摘 要：隨著我國社會的不斷發(fā)展進(jìn)步，交通網(wǎng)路愈發(fā)發(fā)達(dá)，鐵路線之間的交叉設(shè)計(jì)已為常態(tài)，屢見不鮮，如何高效且安全地進(jìn)行交叉段的跨越式施工，是從事施工技術(shù)與研究者繞不開的課題。本文依托新建重慶鐵路樞紐東環(huán)線機(jī)場支線寸灘雙線特大橋8#、9#、10#門式墩上跨既有鐵路線蓋梁施工為工程實(shí)際背景，詳細(xì)介紹蓋梁施工方案和幾個關(guān)鍵施工技術(shù)，為同行業(yè)類似施工提供技術(shù)經(jīng)驗(yàn)與參考。

關(guān)鍵詞：上跨既有鐵路線;門式墩施工;橋梁;施工方案;關(guān)鍵技術(shù)

1 工程概況

新建重慶鐵路樞紐東環(huán)線寸灘雙線特大橋設(shè)計(jì)8#～10#門式橋墩上跨既有渝懷下行線寸灘特大橋，平面交角為6°。門式墩墩高15～26m，門式凈空跨度19m，渝懷下行線距門式墩兩側(cè)距離為約2.0～12m，接觸網(wǎng)距蓋梁底約3.0m，左側(cè)距渝利鐵路距離約15～35m，右側(cè)距渝懷下行線距離約5～30m，每個門式墩蓋梁混凝土300m³，鋼筋120t，工期70天，全是高空作業(yè)，工期緊任務(wù)重，真可謂在“天羅地網(wǎng)”中組織墩頂及蓋梁封鎖施工。

2 工程控制重難點(diǎn)

2.1 本橋門式墩跨越渝懷鐵路，蓋梁跨度大，最近處距離既有橋護(hù)欄緊2.0米，既有鐵路線停運(yùn)不停電的帶電施工。

2.2 因場地狹窄且臨近既有線封鎖施工，人員密集組織協(xié)調(diào)難度大，安裝拆除吊裝安全風(fēng)險極高。

2.3 封鎖工期保證，關(guān)鍵工序的把控及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的掌控。

綜上所述的工程控制難點(diǎn)重點(diǎn)分別從承重支架體系、構(gòu)件安拆帶電吊裝作業(yè)、工期保證措施及既有安全防護(hù)措施等關(guān)鍵部分別作經(jīng)驗(yàn)介紹。

3 蓋梁承重支架體系的確定

支架體系關(guān)系到門式墩蓋梁施工的質(zhì)量，經(jīng)多次論證驗(yàn)算最終采用鋼管支柱、加強(qiáng)型貝雷架、型鋼分配梁支架體系。

3.1 鋼管柱支撐體系

鋼管立柱直接支立在承臺頂面預(yù)埋（850×850×20）mm鋼板及Φ30mm勾頭螺栓20根（每根支柱4根）。支架立柱采用D=690mm，壁厚8mm鋼管柱，底面設(shè)法蘭盤，法蘭盤與鋼管柱之間焊接三角形加強(qiáng)肋，加強(qiáng)肋采用20mm鋼板（底邊10cm*高20cm），焊縫寬度及高度為8mm。每個門式墩設(shè)計(jì)10根鋼管柱，每個承臺靠既有線內(nèi)側(cè)橫向布置3根，外側(cè)布置2根，鋼管柱兩端20mm鋼板封閉。鋼管柱與基礎(chǔ)采用預(yù)埋的螺栓連接，鋼管柱之間采用[16槽鋼連接成環(huán)墩支撐體系。

3.2 橫梁支撐體系

在每根鋼管支柱頂面設(shè)置臨時鋼支座，臨時鋼支座采用I20b工字鋼。在臨時鋼支座頂部安裝橫梁，線路內(nèi)側(cè)橫梁由4根I45a工字鋼并排焊接而成，每根長6.0m，橫梁每端懸臂0.29m，外側(cè)橫梁由2根I45a工字鋼并排焊接而成總長6.0m。在橫梁頂面吊裝貝雷架，貝雷架采用 321加強(qiáng)型，主跨梁寬投影面下部分9排分3組，蓋梁梁寬以外每側(cè)各一組，每組3排，貝雷架總寬5.724m，各組之間橫向采用專用桿件連接牢固成為整體。

3.3 橫梁分布體系

貝雷梁以上布設(shè)I45a工字鋼兩根為一束，共8束間距198cm作為橫向分配梁，其上通長布設(shè)Ι45a工字鋼作為縱梁，共12束，其上布置間距為60cm的橫向I10a工字鋼。每個倒角6束間距46cm作為橫向分配梁，其上布設(shè)[10槽鋼制作的型鋼花架。貝雷梁以上部布設(shè)Ι25a工字鋼，每側(cè)9束間距，Ι25a工字鋼以上10cm厚木板作為施工平臺。

3.4 支撐橫梁綜合體系驗(yàn)算

根據(jù)本橋現(xiàn)澆主梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在施工過程中將涉及到的荷載及荷載標(biāo)準(zhǔn)值如下：

Q1—新澆混凝土自重，取值26kN/m³;

Q2—鋼模自重，取值0.65kN/m²;

Q3—振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的沖擊荷載，取值2.0kN/m²;

Q4—施工荷載，取值3kN/m²;

構(gòu)件強(qiáng)度的荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算：

永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)，取1.2;

可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，取1.4。

構(gòu)件撓度的荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算：

各類荷載分項(xiàng)系數(shù)，均取1.0。

根據(jù)圖紙計(jì)算和查閱《橋規(guī)》，得知：

底面模板：

均布力：q=114kN/m，截面最大彎矩：W=1.03KkN·m，截面最大彎曲應(yīng)力бW=171MPa;

底模凈跨外縱向木板：

〔σ〕=13MPa，E=6000MPa，ρ木板=8 kN/m³。

木板強(qiáng)度：

均布力：q=4.68kN/m，截面最大彎矩：W=0.30KkN·m，截面最大彎曲應(yīng)力бW=0.71MPa;

木板剛度：

均布力：q=3.25kN/m，撓度f=2mm。

經(jīng)計(jì)算其強(qiáng)度、剛度及撓度均滿足要求。

3.5 支撐架其他承重構(gòu)件驗(yàn)算

采用MIDAS CIVIL 2015進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，共建立節(jié)點(diǎn)6803個，單元8066個，支承10個，彈性連接3159個，荷載按實(shí)際情況采用均布荷載布置。

3.5.1 凈跨外橫向分配梁驗(yàn)算：最大組合應(yīng)力為3.5MPa，小于規(guī)范限值215MPa，強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

3.5.2鋼模背肋驗(yàn)算：最大組合應(yīng)力為93MPa，小于規(guī)范限值215MPa，強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

3.5.3 架頂橫向分配梁驗(yàn)算：最大組合應(yīng)力為174MPa，小于規(guī)范限值215MPa，強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

3.5.4 倒角花架驗(yàn)算：最大組合應(yīng)力為115MPa，小于規(guī)范限值215MPa，強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

3.5.5 花架底橫向分配梁驗(yàn)算：最大組合應(yīng)力為79MPa，小于規(guī)范限值215MPa，強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

3.5.6 跨中部分頂縱向分配梁驗(yàn)算：最大組合應(yīng)力為151MPa，小于規(guī)范限值215MPa，強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

3.5.7 跨中部分橫向分配梁驗(yàn)算：最大組合應(yīng)力為116MPa，小于規(guī)范限值215MPa，強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

3.5.8 貝雷梁驗(yàn)算：最大組合應(yīng)力為158MPa，小于規(guī)范限值275MPa，強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

整體豎向變形介于-24.1～10.0mm，最大撓度f=-24.1<[f]=18000/400=45mm，剛度滿足要求。

3.5.9 柱頂橫向分配梁驗(yàn)算：最大組合應(yīng)力為149MPa，小于規(guī)范限值215MPa，強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

3.5.10 鋼管柱驗(yàn)算：最大組合應(yīng)力為117MPa，小于規(guī)范限值205MPa，強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

3.5.11 鋼管柱平聯(lián)斜撐驗(yàn)算：最大組合應(yīng)力為104MPa，小于規(guī)范限值205MPa，強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

通過以上驗(yàn)算，采用擬定的支撐架結(jié)構(gòu)施工門式墩蓋梁，其承重構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度均可滿足規(guī)范要求。

4 構(gòu)件的帶電安拆吊裝作業(yè)

4.1 吊裝作業(yè)的重要性

門式墩施工的成敗關(guān)鍵在于如何保證所有構(gòu)件安拆吊裝作業(yè)的安全順利進(jìn)行，根據(jù)工期分析有6～8臺25T～300T的各類吊機(jī)進(jìn)行吊裝作業(yè)，可想而知現(xiàn)場狹小地帶“人來人往、機(jī)械成堆”的場景，每天吊裝次數(shù)上千次。為此成立專門的吊裝管理組、安全監(jiān)管組和作業(yè)班組。

4.2 周圍環(huán)境分析

面對“天羅地網(wǎng)”的不停電施工，在施工前對周圍作業(yè)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的分析、測量好與既有設(shè)施的位置關(guān)系，確定了最為危險的地段為8#墩盲區(qū)和10#的跨墩跨線吊裝作業(yè)。

4.3 關(guān)鍵吊裝作業(yè)構(gòu)件分析

構(gòu)件的吊裝作業(yè)危險點(diǎn)控制為小構(gòu)件、整體吊裝蓋梁鋼筋、支架棚架的拆除。

4.4 吊裝現(xiàn)場作業(yè)

吊裝作業(yè)采取的整體方案是“精確位置、地基加固、人員管控、設(shè)備管養(yǎng)、構(gòu)件吊點(diǎn)、地毯搜查、立體管控、統(tǒng)一指揮”

4.4.1 吊機(jī)防護(hù)

門式墩左側(cè)唯一的通道全部拉通硬化，通道與吊機(jī)動吊裝場地相結(jié)合使用，通過現(xiàn)場技術(shù)人、吊機(jī)作業(yè)司機(jī)、安全管理人員共同在右側(cè)7～8#和8～9#墩之間硬化15*6m吊機(jī)場地、10墩右側(cè)鑿山成10*5m的吊機(jī)場地，同時四周預(yù)埋設(shè)有地錨。

4.4.2 指揮流程

作業(yè)前機(jī)械組負(fù)責(zé)對吊本身的性能進(jìn)行全面檢查，防護(hù)組對吊機(jī)的周圍環(huán)境及加固檢查，安全組對鋼絲繩、吊帶、吊鉤、卡扣、吊環(huán)等進(jìn)行全面檢查，技術(shù)組負(fù)責(zé)對點(diǎn)位置的檢查，檢查完成向現(xiàn)場總指揮報告，確保萬元一失的情況之下，再確定高、遠(yuǎn)、近安全人員到位后，再向各機(jī)組吊裝指揮負(fù)責(zé)人發(fā)出作業(yè)命令。

4.4.3 構(gòu)件吊裝

吊裝構(gòu)件的把種類煩多的分成大構(gòu)件，單構(gòu)件、小構(gòu)件、工器具類。大構(gòu)件通過計(jì)算吊點(diǎn)和調(diào)整鋼絲繩長度平衡均勻受力，單構(gòu)件采用同類打捆分類吊裝，小構(gòu)件和工器具類采用吊籃裝。

5 施工步驟的關(guān)鍵點(diǎn)

5.1 支架施工

支架采用鋼管支柱配合貝雷架支架體系。既有線軌頂?shù)缴w梁底最小距離為15.78m，貝雷架底面距軌頂?shù)淖钚舾邽?4m，8#～9#墩門洞凈寬18.0m。鋼管立柱直接支立在一級承臺上，在承臺基礎(chǔ)頂面預(yù)埋（800×800×20）mm鋼板及Φ30mm勾頭螺栓20根。支架立柱采用D=630mm，壁厚8mm鋼管柱，底面設(shè)法蘭盤，法蘭盤與鋼管柱之間焊接三角形加強(qiáng)肋，加強(qiáng)肋采用20mm鋼板，焊縫寬度及高度為8mm。每個門式墩設(shè)計(jì)10根鋼管柱，每個承臺靠既有線內(nèi)側(cè)橫向布置3根，外側(cè)布置2根，鋼管柱與基礎(chǔ)采用預(yù)埋的螺栓連接，鋼管柱與承臺之間采用2cm鋼板作為墊板，墊板底用高標(biāo)號砂漿找平，現(xiàn)場采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行找平控制。

支架主體結(jié)構(gòu)為：主跨部分鋼管柱共6根，每側(cè)3根，頂部以中心間距為2.4m（凈距1.8m）;墩柱外兩側(cè)各兩根，中心間距4.8m（凈距4.2m）。為了方便支架拆除，在每根鋼管柱頂面設(shè)置臨時鋼支座，在臨時鋼支座頂部安裝橫梁，內(nèi)側(cè)橫梁由4根Ι40b工字鋼并排焊接而成，總長6.0m，寬0.576cm，橫梁每端懸臂0.29m，外側(cè)橫梁由2根Ι40b工字鋼并排焊接而成，總長6.0m，寬0.288cm。在橫梁頂面吊裝貝雷架，貝雷架采用321加強(qiáng)型，主跨部分18排分6組，兩側(cè)各1組，每組3排，中間4組，每組3排，貝雷架總寬5.226m，各組之間橫向采用專用桿件連接為整體。在貝雷架上橫向以20cm間距鋪（10×10）cm方木和滿鋪I10工字鋼，作為施工平臺，最后鋪設(shè)蓋梁底模。

貝雷架支護(hù)體系總長28m，總寬5.226m，由18排貝類片組成，吊裝時，分跨中、兩側(cè)三部分進(jìn)行吊裝，為降低安全風(fēng)險，減小吊裝次數(shù)，每部分又采用分組吊裝，每組3排。先吊裝跨中21.8m部分，再吊裝兩側(cè)靠墩柱各6.23m部分?？缰械跹b要在既有線封鎖時間施工;兩側(cè)吊裝安排在一般時段施工?？缰胁糠值跹b，最大單組貝雷片吊裝重量為9.2t，采用120t汽車吊單側(cè)起吊。受接觸網(wǎng)線空間限制，8#門式墩處承導(dǎo)線降低2.5m（保證接觸線距軌面4.5m以上），9#門式墩處承導(dǎo)線降低1.32m，10#門式墩處承導(dǎo)線降低0.36m，保證承導(dǎo)線距離貝雷架下方靜電板0.5m及以上，滿足模板支架安裝及蓋梁施工條件。

5.2 支架預(yù)壓

本工程根據(jù)支護(hù)體系特點(diǎn)，為減低施工中安全風(fēng)險、縮短施工時間，消除彈性變形，對支護(hù)體系進(jìn)行驗(yàn)證。選取9#墩門式墩預(yù)壓結(jié)果作為寸灘門式墩施工參考。依據(jù)支架正上方梁段砼、鋼筋、模板、支架、施工荷載等重量在支架頂用均勻布置堆放荷載1.3倍的混凝土預(yù)制塊，再進(jìn)行下步施工。

5.3 防護(hù)棚架搭設(shè)

為避免跨線橋施工時小件物品直接沖擊鐵路線路、設(shè)備以及運(yùn)營列車等，采取在橋梁跨鐵路地段搭設(shè)防護(hù)棚架，以確保鐵路的運(yùn)輸及人身安全。

在8#-10#號墩貝雷架兩側(cè)各延伸10m的既有線兩側(cè)搭設(shè)設(shè)置防護(hù)棚架，長度共60m左右，頂寬12.0m。下部結(jié)構(gòu)采用盤扣式腳手架體系。防護(hù)棚架凈寬11.5m，防護(hù)棚架封頂距離承力索的距離約為1.6m。防護(hù)棚架最高位于8#墩左側(cè)越19.6m左右，防護(hù)棚架底部離降網(wǎng)后的承力索約1.5m。立柱基礎(chǔ)采用85cm×85cm的獨(dú)立C30混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)基坑入巖50cm，如果地質(zhì)條件較差不能入巖采用180cm×180cm的擴(kuò)大基礎(chǔ)。

立柱間距6m，立柱由3根壁厚8mm的Φ108鋼管，中間由壁厚4mm的Φ42鋼管連接組成立柱，連接間距1m，立柱上焊接520×620×16mm鋼板用于與縱梁連接，縱梁采用I25的工字鋼焊在立柱預(yù)埋的鋼板上。橫梁采用I16的工字鋼，橫梁與縱梁焊接牢固，橫梁間距2m。橫梁上滿鋪1mm厚的壓型鋼板，壓型鋼板厚度5.1cm，寬度72cm。

5.4 模板施工

模板采用定型鋼模配置為3套底模，2套側(cè)模，按照9#→8#→10#的順序組織施工。模板在進(jìn)行時先在廠家進(jìn)行組裝預(yù)拼，如果有問題在廠內(nèi)就解決消除，避免到現(xiàn)場后有問題影響工期。其他都按正常規(guī)范施工進(jìn)行作業(yè)。

5.5 鋼筋施工

通過對影響各道工序的工期進(jìn)行分析，影響最大的就是蓋梁鋼筋工程。如果在支架上面進(jìn)行蓋梁施工，工期不可控而且安全風(fēng)險非常大，最終選擇在現(xiàn)場安裝后整體吊裝到蓋梁頂?shù)姆桨?。但是這個方案需要解決三方面的問題：

第一解決間距10cm蓋梁鋼筋與墩身鋼筋的對接。在地面組裝中跨普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力管理，把蓋梁與墩身連接處的底鋼筋，只安裝頂部鋼筋和彎起鋼筋，預(yù)留出3m的底板、側(cè)、面及箍筋在墩上用套筒進(jìn)行安裝。在墩頂?shù)啄Ｉ袭嫼娩摻罨\的邊線，兩側(cè)各1人用垂球確認(rèn)中線，兩側(cè)通過墩位上各3人調(diào)整頂部鋼筋穿叉至墩身鋼筋內(nèi)，全部確定后緩緩下落就位。

第二解決整體鋼筋吊點(diǎn)的問題，在蓋梁橫向中心兩側(cè)3.5m、7.0m和縱向中心兩側(cè)1.0m處設(shè)置8個吊點(diǎn)，再通I20工字鋼縱橫井字架作為吊裝的骨架，吊點(diǎn)去采用橡膠包裹避免鋼絲繩和吊點(diǎn)的鋼型摩擦。鋼絲繩采直徑20mm兩端對接中間通過10t手動吊葫蘆進(jìn)行調(diào)節(jié)每根鋼絲繩長度，確保每個吊點(diǎn)受力均勻，來解決30t的鋼筋籠整體吊裝。

第三解決25m長的蓋梁在如何在夾解地帶在空中轉(zhuǎn)體90°，而不影響既有鐵路設(shè)施;在鋼筋籠兩側(cè)設(shè)置50m纜風(fēng)繩4個拉繩人，采用300t汽車吊。在確保各項(xiàng)工序就位后，以2m/min的速度垂直提升到40m高度，過程通過吊機(jī)裝置和頂?shù)准t外測量控制，確保既有線接觸網(wǎng)安全距離以外，再通過纜風(fēng)繩轉(zhuǎn)動半空中的鋼筋籠，同時吊機(jī)也轉(zhuǎn)動到門式墩防護(hù)棚架的位置處，再轉(zhuǎn)動吊機(jī)至墩頂后，緩緩下落。

5.6 門式墩支架拆除

支架的拆除順序和搭設(shè)順序相反，先搭的后拆，后搭的先拆。在蓋梁上設(shè)置兩根I45雙拼工字鋼扁擔(dān)梁，兩根扁擔(dān)梁端同步依次設(shè)置I45馬鐙、70t千斤頂、Φ32精軋鋼（雙螺帽+鋼墊板），以蓋梁為支撐，上下兩個螺帽同時往里往外旋轉(zhuǎn)，利用千斤頂作用，把貝雷梁整體托起，此時進(jìn)行臨時鋼支撐的切除，然后千斤頂回油，使貝雷梁整體下落，再將蓋梁底模逐塊移出，接著分部拆除護(hù)欄、從兩端向中間逐步拆除橫向方木。

貝雷架應(yīng)先拆分組除靠墩柱兩端的貝雷片，通過25t吊車配合人工拆除，再拆除主跨部分貝雷架支架，采用120t汽車吊配合人工拆除。蓋梁底部貝雷架，采取在兩側(cè)橫梁兩端安裝4個5t臨時手動葫蘆，通過橫向?qū)ΨQ拉分組把貝雷片移出蓋梁底面，再吊裝拆除。

6 既有線施工安全預(yù)控措施

跨既有線施工，最重要的是確保安全，本工程主要采取以下安全防護(hù)措施：

6.1 施工前，要事先通知電務(wù)段、鐵通及路外相關(guān)產(chǎn)權(quán)單位到場配合，共同核實(shí)地下管線、光、電纜等設(shè)施位置、徑路并做好記錄。

6.2 所有機(jī)具必須要張貼或懸掛安全操作規(guī)程，操作人員必須經(jīng)過崗前嚴(yán)格培訓(xùn)，合格并持有操作證書后才能上崗作業(yè)，專人操作、專人負(fù)責(zé)。

6.3 在既有鐵路保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)施工前，要與既有鐵路各有關(guān)設(shè)備管理單位和行車組織單位（車務(wù)段、工務(wù)段、電務(wù)段、鐵通等）分別簽訂營業(yè)線施工安全協(xié)議，明確安全責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)，確立聯(lián)系方式，共同確保施工期間行車安全。

6.4 機(jī)具設(shè)備進(jìn)場施工時盡可能的繞開電力及通信架空線路，當(dāng)樁機(jī)具在線路周圍施工時，必須保證和架空線路的安全距離，電力線10kV及以下電力線路安全距離應(yīng)大于3m，35kV及以上電力線路大于7m，垂直距離應(yīng)大于2m。

6.5 安全員、防護(hù)員須帶防護(hù)包、穿防護(hù)服、戴上崗證，并配齊五大防護(hù)用品：對講機(jī)、信號旗、響墩、火炬、口哨，現(xiàn)場管理人員均要配備對講機(jī)。

6.6 機(jī)具就位后，對樁機(jī)具及配套設(shè)施要進(jìn)行全面的檢查，安設(shè)平穩(wěn)、牢固后，樁架加設(shè)纜風(fēng)繩。樁機(jī)具在施工過程中要經(jīng)常對受力桿件、行走機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向槽、立柱導(dǎo)軌、螺栓、法蘭、銷軸、鋼絲繩及起重設(shè)備等進(jìn)行檢查。

7 結(jié)語

安全與質(zhì)量是工程建設(shè)永恒的主題，特別是諸如此類跨既有線施工項(xiàng)目。本文中闡述的門式墩蓋梁施工方案及其關(guān)鍵施工技術(shù)，在實(shí)際運(yùn)用中安全且高效，工期縮短近1/3。對于交叉結(jié)構(gòu)密集段、存在多處交叉現(xiàn)象的工程施工，有著較好的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘光珞，張為民.建筑力學(xué)[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2002.

[2]徐文源，張旭容，袁飛云.門式支架施工方案在高架橋跨線整體現(xiàn)澆施工中的應(yīng)用[J].公路，2002（2）：17-19.

作者簡介：楊長華;性別：男;學(xué)? 歷：畢業(yè)學(xué)校：西南交通大學(xué)，畢業(yè)時間：2018.7.20，所學(xué)專業(yè)：土木工程;職稱：工程師;現(xiàn)任職務(wù)：項(xiàng)目副經(jīng)理;所在項(xiàng)目部：重慶鐵路樞紐東環(huán)線項(xiàng)目經(jīng)理部。