跨越既有高速铁路桥梁施工方案及防护设计研究

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【摘要】在跨越高速铁路进行桥梁施工时，高速行驶的列车将会影响到桥梁的施工结构和施工作业，同样的，桥梁施工也将威胁到高速行驶的列车的安全。这也就决定了在进行跨越既有的高速铁路桥梁施工时要注意的问题更多，难度也有一定的加大。为了使桥梁施工的顺利进行和列车行驶的安全，常用到的施工方案有水平转体法、顶推法、悬臂浇筑法、和支架现浇法。本文将对这四种施工方案的优缺点进行分别论述，来分析列车在高速行驶时产生的空气动力对施工的影响，并针对这些影响提出防护设计的原则和要求。

【关键词】桥梁施工；跨越；高速铁路；施工方案；防护设计

我国的高速铁路正处在高速发展的阶段，在建设铁路时常常会出现铁路路线的交叉跨越现象。为了使客货共线铁路和高速铁路之间的跨越关系得到很好地解决，并保证高速铁路列车的安全行驶，在桥梁施工的过程中拥有一个完善的施工方案和防护设计方案就显得尤为的重要。

一、跨越既有的高速铁路桥梁施工所面临的困难

（一）桥梁施工对高速铁路本身产生的影响

在进行既有的高速铁路桥梁施工时，进行桥梁基础的挖掘是可能对高速铁路的基础造成一定程度上的影响；而在桥梁施工的过程中使用的机械设备可能会对既有线路限界造成一定的侵占；如果是在既有的高速铁路的上空作业，一旦出现坠落物，就可能威胁到基础网线和列车的安全。在跨越既有的高速铁路桥梁施工过程中对于高速铁路可能带来诸如以上所说的多方面的安全威胁，而列车的高速行驶也将对桥梁的施工带来一些影响。

（二）列车对于桥梁施工带来的影响

列车在高速行驶时会产生动力强劲的诱导气流。所以，列车在通过施工作业的场地时，产生的诱导气流就会对周边的结构设施和设备产生一个很大的作用力，使施工的安全威胁加大并会导致施工费用的增加。同时，这部分诱导气流还会对施工人员的人身安全产生威胁。而接触电网会在一定的程度上影响桥梁施工。

面对这些困难，如何使桥梁的施工安全顺利的进行，这就要求我们有一个适宜的施工方案和完善的安全防护方案。

二、跨越既有的高速铁路桥梁施工方案的介绍

由于铁路建筑对于界限与安全都有要求，所以跨越铁路的桥梁一般都有一个较大的跨径。因此，在桥梁类型的选择上，多会选择建设刚构桥、斜拉桥或拱桥。常用的施工方法就有水平转体法、顶推法、悬臂浇筑法和支架现浇法。下面会对这四种施工方案做一个简单的介绍。

（1）水平转体法。在跨越既有高速铁路桥梁施工中多会采用水平转体法中的平转法。平转法是在桥台或桥墩上预制一个转动轴心，上部整体旋转，下部为固定墩台、基础，在桥址附行线路上预制上部结构，根据设计需要确定旋转的角度。具有可自主旋转，结构整体性强、稳定性好、施工工艺简单和施工速度快的特点。依据其自身的特点，我们可以知道这种施工方案的优点有：适合用于刚构桥、斜拉桥和拱桥桥型的施工；施工跨越能力大；跨线作业用时短，安全风险小。缺点有：设计较为复杂，所耗费的施工费用较高。

（2）顶推法。顶推法指的是梁体在桥头逐段浇筑或拼装，用千斤顶纵向顶推，使梁体通过各墩顶的临时滑动支座面就位的施工方法。其具有设备轻型简便，不影响列车运行，施工工厂化，防护要求低等特点。该种施工方案的优点有：非常适用于小跨度、多跨度和等截面连续梁桥的施工作业；对既有的高速铁路的线路的干扰小；跨线作业用时较短。缺点有：对于变截面桥梁、斜拉桥和拱桥的施工并不适用；施工时，要设立临时墩，对既有的高速线路造成一定的影响；有较多的线内作业，安全风险较高。

（3）悬臂浇筑法。悬臂浇筑法是指在桥墩两侧设置工作平台，平衡地逐段向跨中悬臂浇筑水泥混凝土梁体，并逐段施加预应力的施工方法。其具有从桥墩处开始向两侧对称分节段悬臂施工，工艺、设备成熟，跨线作业用时长的特点。该种施工方案的优点有：非常适用于刚构桥和斜拉桥的施工作业，所需的施工费用较低。缺点有：跨线作业时间长，需要设置防护棚；防护棚会干扰到线路运营；安全风险较大。

（4）现浇支架法。现浇支架法采用的是在桥梁桥轴线方向搭设满堂支架对桥梁进行整体或分段分工的施工方法。其具有工艺成熟，耗时短花费低和全天候施工的特点。该施工方案的优点有：施工工艺简单，施工时间短，耗费少。缺点有：对于既有的高铁线路的运行影响大，存在的安全风险大。

综合考虑所有的跨越既有高速铁路桥梁施工的施工方案自身的特点和优缺点，在跨越既有高速铁路桥梁施工中水平转体法是较为理想的施工方法。

三、因列车高速行驶产生的空气动力对施工的影响

列车在高速行驶时会产生诱导气流，这种诱导气流具有强劲的动力，会对在周边环境和活动的人员产生负面影响。诱导气流会对人体产生一个气动作用力，这会较为严重的威胁到路边的行人和进行施工作业的人员的人身安全。如何使列车高速行驶通过时产生的诱导气流对防护支架影响减少，这对防护设施的安全和桥梁施工安全都有重要的意义。

（1）列车产生的诱导气流对施工人员的人身安全的影响

通过研究表明，当一辆时速350N/h的列车通过时，可对4.1m以内的人员造成一个向内的作用力，这对在高速铁路旁边施工的工作人员的人身安全有很大的威胁。所以在桥梁施工的过程中，要求施工人员与高速铁路之间时刻保持较大的安全距离，而且，也应该尽量减少在线路内的作业量和作业时间。

（2）列车产生的诱导气流对防护支架造成的负面影响

防护支架与通过列车之间的平行距离为2m，一辆时速350N/h的列车经过时，在2m处产生的风速可达10m/s，这就对支架的荷载有一个极为严苛的要求。因而，在建立防护支架时应该建设符合规范要求的双立柱防护体系。

四、跨越既有的高速铁路桥梁施工的安全防护设计

跨越既有的高速铁路桥梁施工的防护设计应遵循原则有：安全原则，既要保证施工安全也要保证既有线路的运行安全；可行原则，满足设计要求，施工简单可行；快速，防护的安装要在有限的时间内完成；经济，施工耗费少；环保，保护周围环境，达到环保要求。

在防护设计时，应达到的设计要求包括：充分考虑到空气动力对施工防护支架的影响，针对这些问题提前规划好防护设计的方案，使高速行驶的列车产生的空气动力对防护支架影响尽量降低。防护支架顶板应密闭，防止物体坠落事故的发生。

结束语

在跨越既有的高速铁路桥梁施工过程中，要考虑诸多的安全问题。因此，在施工方案和防护设计方案的设计中要综合考虑所有的因素，才能使施工顺利安全的进行。

参考文献：

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