探析高速铁路既有线安全施工技术

摘要：伴随着中国社会现代化的进程，高速铁路近几年蓬勃发展，高铁站房作为高铁的组成部分，在高铁的运营和使用方面承担重要的职责，因此高铁站房的运营安全尤为重要。本文首先阐述了高铁站房无站台柱雨棚结构新增斜支撑柱的施工方案，通过工程实例阐述高铁复杂营业线施工过程中如何制定好技术方案，以保证高铁运营安全。

关键词：高铁营业线施工；斜支撑柱；技术方案；运营安全；

中图分类号： C35 文献标识码： A

1、铁路营业线施工特点

随着高铁的运行，站房、雨棚在使用功能方面和安全保障方面会出现一些问题，为弥补不足需要在站房运营期间进行维修和维护施工，这种施工方式即为高铁营业线施工。

高铁营业线施工在保证铁路正常运行方面承担中重要的角色，这种施工方式主要有以下特点：

1.1需申请天窗点施工

高铁营业线施工需施工单位向铁路相关部门申请天窗点施工，并联系与施工相关的所有铁路部门召开方案评审会，一些危险系数大、施工难度大的施工项目需邀请铁路专家进行评审，在方案评审通过后联系相关铁路单位办理施工手续。在手续完善后遵照铁路调度部门的调度命令进行天窗点施工。

1.2施工时间短

因高铁营业线施工的施工时间为铁路运营单位空运期间，施工时间为夜间，施工时间必须遵照铁路调度命令，在调度命令下达停电后，经过铁路电力部门接地放电后方可施工，允许施工时间一般控制在3小时内。

1.3安全措施要求高

高铁营业线施工是在高铁正常运营的条件下进行的施工作业，高铁运营设备设施众多，一件设备设置的损坏就会影响铁路的正常运行，故在施工过程中必须采取有效安全措施。

2、工程实例

某高铁站房工程，车站站场总规模为2台6线，雨棚总长度445.48米，宽度54米，顶板覆盖投影面积23384平米，结构形式为钢结构。钢结构由组合钢柱（边柱），摇摆柱（中柱）、桁架梁、H型实腹檩条及其他屋面支撑组成。其中，桁架梁采用空间三角形钢管桁架、柱为钢管混凝土柱。

开通运营后经多次观察、监测发现雨棚檩条结构在列车通过时雨棚屋面结构震颤幅度过大，因此考虑对雨棚屋面进行补强处理，确保安全牢固。经设计复核计算，具体补强方法为在雨棚结构四角靠近正线部位中柱增设斜向支撑柱，斜向支撑柱下部与中柱（边跨）柱脚连接，斜撑上部与既有的边檩条连接。具体设计方案如下图所示：

新增斜支撑柱平面布置图

新增斜支撑安装节点图

新增斜支撑立面布置图

斜支撑柱的位置示意图

3工程重难点分析及对策

3.1工程重难点分析

3.1.1现场条件复杂，高铁设备设施众多

本工程新增斜支撑柱的上节点在站房雨棚上，斜支撑柱上节点的下方便是高铁正线，高铁正线上拥有铁轨、接触网、通信感应装置等众多铁路设备设置，现场施工条件异常复杂。

吊装跨越接触网现场情况

3.1.2施工空间狭小，施工精度要求高

通过现场踏勘发现，斜支撑柱一端若想到达指定安装地点，需穿过高铁正线和到发线之间的空隙，经过现场勘测发现此空隙间距平均尺寸400mm，斜支撑柱的尺寸为299mm，斜支撑柱在吊装的过程与两侧铁路线路的间距只有50.5mm，施工空间异常狭小，因此施工精度要求特别高。

钢柱起吊位置示意图

3.1.3施工时间短

本工程必须在一个天窗点时间内将斜支撑柱吊装到指定地点，并牢固固定，如果在一个天窗点不能完成吊装和固定作业，则必须将斜支撑柱放回原位，等待下一个天窗点重新进行吊装，一个天窗点的施工时间在2.5h以内，因此施工时间短，施工准备必须充分。

3.2重、难点对策

针对以上施工重难点，施工方制定了如下对策：

3.2.1根据现场情况，采取有效的成品保护施工措施，对可能发生损坏的设施设备设置加设保护装备，并成立专门的成品保护施工小组，专人专项对现场各种情况进行监视，如果发生意外情况立刻采取补救方法。

3.2.2采用空间测量技术，准确定位安装点，确保吊装及安装路径正确，并在吊装的过程中使用人工进行辅助，当斜支撑柱一段穿过铁路正线与到发线之间的空隙之时在铁路梁上安排两名工人进行水平方向摇摆微调，确保斜支撑柱通过缝隙。

3.2.3施工前进行工作任务分解，将吊装前的所有准备工作做好，尽量压缩吊装时间，并选择合理科学的吊装方案，科学的规划施工中每一步工序的施工时间，精确定位及控制，最终确保吊装时间满足要求。

4斜支撑柱安装方案

4.1施工流程

拆除挡渣盖板、搭设平台焊接柱根部的连接点焊接、吊运斜柱至支撑平台上部拆除屋面板、吊顶板整体测量放线安装下部节点安装上部板件测量钢柱实际长度安装新增斜柱下部节点满焊恢复屋面板、吊顶板恢复挡渣板。

4.2具体流程如下：

4.2.1安装第一步需要路局相关部门配合，由我方将主线梁与到发线梁间的梁缝盖板拆除，拆除位置由1轴、16轴开始向雨棚外25米范围；此范围内的与新增斜柱部分有冲突，新增斜柱无法安装，待新增斜柱安装完成后再将其恢复。拆除后的挡渣板存放在桥下指定位置，同时在梁下斜柱安装位置搭设支撑平台。

现场实际情况示意图

4.2.2在拆除挡渣板时，将现场斜柱上部节点位置的屋面泛水板、与泛水板相邻的屋面板、对应位置的吊顶条板、檐口板拆除，条板沿上部龙骨切下，保证端头条板稳固，屋面板拆除部位四周已经进行加固处理，作业期间洞口屋面板是稳定的，拆下屋面板、吊顶板运至地面指定位置存放。

屋面板拆除部位示意图

4.2.3将需要拆除挡渣板部位处理后，开始安装斜柱的下部节点。利用一个天窗点时间进行斜柱与下部节点连接固定工作，安装前需使用2台16吨汽车吊将斜柱吊至T梁与正线梁间下方搭设的平台上，将钢柱与摇摆柱下节点进行连接，详见附图。

支撑搭设示意图

吊车吊装示意图

4.2.4整体测量确定梁缝和斜柱的位置关系，保证吊装时斜柱能够穿过梁缝，从而确定下部节点在雨棚摇摆柱上的安装位置，使用红外线水平仪用下部摇摆柱的中心位置放出上部节点的安装中心位置。

对下部节点测量时确定铁路挡渣板对斜柱安装的影响，若局部影响安装，则对铁路挡渣板进行局部剔凿，根据现场测量，4个方向梁缝的平均宽度在400mm左右。

上部节点安装时利用两个天窗点时间将上部节点板、连接板等安装在封边檩条上并固定牢固，并将图纸要求的封边檩条与主檩条翼缘板进行等强焊接。

4.2.5上部节点连接时屋面作业人员临边作业，作业时将安全带挂在檩条上或吊顶角钢龙骨上，同时其他作业人员在桥面上用钢丝绳将斜柱上端固定并与吊车吊钩连接；吊车缓慢起吊，当斜柱的上端露出桥面时，停止提升，采用方木卡于梁缝之间，使斜柱固定不动，然后吊车进行摘勾，在斜柱上部安装采用工字钢带抱箍的构件，构件与斜柱形成一个角度，保证上节点的安装，再将吊车挂钩采用卡环与工字钢构件进行连接，上下统一指挥，吊车司机按照信号工的指挥调整大臂的角度和高度，同时在桥上配备两名作业人员对斜柱吊装过程中的轻微摆动进行控制，并随时调整斜柱与梁的位置关系，与信号工积极沟通，从而保证从梁与梁间缝隙处穿过，下部节点为保证调整高度，安装千斤顶进行调整。

根据经验预估操作时间：吊车就位转臂、落钩需要20分钟，调整根部位置20分钟，吊柱起吊需要20分钟，上部节点螺栓连接30分钟，摘钩、大臂移出接触网范围20分钟。

下部节点做法 上部节点做法

汽车吊在线侧跨过到发线接触网到达摇摆柱位置进行吊装，先将钢柱吊运至摇摆柱部位，顺T梁方向放置，吊装选用260吨汽车吊，吊车的选用是经过现场勘查结合吊车性能确定的。现场地面距离轨道面最大高度15.27米，轨道面距离接触网顶面6.9米，雨棚屋面距离地面约28米，摇摆柱距离外幕墙边线约24米。在天窗点前将260吨汽车吊到达当晚吊装作业点进行组装、支车工作；吊车支车点选在线侧距离雨棚边缘8米位置，吊车中心距离作业点约32.5米；吊车选用65.5米主臂加20米副臂，副臂与主臂15度夹角，作业半径36米，起重量4.1吨的作业工况，在此种工况下吊车满足现场吊装作业条件。

4.2.6斜柱安装固定完成后组织相关单位进行验收，再利用天窗点时间进行吊顶板、屋面板、泛水板等材料的恢复工作。

在施工过程中如果未能完成安装施工，天窗点结束的情况下，在上部完成安装的情况下，下部的施工不影响行车，在上部未能完成安装的情况下，将钢柱拆下，吊运至地面，待下一个施工点继续安装。

吊运平面示意图

260吨汽车吊吊装作业示意图

5结 语

通过现场详细的勘察测量，对各种可能出现的状况进行提前分析、预控，制定措施，斜支撑柱吊装过程进行份非常顺利，安装质量经建设单位、监理单位、路局站段验收合格，雨棚在高铁通过后，振幅满足设计及规范要求，得到了各方的一致好评。

在如今全国高速铁路大力发展的大背景下，将会有越来越多的铁路营业线施工，本文通过阐述本工程的复杂环境下既有线吊装施工方案，分析解决施工中可能出现的一些技术问题、安全问题，确保施工安全，从而保证高铁运营安全，希望能对类似工程有一定参考作用。