新建城市道路下穿京九铁路立交桥施工方案优化

仲俊善

上海铁路局集团有限公司阜阳工务段 安徽阜阳 236000

摘 要：随着社会经济的快速发展，城市道路交通需下穿越铁路工程越来越多，由于基建时局限性，线间距、电气化设备、缆线多等特点，无疑于给下穿立交桥施工带来了较大的安全压力和风险，需要迁改设备设施多，线上施工周期长，对既有线安全行车带来一定的影响。通过对线上作业施工工序的优化，实现了降低施工安全风险，保障了运输能力和行车安全,缩短了施工工期，同时节约了工程成本。

关键词：新建 立交桥 施工工序 优化

1工程简介

一道河路与铁路交叉点处铁路为京九铁路，位于阜阳至颍南区间，该段铁路为电气化铁路，双线，线间距为4.3m，铁路平面线形位于直线段，纵断面为1‰的下坡段，有砟轨道，无缝线路，钢轨为P60轨，设计时速160 km/h。线路位于路堤段，路堤高度约4.5m。与道路交汇处下行线处轨面高程为34.50m。

既有铁路桥涵概况：京九铁路下行线K852+939处有箱涵一座，箱涵净宽3.5m，净高3m，涵长19.5m，涵洞与京九铁路斜交角度45°，箱涵位于一道河路与京九铁路交汇处小里程方向29m。目前箱涵正常使用，供当地居民小型车辆、非机动车和行人通行，需拆除。

一道河路与京九铁路相交处新建6孔8m框架桥，相交处铁路下行线里程：K852+968，道路里程：K0+930.281。道路中心线与铁路夹角为88°，本次施工范围为一道河路下穿京九铁路，道路里程K0+873.400至K1+012.800，道路全长139.4m，平面线型按照规划双向八车道条件布设，全段为直线段。

图1 立交桥与线路的位置关系图

本工程新建6孔等高等宽框架桥采用C40、P8抗渗钢筋混凝土结构，箱身编号由北（阜阳方向）往南（颍南方向）顺序编号，简称箱身1#至箱身6#，其中箱身1#和箱身6#内布置人行道及非机动车道，箱身2#至箱身5#内布置机动车道。箱身长14.5m，箱身两端各带5m开口箱，即每孔长5m(开口箱）+14.5m（箱身）+5m(开口箱）=24.5 m，开口箱与箱身整体预制，同步顶进。

新建框架桥距离铁路轨底为80cm，机动车道、人行道及非机动车道通行净空≥5m，结构总高度均为7.7m，结构总宽度均为9.7m，框架桥结构净高6.2m，净宽8m。

图2 立交桥断面图

2原设计施工方案的缺点

2.1原设计方案

由于京九线线间距为4.3m，根据﹤《普速铁路工务安全规则》中附表3-3 D型施工便梁主要尺寸和适用条件﹥，故采用D16m便梁采用低位架设位（D16便梁梁底至轨底高差H=575mm）。下穿京九铁路段根据设计勘察现场持力层土质为粉质黏土,一般的线路加固方式满足不了列车行车安全,故采用条形基础+高压旋喷桩+钻孔桩做为便梁防护基础。原设计方案结合电气化立柱迁改的施工步骤：

第一步：顶进箱身1#及燃气管前，在便梁防护条件下，制作条基8、9拆除既有箱涵K852+939，既有箱涵与京九铁路斜交角度45°，与新建框架桥箱身1、箱身2布置部分重合。原设计方案条基8、9与京九铁路斜交角度53°。因支柱309影响拆除既有箱涵及支柱176占用条基1位置，需改移。在施工影响范围外新建支柱L176-1、L309-1，调整接触悬挂至新支柱后，拆除既有支柱176、309，再进行既有箱涵的拆除、C20混凝土路基恢复。

第二步：制作条基1、2之前，架设6组便梁，拆除条基8、9受影响部分，顶进箱身1及燃气管保护涵；制作条基3，顶进箱身2后及时将176、309恢复至箱身2#预留钢立柱。

第三步：顶进箱身3#、4#前，因支柱311、178占用箱身4#、5#位置，需改移。在施工影响范围外新建支L311-1、L178-1、L313-1、L180-1，调整接触悬挂至新支柱后，拆除既有支柱311、178、313、180，依次制作条基4、5、6，顶进箱身3 #、4#、5#后恢复电化立柱X311、X178、X313、X180。

第四步：制作条基7，顶进箱身6#及污水管、电力管保护涵。

图3 条基与电气化立柱设备平面示意图

2.2原设计方案的缺点

原设计方案工序繁琐、安全风险性较大，便梁架设次数多达50次，既有箱涵拆除后采用C20混凝土进行路基回填，给后期顶进箱身1#前开挖路基拆除混凝土工作带来了不小阻力，且回填路基作为临时性工序再次拆除混凝土浪费材料。

接触网迁改工作量大，次数多，长期慢行封锁施工安全风险高。原设计方案拆除既有箱涵前需要改移一次电气化立柱；顶进箱身4前，需要改移一次电气化立柱；顶进项身5前，需要改移一次电气化立柱。接触网迁移，对铁路运营影响较大，同时需要工务、电务、通信等多单位配合施工，接触网迁改周期长，迁改要3个月以上，且多次垂停施工对铁路运输影响大。

原设计方案条基制作是整个施工进度的关键所在，条基制作制约了整个施工进度,根据条基位置平面示意图同步作业的条基只有条基1、2#,剩余的3、4、5、6、7#条基,根据条基之间的距离只能依次制作，且每个条基的施工流程从便梁架设加固线路-钻孔桩施工-条基开挖拉槽-钢筋、模板加固-砼浇筑及养生,需要25天左右的时间，条基1、2,3、4、5、6、7#共需要150天时间，5个月的时间，严重制约了工程施工进度，且长期的限速封锁施工，对线路养护工作量大，给列车的行车安全带来了一定的风险，给营业线施工安全风险较高。

图4 条基的位置关系图

3 原设计方案优化

对于原设计方案中存在的施工条基数量多、接触网迁改次数多，营业线施工工期较长、线路养护工作量大、时间较长等诸多不利因素和安全风险。因此，通过多次现场踏勘调查，组织多次方案的论证，本着对原方案中繁琐且复杂的工序进行了科学、合理地优化，尽量减少对既有铁路设施迁改，减少对铁路运输和行车安全的影响，积极与设备管理单位沟通协调，通过优化施工关键工序，优化后的方案如下：

施工工序条基制作优化。根据多次现场复核及调查，做出了优化了条基制作步骤：首先条基3的位置不变，以条基3中线两端各预留15cm空间为准分别向两侧均匀布置架设D16m便梁，条基2、4的位置距离中心距为16.4m,条基5移至箱身6向阜端偏移1m，原条基7的位置不变改为条基6。条基1的布置根据箱身2的位置预留2m搭设在箱身2上架设D16m便梁防护布置条基1的位置。优化后的条基与箱身布置图。

既有箱涵拆除工序优化。根据条基2、1的通常布置和放样尺寸线，对既有箱涵做临时加固措施：对既有箱涵内平行于条基2做1m宽*3.5m与既有箱涵同等高度的条形基础，基础采用C20砼浇筑，与既有箱涵顶部20cm空隙采用微膨胀混凝土填筑密实，与既有箱涵形成一个整体，保证了部分拆除后剩余箱涵的承载力和列车的行车安全。同时制作条基2时拆除既有箱涵影响部分，制作条基1时拆除既有箱涵剩余部分，在顶进箱身2时拆除西侧既有箱涵剩余部分，顶进箱身1时拆除全部。具体详细方案如下：

1、做临时支墩架设D16m便梁制作条基2，当便梁架设完成后，首先拆除影响条基2布置的既有箱涵部分，拆除时考虑做条基立模板、扎钢筋作业空间，分别在既有箱涵两侧预留50cm作业空间，为了保证行车安全及剩余部分箱体满足列车运行安全，条基浇筑完成后，分别在剩余部分两侧50cm各采用C20混凝土填筑密实来满足剩余部分的承载力。

2、当箱身2顶进到位后，迁改电气化立柱309、176至箱身2，做临时支墩架设便梁，制作条基1，拆除影响条基1制作箱涵部分。

接触网迁改方案优化。从优化前后接触网迁改方案对比分析,

原设计方案：支柱309、支柱176在拆除既有箱涵前改移一次；顶进箱身4前，支柱L309-1、支柱L176-1、311、178、313、180因占用箱身4位置改移一次；顶进箱身5前，因支柱L311-1、L178-1占用箱身6位置改移一次，共计迁改三次，每改移一次需要32个封锁点，共需要96个，三个月的时间；

优化后方案：在箱身2上预埋地脚螺栓，预制H型钢立柱基础，顶进箱身2后，将支柱L309-1、支柱L176-1迁移至箱身2。同样在箱身4上预埋地脚螺栓，预制H型钢立柱基础，顶进箱身4后，将L311-1、L178-1迁移至箱身4；共计迁改二次，每一次改移需要32个封锁点，二次共需要64个封锁点，节省了30天的时间。

4优化后安全及经济效益

安全效益。施工工序优化后,科学合理地组织施工,优化后的施工方案最大程度地减少了对既有铁路运输能力的影响，缩短线路慢行2个月，减少了封锁施工次数，减少了对接触网迁改施工次数，同时减少了人员上道作业次数，缩短了线上作业施工周期从而降低了安全风险，确保了铁路行车安全和减少铁路运输影响，同时减少对铁路运能损失。

经济效益。根据优化前投标预算表，从交通涵拆除、优化条基两个主要工序分析，交通涵拆除节省近400万，优化1个条基节省近148.5万，共节省近548.5万，同时线上作业减少2个月的时间，减少了铁路运输能力损失。

5结束语

通过本工程设计方案的优化,极大地缩短了施工工期,最大程度地减少了施工对铁路既有设备和行车的影响,大大地降低了施工安全风险,从而确保营业线行车安全。同时减少了大量的机械、人力的投入，降低了铁路运输能力的损失，节约了大量的施工成本，为单位创造了可观的经济效益。

参考文献：

1、《普速铁路工务安全规则》铁运【2014】177号，中国铁道出版社，2014。