曹自印 陈 强

(1．南广铁路有限责任公司，广西南宁 530022; 2．蒙西华中铁路股份有限公司，北京 100073)

客运专线桥隧交互区段箱梁过隧道施工方案比选

曹自印1陈 强2

(1．南广铁路有限责任公司，广西南宁 530022; 2．蒙西华中铁路股份有限公司，北京 100073)

从整体铺架及桥隧综合施工方案出发，比较了简支梁桥的各种施工方案，并研究了隧道扩孔运梁的可行性，最终采用集中预制整孔箱梁通过部分扩孔隧道运梁的施工方案，实践证明：该方案是经济、合理、可行的。

简支箱梁，隧道，方案比选

1 工程概况

南广铁路黎塘西至肇庆东段正线长401．6 km，其中广西境内252．6 km，广东境内149 km，其中大中桥梁113 809 m(187座)，隧道105 493 m(100座)，桥隧总长219 302 m，占该区段线路总长的55%。铺轨方案、桥梁梁型选择、架设及铺轨施工技术方案必然受到隧道群(或长隧道)的限制;若桥梁运输通过隧道，梁型与施工方案将影响隧道净空、建筑限界等空间设计要素的确定，即桥梁、隧道设计以及架梁施工方案之间存在较强的互动关系，处理好这种互动关系，对本项目能否又快又好地顺利完成施工具有至关重要的影响。

通过全面筹划项目铺架方案及桥隧综合施工方案，避免桥隧施工与铺架工程在空间和时间上的冲突，利于多专业间施工方案的协调开展，可以显著提高项目综合效益。

2 桥隧交互区段施工方案分析

DK120～DK252段共有1 010孔双线简支箱梁，其中32 m箱梁955孔，24 m箱梁55孔，隧道39座总计12 792 m，除了个别路段桥梁相对集中外，桥隧交错分布是本路段的突出特点，合理选择1 010孔双线简支箱梁的施工方案，研究整孔箱梁过隧道方案是本线设计、施工面临的关键问题之一。

2．1 南广线常用梁型选型方案定性分析

客运专线常用跨度梁通常选用整体性较好的箱形结构，但南广客运专线桥隧相连地段较多，一般条件下隧道净空不能满足整孔箱梁运输条件。针对此特点，主要考虑以下几种可能的桥梁过隧道方案，并进行定性分析。

2．1．1 增加制存梁场，避免梁部运输

若完全避免梁部运输过隧道，需要设置多座梁场，梁场布置密度太大，经济性较差，另外受地形、交通等因素控制，很多地方没有设置梁场的条件，因此通过增加制存梁场，避免梁部运输过隧道，是不现实的。

2．1．2 简支梁现浇施工

现浇施工部分整孔箱梁，可以使全线梁部结构形式统一，但考虑张拉空间预留等问题，桥墩纵向尺寸要比预制简支箱梁增大，基础工程量需要增加。

满堂支架法因支架直接置于地基上，只适用于低桥、地基条件较好的情况，否则要进行复杂的支架预压和地基处理，导致施工成本的增加，且需要逐孔施工，工期比较长，否则需增加支架的投入，引起施工费用增加。

移动模架法将支架支于桥墩上，不需要地基处理，不受地质条件影响和桥下地形的限制，具有重复使用、操作简便和便于标准化施工等优点。随着重复使用次数增加，施工成本将进一步降低，由于该方法的特点是逐跨支模、逐跨浇筑混凝土、逐跨张拉预应力筋、逐跨成桥，因此施工速度慢，工期很长，并且受到可能利用的设备数量限制。

由于梁部现浇施工的经济性、工程质量、施工速度等都很难与预制架设法相媲美，只在个别情况下采用。

2．1．3 采用双片式箱梁(组合箱梁)替代整孔箱梁

采用组合箱梁可有效解决箱梁运输通过隧道问题，组合前的单线箱梁具有尺寸小，重量轻，便于运输、架设的优点，但也存在如下缺点：

1)组合式箱梁较整孔箱梁圬工量增加约10%(32 m整孔箱梁梁体混凝土为310．6 m3，而32 m组合箱梁梁体混凝土为341．84 m3)。

2)组合式箱梁整体性、刚度不如整孔箱梁，对高速行车不利。

3)组合式箱梁梁片数是整孔箱梁的2倍，运架时间相应要增加一倍，或者需要更多的制存梁台座。

4)组合式箱梁架设以后，现场需要浇筑桥面湿接头和横隔板，增加了施工工序及施工成本。

5)墩台圬工量增加，继而基础的工程量也要增加，经设计比较，相同情况下组合式箱梁的桥墩比整孔箱梁的桥墩增加圬工量5% ～15%。

2．1．4 割除整孔箱梁部分翼缘板

割除整孔箱梁部分翼缘板，满足过隧道的净宽要求，待箱梁运输、架设就位后，再将缺少的翼缘板补浇。

该方案的特点是箱梁外形尺寸及墩台尺寸均与整孔箱梁一致，不需扩大隧道断面，但桥位施工工程量大，特别是高空作业吊装模板风险大;由于翼缘板接缝处结构处于受拉区，需采取可靠措施保证后安装或浇筑的悬臂板与主体之间的可靠连接，满足强度和耐久性要求。

综合前述五个方案，综合分析结构受力、工程造价、工程质量、施工速度等等方面因素，当通过隧道运输的箱梁比较多，而需要扩孔拓宽的隧道少并且短时，采用增大隧道断面的方案优势较为明显。

具体采用何种桥梁梁型方案及施工方案，针对上述“加大隧道断面，满足整孔箱梁运输的净宽要求”“梁部采取现浇法施工”“梁部采用组合式箱梁，替代整孔箱梁”方案，结合南广铁路各桥隧段落的具体情况，进行综合分析、确定。

2．2 隧道扩孔运梁的可行性分析

2．2．1 隧道内轮廓及运整孔箱梁过隧道的基础数据分析

双线梁翼缘板宽度12．2 cm，考虑接触网支柱基础预留钢筋接头，双线梁翼缘板宽度按12．3 cm控制。

接触网支柱基础箱梁相对翼缘板外檐突出15 cm，当箱梁需要通过隧道运输时，接触网支柱基础采用预埋钢筋接头、现场浇筑方法施工，以合理控制箱梁宽度，方便箱梁运输。

箱梁高度为3 m，运梁车高度(地面到梁底)按2．1 m考虑。另外需要考虑箱梁上拱度影响(按20 cm)，双线整孔箱梁运输通过隧道的控制高度则为5．3 m。

双线整孔箱梁运输通过隧道时，相关隧道仰拱填充混凝土先填至7．5 m宽左右(运梁车宽度6．3 m)，方便行车，其他绝大部分仰拱填充混凝土(中心厚度h＞80 cm)待架完梁后浇筑。施组中考虑该部分混凝土浇筑工作相应工期影响。

按照上述基础数据比照运梁轮廓与隧道标准断面的关系，箱梁及运梁车尺寸取宽12．3 m，高5．3 m，隧道标准断面对应翼缘板位置的内净空宽度为12．5 m，建议加宽40 cm，使对应翼缘板位置的内净空宽度达到12．9 m。运梁时，翼缘板左右两侧空隙在20 cm～30 cm(不另考虑隧道曲线因素)。

当运梁车高度为3 m时，同样采用上述各项措施，4．6 m线间距隧道标准断面对应翼缘板位置的内净空宽度为11．98 m，满足整孔箱梁过隧道运输时，需要加宽92 cm。隧道扩孔量较大(见图1，图 2)。

图1 线间距4.6 m内净空（运梁车高度2.14 m）

图2 线间距4.6 m内净空（运梁车高度3 m）

当运梁车的高度为3．5 m的时候，同样采用上述各项措施，4．6 m线间距隧道标准断面对应翼缘板位置的内净空宽度为11．54 m，满足整孔箱梁过隧道运输时，需要加宽136 cm。隧道扩孔量很大。

以下分析仅考虑隧道加宽40 cm一种情况。

现有隧道4．6 m线间距标准内净空不能满足运梁的安全空间30 cm要求;因此需要对隧道进行扩孔处理，为尽量减小断面面积，隧道进行扩孔40 cm的断面相当于采用线间距为5 m的内净空隧道标准设计断面，见图3。

图3 线间距5.0 m内净空

2．2．2 隧道加宽引起每延米工程数量变化分析

不同的扩孔段围岩分类详见表1。隧道加宽产生的工程量变化，相应的费用测算见表2～表6。

表1 扩孔隧道围岩分级统计(25座)

表2 Ⅱ级围岩工程数量表(每延长米)

表3 Ⅲ级围岩工程数量表(每延长米)

表4 Ⅳ级围岩工程数量表(每延长米)

3 简支箱梁施工方案选择

结合南广铁路桥隧工程交互分布特点，制订简支箱梁施工方案比选原则如下：

1)优先采用预制梁，并尽可能集中预制以减少场地占用，以场浇梁为辅;

2)经济效益明显时可考虑隧道扩孔方案;

3)对具体段落进行安全、技术、经济综合比较分析后确定最优方案。

表5 Ⅴ级围岩工程数量表(每延长米)

表6 隧道加宽40 cm费用测算

依据上述原则综合分析后，确定牛弼河大桥等8座大桥，总计84孔梁采用现浇法施工;其他简支箱梁施工方案具体比较见表7。

表7 简支箱梁施工方案比较

与初步设计分设4处梁场方案相比，合并梁场、扩孔隧道的方案节省1处梁场工程费，914孔简支梁采用整孔预制方案，预制梁占本段1 010孔梁的90．3%，节省了部分现浇箱梁改为预制梁的费用，同时，增加25座隧道扩孔工程费，综合各项费用后共节约工程费用2 446万元，并显著节约架梁工期，因此隧道扩孔架梁是可行的。

4 施工方案技术可行性分析

4．1 隧道工程实施安全性

根据施工组织安排，需要对25座隧道进行扩孔，长度约6 715 m，为尽量减小断面面积并使断面达到最优，采用线间距为5 m的内净空，隧道断面面积由112．8 m2增加到了117．8 m2，增加了5 m2。由于4．6 m线间距的隧道断面和5 m线间距的隧道断面在同一种围岩级别条件下可采用相同的支护参数及辅助措施，因此只要遵循设计原则，严格控制施工质量，断面面积增加不会增加隧道施工的安全风险。

4．2 桥梁工程实施安全性

整孔箱梁的刚度和整体性能均优于组合箱梁，因此采用整孔箱梁不仅提升了桥梁工程结构整体性能，更有利于运营行车安全，而且减少了1种梁型(组合箱梁)，降低了施工的复杂程度。梧州南合并梁场，不但提高预制梁比例，而且场地集中，便于箱梁质量检测、控制，提高质量控制的可靠性。

5 结语

通过对南广铁路DK120～DK252段简支箱梁施工方案分析，当通过隧道运输的箱梁较多，而需要扩孔拓宽的隧道少且短时，采用增大隧道断面的方案优势较为明显，在隧道工程风险增加不大的情况下，桥梁工程质量控制条件显著改善，有效解决了工期和安全的压力，且施工成本明显下降，南广铁路已于2012年4月份完成上述地段的桥梁架设施工，达到了良好的预期效益，为其他铁路桥隧频繁交互分布线路区段建设中桥梁施工方案的选择提供了一种新的思路。

Construction scheme comparison and selection of transporting box girder through
tunnels at bridge and tunnel staggered distribution section of passenger dedicated railway

CAO Zi-yin1CHEN Qiang2

(1．Nanning-Guangzhou Railway Co．，Ltd，Nanning 530022，China; 2．Mengxi-Huazhong Railway Co．，Ltd，Beijing 100073，China)

Based on comprehensive constructing scheme，different methods of simply-supported girder’s fabrication and erection are compared，the possibility of tunnel section expansion is researched in detail．Eventually，scheme of box girder’s precast and transport through section-expanded tunnel，practice proved：this scheme is economical，reasonable and practicable．

simply-supported girder，tunnel，scheme comparison and selection

U455

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2013.10.063

1009-6825(2013)10-0174-04

2013-01-14

曹自印(1976-)，男，工程师; 陈 强(1972-)，男，副研究员