第二孔梁架設前完成，以確保后續施工的順利進行。

3.3.4" "梁段拼裝

先安裝1#和15#段，再從大里程向小里程方向依次安裝14#～9#段，關閉造橋機活門，再依次安裝8#、7#、2#、6#、3#、5#、4#段。10#和11#段直接落于臨時支墩上，其余梁段則通過扁擔梁懸掛于主梁懸吊縱梁上。全部梁段下放后，進行粗精調、濕接縫、預應力張拉等施工。

4" "結束語

茨達河雙線特大橋64m節段拼裝梁施工，是對復雜地形鐵路建設技術的深度探索。通過精細化的梁場選址、創新的造橋機拼裝策略、穩固的鋼管混凝土支墩設置、高效的分段拼裝與同步拖拉技術，以及開創性地實施無前導梁架設技術，有效解決了橋隧相連狹小空間內的施工難題，提升了效率和質量，有效控制了成本與安全風險。本文基于國情提出了適合我國鐵路建設特點的“邊拼邊拖”拼裝技術和無前導梁架設技術，并在茨達河雙線特大橋成功應用，驗證了其可行性。

參考文獻

[1] 陳華芳.特殊條件下造橋機施工技術難題與處理[J].鐵道建筑技術，2004（6）：5-7.

[2] 楊紅亮.山區高速公路橋隧相連地段梁體預制、架設施工技術[J].橋梁建設，2012，42（1）：118-122.

[3] 陳克堅，許佑頂，陳思孝，等.艱險山區鐵路高墩大跨橋梁關鍵技術及應用[Z].中鐵二院工程集團有限責任公司.2016.

[4] 崔學民，譚崇杰，羅武松.復雜地形移動支架拼裝施工技術[J].甘肅科技，2015，31（20）：120-122.

[5] 石健.SX64/2200型移動支架無前導梁架設鐵路64m雙線節段拼裝梁施工技術[J].中國建筑裝飾裝修，2022（2）：43-44.

[6] 楊紅亮.山區高速公路橋隧相連地段梁體預制、架設施工技術[J].橋梁建設，2012，42（1）：118-122.