高速鐵路既有高架站平移+旋轉(zhuǎn)復合移梁技術(shù)

傅重陽

（中鐵三局集團第五工程有限公司，山西 晉中 030600）

高鐵在我國投入運營僅10 余年，利用運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)安全風險大是本工程重難點。

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，包含一套固定支點三維落梁裝置和三套浮動支點三維落梁裝置。固定支點三維落梁裝置在縱、橫方向可以由縱、橫移千斤頂固定支點位置，在整套系統(tǒng)中可以以該三維落梁裝置轉(zhuǎn)向時作為其他3 個點的轉(zhuǎn)動中心，實現(xiàn)混凝土梁的轉(zhuǎn)角功能。浮動支點三維落梁裝置縱、橫移千斤頂與滑板是浮動頂推的（圖2），在轉(zhuǎn)向時，浮動支點三維落梁裝置的滑板適應固定支點三維落梁裝置滑板的位置要求，實現(xiàn)梁體的精確轉(zhuǎn)動，減少過程中的糾偏。

圖2 浮動支點三維落梁裝置結(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，同時具備梁體應力、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，達到了實時監(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、中線坐標以及梁縫的寬度，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，且由有資質(zhì)的第三方進行監(jiān)控。

3）根據(jù)設(shè)計圖紙及施工方案，工程部對現(xiàn)場管理人員、施工班組進行技術(shù)交底，技術(shù)員負責對操作工人進行技術(shù)交底。同時組織各工種操作人員進行培訓，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。

2.4 拆除支座、鑿除既有墊石、新建墊石

當臨時支撐穩(wěn)定后，將支座座利用輔助設(shè)施沿預設(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，支點間距為2 800～2 900mm；②在水平移梁時，豎向為4 個頂支撐，水平方向兩個主動頂，兩個從動頂，如在移動過程中發(fā)生偏移，則采用縱橋向千斤頂進行調(diào)整；③當移動道轉(zhuǎn)動位置時，將轉(zhuǎn)動軸位置的三維移落梁裝置的三個方向的千斤頂鎖死，相鄰三維移落梁裝置的豎向千斤頂頂緊，水平兩個方向的千斤頂松開，處于自由狀態(tài)，另一端兩個移落梁裝置的千斤頂保持豎向頂緊狀態(tài)，縱橋向為自由狀態(tài)，利用兩個橫向千斤頂作為主動力進行梁體的轉(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行調(diào)整；④梁體接近設(shè)計位置時，采用“點動”的方式進行移動。

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)與頂升時千斤頂參數(shù)一樣，4 支豎向千斤頂構(gòu)成四點頂升三點平衡支撐體系。

2）如出現(xiàn)偏差利用三維落梁裝置進行糾正，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，應進行試頂升，試頂升高度2mm。試頂升過程中應嚴密監(jiān)控各點位移、荷載、應力，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）移梁時在梁頂面中間和兩側(cè)設(shè)置觀測點，在移梁過程中對梁的形態(tài)進行實時監(jiān)控，即平面位置和高程，發(fā)現(xiàn)問題及時停止移梁，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，保障其底部預留一定安全空間，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，并由第三方負責全天實時監(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用，實現(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、運營安全的影響，具有廣闊的推廣應用價值。O