中铁七局集团有限公司
张帆、张文格、平栓玲、丁新胜、黄建民
1.前言
随着我国铁路“平改立”工程实施和各地城市建设的快速发展，在施工中新建或改建公路下穿既有线铁路立交桥的情况会经常遇到。上世纪七十及八十年代，下穿既有铁路箱桥顶进施工方法中的架空料多采用《低合金钢拆装式桁梁》（图号：专桥-0119）中的部分杆件和配件拼装后进行线路架空加固。由于该方法在组拼时所用配件特别多，施工过程中配件丢失特别严重，造成了很大的浪费。后来通过优化设计，将容易丢失的连接板直接焊接在设计位置，形成[3703]横抬梁杆件，大大缩减了配件的数量。到上世纪九十年代，由于在既有铁路营业线上大量增建立交桥，立交桥不但孔径大，孔数多，线路与箱桥中线成斜交状态且又建在繁忙的干线或站场多股道、线间高差大、道岔或曲线下，同时铁路部门还要求在确保行车安全的基础上行车速度限速不得低于45km/h，按照传统的施工经验使用原用的横抬梁杆件架空法，必须将横抬梁间距减小到400mm以内，同时将既有铁路的砼枕换成木枕才能施工，增加了工作难度。2010年9月，中铁七局集团郑州工程有限公司依托郑州北环辅道下穿上发场、折返段、下到场和京广线八座大跨度顶进箱桥工程，开展《下穿铁路道岔顶进大跨度箱桥施工技术研究》科研课题攻关(图 1.-1-图1.-4)，形成了道岔、曲线线路、同平面内多股线me0407
图1.-1上发场道岔平面图
图1.-2上发场道岔纵断面图（单位：厘米）回铃音
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图1.-3下到场曲线线路，线路高差大平面图
图1.-4下到场曲线线路，线路高差大纵断面图（单位：厘米）
路和线间高差大等不同条件下的线路架空加固方案的设计及检算原理、滑动支点组件的设计、道岔、信号机、接触网杆等线路设备加固、反后背设计、箱桥顶进方案设计、顶进过程中的不良地质处理措施、道岔箱桥顶进施工配套安全措施等关键技术；在施工中创造性地使用我公司自主创新设计的[3703]制式杆件做为同平面内多股道和站场道岔区段等工况下的架空横抬梁，解决了不调整砼枕或换木枕的难度，使用D型便梁解决了股道间高差大的线路架空；创造性地设计出了一种新型结构形式的滑动支点组件，在[3703]横抬梁与箱桥顶板间有效减少了箱桥顶进期间传递到线路上的横向力，该滑 动支点安装便捷，使用方便，效果良好；针对道岔内道岔、信号机、接触网杆等线路设备较多，对线路架空及顶进实施影响及风险较大的情况，创造性地采用将所有受影响的设备通过一套安全稳固的加固措施固定在线路架空设备上，此加固技术既解决了设备迁改难题，也保证了设备正常使用；针对施工特点，为满足安全管理的需要，制定了一整套线路架空、箱桥顶进施工配套安全措施，保证了施工安全顺利进行。该项技术获得了2012年度河南省工程建设科学技术奖科技创新成果一等奖；2012年度中国铁路工程总公司科学技术奖三等奖；国家知识产权局已授权该项技术的《既有铁路营业线增建桥涵施工线路架空加固用标准构件》和《滑动支点组件》实用新型专利、已受理该项技术的《下穿铁路道岔顶进大跨度箱桥施工的软架空加固顶进法》的发明专利申请。
中铁七局集团郑州公司通过对郑州北环辅道下穿上发场、折返段、下到场和京广线八座大跨度顶进箱桥工程的施工，采用创新技术，大大降低了劳动强度和安全风险，确保了箱桥顶进质量和工期要求，并取得较好的经济、社会效益，且整理形成本工法，希望其工法在下穿既有营业线箱桥顶进施工中具有应用价值和起到指导作用。
2.工法特点
2.0.1架空结构体系强度大、刚度强、抗扭曲性能高，线路的稳定性好、安全性极高。
2.0.2架空顶进工期短，设备、工艺简单，易推广，工效高。
2.0.3在箱桥上对应即将拆除临时支点桩位置处设置滑动支点代替临时支点以保证
线路和设备的稳定，解决大跨度箱桥顶进过程中的线路挠度变形问题；滑动支点安拆方便、支撑可靠且人员配置少。
2.0.4架空后的道岔开启灵活，不受线路加固干扰；信号机、接触网立柱可固定在架空设备上正常使用，有效确保了行车安全。
2.0.5使用自行设计制造的设备，可节省租凭费用，综合经济效益好。
2.0.6从施工安全风险的预防与控制，人员机具、机械设备的配备，各种安全控制措施的制定等方面，总结出一套具有创新性的既有线施工安全控制措施，将既有线施工安全控制标准化。
3.适用范围
本工法适用于列车限速45km/h下，I00工钢纵梁与[3703]横抬梁软架空加固同平面内多股道、站场道岔区段、曲线地段以及斜交状态等复杂线路，同时可加固信号机、接触网杆等线上设备，还适用于D型便梁硬架空加固相邻股道高差大、直曲线非道岔线路及顶进大跨度箱桥施工。
4.工艺原理
4.1100工钢纵梁和[3703]横抬梁软架空加固原理
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列车限速45km/h通过线路期间，施工纵梁挖孔桩支点和线路架空加固。线路架空加固完毕后，利用列车通过间隙顶进箱桥，线路下挖空部分上的横抬梁[3703]、线路设备静荷载主要由纵梁工字钢担负，其力传递给主支点桩；列车通过时，箱桥停止顶进，线路下挖空部分上的线上设备静荷载和列车动荷载主要由横抬梁[3703]担负，其力传递给箱桥顶板滑动支点、主支点挖孔桩桩和路基上。
采用了自行设计制造的[3703]横抬梁和100工钢纵梁软架空法，利用可拼装任意长度的[3703]杆件，解决了同平面内多股道、站场道岔区段、曲线地段以及斜交状态大跨度架空线路的施工难题。
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4.2D型梁硬架空加固原理
线路为曲线地段、且线间高差较大，架空主跨采用24mD型梁硬架空，为防止主跨两
侧塌方，在其塌方段使用压梁或托梁[3703]和横抬梁[3703]加固线路。
采用了D24型便梁硬架空法，解决了线间高差、外轨超高均大的曲线线路架空的施工难题。
4.3滑动支点组件应用原理
使用Ⅰ100工字钢纵梁和[3703]横抬梁进行线路软架空加固时，在纵梁下均设置有临时支点桩。临时支点桩在顶进箱桥时需逐个凿除，凿除前须在箱桥顶部设置新支点进行替代。新支点除需具有必要的强度和刚度外，还需具有良好的滑动性，以减少箱桥顶进对线路的横向推力。箱桥在顶进过程中高程不断变化，新支点高度需及时调整，所以新支点还得具有装卸、调整便捷等特点。针对以上要求，设计了小型轨排滑动支点。
利用创新设计的滑动支点组件保证了线路和设备的稳定，减小了大跨度软架空100工钢纵梁的挠度变形，解决了咽喉区行车密度大无法进行横抬梁支垫的难题，减少了线路维修工作量和频次。
4.4既有道岔、信号机和接触网立柱的加固原理
道岔设备加固原理。横抬梁须从岔枕底穿过，且在道岔区对应各股钢轨下、[3703]横抬梁上铺垫25mm厚钢板（2000mm×400mm），增加道岔处线路架空加固的整体性，保证此处线路平顺。
接触网立柱加固原理。将既有接触网立柱用临时轻型钢接触网立柱代换，该临时接触网立柱固定在两组合拢的横抬梁上，其横抬梁上分别向上重叠两块4cm厚和2cm厚的钢板，以两块钢板为底座，用4个φ32螺栓将接触网立柱稳固在钢板底座上，再将钢板底座和横抬梁下的2块钢轨夹板用4个φ32螺栓固定。
信号机加固原理。信号机等信号设备通过立在横抬梁上并与Ⅰ100纵梁绑在一起或直接坐绑在Ⅰ100纵梁上，来保证信号设备在线路架空期间的正常使用。
总之，采用将道岔内信号机、接触网杆等设备固定在线路架空装置上的方法，解决了设备迁改难题，保证了设备正常使用及行车安全。
互动教学系统4.5顶进反后背的作用原理
在道岔处使用Ⅰ100工字钢纵梁和[3703]横抬梁进行大跨度箱桥线路架空加固施工，纵梁下设置的临时支点桩拆除后在箱桥顶设置滑动支点代替临时支点桩。在顶进箱桥时，会有横向推力通过滑动支点传递到横抬梁上进而传递给线路，可能引起线路变形。
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