跨既有线纵向悬臂墩施工工艺研究

中交一航局（海南）工程有限公司，海南 海口 570000

1 工程概况

鲁南高速铁路日照至临沂段RLTJ-2标跨沈海高速特大桥左单线26#～29#墩，因其跨越既有线间距长达154m，大跨度连续梁无法实现该跨越长度，故采用纵向悬臂跨越方式。下部设计为双塔式墩柱，平均墩高为17m左右，上部结构为17.m×4.5m×2.5m的现浇悬臂式盖梁，其中悬臂方向长为3.6m。26#墩跨越青连铁路，该铁路尚未运营，因此不作过多阐述；27#～28#墩跨越既有兖石铁路上行线，跨越里程为K292+745；28#～29#墩跨越既有兖石铁路下行线，跨越里程为K292+700。

2 纵向悬臂墩结构

纵向悬臂墩是沿着既有线路方向建造的墩与盖梁体系的总称，结构类似于桥梁门型框架墩，通过特殊的结构，配合预制或者现浇形式，达到跨越既有铁路的目的，尤其适用于连续跨越铁路既有线施工。其结构如图1所示。

图1 纵向悬臂墩结构图（单位：cm）

3 主要施工工艺优化

由于天窗点计划限制，全部施工内容需集中在300min天窗点内完成。如果不能在此时间段内完成施工，就只能借助后期零散天窗点进行施工，会造成人员及机械滞留，工期延长，故该时间段内的施工为整个施工项目的重中之重。因此，针对施工中存在的问题，对以下工艺进行了创新优化。

3.1 测量结果

纵向悬臂墩在施工过程中有碰触接触网回流线及承力索的风险，利用BIM技术，提前将测量好的数据输入建模系统，结合无人机扫描，可准确定位，提前模拟吊装、浇筑等工艺，为后续施工提供准确指导。

（1）27#墩与营业线的位置关系。27#墩邻近兖石铁路上行线施工，I32工字钢与营业线接触网架空地线的最小距离为0.64m，与建筑限界的最小距离为2.73m；I45工字钢与营业线接触网架空地线的最小距离为1.95m，与建筑限界的最小距离为3.86m。

（2）28#墩与营业线的位置关系。28#墩邻近兖石铁路上、下行线施工。①I32型钢与兖石铁路上行建筑限界的最小距离为1.01m，与承力索的最小水平距离为3.75m、最小垂直距离为1.18m；与兖石铁路下行建筑限界的最小距离为1.48m，与承力索的最小水平距离为4.19m、最小垂直距离为0.61m。②整体钢模板与兖石铁路上行线承力索的最小水平距离为3.28m、最小垂直距离为2.06m，与建筑限界的最小距离为0.54m；与兖石铁路下行线承力索的最小水平距离为4.59m、最小垂直距离为1.66m，与建筑限界的最小距离为0.77m。

（3）29#墩与营业线的位置关系。29#墩邻近兖石铁路下行线施工，I32工字钢与营业线接触网架空地线的最小距离为0.18m，与铁路建筑限界的最小距离为1.89m，与建筑限界的最小距离为1.45m；I45工字钢与营业线接触网架空地线的最小距离为0.81m。

3.2 工作平台吊装

通过对盖梁操作平台组成构件进行整体吊装，减少了复杂的工序，保障了施工时间。支撑钢管平行于营业线摆放，吊车平行营业线站位，起吊时人工将吊环与钢管立柱端头扣紧，吊车慢慢垂直进行起吊，起吊过程中人工用3根缆风绳控制钢管竖直起吊，当钢管离地0.3m后，由人工配合吊车将钢管立柱就位，与条形基础钢板焊接连接。

安装第一根螺旋钢管后应采用槽钢抱柱与墩顶预埋钢筋进行加固连接；安装第二根螺旋钢管后应立即用槽钢与第一根钢管进行加固连接，并依次加固；在安装完成最后一根螺旋钢管时，前面安装的钢管立柱应全部封闭成环[1]。

在实际施工中，应根据现场可操作空间降低吊车起臂高度及减小工作幅度，以增加汽车吊的起吊重量。

3.3 钢筋模板整体吊装改进

吊装整体钢骨架时，帽梁钢筋主筋以下下穿钢棒，吊具采用I45工字钢焊接成型，各内角加焊10mm厚加筋板以增强其稳定性。通过利用特制工具配合调节钢丝绳长度，可以同时起吊整体钢模板和钢筋笼。

墩帽梁采用整体钢模板，整体钢模板长17m、宽4.7m、高2.5m。为保障吊装安全可靠，整体钢模板被分成两块进行吊装，在天窗时段由2台130t汽车吊分别站在营业线东、西两侧起吊[2]。

整体钢模板起吊前先在模板内用I18槽钢进行加固，防止其在起吊过程中变形，加固槽钢在模板就位后拆除。钢模板整体就位后支架上I32工字钢横梁与钢模板外侧I18槽钢双槽钢竖肋进行点焊连接，保证整体钢筋笼在进入模板时若发生轻微碰撞不会使模板产生轻微移位。

整体钢模板垂直于营业线（顺鲁南高铁线路）摆放，设置6处吊点，模板底部预留4处缆风绳挂点，起吊时由人工辅助进行拉拽，使其平稳起吊。构件垂直起吊至离地30m处时，吊车向前趴臂，将模板平稳下落至距离墩顶1.5m处，墩顶处安排4人利用缆风绳将模板调整至就位角度，配合汽车吊调整模板下落。下落完毕后吊车应继续拉住模板，配合人工精确定位。定位完成后吊车收臂，拆除模板临时支撑。整体吊装扁担制作图如图2所示。

图2 整体吊装扁担制作图（单位：mm）

3.4 操作平台拆除

拆除与线路有冲突的安全护栏后，在已浇筑完成的盖梁上方安装大型型钢、配合锚具及穿心千斤顶，并穿束钢绞线，待穿心千斤顶顶升发力后下放螺旋钢管柱上的32t千斤顶并完成拆除，使底模完全离开结构，然后开始拆除螺旋钢管柱。待立柱拆除完成后，整体下放底模及操作平台，落地后再分解底模及操作平台，完成作业。

3.5 墩顶梁段施工工序优化

墩顶施工最初的方案为直接在盖梁顶部进行现浇，但现场无法满足施工条件。经过项目内部多次研究商定，综合考虑预制箱梁具有可重复利用现有物资及预制场地、节约工期等优点，拟定采用预制箱梁代替现浇箱梁的方案[3]。

4 应用情况

纵向悬臂墩施工工艺应用于鲁南高速铁路日照至临沂段RLTJ-2标跨沈海高速特大桥左单线26#～29#墩，跨越3条既有线路，分别为青连左线（尚未运营）、兖石上行、兖石下行。施工位置与营业线建筑限界最小距离仅有16cm。

5 实施效果

（1）经济效益：通过该工艺的实施及优化，较原设计节省天窗点，仅工务段费用就节约了200余万元，总计节约费用达到700余万元。

（2）进度效益：从桩基开始到架梁结束，总工期为276d，整体比原方案至少节约工期180d。

（3）社会效益：悬臂墩作为全线一级进度风险点，结构复杂，风险极高。该节点的完成，为后续中国高铁既有线施工树立了实例典范。

6 结束语

案例工程施工范围地处3条既有铁路之间，全部施工内容必须集中在300min天窗点内完成，悬臂墩的应用极大地减少了临近既有铁路作业数量以及对垂停的需求数量，降低了对既有铁路正常运行的影响，降低了安全风险，保证了施工质量，可为类似工程提供参考。