浅谈在既有高速公路上进行跨铁路梁板架设施工技术

许振

摘 要：随着人民生活水平的提高，汽车在日常生活中是一种不可或缺的代步工具，虽然近年全国交通事业的不断发展，但是部分高速公路汽车流量非常大，造成交通拥堵现象严重，对既有高速公路进行拼宽既经济又快速的解决了这现象，因桥梁上跨既有铁路，施工场地制约因素多，所以桥梁采用预制梁板在既有高速公路上进行吊装作业。本文结合杭金衢高速公路拼宽涉及铁路工程实例，对在既有高速公路上进行铁路跨梁板架技术的总结。

关键词：高速公路梁板架设；上跨既有铁路；双机抬吊

1 工程概况

杭金衢高速公路拓宽涉及铁路工程（夏家桥拼宽）位于萧山区新塘镇，桥梁上跨萧甬铁路。桥梁是利用既有杭金衢高速公路对跨铁路桥梁进行拼宽施工，跨铁路梁板为30m空心梁板，左右幅拼宽各由3片梁板构成，最重梁板为内边板72.9t。根据施工条件，选择130t双机抬吊进行左右幅同时施工。杭金衢高速公路现状为双向3车道，梁板吊装施工时，需在铁路封锁时间内，在既有杭金衢高速公路临时封闭作业区内（封闭2车道及应急车道）进行梁板吊装作业。

2 施工前准备

在桥梁施工前需要对既有桥梁梁板应力进行检算，以保证既有桥梁在架梁作业时的稳定性。在桥梁施工前需在杭金衢高速公路相关管理部门审批有关在施工时进行的临时封闭车道及限流手续。铁路梁板架设前1个月到铁路局办理铁路封锁相关手续，明确封锁施工时间。在施工机械选型时需要对吊装设备及其性能、吊点设置及钢丝绳、卡扣等进行验算，完善梁板吊装施工作业前的相关施工准备工作。

3 吊裝作业工况下既有桥梁及吊装设备安全稳定性分析

根据既有杭金衢高速公路结构现状以及吊装作业的相关工况，对既有高速公路梁板及吊装设备安全稳定性进行分析。

3.1 既有桥梁检算

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第7.2.8条施工阶段标准值组合下，预应力混凝土受弯构件正截面混凝土正应力应符合下列规定：

压应力：[σtcc][≤]0.7[fck]，拉应力： [σtct][≤]1.0MPa

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第7.1.6条使用阶段预应力混凝土受弯构件由作用标准值和预加力产生的混凝土主压应力和主拉应力应符合正列规定：

混凝土的主压应力：[σcp][≤][0.6fck]

混凝土的主拉应力： [σtp][≤][0.5fck]

在[0.5fck]=16.2MPa的区段，箍筋可仅按构造设置。

在[0.5fck]=16.2MPa的区段，箍筋的间距Sv可按下列公式计算：[0.5fck]=16.2MPa

当按本条计算的箍筋用量少于按斜截面抗剪承载力计算的箍筋用量时，构件箍筋采用后者。

通过计算，标准组合下空心板截面上缘最大压应力为13.0MPa，小于规范限值[0.5fck]=16.2MPa；下缘最大拉应力为1.1MPa，小于规范限值[0.7fck]=1.28MPa，满足要求。在使用阶段标准值组合下最大主压应力为12.3MPa， 小于规范限值，[0.6fck]=19.44MPa满足要求；使用阶段频遇值组合下混凝土最大主拉应力为1.2MPa，小于规范限值[0.6ftk]=1.33MPa，满足要求。

3.2 吊机性能验算

最重梁板为内边板，最远吊距为外边板，内边板梁重72.9t，吊距为6m，外边板梁重54.3t，吊距8m，钢丝绳及卡扣等重2t，根据130t汽车吊性能参数表，在主臂长17.4m，工作半径8m，作业工况下，130t汽车吊额定起重量为56t，双机台吊112t×0.8（起重机降低系数）=89.6t，89.6t÷56.3=1.6，安全系数为1.6。在主臂长17.4m，工作半径6m，作业工况下，130t汽车吊额定起重量为73.2t，双机台吊146.4t×0.8（起重机降低系数）=117.1t，117.12t÷74.9=1.57，安全系数为1.57，满足作业要求。（因铁路施工安全系数要求较高，故吊机选型偏大。）

3.3 吊装钢丝绳选取

汽车吊吊装最重梁板为内边板（重72.9t），吊点设置在离梁端0.9m处， 采用吊环。梁板与钢丝绳最小夹角a=60°的2分支吊索承受.，钢丝绳的受力计算为：S=K1K2K1/COSa Q/h≤p/k式中：

当a=60°时，查表k=0.58取 K1=1.1，K2=1.2.

代入公式：S=K1K2K 1/COSa Q/h≤p/k

S=1.1×1.2×0.58×72900/2=27906.12kg

P=kS=27906.12×8=223248.96kg（安全系数8）

查表；选用6×61+1=170ka/mm2

选用a=19.5mm的钢丝绳。

3.4 卡扣选取

吊点受力分析：每一吊点采用单股钢绳。考虑冲击系数和超载系数，则G=（梁板重量）×1.10（冲击系数）×1.05（超载系数）=84.2t 则每股受力P=G/sin60°/4=24.31t，则每个卸扣负荷为24.31t，可选取25t卸扣。

4 施工工况

4.1 交通组织

杭金衢高速公路既有桥梁主车道3.75米，硬路肩3.25米；运梁车宽度3米，吊机安装施工占用路面宽度为马腿展开宽度加上路基板宽度在加上回转半径之和，即8.5米+0.5米+0.5米=9.5米，在施工时需要封闭两个主车道和硬路肩3.75米+3.75米+3.25米=10.6米。

在安装左右幅铁路跨梁板时，同时采用两台130t吊机进行安装。130t吊机马腿展开需要占用杭金衢高速公路两个行车道和硬路肩，运梁炮车开至指定位置（施工封闭区域），铁路封锁开始前进行临时限流并封闭相关车道，封锁开始后进行梁板吊装作业，完成吊装作业再开放交通。

施工期间梁板吊装作业区域采用锥形帽和水马进行隔离，并按交警相关要求设置警示车、交通指示牌及警示灯，待当天施工完毕后，撤离相关设施，恢复交通。

4.2 梁板吊装作业

4.2.1 施工工艺流程

4.2.2 吊装步骤

左右幅同时开始吊装作业，在铁路封锁150分钟内左右幅各安装3片梁板，以左幅吊装为例，相关吊装步骤如下：

（1）封锁开始前，进行高速公路交通组织，两台汽车吊机就位，运梁车将梁板运到起吊位置，并进行梁板吊索设置。

（2）铁路封锁开始后，两台吊机同时起吊并旋转到盖梁上方1米左右。

（3）吊机变幅、行走直至空心板梁就位处。

（4）空心板梁慢速下降，按设计线就位。

（5）重复上述步骤安装下两片梁板。

（6）吊装作业结束后，撤离相关机械设备，开放交通，并完成铁路封锁相关手续。

5 质量控制要点

（1）墩台支座中心线、支承垫石高程及强度必须符合设计及规范要求，梁板尺寸、强度达到要求。

（2）梁体架设后应梁体稳固，梁缝均匀，梁体无损伤。

（3）支座与梁底及垫石之间必须密贴无空隙，支座配件必须齐全。

（4）吊装作业前分别对吊机工况稳定性，钢丝绳质量，卡扣强度等进行检查，保证满足吊装作业要求。

6 安全卡控措施

（1）高速公路封锁要及时与交通管理部门沟通，对参加封锁人员进行交通安全知识学习并交底。

（2）梁板架设施工时配备专职安全员确保施工安全。

（3）架梁前已派专人负责检查所架梁体的质量、捆邦位置，符合设计要求，落梁位置由技术人员负责检查，确保准确。

7 铁路营业线施工要求

（1）铁路营业线施工，严格执行营业线施工的各项规章制度，做到“四不”：即施工方案不通过铁路局签认审批不施工；未签定安全协议不施工；施工 准备不充分不开工；把关人员不到位不施工。

（2）做好十个卡控关键工作，即：营业线施工组织方案制定，计划审批，调度命令发布，安全措施落实，准备工作检查，现场组织监控，领导干部把关，质量验收，列车放行，应急预案，要按标准进行现场管理与控制，确保铁路营业线施工安全可控。

8 结束语

虽然在既有高速公路上进行梁板架设施工难度大，在施工过程中安全风险高，既要保证高速公路通行安全，又要保证铁路行车安全，但是只要做好前期准备工作，合理安排工序及时间，施工前制定好详细的方案，做好高速公路临时封闭及铁路封锁计划，就能确保在既有高速公路上顺利完成跨铁路梁板的架设任务，本文可以为今后同类型施工提供一定的参考价值。

参考文献：

[1] 杭金衢高速公路上跨萧甬铁路立交桥拓宽工程施工图[P].上海：中铁上海设计院集团有限公司，2015.

[2] JTG D62-2004.公路鋼筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

[3] JTG/T F50-2011.公路桥涵施工技术规范[S].

[4] 关于公布<上海铁路局营业线施工安全管理实施细则>的通知》（上铁运发[2012]586号）.