新建潍莱铁路（120+82）m连续钢桁梁跨越高速铁路施工阶段方案比选与优化论文_郭玉鹏，张丛

新建高速铁路与已建或在建铁路以桥梁方式交叉跨越时，应优先采用高速铁路上跨已建或在建铁路方案；新建高速铁路与既有公路以桥梁方式交叉跨越时，应优先选择高速铁路上跨公路方案；上跨的公路和铁路应按有关规定采取可靠的安全防护措施，确保高速铁路（含客运专线铁路及城际铁路）工程施工和运营安全。[1]

新建潍坊至莱西铁路于莱西北站东侧跨越青荣城际铁路，因条件限制，无法按原设计方案实施，施工单位在施工过程中对于（120+82）m连续钢桁梁跨越青荣城际铁路的设计方案进行了优化并顺利实施，确保了安全、质量及工期目标的顺利实现。

1.工程概况

新建潍坊至莱西铁路于莱西北站东侧接轨青荣城际铁路，其中潍莱左线以路基形式下穿南京南路市政立交桥并于DK97+668.6接轨青荣城际左线，潍莱右线以（40+56+40）m连续梁形式上跨南京南路市政立交桥、以（120+82）m连续钢桁梁上跨青荣城际铁路后，于DK97+668.6接轨青荣城际右线。（详见图1）

图1 潍莱铁路跨青荣城际平面示意图

连续钢桁梁位于青荣右DK97+668.6～青荣右DK97+872.63，钢桁梁与青荣铁路夹角约8.5°，线路纵坡度10‰，位于半径R=2000m曲线上，钢桁梁为直梁。其下部结构为31～33号墩，其中32号墩设计为“钢横梁+钢筋混凝土立柱框架墩”，墩身高度12.2m，墩顶设钢横梁，横梁计算跨度为29.5m，单箱三室箱型截面，箱宽5.0m，箱高4.5m。[3]

（120+82）m连续钢桁梁为下承式钢桁梁，主桁类型为有竖杆整体节点三角桁架、变桁高，桁高13-25m，节间长度9-13m，主桁中心距10.0m,主材为耐候钢，桥面采用不锈钢复合钢板321-Q370qENH。钢桁梁主体钢结构总重为1985.4t。全桥共分18个节段，节段长度从31号墩开始为（4×11+2×12+4×13+2×12+4×10+2×9）m。（详见图2）

图2 钢桁梁顺桥向立面示意图

2.原方案实施过程中存在的问题

根据连续钢桁梁原设计方案，（120+82）m连续钢桁梁采用侧位拼装，32#框架墩设置滑道、平面转体就位；框架墩钢横梁采用顶推就位。而侧位拼装实施过程中，不可避免的要搭设较高的钢桁梁拼装支架[4]。（详见图3）

图3 侧位拼装示意图

根据《济南铁路局营业线施工安全管理实施细则》（济铁总[2013]66号）等文件的要求，经施工单位与中国铁路济南局集团有限公司的接洽，因钢桁梁拼装支架较高，钢桁梁构件偏大（13-25m），对既有青荣城际铁路的运营安全风险高，应避免按旁位拼装的设计方案实施，并要求远离既有铁路拼装；如确需旁位拼装（在回流线5m范围内），须在限制时间内（天窗修）进行钢桁梁拼装作业，并尽量缩短邻近及跨越既有铁路的时间。

综合考虑到安全及工期因素，连续钢桁梁按既有设计方案旁位拼装、转体就位无法实现。

3.施工阶段的方案比选与优化

施工单位对施工阶段的方案进行了研究与比选，具体如下：

1）方案一，平行于既有青荣铁路进行钢桁梁旁位、高位拼装，拼装完成后以31号墩为轴旋转8.5°，落梁就位。

优点：施工临时支撑数量少。

缺点：旁位、高位拼装，拼装支架距回流线2m，支架高20m，倾覆后影响青荣铁路上、下行行车，安全风险高；钢桁梁拼装均为邻近B类（夜间天窗点内）施工，工效极低。

2）方案二，钢桁梁在侧位、高位拼装，完成后利用31、32号墩滑道梁，先横移至原设计转体位置，以31号墩为轴旋转8.5°后，落梁就位。

优点：减小钢桁梁焊接拼装支架及焊接施工对既有青荣铁路的影响；远位高位拼装可采用大型机械辅助作业，提高工效。

缺点：需增加横移支架及滑道梁；横移后再转体，工况复杂，精确就位难度大，钢桁梁姿态控制难度大，安全风险高。

3）方案三：钢桁梁在远位高位焊接拼装完成后，利用31、32号墩滑道梁直接横移落梁就位。

优点：减小钢桁梁焊接拼装支架及焊接施工对既有青荣铁路的影响；远位高位拼装可采用大型机械辅助作业，提高工效；减少转体工况，安全风险相对降低。

缺点：需增加横移支架及滑道梁。

综合分析：青荣铁路是客运专线，行车密度大，速度快，施工以确保营业线行车安全为首位因素。为降低旁位、高位拼装作业对于既有高速铁路的安全风险，确保钢桁梁总体施工周期在可控范围内，经方案比选与优化，选用方案三组织实施。

4.总体施工方案及施工步骤[5]

1）总体施工方案

钢桁梁杆件加工完成后运至现场，在拼场地将杆件焊接拼装为桁片结构，利用履带吊将桁片按照顺序吊装至焊接拼装支架上进行焊接拼装，然后体系转换，体系转换后钢桁梁重量全部转移至31和32号墩横移支架上，利用千斤顶拖拉横移钢桁梁至设计位置，横移距离46米。横移完成后落梁、安装支座就位并拆除辅助支架。

2）主要施工步骤[5]

步骤一：搭设钢桁梁拼装支架，接高32号墩横移支架，搭设31号墩横移支架。

图4 31号墩横移支架示意图

步骤二：安装滑道梁。

步骤三：完成钢桁梁拼装；钢桁梁拖拉横移至设计位置。

图5 32号墩钢桁梁横移到位示意图

步骤四：拆除滑道，钢桁梁落梁并安装支座就位，支架拆除。

图6 32号墩钢桁梁落梁就位示意图

5.结语

结合现场实际，中铁十局潍莱项目经理部通过对潍莱右线跨青荣特大桥（120+82）m连续钢桁梁的方案进行比选和优化，确定并实施了远离既有铁路拼装、完成拼装后钢桁梁整体横移、落梁就位的方案，大大减少了钢桁梁就位前在线路侧上方的时间，降低了钢桁梁施工对于营业线的影响，施工过程中采取了有效的施工监测措施，降低了施工安全风险，确保了安全、质量及工期目标的顺利实现，可为类似工程提供借鉴。

参考文献：

[1]关于进一步明确铁路工程设计线路交叉跨越有关规定的通知. 铁建设〔2012〕23号.

[2] 中国铁路总公司.Q/CR 9004-2018 铁路工程施工组织设计规范[S]. 北京：中国铁道出版社，2018.

[3]潍莱右线跨青荣特大桥120+82m单线连续钢桁梁.潍莱施桥-18-A. 中国铁路设计集团有限公司，2019.

[4]新建潍坊至莱西铁路站前工程指导性施工组织设计.山东潍莱高速铁路有限公司，2019.

[5]新建潍坊至莱西铁路站前工程WLTLSG-5实施性施工组织设计.中铁十局潍莱项目经理部，2019.

论文作者:郭玉鹏，张丛

论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年06期

论文发表时间:2020/4/16

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