上跨既有繁忙干线的立交桥架梁施工

刘志成

中铁二十四局集团上海铁建工程有限公司 上海 200070

1 工程概况

S256闻集—六十铺段上跨京九铁路立交桥工程，主桥铁路跨上越京九上、下行铁路，斜交布置（图1），桥梁与京九下行法线夹角为20.3°。主桥采用三跨40 m简支箱梁布置，每跨10片，合计30片箱梁。

图1 主桥铁路跨与铁路平面位置关系示意

主桥桥墩为不平行布置，其中16#墩与17#墩夹角为15°，18#墩与19#墩夹角为15°。K17、K19跨箱梁尺寸长短不一，其中，铁路跨箱梁（图2）边梁质量为202.6 t。桥墩的不平行布置，导致架梁时需要增加架桥机斜交架梁的角度调整和支腿支撑等一系列施工解决措施。

图2 铁路跨箱梁断面示意（单位：cm）

上跨京九铁路段属于高路基、电气化、繁忙干线区间，对架桥机过轨、箱梁架设的封锁施工要求严格，安全风险高。如何安全正点且减少封锁次数，最大化提高封锁点施工效率是本工程需要重点把控的一个方向。

除了铁路跨箱梁架设外，铁路跨附属工程的施工同样是本工程的关键。附属施工涉及到封锁点施工，按照铁路相关规定，须在铁路跨湿接缝完成且强度满足条件后方可进行运梁施工，所以铁路跨湿接缝的施工成为附属施工的一个重要工期节点和安全控制点。

2 施工方案的确定和实施

结合施工设计安排，主桥跨箱梁架设计划为K17跨箱梁架设→K18跨箱梁架设及附属施工→K19跨箱梁架设。按照计划要求进行施工方案的优化和审查，从架桥机选型、邻跨箱梁架设、铁路跨箱梁架设、铁路跨附属施工等为切入点进行优化，确定最终的施工方案，进行评审和施工计划的上报。

2.1 架桥机的选型确定

架桥机选型主要从铁路安全、性能、经济效益等方面进行优化[1-4]。

主桥铁路跨与铁路斜交布置，架桥机过轨、架梁封锁施工安全风险大。在综合考虑箱梁质量、架设速度、边梁架设的一次性到位等要求后，本工程选用JQGS280A3型双导梁公路架桥机。该架桥机具备架设280 t箱梁的能力，且运行平稳、性能良好，可以做到15 min内横移落梁归位，为铁路封锁计划的优化提供了基础条件。同时架桥机轨道与导梁连接为元宝梁设计，具备架设边梁一次性横移到位的优势，配备公司自有施工队伍，便于管理和操作。

2.2 邻跨箱梁架设

本工程在铁路跨箱梁架设前，须先架设铁路邻跨K17跨箱梁，在铁路跨架设完成后，架桥机过孔，再架设铁路邻跨K19跨箱梁。K19跨箱梁架设时铁路跨箱梁架设已完成，不涉及封锁点箱梁架设。K17跨箱梁架设时，需要以减少对铁路的运营影响为目标，进一步优化施工方案，避免采用封锁点进行架桥机过孔和箱梁架设。

利用架桥机的自身优势，结合本工程的特点，与常规工艺进行比选，从而确定出最终的施工方案。

2.2.1 K17跨箱梁架设的常规方案

在引桥桥面具备运梁条件后，进行双导梁架桥机拼装、调试，安全检查及风险评估等相关工作。第17跨（即K17跨）箱梁采用主导梁架设的方法进行施工。采用主导梁架设箱梁的施工方法（图3），架桥机最前端位于铁路接触网正上方3.25 m处，需要进行停电封锁施工。

架桥机过轨与首片箱梁架设为Ⅱ级封锁施工，每片箱梁架设为1个Ⅲ级封锁，用于架桥机横移落梁、归位施工。第17跨封锁施工合计为2次Ⅱ级封锁，10次Ⅲ级封锁。按照铁路局规定，每周周一～周四可进行封锁施工作业，每周4个封锁点，合计3周，所以第17跨箱梁架设施工共需21 d。

2.2.2 K17跨箱梁架设的优化方案

在本工程中，项目部对常规化的箱梁架设施工进行了详细分析。在对各因素进行分析后，确定以缩短导梁伸入铁路的距离为目的进行专题讨论。公司组织专家组与架桥机生产厂家、设计单位、建设单位等针对采用辅导梁架设箱梁的方案，在箱梁架设的受力计算、稳定性、架梁速度、架桥机性能等方面进行验算、论证，最终达成采用辅导梁进行箱梁架设的结论。

采用辅导梁架设箱梁的方法（图4），架桥机最前端位于铁路外侧，距离铁路外栅栏网10.3 m，不需要进行封锁施工。

2.2.3 优化前后对比

铁路邻跨的辅导梁架设箱梁的方法，架桥机过孔、箱梁架设为邻营B类施工，无需进行封锁，合计3 d即完成施工（架桥机过孔1 d，架设左幅5片箱梁1 d，架设右幅5片箱梁1 d），与常规化施工相比，合计减少了2次Ⅱ级封锁施工和10次Ⅲ级封锁施工，缩短工期18 d，为铁路跨的封锁施工提供了充分的时间，减轻了工程的工期压力。邻跨架设按照方案严格实施，项目部按照封锁施工模式进行架设，提前进行了铁路跨封锁施工的预演，铁路邻跨架梁安全稳定，完成了既定时间内的施工任务，为铁路跨封锁施工提供了基础和保障。

图3 主导梁架设箱梁

图4 辅导梁架设箱梁

2.3 铁路跨箱梁架设

2.3.1 铁路跨箱梁架设的常规方案

在K17跨箱梁架设完成后，即进行铁路跨的架桥机过轨与箱梁架设施工。常规工艺中，架桥机支腿过孔后，需进行至少1 h的准备工作（支腿调整，前移）后，才可进行导梁过孔施工。因此将架桥机过轨作业分2个封锁点进行，铁路跨导梁过孔、支腿过孔分别进行1次Ⅱ级封锁，每次封锁60 min。

架桥机过孔完成后可进行箱梁架设，按照铁路局相关规定，首片箱梁架设为Ⅱ级封锁施工，架设3片相邻箱梁后，方可进行封锁前“梁上走梁”施工作业，封锁时进行架桥机横移与归位。

架桥机导梁过孔、支腿过孔与首片箱梁架设为Ⅱ级封锁施工，每片箱梁架设为1个Ⅲ级封锁，用于架桥机横移落梁、归位施工。铁路封锁施工合计为3次Ⅱ级封锁、9次Ⅲ级封锁。按照铁路局规定，每周周一～周四可进行封锁施工作业，每周4个封锁点，合计3周，所以铁路跨箱梁架设施工共需21 d时间。

2.3.2 铁路跨箱梁架设的优化方案

在架桥机导梁过孔与支腿过孔方面，充分利用上、下行线路的天窗点间隔时间，将导梁过孔和支腿过孔合并在一个封锁时间内完成。

在公司调度与铁路局了解三塔镇站—阜南站区间的天窗时间点及可给出的封锁时间点后，利用本区间段上、下行线路天窗点错开的特点，经过技术分析与时间分解，将2次封锁施工合并在一个封锁时间内完成。

根据要求，首片箱梁架设为Ⅱ级封锁施工，前3片箱梁架设完成后，后续箱梁架设方法为架桥机横移落梁就位，在30 min内完成，使得铁路主跨箱梁架设每天可进行3片。

2.3.3 优化前后对比

将2次Ⅱ级封锁合并成1个Ⅱ级封锁，同时减少了停送电的时间，优化后的架桥机过孔及架梁封锁次数为11次，7 d完成施工，有2次Ⅱ级封锁。而优化前的架桥机过孔及架梁封锁次数为12次，需21 d完成施工，有3次Ⅱ级封锁。因此，优化后的施工方案极大地减缓了铁路的运营压力。

2.4 铁路跨湿接缝施工

2.4.1 湿接缝施工的常规方案

常规化的铁路跨湿接缝施工为箱梁架设完成后，在铁路封锁点内进行吊设底模施工。封锁点开始后将底模模板运输进入铁路范围内，桥梁上施工人员使用卷扬机吊设模板，整个施工过程复杂，准备工作需要在封锁点内进行，很大程度上降低了封锁点内的施工效率，同时吊模施工存在因模板固定不牢固而掉落至铁路范围内的风险。模板吊装完毕后即进行混凝土浇筑，浇筑完成后，模板的拆除必须在封锁点内进行，而且施工难度大于模板的吊设。铁路跨合计8道湿接缝，模板安装需要11个封锁点，每次封锁为上、下行同时封锁2 h。混凝土分4次浇筑，每次1个封锁点，模板拆除需要15个封锁点，且底模需要在混凝土强度达到80%以上后方可拆除。该方案总计封锁点30个。

2.4.2 湿接缝施工的优化方案

优化后的湿接缝由两部分组成，即厚8 cm的预制盖板和厚15 cm的现浇湿接缝，其中盖板起到现浇湿接缝的底模作用，为永久性模板，不需要进行拆除（图5、图6）。

图5 盖板与箱梁位置示意

图6 盖板安装施工现场

在箱梁架设完成后开始湿接缝盖板安装，桥梁左右两幅共计8道湿接缝，每道湿接缝安装84块预制盖板，共计672块。湿接缝采用预制板结构，盖板尺寸为长×宽×高=450 mm×800 mm×80 mm，每块盖板质量69 kg。盖板预制时顶部预留2处吊点位置，用于人工安放时吊运。每组人员每2 min可安装1块盖板，根据箱梁架设情况分成2～4组人员同时施工。

在箱梁架设3片后进行盖板安装工作，每次箱梁架设期间，同步进行盖板的安装工作。盖板安装完成后采用泡沫剂或干水泥进行堵缝，再利用列车间隙即可进行湿接缝钢筋的调整和焊接工作。在封锁点内进行混凝土的浇筑施工，左右幅分2次进行。封锁时间为2 h，采用泵车在地面进行泵送施工作业，确保了施工的安全性和连续性[5-8]。

盖板安装需要6个封锁点，每次封锁为上、下行同时封锁2 h，混凝土浇筑分2次，左右幅各1次，合计2个封锁点。该方案总计封锁点8个。

2.4.3 优化前后对比

采用混凝土盖板作为湿接缝底模的施工工艺，减少了封锁点22个，且施工过程中铁路范围内无材料机具，均为桥面作业，减少了对铁路的影响，提高了施工效率。

3 结语

1）本工程采用JQGS280A3型双导梁公路架桥机架设40 m跨箱梁时，采用辅导梁架设箱梁的方法得到了成功应用，避免了在封锁点内架设铁路邻跨箱梁。

2）本工程架桥机过孔、箱梁架设比常规施工方案减少了3次Ⅱ级封锁，10次Ⅲ级封锁，缩短了工期，缓解了铁路运营压力。

3）鉴于盖梁斜交架桥机转正架梁需要进行多步加固措施，且边梁架设安全风险高，建议在设计阶段考虑盖梁平行施工，便于箱梁架设。

4）铁路跨预制盖板作为湿接缝底模的工艺取得了较好的实施效果，可以在类似的铁路跨施工中推广使用。