韋立崗

【摘 要】新建下穿衡柳客運(yùn)專線的蘆笛路中橋需在架空鐵路線路后進(jìn)行施工，因客運(yùn)專線對(duì)安全運(yùn)營的要求非常高，除了確保線路加固體系穩(wěn)固可靠外，還要求列車通過時(shí)，加固的線路微沉降，故傳統(tǒng)的線路加固方案已不能滿足該項(xiàng)目的施工要求。該項(xiàng)目通過技術(shù)創(chuàng)新，采用了孔樁作線路加固支墩+預(yù)應(yīng)力砼梁作橫抬梁+“D”形施工便梁的線路架空加固方案，確保了客運(yùn)專線的安全運(yùn)營及橋梁施工的順利進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】客運(yùn)專線;連續(xù)剛構(gòu)橋;線路加固;技術(shù)創(chuàng)新

【中圖分類號(hào)】U445.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）03-0123-03

0 前言

進(jìn)行下穿鐵路的橋梁、框架涵等結(jié)構(gòu)物施工時(shí)，為了確保鐵路的行車安全，需對(duì)既有鐵路進(jìn)行線路加固。線路加固對(duì)行車安全的影響極大，是下穿既有線的結(jié)構(gòu)物施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它關(guān)系列車運(yùn)營安全及施工安全，一旦出現(xiàn)安全事故，造成的經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響極大。雖然普速鐵路的線路加固方案較為成熟，但是近期我國高速鐵路發(fā)展迅猛，普速鐵路的線路加固方案已不能滿足發(fā)展的需要，需進(jìn)行技術(shù)研究，以解決目前普速鐵路線路加固方案不能確保高速鐵路安全、平穩(wěn)運(yùn)行的難題。

1 工程簡介

桂林市K338+978.83蘆笛路中橋?yàn)樘J笛路通往西環(huán)北一路下穿衡柳雙線而設(shè)置。設(shè)計(jì)為跨徑14+14 m的兩孔剛構(gòu)，凈高按不小于4.5 m控制，通行機(jī)動(dòng)車。整個(gè)中橋沿線路方向縱長39.11 m，總寬13.8 m。基礎(chǔ)為φ1.0 m鉆孔灌注樁，樁頂設(shè)置橫斷面為2.0 m×2.0 m的承臺(tái)。橋上為衡柳鐵路正線雙線2股道（有砟軌道，線路為60 kg/m鋼軌，線間距為4.6 m），中橋軸線與正線呈67°，相交段鐵路位于直線上。蘆笛路中橋設(shè)計(jì)及布置如圖1、圖2所示。需將客運(yùn)專線的衡柳雙線架空后方能施工蘆笛路中橋。

2 線路加固方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

（1）客運(yùn)專線線路加固存在的技術(shù)難題。{1}為了確保列車的行車安全和滿足旅客舒適度的要求，客運(yùn)專線對(duì)線路加固的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)越來越高，鐵路運(yùn)輸部門已不允許傳統(tǒng)普速鐵路采用型鋼作縱梁、橫梁的線路加固方案。需采用獲得鐵路運(yùn)輸部門認(rèn)可的線路加固方案。{2}本項(xiàng)目為連續(xù)剛橋，其施工特點(diǎn)要求在剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)范圍（含必要的立模及施工操作范圍）內(nèi)不能設(shè)置線路加固結(jié)構(gòu)的承載支墩。而且，衡柳鐵路為雙線，剛構(gòu)橋的縱、橫尺寸均非常大。無疑，采取何種大跨度縱、橫梁方案，以承受巨大的列車荷載是本項(xiàng)目線路加固施工中面臨的最大難題。{3}客運(yùn)專線運(yùn)輸繁忙，封鎖要點(diǎn)時(shí)間均為夜間。夜間施工因照明、人員生理作息的影響，真正有效的施工時(shí)間非常短且安全風(fēng)險(xiǎn)非常高。本項(xiàng)目施工工期較緊，故線路加固的方案需盡量減少要點(diǎn)封鎖線路施工的時(shí)間。

（2）本項(xiàng)目線路加固方案的研究。{1}線路加固縱、橫梁方案。本項(xiàng)目根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，并對(duì)幾種縱梁方案進(jìn)行安全評(píng)估及比選后，決定采用“D”形施工便梁作線路加固的縱梁。“D”形施工便梁作為鐵路的制式搶險(xiǎn)器材，歷年的使用實(shí)踐表明，其結(jié)構(gòu)安全可靠、承載能力強(qiáng)，列車通過時(shí)沉降變形量小，據(jù)以往線路加固的安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)表明，在旅客列車通過時(shí)，16 m跨的“D”形施工便梁跨中下?lián)隙仍?2～18 mm，滿足鐵路運(yùn)輸部門的要求。而且，“D”形施工便梁結(jié)構(gòu)緊湊，構(gòu)件少，施工拆裝及運(yùn)輸方便快速。{2}“D”形施工便梁支墩方案的創(chuàng)新。通?！癉”形施工便梁的支墩采用孔樁，進(jìn)行鐵路雙線的線路加固時(shí)需在線路中間設(shè)孔樁支墩，但本項(xiàng)目連續(xù)剛構(gòu)橋非頂進(jìn)施工，不允許設(shè)置剛構(gòu)范圍內(nèi)的中間支墩。本項(xiàng)目連續(xù)剛構(gòu)寬度為13.8 m，加上立模及施工操作空間，即橫向孔樁之間的凈間距需大于14.8 m。故如何設(shè)計(jì)“D”形施工便梁的支撐成為本項(xiàng)目需解決的重大技術(shù)問題。

經(jīng)本項(xiàng)目技術(shù)人員進(jìn)行課題研究及技術(shù)創(chuàng)新，采取了如下的新技術(shù)：創(chuàng)造性地采用橫穿線路的預(yù)應(yīng)力矩形梁作線路加固的橫抬梁，將“D”形施工便梁支撐在橫抬梁上。因預(yù)應(yīng)力梁承載能力非常強(qiáng)，且可根據(jù)施工需要將其設(shè)計(jì)成足夠長度，從而將孔樁支墩設(shè)置于連續(xù)剛構(gòu)橋范圍以外，達(dá)到取消中間支墩的目的。采用預(yù)應(yīng)力混凝土橫抬梁的方案，可使孔樁支墩離既有鐵路線路較遠(yuǎn)，不屬于《南寧鐵路局高速鐵路營業(yè)線施工安全管理實(shí)施細(xì)則（試行）》規(guī)定的施工為營業(yè)線上施工項(xiàng)目，即不需晚上要點(diǎn)封鎖線路，故可無間斷、無干擾地進(jìn)行孔樁的施工，加快了施工進(jìn)度，也大幅降低了線路防護(hù)及施工成本。預(yù)應(yīng)力砼橫抬梁設(shè)計(jì)長度為18.8m，跨度為17.3m，需承受軌道荷載、線路加固結(jié)構(gòu)、列車荷載、列車沖擊荷載等非常大，對(duì)其承載能力能、安全保障性要求極高。本項(xiàng)目委托了中國中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司南寧分院進(jìn)行橫抬梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及承載驗(yàn)算，以確保結(jié)構(gòu)承載安全。橫抬梁采用200 cm×160 cm（寬×度）的全長等尺寸矩形截面，以便于澆筑，橫抬梁下緣受拉區(qū)設(shè)置了5孔12φmmS15.2預(yù)應(yīng)力鋼絞線。同樣，作為橫抬梁孔樁支墩也承受巨大的軸向壓力，并將荷載傳遞給地基，也是關(guān)鍵承載結(jié)構(gòu)。該項(xiàng)目委托中國中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司南寧分院進(jìn)行孔樁的樁徑、配筋及孔深等參數(shù)設(shè)計(jì)及承載驗(yàn)算，支墩孔樁的樁徑為1.8 m，長度為21 m，并要求確保入巖深度2.0 m以上。

3 線路加固總體施工、防護(hù)方案

（1）預(yù)應(yīng)力橫抬梁在線路的左側(cè)空地上進(jìn)行預(yù)制，然后封鎖要點(diǎn)后頂進(jìn)就位。在線外對(duì)應(yīng)位置預(yù)制橫抬梁，預(yù)制橫抬梁的工作坑底部設(shè)置滑板基礎(chǔ)及頂進(jìn)的后背墻，施工時(shí)需控制好滑板頂面標(biāo)高。

（2）根據(jù)施工需要，需進(jìn)行2次線路加固，第1次線路加固為頂進(jìn)橫抬梁，線路加固縱梁采用D16施工便梁的主梁，設(shè)置1.2 m×0.8 m×3 m（長×寬×高）混凝土墩作便梁的支墩，采用I40b“工”字鋼作橫抬梁，設(shè)置間距為50 cm。第1次線路加固如圖3所示。

（3）第2次線路加固為架空線路，以進(jìn)行剛構(gòu)橋的施工。第2次線路加固采用D16施工便梁，共設(shè)置4跨。線路加固后進(jìn)行剛構(gòu)橋的明挖施工，線路加固副跨下的基坑采取1∶1放坡開挖，并對(duì)坡面實(shí)施10 cm厚噴錨混凝土防護(hù)。第2次線路加固如圖4、圖5所示。

（4）線路加固要點(diǎn)封鎖施工時(shí)，按鐵路運(yùn)輸管理部門的要求進(jìn)行線路防護(hù)（如圖6所示）。施工期間，列車按45 km/h限速慢行。

4 線路加固施工總體組織、關(guān)鍵技術(shù)及客運(yùn)專線安全防護(hù)要點(diǎn)

（1）對(duì)衡柳線進(jìn)行應(yīng)力放散，將加固材料沿線擺放。利用封鎖點(diǎn)，對(duì)衡柳線進(jìn)行應(yīng)力放散。隨后在封鎖點(diǎn)內(nèi)施工第1次線路加固的1.2 m×0.8 m×3 m臨支支墩;將頂進(jìn)橫抬梁時(shí)線路加固的“D”形便梁材料、機(jī)具等轉(zhuǎn)運(yùn)至吊裝位置擺放。

（2）扒開縱梁處道砟、調(diào)整軌枕間距。扒開衡柳線左、右側(cè)道床邊坡道砟，并挖降路基面至縱梁底往下0.1 m（寬0.6 m）。同時(shí)，扒開衡柳左、右線間的道床道砟，并挖降路基面至縱梁底往下0.1 m（寬1.2 m）。道床邊坡及挖降路基面開挖好后采用編織袋裝道砟堆碼進(jìn)行道床擋板支護(hù)。調(diào)整軌枕間距，按六抽一調(diào)整，軌枕間距按670 mm。同時(shí)下穿“D”形便梁橫梁，墊好橡膠墊，上好扣件。軌枕間距調(diào)整好后，將鋼軌外側(cè)軌枕盒內(nèi)道砟回填。軌距調(diào)整好后，進(jìn)行軌道水平、超高、軌向的調(diào)整。

（3）第1孔“D”形便梁安裝。封鎖前吊機(jī)按指定位置擺放，吊機(jī)就位后將鋼絲繩與縱梁綁好，待命起吊。封鎖前30 min，先拆除16 m縱梁位置的擋板，并把各種連接配件（按每根橫梁所需的配件）提前對(duì)孔對(duì)位擺放在既有線左、右側(cè)路肩邊上。（先擺大件，螺栓等小件用竹箕分類裝好，等梁就位好后，再發(fā)放）。利用封鎖點(diǎn)，吊機(jī)先吊衡柳線左、右線間及左、右線外側(cè)縱梁就位。全部縱梁就位好后，安裝連接板及牛腿，連接縱橫梁扣件。封鎖結(jié)束前30 min，補(bǔ)齊、搗鼓道砟，恢復(fù)線路。封鎖結(jié)束前5 min，現(xiàn)場安全員檢查線路恢復(fù)情況，工具是否搬離線上，材料是否侵限。封鎖點(diǎn)施工完畢后，進(jìn)行其余孔“D”形便梁的施工。

（4）施工支撐樁、頂進(jìn)橫抬梁。鐵路列車限速45 km/h，沖擊鉆施工10根d=1.8 m支撐樁。支撐樁施工完成，頂進(jìn)已在線外預(yù)制的橫抬梁就位，并與支撐樁固結(jié)。橫抬梁施工完成后回填工作坑，補(bǔ)齊道砟，恢復(fù)線路;拆除“D”形便梁;準(zhǔn)備第2次線路加固。拆除臨時(shí)支墩，恢復(fù)線路。

（5）進(jìn)行第2次線路加固。依次利用封鎖點(diǎn)吊裝4孔D16施工便梁，每天一跨，完成線路的架空。

（6）開挖基坑施工框架主體。完成線路的架空后，施工現(xiàn)場安排專人24 h對(duì)施工影響段的鐵路線路進(jìn)行監(jiān)測及檢查，日常按每2 h巡查1次。每趟列車經(jīng)過前后均需對(duì)線路進(jìn)行巡查，惡劣天氣時(shí)停工，并持續(xù)監(jiān)測及檢查線路。開挖基坑施工框架主體。框架主體施工完成后，回填過渡段，補(bǔ)齊道砟，恢復(fù)線路。線路恢復(fù)后進(jìn)行沉降觀測。

6 結(jié)語

下穿衡柳客運(yùn)專線的蘆笛路中橋施工時(shí)，采用預(yù)應(yīng)力砼梁作橫抬梁的新型線路加固方案，不僅確保了鐵路路線的安全性、穩(wěn)定性，而且新技術(shù)的運(yùn)用大幅降低了封鎖要點(diǎn)的次數(shù)，加快了施工進(jìn)度，節(jié)約工期36 d，同時(shí)降低了施工成本105萬元，取得了良好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益。

參 考 文 獻(xiàn)

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[3]劉錦成，金張瀾.頂進(jìn)框架橋下穿既有高速鐵路的設(shè)計(jì)與施工研究[J].鐵道勘察，2017（3）.