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(biāo)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(dá)154m，大跨度連續(xù)梁無法實現(xiàn)該跨越長度，故采用縱向懸臂跨越方式。下部設(shè)計為雙塔式墩柱，平均墩高為17m左右，上部結(jié)構(gòu)為17.m×4.5m×2.5m的現(xiàn)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(jié)構(gòu)

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(jié)構(gòu)類似于橋梁門型框架墩，通過特殊的結(jié)構(gòu)，配合預(yù)制或者現(xiàn)澆形式，達(dá)到跨越既有鐵路的目的，尤其適用于連續(xù)跨越鐵路既有線施工。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 縱向懸臂墩結(jié)構(gòu)圖（單位：cm）

3 主要施工工藝優(yōu)化

由于天窗點計劃限制，全部施工內(nèi)容需集中在300min天窗點內(nèi)完成。如果不能在此時間段內(nèi)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(nèi)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(chuàng)新優(yōu)化。

3.1 測量結(jié)果

縱向懸臂墩在施工過程中有碰觸接觸網(wǎng)回流線及承力索的風(fēng)險，利用BIM技術(shù)，提前將測量好的數(shù)據(jù)輸入建模系統(tǒng)，結(jié)合無人機掃描，可準(zhǔn)確定位，提前模擬吊裝、澆筑等工藝，為后續(xù)施工提供準(zhǔn)確指導(dǎo)。

（1）27#墩與營業(yè)線的位置關(guān)系。27#墩鄰近兗石鐵路上行線施工，I32工字鋼與營業(yè)線接觸網(wǎng)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(yè)線接觸網(wǎng)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(yè)線的位置關(guān)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(yè)線的位置關(guān)系。29#墩鄰近兗石鐵路下行線施工，I32工字鋼與營業(yè)線接觸網(wǎng)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(yè)線接觸網(wǎng)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(gòu)件進行整體吊裝，減少了復(fù)雜的工序，保障了施工時間。支撐鋼管平行于營業(yè)線擺放，吊車平行營業(yè)線站位，起吊時人工將吊環(huán)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(fēng)繩控制鋼管豎直起吊，當(dāng)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(chǔ)鋼板焊接連接。

安裝第一根螺旋鋼管后應(yīng)采用槽鋼抱柱與墩頂預(yù)埋鋼筋進行加固連接；安裝第二根螺旋鋼管后應(yīng)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(yīng)全部封閉成環(huán)[1]。

在實際施工中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)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(nèi)角加焊10mm厚加筋板以增強其穩(wěn)定性。通過利用特制工具配合調(diào)節(jié)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(yè)線東、西兩側(cè)起吊[2]。

整體鋼模板起吊前先在模板內(nèi)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(cè)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(fā)生輕微碰撞不會使模板產(chǎn)生輕微移位。

整體鋼模板垂直于營業(yè)線（順魯南高鐵線路）擺放，設(shè)置6處吊點，模板底部預(yù)留4處纜風(fēng)繩掛點，起吊時由人工輔助進行拉拽，使其平穩(wěn)起吊。構(gòu)件垂直起吊至離地30m處時，吊車向前趴臂，將模板平穩(wěn)下落至距離墩頂1.5m處，墩頂處安排4人利用纜風(fēng)繩將模板調(diào)整至就位角度，配合汽車吊調(diào)整模板下落。下落完畢后吊車應(yīng)繼續(xù)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(dān)制作圖如圖2所示。

圖2 整體吊裝扁擔(dān)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(fā)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(jié)構(gòu)，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(yè)。

3.5 墩頂梁段施工工序優(yōu)化

墩頂施工最初的方案為直接在蓋梁頂部進行現(xiàn)澆，但現(xiàn)場無法滿足施工條件。經(jīng)過項目內(nèi)部多次研究商定，綜合考慮預(yù)制箱梁具有可重復(fù)利用現(xiàn)有物資及預(yù)制場地、節(jié)約工期等優(yōu)點，擬定采用預(yù)制箱梁代替現(xiàn)澆箱梁的方案[3]。

4 應(yīng)用情況

縱向懸臂墩施工工藝應(yīng)用于魯南高速鐵路日照至臨沂段RLTJ-2標(biāo)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(yè)線建筑限界最小距離僅有16cm。

5 實施效果

（1）經(jīng)濟效益：通過該工藝的實施及優(yōu)化，較原設(shè)計節(jié)省天窗點，僅工務(wù)段費用就節(jié)約了200余萬元，總計節(jié)約費用達(dá)到700余萬元。

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

（3）社會效益：懸臂墩作為全線一級進度風(fēng)險點，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，風(fēng)險極高。該節(jié)點的完成，為后續(xù)中國高鐵既有線施工樹立了實例典范。

6 結(jié)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(nèi)容必須集中在300min天窗點內(nèi)完成，懸臂墩的應(yīng)用極大地減少了臨近既有鐵路作業(yè)數(shù)量以及對垂停的需求數(shù)量，降低了對既有鐵路正常運行的影響，降低了安全風(fēng)險，保證了施工質(zhì)量，可為類似工程提供參考。