上跨既有繁忙干線的立交橋架梁施工

劉志成

中鐵二十四局集團上海鐵建工程有限公司 上海 200070

1 工程概況

S256聞集—六十鋪段上跨京九鐵路立交橋工程，主橋鐵路跨上越京九上、下行鐵路，斜交布置（圖1），橋梁與京九下行法線夾角為20.3°。主橋采用三跨40 m簡支箱梁布置，每跨10片，合計30片箱梁。

圖1 主橋鐵路跨與鐵路平面位置關(guān)系示意

主橋橋墩為不平行布置，其中16#墩與17#墩夾角為15°，18#墩與19#墩夾角為15°。K17、K19跨箱梁尺寸長短不一，其中，鐵路跨箱梁（圖2）邊梁質(zhì)量為202.6 t。橋墩的不平行布置，導(dǎo)致架梁時需要增加架橋機斜交架梁的角度調(diào)整和支腿支撐等一系列施工解決措施。

圖2 鐵路跨箱梁斷面示意（單位：cm）

上跨京九鐵路段屬于高路基、電氣化、繁忙干線區(qū)間，對架橋機過軌、箱梁架設(shè)的封鎖施工要求嚴格，安全風(fēng)險高。如何安全正點且減少封鎖次數(shù)，最大化提高封鎖點施工效率是本工程需要重點把控的一個方向。

除了鐵路跨箱梁架設(shè)外，鐵路跨附屬工程的施工同樣是本工程的關(guān)鍵。附屬施工涉及到封鎖點施工，按照鐵路相關(guān)規(guī)定，須在鐵路跨濕接縫完成且強度滿足條件后方可進行運梁施工，所以鐵路跨濕接縫的施工成為附屬施工的一個重要工期節(jié)點和安全控制點。

2 施工方案的確定和實施

結(jié)合施工設(shè)計安排，主橋跨箱梁架設(shè)計劃為K17跨箱梁架設(shè)→K18跨箱梁架設(shè)及附屬施工→K19跨箱梁架設(shè)。按照計劃要求進行施工方案的優(yōu)化和審查，從架橋機選型、鄰跨箱梁架設(shè)、鐵路跨箱梁架設(shè)、鐵路跨附屬施工等為切入點進行優(yōu)化，確定最終的施工方案，進行評審和施工計劃的上報。

2.1 架橋機的選型確定

架橋機選型主要從鐵路安全、性能、經(jīng)濟效益等方面進行優(yōu)化[1-4]。

主橋鐵路跨與鐵路斜交布置，架橋機過軌、架梁封鎖施工安全風(fēng)險大。在綜合考慮箱梁質(zhì)量、架設(shè)速度、邊梁架設(shè)的一次性到位等要求后，本工程選用JQGS280A3型雙導(dǎo)梁公路架橋機。該架橋機具備架設(shè)280 t箱梁的能力，且運行平穩(wěn)、性能良好，可以做到15 min內(nèi)橫移落梁歸位，為鐵路封鎖計劃的優(yōu)化提供了基礎(chǔ)條件。同時架橋機軌道與導(dǎo)梁連接為元寶梁設(shè)計，具備架設(shè)邊梁一次性橫移到位的優(yōu)勢，配備公司自有施工隊伍，便于管理和操作。

2.2 鄰跨箱梁架設(shè)

本工程在鐵路跨箱梁架設(shè)前，須先架設(shè)鐵路鄰跨K17跨箱梁，在鐵路跨架設(shè)完成后，架橋機過孔，再架設(shè)鐵路鄰跨K19跨箱梁。K19跨箱梁架設(shè)時鐵路跨箱梁架設(shè)已完成，不涉及封鎖點箱梁架設(shè)。K17跨箱梁架設(shè)時，需要以減少對鐵路的運營影響為目標，進一步優(yōu)化施工方案，避免采用封鎖點進行架橋機過孔和箱梁架設(shè)。

利用架橋機的自身優(yōu)勢，結(jié)合本工程的特點，與常規(guī)工藝進行比選，從而確定出最終的施工方案。

2.2.1 K17跨箱梁架設(shè)的常規(guī)方案

在引橋橋面具備運梁條件后，進行雙導(dǎo)梁架橋機拼裝、調(diào)試，安全檢查及風(fēng)險評估等相關(guān)工作。第17跨（即K17跨）箱梁采用主導(dǎo)梁架設(shè)的方法進行施工。采用主導(dǎo)梁架設(shè)箱梁的施工方法（圖3），架橋機最前端位于鐵路接觸網(wǎng)正上方3.25 m處，需要進行停電封鎖施工。

架橋機過軌與首片箱梁架設(shè)為Ⅱ級封鎖施工，每片箱梁架設(shè)為1個Ⅲ級封鎖，用于架橋機橫移落梁、歸位施工。第17跨封鎖施工合計為2次Ⅱ級封鎖，10次Ⅲ級封鎖。按照鐵路局規(guī)定，每周周一～周四可進行封鎖施工作業(yè)，每周4個封鎖點，合計3周，所以第17跨箱梁架設(shè)施工共需21 d。

2.2.2 K17跨箱梁架設(shè)的優(yōu)化方案

在本工程中，項目部對常規(guī)化的箱梁架設(shè)施工進行了詳細分析。在對各因素進行分析后，確定以縮短導(dǎo)梁伸入鐵路的距離為目的進行專題討論。公司組織專家組與架橋機生產(chǎn)廠家、設(shè)計單位、建設(shè)單位等針對采用輔導(dǎo)梁架設(shè)箱梁的方案，在箱梁架設(shè)的受力計算、穩(wěn)定性、架梁速度、架橋機性能等方面進行驗算、論證，最終達成采用輔導(dǎo)梁進行箱梁架設(shè)的結(jié)論。

采用輔導(dǎo)梁架設(shè)箱梁的方法（圖4），架橋機最前端位于鐵路外側(cè)，距離鐵路外柵欄網(wǎng)10.3 m，不需要進行封鎖施工。

2.2.3 優(yōu)化前后對比

鐵路鄰跨的輔導(dǎo)梁架設(shè)箱梁的方法，架橋機過孔、箱梁架設(shè)為鄰營B類施工，無需進行封鎖，合計3 d即完成施工（架橋機過孔1 d，架設(shè)左幅5片箱梁1 d，架設(shè)右幅5片箱梁1 d），與常規(guī)化施工相比，合計減少了2次Ⅱ級封鎖施工和10次Ⅲ級封鎖施工，縮短工期18 d，為鐵路跨的封鎖施工提供了充分的時間，減輕了工程的工期壓力。鄰跨架設(shè)按照方案嚴格實施，項目部按照封鎖施工模式進行架設(shè)，提前進行了鐵路跨封鎖施工的預(yù)演，鐵路鄰跨架梁安全穩(wěn)定，完成了既定時間內(nèi)的施工任務(wù)，為鐵路跨封鎖施工提供了基礎(chǔ)和保障。

圖3 主導(dǎo)梁架設(shè)箱梁

圖4 輔導(dǎo)梁架設(shè)箱梁

2.3 鐵路跨箱梁架設(shè)

2.3.1 鐵路跨箱梁架設(shè)的常規(guī)方案

在K17跨箱梁架設(shè)完成后，即進行鐵路跨的架橋機過軌與箱梁架設(shè)施工。常規(guī)工藝中，架橋機支腿過孔后，需進行至少1 h的準備工作（支腿調(diào)整，前移）后，才可進行導(dǎo)梁過孔施工。因此將架橋機過軌作業(yè)分2個封鎖點進行，鐵路跨導(dǎo)梁過孔、支腿過孔分別進行1次Ⅱ級封鎖，每次封鎖60 min。

架橋機過孔完成后可進行箱梁架設(shè)，按照鐵路局相關(guān)規(guī)定，首片箱梁架設(shè)為Ⅱ級封鎖施工，架設(shè)3片相鄰箱梁后，方可進行封鎖前“梁上走梁”施工作業(yè)，封鎖時進行架橋機橫移與歸位。

架橋機導(dǎo)梁過孔、支腿過孔與首片箱梁架設(shè)為Ⅱ級封鎖施工，每片箱梁架設(shè)為1個Ⅲ級封鎖，用于架橋機橫移落梁、歸位施工。鐵路封鎖施工合計為3次Ⅱ級封鎖、9次Ⅲ級封鎖。按照鐵路局規(guī)定，每周周一～周四可進行封鎖施工作業(yè)，每周4個封鎖點，合計3周，所以鐵路跨箱梁架設(shè)施工共需21 d時間。

2.3.2 鐵路跨箱梁架設(shè)的優(yōu)化方案

在架橋機導(dǎo)梁過孔與支腿過孔方面，充分利用上、下行線路的天窗點間隔時間，將導(dǎo)梁過孔和支腿過孔合并在一個封鎖時間內(nèi)完成。

在公司調(diào)度與鐵路局了解三塔鎮(zhèn)站—阜南站區(qū)間的天窗時間點及可給出的封鎖時間點后，利用本區(qū)間段上、下行線路天窗點錯開的特點，經(jīng)過技術(shù)分析與時間分解，將2次封鎖施工合并在一個封鎖時間內(nèi)完成。

根據(jù)要求，首片箱梁架設(shè)為Ⅱ級封鎖施工，前3片箱梁架設(shè)完成后，后續(xù)箱梁架設(shè)方法為架橋機橫移落梁就位，在30 min內(nèi)完成，使得鐵路主跨箱梁架設(shè)每天可進行3片。

2.3.3 優(yōu)化前后對比

將2次Ⅱ級封鎖合并成1個Ⅱ級封鎖，同時減少了停送電的時間，優(yōu)化后的架橋機過孔及架梁封鎖次數(shù)為11次，7 d完成施工，有2次Ⅱ級封鎖。而優(yōu)化前的架橋機過孔及架梁封鎖次數(shù)為12次，需21 d完成施工，有3次Ⅱ級封鎖。因此，優(yōu)化后的施工方案極大地減緩了鐵路的運營壓力。

2.4 鐵路跨濕接縫施工

2.4.1 濕接縫施工的常規(guī)方案

常規(guī)化的鐵路跨濕接縫施工為箱梁架設(shè)完成后，在鐵路封鎖點內(nèi)進行吊設(shè)底模施工。封鎖點開始后將底模模板運輸進入鐵路范圍內(nèi)，橋梁上施工人員使用卷揚機吊設(shè)模板，整個施工過程復(fù)雜，準備工作需要在封鎖點內(nèi)進行，很大程度上降低了封鎖點內(nèi)的施工效率，同時吊模施工存在因模板固定不牢固而掉落至鐵路范圍內(nèi)的風(fēng)險。模板吊裝完畢后即進行混凝土澆筑，澆筑完成后，模板的拆除必須在封鎖點內(nèi)進行，而且施工難度大于模板的吊設(shè)。鐵路跨合計8道濕接縫，模板安裝需要11個封鎖點，每次封鎖為上、下行同時封鎖2 h。混凝土分4次澆筑，每次1個封鎖點，模板拆除需要15個封鎖點，且底模需要在混凝土強度達到80%以上后方可拆除。該方案總計封鎖點30個。

2.4.2 濕接縫施工的優(yōu)化方案

優(yōu)化后的濕接縫由兩部分組成，即厚8 cm的預(yù)制蓋板和厚15 cm的現(xiàn)澆濕接縫，其中蓋板起到現(xiàn)澆濕接縫的底模作用，為永久性模板，不需要進行拆除（圖5、圖6）。

圖5 蓋板與箱梁位置示意

圖6 蓋板安裝施工現(xiàn)場

在箱梁架設(shè)完成后開始濕接縫蓋板安裝，橋梁左右兩幅共計8道濕接縫，每道濕接縫安裝84塊預(yù)制蓋板，共計672塊。濕接縫采用預(yù)制板結(jié)構(gòu)，蓋板尺寸為長×寬×高=450 mm×800 mm×80 mm，每塊蓋板質(zhì)量69 kg。蓋板預(yù)制時頂部預(yù)留2處吊點位置，用于人工安放時吊運。每組人員每2 min可安裝1塊蓋板，根據(jù)箱梁架設(shè)情況分成2～4組人員同時施工。

在箱梁架設(shè)3片后進行蓋板安裝工作，每次箱梁架設(shè)期間，同步進行蓋板的安裝工作。蓋板安裝完成后采用泡沫劑或干水泥進行堵縫，再利用列車間隙即可進行濕接縫鋼筋的調(diào)整和焊接工作。在封鎖點內(nèi)進行混凝土的澆筑施工，左右幅分2次進行。封鎖時間為2 h，采用泵車在地面進行泵送施工作業(yè)，確保了施工的安全性和連續(xù)性[5-8]。

蓋板安裝需要6個封鎖點，每次封鎖為上、下行同時封鎖2 h，混凝土澆筑分2次，左右幅各1次，合計2個封鎖點。該方案總計封鎖點8個。

2.4.3 優(yōu)化前后對比

采用混凝土蓋板作為濕接縫底模的施工工藝，減少了封鎖點22個，且施工過程中鐵路范圍內(nèi)無材料機具，均為橋面作業(yè)，減少了對鐵路的影響，提高了施工效率。

3 結(jié)語

1）本工程采用JQGS280A3型雙導(dǎo)梁公路架橋機架設(shè)40 m跨箱梁時，采用輔導(dǎo)梁架設(shè)箱梁的方法得到了成功應(yīng)用，避免了在封鎖點內(nèi)架設(shè)鐵路鄰跨箱梁。

2）本工程架橋機過孔、箱梁架設(shè)比常規(guī)施工方案減少了3次Ⅱ級封鎖，10次Ⅲ級封鎖，縮短了工期，緩解了鐵路運營壓力。

3）鑒于蓋梁斜交架橋機轉(zhuǎn)正架梁需要進行多步加固措施，且邊梁架設(shè)安全風(fēng)險高，建議在設(shè)計階段考慮蓋梁平行施工，便于箱梁架設(shè)。

4）鐵路跨預(yù)制蓋板作為濕接縫底模的工藝取得了較好的實施效果，可以在類似的鐵路跨施工中推廣使用。