地铁运营线路桥梁支座更换施工组织管理研究

李志斌、陈涛

（北京京港地铁有限公司，北京 100068）

0 引言

随着桥梁运营年限的增长，支座病害突出，支座更换需求日益增多，同步顶升技术通过PLC 控制系统结合千斤顶和同步顶升设备，将梁体抬升后，完成病害支座的更换工作。梁玉雄等对行车状态下的桥梁支座更换方法进行了研究；牛建刚、赵蒙蒙等以海铺立交D 匝道工程为背景，对同步顶升法在连续箱梁桥支座更换中应用进行研究；黄强对简支变连续梁桥在纵向逐墩或多墩、横向同步顶升方案下进行的支座更换进行了研究；江玮等对在不中断交通情况下病害支座更换施工进行了研究；陈露晔等对简支转连续梁桥支座更换问题进行研究；樊叶华等结合江阴大桥北引桥支座更换维护项目，对液压整体同步顶升技术在支座更换施工中应用进行了研究。本文结合具体工程对其施工过程中的组织协调工作进行优化应用，得出的优化方法对更换支座技术的发展具有一定的工程应用意义。

1 工程概况

某市地铁大张线新西至红门高架桥段32～34 号墩中10 个支座（见图1 深色圆标示）出现下支座板被压入垫石内，支座倾斜转角超出设计限值20%以上，达到严重病害等级，需要及时进行更换。32～34 号墩为Π 式墩，其对应上部结构为2×45m 跨径双箱单室钢混结合梁（简支），梁高3m，梁顶宽9m，底宽6m。

图1 32～34 号墩顶病害支座分布图

2 施工方案

32～34 号墩病害支座均在45m 简支钢混结合梁下部，拟对两跨箱梁进行单梁单端同步顶升，然后再进行支座处理更换（见图2），顶升高度最高10mm。施工在夜间地铁停运后进行，每天顶升、落梁各一次，恢复线路后，运营期间限速45km/h 运行至所有支座更换完成。

图2 32～34 号墩顶病害支座顶升示意图

10 个病害支座分批次进行更换，顶升更换支座总体步骤如下：

第一步：34 号墩梁体单端同步顶升10mm，更换34-4 支座(作为试验段施工)。

第二步：32 号和34 号墩顶梁体单端同步顶升10mm，更换32-4 和34-3 两个支座。

第三步：33 号墩顶梁端同步顶升10mm，更换33-2、33-6 和33-8 三个支座。

第四步：33 号墩顶梁端同步顶升10mm，更换33-1、33-3、33-5、33-7 四个支座。

每步均需要进行拆除支座和换新支座两次顶升作业。

3 施工组织管理难点分析

该工程的难点是在运营线路进行支座更换，只能在夜间停运后作业，时间短；支座更换期间要保证白天列车运营安全。因此，该工程施工组织管理难点是将运营配合和工程实施相结合，及时解决项目报备、限速影响、运营指标考核、施工手续办理、运营设备拆除和恢复、桥上工作与桥下工作联动、桥梁顶升、支座更换等各道流程中出现的问题，保障支座更换顺利实施。

4 施工组织架构

成立由建设单位、设计单位、运营单位、施工单位及外部专家等组成的联合指挥部。

4.1 联合指挥部组成及职责

联合指挥部由总指挥、技术组、工程实施组代表、运营配合组、现场办公室、应急组等组成。

其一，总指挥负责最终决策并发布命令。其二，技术组由专家、设计、监理代表组成，负责现场情况研判及技术指导。其三，工程实施组代表由线上施工、线下施工、监测等各方代表组成，负责与线上施工、线下施工中对应的单位人员联络、传达命令；遇到突发情况时负责制定抢修方案；保证工程的顺利实施。其四，运营配合组由地铁运营管理各部门代表组成，负责与线上施工中对应的部门人员联络、传达命令；遇到突发情况时，配合工程组实施抢修方案及运营配合工作。其五，现场办公室由施工单位部分工作人员组成，负责后勤保障、信息报送及相关资料收集等工作。其六，应急组由以上各组人员遇突发情况时转换角色组成，负责突发情况的应对。

4.2 工程实施组

工程实施组由线上施工组、线下施工组、监测组、监理组等组成。

其一，线上施工组由轨道防护施工人员、桥面附属设施施工人员组成，负责轨道防护、相关桥面附属设施的具体施工操作，并向指挥部对应人员汇报每一步进展。其二，线下施工组由桥梁顶升、支座更换施工人员组成，负责桥梁顶升、支座更换的具体施工操作，并向指挥部对应人员汇报每一步进展。其三，监测组由监测施工人员组成，包括线上监测组、顶升平台监测组、监测数据采集组、监测数据编制报送组，负责对设计要求的所有项目的监测，并实时将所有监测数据通过远程传输方式显示到现场指挥部大屏幕上。其四，监理组由监理单位工作人员组成，负责对所有施工环节进行确认验收。

4.3 运营配合组

运营配合组下设专业小组，以配合支座更换工作。各专业小组提前调查涉及的工作内容，制定配合方案，配置应急抢险设备。

4.3.1 综合组

根据市交通运输部门相关文件要求，将该工程实施方案、运营配合方案、安全保证措施、风险分析、应急预案和专家评审意见等报市交通运输部门备案。

4.3.2 运输配合组

（1）支座更换顶升当天配合施工的登记、工具人员清点、销点等。如出现施工延误情况，影响头班车的开通时，及时启动应急预案。

（2）支座更换顶升当天安排2 台轨道车和司机配合施工，设备设施恢复完成后，上下行同时轧道2 次。

（3）现场确认限速牌安装位置和方式，在人工驾驶模式时，按区段限速牌的速度行车。在限速运营期间，做好乘客的疏导和解释。

（4）依据施工方案，施工期间白天运营时段需要限速45km/h 运行。因此，需要测算限速45km/h 对列车延误的影响，与市轨道交通指挥中心（TCC）沟通运营指标考核事项。该工程经测算对邻站列车到站造成最大3 分钟的延误。

4.3.3 设备设施配合组

桥梁：影响顶升设施主要包括疏散平台、雨落管、电缆槽、栏杆挡板等。顶升施工前完成影响顶升设施的拆除或断开。

轨道：支座更换顶升时拆卸顶升范围前后各10m的轨道扣件，落梁后恢复线路。施工期间与第三方监测单位紧密联动，若出现轨道变形超过报警值，及时调整轨道几何形态，保证行车安全。

供电、通号：支座更换顶升时需拆除影响范围内接触轨夹板4 套、接触轨防护罩10 块、电缆支架4 处和梁端处接触轨绝缘支座，落梁后安装紧固。顶升期间安排专人监护通号设备。

4.3.4 宣传配合组

根据综合组和运输组对运输的影响评估，确定对外宣传的方式和信息内容，施工前启动宣传工作；施工过程中持续在传统媒体、新媒体和热线端做好宣传解释。在限速期间如出现突发情况，及时启动公关应急预案。

5 工程实施

5.1 总体施工工艺流程

施工工艺流程如图3 所示。

图3 总体施工工艺流程图

5.2 每日顶升施工流程及时间分配

支座更换实施过程中需要运营配合组与工程实施组密切配合，所有工作需在0：30～4：00 间的210 分钟内完成（见图4）。因此，各道工序时间节点需要严格控制，不能超时。每次顶升作业完成后，进行总结分析，优化各道工序，节省作业时间。

图4 顶升施工流程及时间分配图

5.3 支座更换处理工艺

第一，桥梁顶升到10mm 后，将千斤顶上的机械螺旋装置拧紧支撑，同时千斤顶保压，然后开始拆除旧支座。

第二，将支座上下连接螺栓拆除，然后整体拉出旧支座（见图5），如支座垫石影响支座拉出，则需在顶升前先凿除部分垫石。

图5 整体拉出旧支座

第三，支座拉出后，拧松千斤顶上的机械螺旋，然后整体降落至原标高，同时通过千斤顶压力数据确定未更换的支座受力同初始状态一致，再将千斤顶上的机械螺旋装置拧紧支撑，同时千斤顶保压，满足白天运营要求，然后开始垫石处理工作。

第四，此次支座病害主要是支座下摆倾斜，所以需将垫石内的螺栓连接套筒剥离出来，然后将四个套筒顶标高处理至原标高。

第五，套筒处理完成后重新灌注垫石，垫石标高以原梁体底到墩顶的高度减去新支座的高度来控制。此外，新支座的高度需考虑扣除支座压缩弹性变形量（通过承压试验确定）。

第六，再次顶升安装新支座，落梁就位。

5.4 施工监测

为保证桥梁的整体姿态，需要对顶升高度、顶升压力、梁体水平和竖向位移、轨道标高和几何尺寸、桥墩标高等进行监测，为施工和运营提供保障。

6 风险分析及应急预案

成立由建设单位、外部专家、设计单位、运营单位、监测单位、施工单位等组成的应急组织机构。监测单位监测频率与顶升施工工序相适应，关键工序（顶升）加密监测频率，监测数据及时报送到建设单位、设计单位、监理单位、施工单位和运营公司，同时按照设计提出的控制值进行预警。

6.1 风险分析

经分析，风险分析包括顶升设备风险、梁体风险、更换支座风险和轨道等设施恢复不及时的风险。

6.2 应急预案

制定油缸压力过大、油缸至临界值后桥梁仍未顶升、分配梁变形过大、油管漏油、中间环节施工时间超限、顶起后无法落梁、钢轨没按预定方案落槽、运营时间轨道几何尺寸超限、梁体横向或竖向位移超限、断轨等各类意外的应急预案。

7 结语

此次支座更换施工，在联合指挥部统一指挥下，通过运营配合组和工程实施组的密切配合，经历8 次梁体顶升，顺利完成了病害支座更换，为未来地铁运营线路支座更换施工组织管理提供了借鉴。