跨越既有鐵路的高鐵橋梁工程安全施工技術研究

富崇

摘要：簡要敘述了跨越鐵路的橋梁施工技術，詳細闡述了施工準備、施工現(xiàn)場安全措施和安全施工要素等方面跨越既有鐵路的高速鐵路橋梁工程的安全施工技術，以及竣工后在監(jiān)測與評估、維護與保養(yǎng)、綠化與環(huán)境、安全巡查與應急處置、建立預警機制等方面的監(jiān)測和維護措施，為高速鐵路橋梁工程安全施工提供了參考。

關鍵詞：高鐵橋梁；跨越鐵路；安全施工；技術研究

0? ?引言

近年來，隨著社會經濟的快速增長和交通運輸事業(yè)的發(fā)展，高速鐵路建設成為推動國家交通網(wǎng)絡建設的重要舉措。而在高速鐵路建設中，橋梁作為重要的交通設施起到連接鐵路、支撐載荷的關鍵作用。然而，由于高速鐵路建設需要跨越既有的運營鐵路，其施工面臨著一系列復雜局面和安全施工技術難題。因此，對高速鐵路橋梁跨既有運營鐵路的安全施工技術進行深入研究和探索，具有重要的現(xiàn)實意義。

1? ?跨越鐵路的橋梁施工技術概述

1.1? ?施工技術類型

常見的跨鐵路橋梁的施工技術包括預制梁頂升法、鋼梁滑移法、鋼箱梁推進法、懸臂掛籃法、鋼拱架架設法、鋼梁吊裝法等。可根據(jù)具體工程的實際情況和要求，選擇或組合應用這些施工技術。施工方根據(jù)橋梁的跨度、土質條件、既有鐵路的運行情況等因素確定施工方案，確保施工質量、安全和效率。

1.2? ?主要施工方法

采用預制梁頂升法施工時，先在既有鐵路兩側預制梁段，再使用頂升機械將梁段逐一頂升至預定位置進行拼裝，以此完成跨鐵路的橋梁施工。

鋼梁滑移法通過先設置臨時支撐樁，再使用液壓裝置將鋼梁逐段推動滑移至目標位置，最后與其他梁段連接成橋梁。

鋼箱梁推進法采用特殊的推進機械，在既有鐵路兩側同時進行施工，將鋼箱梁推進至目標位置形成橋梁。

懸臂掛籃法是在既有鐵路上方搭設懸掛籃，通過懸掛籃進行橋梁施工，避免對既有鐵路產生干擾。

鋼拱架架設法需要先架設臨時支撐樁，再使用起重機將鋼拱架架設至預定位置形成橋梁。

鋼梁吊裝法主要使用起重機將鋼梁直接吊裝至目標位置，然后與其他梁段連接成橋梁。

2? ?跨越鐵路的高鐵橋梁安全施工技術

修建跨越既有運營鐵路的高速鐵路橋梁工程，具有其施工的特殊性。本文從施工準備、施工現(xiàn)場安全措施、安全施工要素等方面進行研究和分析。

2.1? ?施工準備

2.1.1? ?確定施工方案

為確保施工方案的科學性和可行性，建設單位應為施工單位提供包括設計圖紙、技術規(guī)范、地質勘察報告等所需資料和數(shù)據(jù)。施工單位依據(jù)收集的資料和數(shù)據(jù)、結合施工現(xiàn)場具體情況編寫施工方案并組織評審，評審通過后付諸實施。

2.1.2? ?勘測與安全評估

根據(jù)設計圖紙和施工方案，由測量人員對施工現(xiàn)場進行勘察和測量，獲取橋梁及周邊結構物的準確位置和尺寸信息。在此基礎上對施工現(xiàn)場進行安全評估，確定施工現(xiàn)場可能存在的風險和安全隱患，并制定相應的安全措施。

2.1.3? ?配備和培訓施工人員

根據(jù)施工方案配備施工人員，并對施工人員進行包括施工工藝、操作規(guī)程、安全防護等方面的培訓，確保施工隊伍專業(yè)素質和數(shù)量充足。

2.1.4? ?落實施工機械和材料

按照施工方案落實施工所需機械設備和工具并進行檢查和調試，確保進場機械設備和工具滿足施工需要。按照施工工序準備所需的各種材料，并進行進場檢驗，以備投入使用。

2.1.5? ?整理施工現(xiàn)場

在正式開工之前，要做好清理施工現(xiàn)場、安裝防護設施、臨時交通組織等各項工作，為工程施工提供安全、有序和高效的工作環(huán)境[1]。

2.2? ?施工現(xiàn)場安全措施

2.2.1? ?劃分施工區(qū)域

將施工區(qū)域與既有運營鐵路區(qū)域劃分開，確保施工區(qū)域與運營鐵路之間的安全間隔。在施工區(qū)域邊界設置臨時圍欄，在施工區(qū)域內和施工現(xiàn)場周邊設置臨時交通標志、導向標志、警示標志等，提醒和引導施工人員和車輛遵守區(qū)域劃分規(guī)定，確保施工和交通安全。

2.2.2? ?安全教育和防護

對施工人員進行安全教育和培訓，提高施工人員的安全意識和應急反應能力。為施工人員配備必要的個人防護用品，如安全帽、安全鞋、防護眼鏡等。對機械設備操作人員進行安全教育和培訓，督促他們做好機械設備的維護保養(yǎng)工作，確保機械設備安全運行。

2.2.3? ?現(xiàn)場監(jiān)控和應急預案

安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)和報警裝置，實時監(jiān)測施工現(xiàn)場的安全狀況，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并采取措施。制定包括火災、事故、自然災害等緊急情況的應急預案和處置措施，保障施工人員和周邊環(huán)境的安全。

2.2.4? ?安全巡查與協(xié)調

施工現(xiàn)場安全管理人員定期進行安全巡查并做好安全檢查記錄，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取糾正措施。加強施工方與相關管理部門、鐵路運營單位之間的協(xié)調與溝通，確保施工過程中的安全配合和信息共享[2]。

2.3? ?安全施工要素

2.3.1? ?繪制施工布置圖

施工技術人員根據(jù)設計圖紙，將現(xiàn)場勘測與測量環(huán)節(jié)獲取準確的現(xiàn)場尺寸和位置信息繪制成施工布置圖。通過施工布置圖，可直觀讀取橋梁結構的橋墩高度、跨徑等設計參數(shù)，為工程施工提供準確的數(shù)據(jù)。跨越既有鐵路的高速鐵路橋梁施工布置如圖1所示。

2.3.2? ?驗算橋墩高度

在跨越既有運營鐵路的高速鐵路橋梁工程施工中，需要采用計算公式驗算橋梁重要結構的關鍵尺寸數(shù)據(jù)，以滿足橋梁結構的質量和安全要求。在驗算橋墩高度時，可應用下列公式：

（1）

式中：H表示橋墩高度，L表示跨度長度，V表示列車速度，g表示重力加速度，S表示安全余量。應用該公式進行計算，便可得出橋墩的合理高度。

2.3.3? ?分析橋墩的穩(wěn)定性

在進行橋梁墩柱的施工之前，需要采取穩(wěn)定措施，防止墩柱倒塌對既有運營鐵路造成影響。此時，可應用下列公式進行穩(wěn)定性分析：

（2）

式中：Fmax表示最大水平力，H表示墩柱自重，H表示墩柱高度，H表示墩柱基礎長度。

應用該公式進行計算，可以確定墩柱的穩(wěn)定狀況，從而采取相應的安全施工措施。這些安全施工措施包括加固墩柱、設置支撐，以及是否可以運用抱箍法進行蓋梁施工等。抱箍法蓋梁施工如圖2所示。

2.3.4? ?鋼梁的安裝施工

在進行跨越既有運營鐵路的鋼梁安裝施工時，需要考慮鋼梁的最大荷載，以便采取相應的安全施工措施。此時，可應用下列公式計算鋼梁的最大荷載：

P=QLμ? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

式中：P表示鋼梁安裝的最大荷載，Q表示鋼梁自量，L表示鋼梁長度，μ表示鋼梁與支架之間的摩擦系數(shù)。

通過應用該公式進行計算，可以確定鋼梁安裝時的最大荷載，據(jù)此再采取相應的安全施工措施，如設置安全支撐、加固支架等，確保鋼梁施工的安全進行[3]。

2.3.5? ?橋梁墩柱的監(jiān)測

橋梁結構監(jiān)測與評估的定期進行，有利于及時發(fā)現(xiàn)橋梁結構變形和裂縫等問題，以便及時采取修復措施，保證橋梁施工安全。在進行橋梁墩柱的監(jiān)測時，需要考慮墩柱的變形量和承載能力。此時，可應用下列公式計算墩柱的變形量：

（4）

式中：δ表示墩柱的變形量，P表示墩柱承受的荷載，L表示墩柱長度，E表示彈性模量，I表示截面慣性矩。

通過應用該公式進行計算，可確定墩柱的變形情況，從而采取相應的維護措施，如加固墩柱、更換墩柱等，確保橋梁的長期穩(wěn)定和安全。

2.3.6? ?鋼梁的疲勞壽命

在進行鋼梁的監(jiān)測時，需要考慮鋼梁的強度和疲勞壽命等因素。此時，可應用下列公式計算鋼梁的疲勞壽命：

（5）

式中：Nf表示鋼梁的疲勞壽命，Kf表示疲勞極限系數(shù)，σw表示鋼梁的極限強度，△σ表示應力范圍，m表示應力幅值指數(shù)。

通過應用該公式進行計算，可確定鋼梁的疲勞壽命，從而采取相應的維護措施，如加固鋼梁、更換鋼梁等，以確保橋梁的長期穩(wěn)定和安全運行。

3? ?竣工后的監(jiān)測和維護

在跨越既有運營鐵路的高速鐵路橋梁工程竣工后，應對該橋梁開展監(jiān)測和維護工作，具體事項如下所述。

3.1? ?監(jiān)測與評估

對新建跨線橋梁進行定期結構監(jiān)測和評估，檢測其結構的變形、裂縫等情況，確保橋梁的安全運行。鐵路運營監(jiān)測的實施，可以監(jiān)測橋梁對鐵路運營的影響，包括列車振動、軌道變形等參數(shù)的監(jiān)測。通過監(jiān)測及時發(fā)現(xiàn)問題，調整運營方案，保障列車運行的平穩(wěn)與安全。

3.2? ?維護與保養(yǎng)

對橋梁及相關設備進行定期維護與保養(yǎng)，其內容包括橋面防水、伸縮縫維修、橋面的清理、涂裝維護等。對橋梁及相關設備進行定期維護和保養(yǎng)，可以保證橋梁的正常運行，延長橋梁壽命，提高橋梁的可靠性和使用壽命，保持橋梁外觀整潔和良好視覺效果，提升橋梁形象。

3.3? ?綠化與環(huán)境

橋梁周邊綠化與環(huán)境保護工作，包括植樹、草坪養(yǎng)護等，可改善橋梁周邊環(huán)境，保護可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境。

3.4? ?安全巡查與應急處置

定期對橋梁進行安全巡查并記錄橋梁的安全狀況，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取糾正措施。針對突發(fā)事件或橋梁損壞情況，進行應急處置和搶修，及時修復橋梁的損壞部位，確保橋梁的安全運行和功能完整[4]。

3.5? ?建立預警機制

建立預警機制，對監(jiān)測數(shù)據(jù)、安全巡查、維護保養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)的橋梁故障和問題進行綜合分析和判斷，及時發(fā)現(xiàn)和預測橋梁運行中的隱蔽的異常情況，防止和杜絕潛在故障的發(fā)展和安全事故的發(fā)生。

4? ?結束語

綜上所述，本文旨在深入研究跨越既有運營鐵路的高速鐵路橋梁工程的安全施工技術，解決施工過程中的具有復雜性和挑戰(zhàn)性的問題。

通過對優(yōu)化橋梁設計、加強施工管理、注重施工安全、應用監(jiān)測技術以及竣工后監(jiān)測和維護等方面研究，對跨越既有運營鐵路的高鐵橋梁工程的安全施工提出了一系列解決方案和技術措施，為高速鐵路工程施工提供了技術支持。

參考文獻

[1] 殷愛國.跨既有高速鐵路多股道T形剛構橋施工關鍵技術[J].施工技術（中英文），2022（6）：46-49.

[2] 盧寶艷.高速鐵路橋梁連續(xù)梁工程施工技術要點探究[J].工程機械與維修，2022（3）：230-232.

[3] 郭星亮.高速鐵路橋梁鋼筋工程質量控制技術創(chuàng)新研究[J].科技與創(chuàng)新，2022（8）：98-100.

[4] 郭振宇.基于高速鐵路橋梁施工技術及質量控制方式的研究[J].新型工業(yè)化，2022（6）：127-130+152.