高鐵跨既有鐵路連續(xù)梁斜拉掛籃施工工藝研究

陳利偉

(中鐵十八局集團(tuán)第一工程有限公司，河北 涿州 072758)

連續(xù)梁斜拉掛籃施工技術(shù)是當(dāng)前我國(guó)工業(yè)技術(shù)建設(shè)中應(yīng)用頻率較高的一種專業(yè)技術(shù)。由于我國(guó)目前交通運(yùn)輸事業(yè)的飛速發(fā)展，大多鐵路和公路以及橋梁多存在交叉點(diǎn)，應(yīng)用該技術(shù)不中斷公路本身運(yùn)作，且對(duì)高鐵施工操作更為便捷。由于該項(xiàng)技術(shù)需要綜合考慮多方面內(nèi)容，包括對(duì)公路行車安全、受力和變形監(jiān)測(cè)等的探究。

一、工程概況

對(duì)渝萬鐵路進(jìn)行施工，客運(yùn)專線上斑竹林雙線特大橋上跨渝宜高速公路，為(40+64+40)m三跨連續(xù)梁橋，聯(lián)動(dòng)鄭渝高鐵和京昆高鐵。在施工上，選擇連續(xù)梁斜拉掛籃技術(shù)。結(jié)合工程概況來看，它是重慶主城到萬州區(qū)的一條城際鐵路，是鄭渝高鐵客運(yùn)專線的重要組成部分。該鐵路全長(zhǎng)約245公里，工程設(shè)計(jì)時(shí)速250公里，從重慶北站抵達(dá)萬州北站，是中國(guó)鐵路網(wǎng)中長(zhǎng)期規(guī)劃的核心部分，同時(shí)也是維系中原地區(qū)、華北地區(qū)的鐵路快速通道，也是鄭渝高鐵和京昆高鐵的一段，兼顧沿線客流運(yùn)輸。該工程實(shí)施以后，市民從重慶北站乘坐高鐵去往北京，可乘坐本鐵路外，還能直轉(zhuǎn)鄭萬高鐵和京廣高鐵，節(jié)省了整整4個(gè)小時(shí)。

上述分析表明，該工程對(duì)施工技術(shù)有著嚴(yán)格的要求，必須滿足鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化管理工作，規(guī)范施工工藝操作流程。該工程有著覆蓋面積廣、折射范圍大、跨度廣和施工難度系數(shù)高等特點(diǎn)。必須嚴(yán)格按照《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ162-2008）《掛籃法預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工》《連續(xù)梁掛籃懸臂澆注制梁作業(yè)安全技術(shù)交底》《大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝與斜拉式掛籃標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)》，防止鐵路跨越既有鐵路失衡現(xiàn)象發(fā)生。

本次連續(xù)梁斜拉掛籃施工，主要采用碗扣支架法施工、鋼管架支頂和貝雷梁掛籃對(duì)稱懸澆等體系。本研究從掛籃設(shè)計(jì)和掛籃預(yù)壓工藝兩個(gè)方面改進(jìn)了穿跨越既有鐵路施工難度。

二、選擇連續(xù)梁斜拉掛籃施工技術(shù)分析

（一）施工材料結(jié)構(gòu)選擇

滑動(dòng)斜拉式掛籃的主要結(jié)構(gòu)是：主梁（縱梁）、各種橫梁、斜拉帶系、模板系統(tǒng)（包含底模、側(cè)模及內(nèi)模）、滑梁、上下限位裝置等。本次施工的材料選擇，主要依據(jù)不同地段的不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行慎重選擇，對(duì)模板系統(tǒng)的鋼筋混凝土選用800mm×1200mm梁支撐，采用鋼模板體系一般用16Mn或其他性能更優(yōu)的鋼板制成，每一拉桿一般作成4-5段。上部采用滑動(dòng)斜拉式掛籃結(jié)構(gòu)受力，待主梁縱向傾覆穩(wěn)定后，以后端錨固壓力維持，對(duì)底模平臺(tái)錨固箱梁底板之上。

（二）施工方案設(shè)計(jì)

施工本著不破壞既有鐵路（鄭渝高鐵和京昆高鐵）線路運(yùn)營(yíng)干擾，確保工程建設(shè)期間鐵路運(yùn)行安全的標(biāo)準(zhǔn)，先行沿渝萬鐵路平行方向建設(shè)主跨梁體，建成后，在在2臺(tái)350噸千斤頂?shù)臓恳履鏁r(shí)針轉(zhuǎn)體90度，實(shí)現(xiàn)主體橋斜跨轉(zhuǎn)體的成功對(duì)接。該鐵路跨線正線全長(zhǎng)247.2km，跨鐵路段采用三跨連續(xù)梁，長(zhǎng)128.5米，主跨長(zhǎng)度65.8米，轉(zhuǎn)體梁全長(zhǎng)81米、寬25米，轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)總重量約6799噸，耗時(shí)108分鐘。

據(jù)悉。該高鐵跨線橋是目前鐵路跨線橋?qū)崿F(xiàn)了與多條鐵路的斜跨轉(zhuǎn)體，建設(shè)意義重大，是連接鄭渝高鐵、京昆高鐵和萬渝高鐵城市骨干路網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。另外，連續(xù)梁斜拉掛籃施工技術(shù)，以價(jià)值百萬的智能牽引系統(tǒng)，對(duì)連續(xù)頂、推泵站和控制柜的手動(dòng)、智能和實(shí)時(shí)牽引，對(duì)掛籃預(yù)壓工藝的改進(jìn)，有著直接的平衡作用。該工程施工中，為確保梁體的平衡性，以數(shù)據(jù)設(shè)備和電腦的無線采集模式，對(duì)鋼材預(yù)埋結(jié)構(gòu)和砼澆筑過程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，對(duì)施工中有違技術(shù)指標(biāo)的行為及時(shí)預(yù)警指正。

此外，為確保梁體的平衡性，在結(jié)構(gòu)中預(yù)埋高精度應(yīng)變、溫度傳感器，再通過無線采集連接，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)圖形可視化，對(duì)砼澆筑過程及轉(zhuǎn)體過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并預(yù)警。

三、施工技術(shù)分析

（一）施工前的準(zhǔn)備

施工前要對(duì)混凝土、施工圖復(fù)核、掛籃選擇、施工方案的選定、技術(shù)交底和模板準(zhǔn)備。首先，依據(jù)施工材料選定，完成高性能混凝土配合比以34：60固體漿集體積比取確?；炷翉?qiáng)度，以0.2-0.4之間的水膠比，保證混凝土具有足夠的密實(shí)度；依照施工設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行認(rèn)真復(fù)核，對(duì)存在的具體問題進(jìn)行詳細(xì)咨詢解決；對(duì)鋼結(jié)構(gòu)需要的掛籃設(shè)備選型進(jìn)行詳細(xì)論證選擇，確保施工滿足《連續(xù)梁掛籃懸臂澆注制梁作業(yè)安全技術(shù)交底》要求。其次，施工方案的選定上，根據(jù)掛籃設(shè)備選型，對(duì)掛籃的結(jié)構(gòu)尺寸和O#、1#塊的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行選定施工；技術(shù)交底要確保施工人員的業(yè)務(wù)技能，掌握必要的掛籃施工技術(shù)和施工重難點(diǎn)，依據(jù)技術(shù)規(guī)程，熟悉圖紙作業(yè)，有效指揮工程施工；最后，對(duì)施工選用模板進(jìn)行提前加工組裝，確保工期如期開展。

（二）施工工藝流程

該項(xiàng)技術(shù)，解決了重慶地區(qū)高鐵地形弊端，以連續(xù)梁斜拉掛籃施工技術(shù)，彌合了以往鐵路跨既有線施工的滿堂式支架弊端，該施工以墩柱混凝土為施工支撐平臺(tái)，施工后連續(xù)梁段的行走施工體系。不僅減少了鐵路施工成本，同時(shí)也節(jié)約了施工材料。如圖1

圖1 掛籃施工工藝流程圖0#號(hào)段

（三）施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)

模板處理、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、混凝土養(yǎng)生、預(yù)應(yīng)力張拉與壓漿、掛籃行走、合攏段梁體施工是連續(xù)梁斜拉掛籃施工技術(shù)的重點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實(shí)施必要的技術(shù)手段干預(yù)，是確保跨既有鐵路施工的重要手段。

墩身模板必須確保無錯(cuò)臺(tái)、雜物、銹斑，在施工中，行2次打磨，專業(yè)涂漆，為混凝土澆筑提供基礎(chǔ)，施工中，要實(shí)現(xiàn)模板之間的無縫貼合，避免漿液流出，有礙工程質(zhì)量。

鋼筋綁扎：端頭模板以6mm鋼板為宜，在鋼板上，預(yù)留孔洞定位，注意打孔間距、數(shù)量和厚度，確保鋼筋間保護(hù)層厚度。采用U型鋼筋制作定位架，對(duì)波紋管兩端進(jìn)行焊接時(shí)，穿膠皮芯防止水泥漿堵塞波紋管道，焊接間距≤1000px,預(yù)應(yīng)力管道橫豎兩端必須密封，為進(jìn)一步壓漿提供條件。

混凝土澆筑：依據(jù)以34：60固體漿集體積比取確?；炷翉?qiáng)度，以0.2-0.4之間的水膠比保證混凝土質(zhì)量和施工可行性，混凝土澆筑要注意力道，杜絕搗固棒碰觸波紋管。

混凝土澆筑完成后，實(shí)施必要的養(yǎng)護(hù)，可以確保施工質(zhì)量符合規(guī)程，延長(zhǎng)工程使用壽命。對(duì)箱梁頂板頂面、底板頂面、箱梁外側(cè)腹板、翼緣板分別采取不同的養(yǎng)護(hù)措施，前兩者應(yīng)用塑料薄膜覆蓋，上鋪土工布灑水養(yǎng)護(hù)；后兩者應(yīng)用小導(dǎo)管自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)。

預(yù)應(yīng)力張拉與壓漿施工是綜合考慮混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，依據(jù)技術(shù)指標(biāo)對(duì)張拉強(qiáng)度和張拉安裝的對(duì)應(yīng)安裝，其間必須考慮壓漿濃度。

掛籃行走：施工中，只有待掛籃平穩(wěn)行走中，才能加固后錨和承重支點(diǎn)，以減少行走中掛籃的荷載，尤其注意檢查和安裝掛籃養(yǎng)生平臺(tái)。

懸澆梁合攏段施工，是掛籃施工中的關(guān)鍵一環(huán)。對(duì)該段的施工，必須進(jìn)行必要的測(cè)量檢查（平面線形和端部標(biāo)高），確保兩部端高平衡，可以砂袋堆載或懸掛水箱對(duì)兩端掛籃懸澆塊進(jìn)行加載預(yù)壓，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，確保荷載平衡。安裝合攏段臨時(shí)錨固系統(tǒng)，先調(diào)整好吊架和模板安裝，再安裝鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道（預(yù)應(yīng)力筋穿束和張拉臨時(shí)鋼束），對(duì)合攏段的澆筑要在一天中氣溫較低的時(shí)候進(jìn)行，澆筑完成后，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。如圖2：連續(xù)梁斜拉掛籃懸澆梁合攏段施工

圖2 連續(xù)梁斜拉掛籃懸澆梁合攏段施工

四、施工可行性分析

重慶市是青藏高原與長(zhǎng)江中下游平原的過渡地帶，由南北向長(zhǎng)江河谷傾斜，構(gòu)成以山地、丘陵為主的地形狀態(tài)。其地形地貌不利于交通經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但是卻成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可或缺的組成部分，有“山城”之稱。長(zhǎng)江、嘉陵江穿過重慶市的主城區(qū)。重慶樞紐內(nèi)渝蓉線、渝黔線、襄渝線等，同時(shí)也是鄭渝高鐵和京昆高鐵的一段。

穿跨越既有鐵路線路的施工，歷來受到路橋建設(shè)項(xiàng)目的關(guān)注。連續(xù)梁斜拉掛籃施工工藝的應(yīng)用，是專家組收集相關(guān)資料，場(chǎng)站規(guī)劃和線路走向構(gòu)想和實(shí)踐的過程，作為快捷軌道交通的核心組成部分，該項(xiàng)施工技術(shù)可行。

連續(xù)梁斜拉掛籃施工工藝，建立統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范，合理使用和安裝設(shè)備，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，提高施工安全系數(shù)。結(jié)合實(shí)際工程建設(shè)項(xiàng)目，對(duì)高鐵跨既有鐵路連續(xù)梁斜拉掛籃設(shè)計(jì)與施工，從其施工前準(zhǔn)備到施工工藝流程分析，涵蓋了施工的標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化設(shè)計(jì)，以此驗(yàn)證了工程初步構(gòu)想，為順利完成設(shè)計(jì)和相關(guān)鐵路施工，提供了借鑒。

五、總結(jié)

高鐵跨既有鐵路建設(shè)項(xiàng)目中，連續(xù)梁斜拉掛籃施工技術(shù)作為該項(xiàng)工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，連續(xù)梁斜拉掛籃施工技術(shù)對(duì)工程工期、質(zhì)量和安全指標(biāo)的控制起著至關(guān)重要的作用。無論是施工材料結(jié)構(gòu)選擇和施工方案設(shè)計(jì)，還是施工技術(shù)分析都要嚴(yán)格施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，以最大限度地發(fā)揮高鐵跨既有鐵路價(jià)值，更好地服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)。

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