跨既有高速铁路桥梁施工关键技术分析

2024-04-03田守伟

城市建设理论研究（电子版） 2024年4期

田守伟

广东一新长城建筑集团有限公司广东广州 510030

桥梁建设时重点考虑如何减少上跨桥梁对既有高速铁路运营的干扰与不利影响。选择具体施工施工方案时，充分考虑既有高速铁路桥梁的运营繁忙程度、线路夹角等，选择相对经济且影响较小的方案。桥梁建设时，会对周边环境、居民生活等产生影响，实际中尽量选择影响小的技术方案。因此，文中以转体施工技术为对象，转体施工法影响较小，实际中经济效益显著，制定合适的技术方案。跨既有高速铁路桥梁转体施工时，要深入分析转体施工技术流程，强化各施工环节细节控制。

1 跨既有高速铁路桥梁转体施工技术概述

跨既有高速铁路桥梁转体施工技术较为常见，技术优势显著。通过合理利用转体施工法，有效利用施工地形条件，采取预制构件施工技术。利用转体施工技术方法，施工过程中不影响桥下通行，桥梁施工与桥下交通互不干扰。同时，还能开展跨越通车线路作业，施工起仅需要少量设备，技术简单，操作便捷，不需要施工人员具备多高专业技术[1]。

转体施工可以节省施工材料，继而降低施工成本。加上工序简化，减少施工作业量，提高施工的安全性，加快施工进度。待桥梁主体合拢后，工程施工更为简单。实际中转体施工技术主要用于单跨与三跨桥梁建设，尤其是大跨径桥梁，显著提高桥梁经济效益。此外，转体施工法能降低桥梁自重，综合采用各种施工工艺。总之，这一技术能减少对交通的影响，降低交通延误损失，对周围环境影响降到最低，节约工程建设成本，提高跨既有高速铁路桥梁工程经济效益，顺利完成跨既有高速铁路桥梁项目建设目标。

2 跨既有高速铁路桥梁转体施工的关键技术

2.1 合理布设控制点

(1)桥梁施工测量中应用GPS技术，需要在前期做好相关资料收集与管理工作，通常选择在测绘区域设置3个或以上测绘点，使得测绘点之间形成三角形。当测绘点明确后，与桥梁施工测量面积、地形地貌等内容结合起来，可以设置若干水准点。当测绘工作人员进行联网测绘时，需要检查与管理基座，控制测绘误差并保持在2mm以内，利用GPS技术开展信息校正与检查。

(2)利用GPS技术进行静态定位测绘工作，强化高程控制点管理，借助相关软件进行测绘处理，控制好高程误差，以保证测绘结果符合桥梁施工测量工作的要求，提高测绘数据统计管理工作的有效性。技术人员会借助GPS定位系统以及相关技术针对需要测绘的地理信息和位置进行确定，然后利用计算机技术将收集到的数据信息进行汇总，分析出需要的内容，再将其传输到计算机系统中进行统一整理[2]。

(3)桥梁施工测量时要搭建控制网，切实发挥GPS技术的优势，保证测绘数据结果的精确性。控制网作为一种网络结构，本身具有紧密性。当技术人员设定好模型后，利用GPS技术监控节点精度，构建监测网络。搭建桥梁控制网络中保证控制的准确性，构造相对简单，花费一定时间与费用建设桥梁控制网络。与此同时，利用GPS技术在矿区地表上形成一张有效监控网络，各个节点具有强大的监视功能，及时发现桥梁变形，全天候监测变形范围与形状，形成相应的数据内容，使得监测对象与桥梁生产情况结合起来。此外，有效落实桥梁工程测绘工作，提高桥梁测量结果的精确性，也是提高桥梁开采的有效手段。利用GPS技术构建的控制网，最大程度提高测绘结果的精确性，保证桥梁建设的顺利进行。

2.2 采取预制梁

2.2.1 场地准备

在跨既有高速铁路桥梁工程中，具体施工开始前，需要明确预制梁场的施工范围，并及时做好山体土方的挖除工作，还要对施工区域进行硬化处理。填方区需要清除30cm后的表层土，并在存梁区周围做好挡土墙围工作。如果在具体施工过程中，遇到碎石土，需要合理使用振动动压路机对分层进行压实处理。

2.2.2 制梁台座作业

在开展此项工作前，需要先对基底的承载力进行测试，如果未达标，需要做好进一步的加固工作。之后对基底进行开挖，替换70cm厚的厚片石。在换填结束之后，进行后垫层的浇筑工作。然后进一步扩大基础，使长度和宽度满足后续施工要求。基础施工材料包括钢筋、混凝土等，在施工前，需要做好钢筋的管理工作，准备工作就绪后再进行浇筑，从而保证浇筑质量。底模钢板的铺设通常使用热轧处理之后的不锈钢板和普通钢板，还要做好相应的焊接和固定工作。

2.3 桩基施工

在对特大桥进行钻孔施工前，尤其是下部结构施工时，为保证施工安全，施工人员必须结合实际，针对高速铁路的路桩基、钢筋笼、墩身沉降等部位和设施做好安全防护和处理。在钻孔时，尽可能对因震动导致的铁路桥墩扰动进行控制，通过提升钻头高度和孔口护筒等措施，将具体跟进深度控制在3.0m以内，以免引发桥梁塌孔等危险。

在进行钻孔桩施工时，为保证安全，必须要按照一周一次的频率对相邻铁路桥墩的沉降变形情况进行监测，一旦发现异常，要及时上报和处理，通过有效措施，避免情况恶化。在针对钢筋笼进行吊装处理时，为保证安全，对于吊车臂的伸出长度一定要进行控制，确保其最高点不会碰触并超过铁路轨道面。因此，每节钢筋笼的长度不能超过9.0m。

2.4 控制转体施工受力

桥梁工程在进行转体施工之前，工作人员必须针对其实际受力情况进行全面分析，保证工程整个结构构件在转体施工过程中能够一直保持平衡。而且整个结构的实际受力情况必须被控制在一定范围内，避免整个结构在实际施工过程中因为一些意外情况而遭到破坏。在施工过程中一定要保证安全，其所选用的毛固体一定要符合建桥梁工程施工需求，避免出现质量问题。在整个桥梁工程转体施工中，最需要考虑的实际是结构荷载问题。

与此同时，对于风力荷载等问题也要结合实际予以充分思考，避免思虑不周导致的质量和施工安全问题。在具体施工作业之前，工作人员必须对施工现场当天的天气情况进行提前了解，包括前后几天天气变化，从而选取恰当的时间开展转体施工活动，并能够根据实际天气变化对施工进度等进行及时调整。在具体施工过程中，工作人员还需要对结构整体形变情况和合龙构造问题进行观察，结合具体问题进行控制，避免形变过度或者合龙质量不合格影响桥梁工程施工质量。

2.5 控制转体施工精度

在桥梁工程转体施工中，对于精度要求很高。在具体施工过程中如果不能对精度进行准确把控，很可能在施工过程中引发安全事故。而在桥梁转体施工中想要全面提升对于精度的控制，就需要从设备的安装以及测量方面入手。

与此同时，在施工过程中，对于转体就位的精度也要进行全面把握。就整个桥梁工程而言，为保证其质量，相关单位和机构必须派遣专业的监督和测量人员对整个施工过程以及相关环节的精度进行仔细核查和监督，一旦在检查过程中发现精度问题，必须立刻纠正，并结合实际予以严格处理，在提升施工人员精度意识的同时，避免精度偏差对于整个工程带来的质量威胁。

2.6 制作与安装的球铰

平均铰部位是桥梁转体施工中最为关键和重要的内容。为保证球铰制作的质量，必须由专业的制作人员来负责和完成。同时，在具体安装过程中，首先要保证球铰安装的顶口始终处于水平位置，而且顶面任意两点之间的最大误差值需要控制在1mm之间[3]。

另外，必须要保证球铰转动中心和为其所设计的位置必须始终一致，即使有误差存在，也必须在所允许的最大误差范围内，如此才能保证球铰制作和安装位置的准确性。

2.7 模板、钢筋的制作

制作模板前施工人员要熟悉图纸，检查核实结构或构件的细部尺寸，复杂结构则需要放大样方法进行配制，严格按照加工图进行，经过验收后可在实际中使用。模板之间紧密连接，黏结时采取胶带。如果模板存在缝隙，要选择107胶封堵严密，避免浇筑时出现漏浆；检查底模预拱度，判断是否满足设计要求。检查模板确定其强度与刚度，检查接缝是否满足要求。

完成模板制作后，做好钢筋材料试验，确认满足后进行加工。受力部位的钢筋，选择双面焊接方式，通常焊接长度在钢筋直径5倍以上，选择受力相对较小的位置。同时，桥梁箱梁结构中要预埋波纹管，为了保护波纹管，要在波纹管埋设前需要进行焊接作业，完成波纹管安装后尽量不要焊接，当两者之间出现矛盾时，需要移动钢筋，钢筋网定位在准确位置；此外，钢筋绑扎前，测量人员要复测模板平面与高程，按照支架模板挠度设置，复测后满足要求再进行钢筋绑扎。将锚垫板设置在波纹管端部，保证锚垫板与孔道中心位置垂直，固定好，避免浇筑时出现位移。安装好波纹管后，重视端部密封，避免混入水或其他杂物。施工时现场作业人员或机械设备都不能碰撞管道，浇筑前仔细检查管道，判断是否存在孔洞，利用空气压缩机通风，将管道杂物清除干净，保持其通畅。

2.8 做好混凝土施工控制

混凝土浇筑时，保证浇筑工作的连续性，避免出现中断情况。整个过程中严格控制施工进度，制定合适的方案控制方案，提高楼板浇筑施工质量。依据实际情况制定养护时间。在混凝土结构的两侧应该及时设计好平直缝隙和阶梯缝隙，混凝土施工时，依据工程需求设计抗压等级，提高楼板混凝土施工质量，不利于混凝土结构技术功能的发挥。具体振捣时，保证插点均匀且快插慢拔，振捣棒振捣后可以利用平板振动器对表面再次振动，提高混凝土表层的均匀性。整个振捣过程中避免与模板触碰，出现漏出混凝土或破坏模板的情况，提高混凝土振捣的安全性与质量。如果施工时遇到变截面结构，为了避免出现裂缝问题，二次振捣需要在混凝土初凝前进行，提高混凝土的密实度，避免孔洞情况出现；当浇筑的混凝土结构内存在严密配筋结构，这时与骨料粒径之间存在孔隙，浇筑时提前预留一定厚度，完成浇筑后再次进行二次振捣抹压，降低开裂风险[4]。

测温点布置时按照5×5m方格网进行，在螺纹钢筋上固定有编号的温度感应计。为了避免温度感应计在浇筑过程中出现位移，需要将其固定好，并将导线从模板底部引出，固定好导线末端，避免混凝土污染导线末端，直接影响到温控措施。大体积混凝土14d内主要控制温度差，14d以后则需要控制好降温速度。当混凝土内部最高温度与外界温度差＜20℃时，就可以撤去保温材料并停止测温。混凝土浇筑完成后做好养护工作，通常7d要进行测温工作，每天关注温度变化。当浇筑7d以后，仅需要2d测一次即可。具体温度测温工作进行时，当温度指标超过预警时，及时发出警报，即便施工人员采取处理措施。

2.9 龙门起重机的安装作业

对于特大桥桥墩设计时，在其高度设计，通常都远远超过既有高速铁路轨道面的高度，因此，为有效降低特大桥高桥墩对于铁路运行所产生的各种危险因素，对于桥墩高度在10m以内的，其墩身在浇筑时应采取一次性混凝土浇筑；但是对于桥墩高度超过10m的，其墩身在浇筑时应采取分阶段浇筑模式。而在采取分阶段浇筑时，为保证安全，需要对墩柱模板吊装对高铁列车运行以及接触网可能带来的威胁进行提前计算和评估，结合实际制定切实可行的安全防控措施。同时，为进一步提升支架结构的整体刚度，对于墩柱周围的模板需利用剪刀撑进行连接，并借助缆风绳对支架四周进行加固处理，以免固定不牢固，导致支架发生移动、倾覆等情况。

在进行模板吊装时，需对其整个过程做好监控和管理，确保吊臂和接触网加强线、正馈线之间保持安全距离，即距离大于5.0m。另外，在进行混凝土浇筑时，一定要采用高强度橡胶管，并保证其接头部位完全锁紧，以免压力过大导致泵管爆裂。在利用泵车进行混凝土浇筑前，需对其操作人员进行安全指导和培训，确保其在操作过程中通过浇筑舱面能够进行科学遥控和指挥，无论是泵管摆动的幅度、力度和距离等，都符合安全距离的要求标准。

为保证龙门起重机的安装质量，工作人员需要注意以下几个方面的内容：

第一，轨道的安装工作。在具体作业过程中，需要保证轨道安装的精准性，避免脱轨，提升控制水平。

第二，龙门起重机的安装。龙门起重机包括主梁桥面、门架和运行构件、大车及小车等几部分。安装主梁桥面时，需要采用一定的措施将地面上的各个部分连接成一个整体。安装运行机构前，需要对实际的轨道进行准确测量，保证质量达标。在检查工作完成后，使用起重机将门架安装入轨。之后使用钢丝绳进行固定处理，避免出现门架摇晃或者倒塌的情况。大车的安装是由厂家负责的，安装完成后需要进行标准检查，符合条件后对小车进行设置，并进行试车，合格之后吊装到桥架上进行安装。

第三，试吊。这是龙门起重机组装完毕后的必经阶段。需要注意以下问题：将龙门起重机运输到预制完毕的小箱梁处，使用钢丝固定好，之后打开卷扬机。在起吊前，在钢丝绳上需要增加一定量的负荷，验证钢丝绳的连接情况。检查无误之后，启动卷扬机，缓慢加载龙门起重机，待小箱梁离开台座后暂停，维持负荷状态10分钟，观察龙门起重机是否发生形状改变。若无变化，继续启动卷扬机，将小箱梁吊起，之后再暂停，检查制动功能是否正常。然后第三次启动卷扬机，将小箱梁再次吊起，启动左右两侧的行走电机，每移动一段距离进行制动处理，观察支腿是否发生变化。