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摘要：上海市北橫通道二期工程跨鐵路立交橋工程位于上海機務段至上海站間，橋梁需同時上跨機務段管線、聯絡線共8條鐵路線及軌道交通3/4號線，對施工的安全控制要求非常高。橋梁結構型式為單拱面下承式鋼拱橋，采用步履式頂推施工方法，詳細介紹了施工方案的制定、實施過程中的關鍵點，以及施工安全控制措施。通過對施工過程現場監測，結合理論計算結果進行分析，驗證了設計方案的可行性，并為類似工程提供了參考價值。

關鍵詞：鐵路；軌道交通；咽喉區；單拱面下承式鋼拱橋；步履式頂推；關鍵技術

1概述

上海市北橫通道新建二期工程Ⅱ標段跨鐵路立交橋工程，跨越機務段管線、京滬線聯絡線及軌交3/4號線，施工影響因素多，設計工作復雜。主橋考慮鐵路、軌道交通線路及避讓北側小區等因素，且由于路面標高受西側橋梁限制，梁底受鐵路、軌道交通及北側道路凈空限制，經比選后采用下承式鋼拱橋的結構型式。既有南北高架跨鐵路G2匝道橋為混凝土單箱、單室、等高度連續梁，新建拼寬橋需切除既有G2匝道橋東側3m寬人行道懸臂，并在既有橋梁東側新增FB輔道及ZB匝道，兩者在鐵路南側合并，采用整幅1~75m鋼結構拱橋跨越鐵路咽喉區，橋梁寬度16.75m。圖1為橋梁效果圖。

2結構設計簡介

橋梁計算跨徑為73.805m，拱肋軸線采用二次拋物線，矢高14.761m，矢跨比1/5，橋寬16.75m。橋梁中間位置設置單片拱肋。全橋共設11根吊桿，吊桿采用GJ15-19鋼絞線及相應的叉耳式錨頭，張拉端位于主梁外。橋梁設置四個可調支座。拱橋位于直線段處，縱坡2.17%，鐵路凈空滿足大于6.55m的要求，軌道交通凈空為6.82m（見圖2）。拱肋：采用鋼箱截面，高2.0m，寬2.0m，頂、底、腹板均厚25mm，拱腳處頂、底、腹板均厚30mm。主梁：采用鋼箱梁，單箱三室箱形截面，高2.2m，寬16.75m，頂板厚16mm，底板厚20mm，設四道腹板，每道腹板厚20mm。鋼梁、鋼拱總重約1200t，鋼材材質Q345qD。下部結構：橋墩采用L形蓋梁雙柱墩，墩柱截面尺寸2.0m（寬）×2.5m（厚），柱間凈距2.0m。鐵路南側FB07#墩T形承臺尺寸8.8m（長）×10.8m（寬）×2.0m（厚），基礎采用14-0.8m群樁基礎。鐵路北側FB08#墩承臺尺寸5.7m（寬）×10.8m（長）×2.0m（厚），基礎采用11-0.8m群樁基礎。

3橋梁施工對鐵路與軌交的影響

系桿拱橋施工地點跨越鐵路機務段管線和聯絡線及軌交3/4號線，現狀鐵路運輸條件見表1。現場鐵路線路的布置情況如圖3所示。3.1橋梁施工對鐵路的影響。拱橋施工地點中心與機務段管線相交里程為GIDK0+147.678，影響范圍為上海機務段至上海站間。系桿拱橋現場拼裝、FB07#頂推支架及導梁安裝、FB08#頂推支架施工為鄰近營業線施工，臨時墩施工、鋼梁頂推施工為營業線施工，需要封鎖，其中鋼梁頂推施工需要停電封鎖（見表2）。3.2對軌交3/4號線的影響。改建后的軌交3/4號線龍門架頂標高為10.220m，此次頂推系桿拱橋底板底標高為12.404m，凈距離為2.184m。FB08#墩頂推支架體系外邊緣距離接觸網線6.269m。臨時墩支架體系最外邊距離接觸網線距離為5.360m。頂推作業導梁由臨時墩到梁體就位過程中，軌交需停電封鎖（見圖4）。

4步履式頂推施工方案

4.1頂推設備的配備與布設。一套頂推設備包括機械結構系統（上部滑移結構、下部支撐結構）、油缸系統（支撐頂升、頂推平移、橫向調整）、液壓系統（支撐頂升和頂推平移）、電氣控制系統，通過組合動作實現鋼箱梁在順橋向、豎向、橫橋向分別移動、頂升或調整，從而降低了成本，并保證鋼箱梁頂推施工完成后的全橋線形。頂推機械結構的支撐頂升油缸安裝于下部結構內，其支撐面在臨時墩上，下部結構和上部結構之間通過安裝聚四氟乙烯蘑菇頭滑板和不銹鋼板進行滑動，滑動時支撐頂升油缸和下部結構相對于臨時墩不動。頂推設備的滑動摩擦全部是在頂推設備內部進行，臨時墩不受水平載荷。頂推設備兩側支撐頂升油缸可以靈活適應主橋的坡度，橫向調整油缸保證主橋水平移動時不會產生橫橋向偏移（見圖5）。4.2頂推方案。鋼箱梁拱采用柔性墩多點步履式頂推法施工，在鐵路南側布置頂推平臺和臨時墩，并在其上布置滑道。在平臺上完成整橋的拼裝焊接后，用步履式頂推設備同步循環作業使鋼橋向前滑移，直至橋梁到達設計位置。鋼箱梁在工廠生產，經公路運輸至現場，全部節段均在支架平臺上拼裝、頂推，逐步頂推到位。頂推施工總體布置如圖6所示。整個施工流程主要分為以下幾個步驟：（1）拼裝箱梁。通過吊裝設備將導梁及各個鋼箱梁節段吊裝到位，在拼裝高度進行連接。（2）受力轉換。通過頂推設備，將拼裝好的箱梁從臨時墊塊轉換到頂推設備上，準備頂推。（3）鋼箱梁頂推。通過鋼箱梁底板下步履式頂推設備，對箱梁進行頂推施工。（4）落梁。到位并進行調位后，通過支座位置兩側豎向油缸頂升結構，拆除步履式頂推設備和支架，落梁到永久墩，完成施工。頂推的施工步驟分為如下幾個工況，見表3。4.3頂推方案計算分析。在橋梁頂推施工過程中，結構的約束條件和內力不斷變化，通過計算機軟件整體計算、分析頂推過程中各個頂推工況的支架反力、結構最大變形和板件應力變化，其中頂推過程中的支架反力作為局部計算的依據，確保頂推過程安全（見圖7）。4.4頂推施工的實施。每天僅可在凌晨0:30—4:30的鐵路及軌道交通停止運營的窗口時間段內進行頂推施工，整個頂推過程歷時11d，行程共計104m（見圖8）。

5頂推施工的安全控制措施

5.1臨時結構設計方面。為保證頂推臨時結構的安全，臨時結構設計由具有設計資質的設計單位進行設計，各臨時結構設計時均按規范要求考慮安全系數，保證結構安全。5.2頂推過程分析，落實過程受力安全。對頂推施工全過程進行分析計算，分析出頂推過程中各工況主梁、導梁、臨時撐桿的最大應力及變形，并根據仿真計算結果對臨時結構進行優化，保證頂推施工構件安全。5.3對永久結構、臨時結構進行監控。頂推過程中，臨時支墩反力不斷變化，橋梁整體和局部應力狀態。也不斷變化，頂推施工時在永久結構及臨時結構安裝應力及應變監控系統，實施頂推全過程監控，防止頂推過程出現應力或變形過大引起結構不安全。5.4優化工藝，避免不利工況長時間停滯根據頂推過程分析計算結果，對頂推工藝進行優化，做好有效措施，避免在應力、應變及大懸臂等不利工況下的停滯時間。5.5落實監控指令，對結構進行實時監控頂推施工嚴格按監控指令實施，對各結構實時監控，頂推各墩頂的荷載、水平力、變形等及時反應匯報，采取有效措施保證對監控指令的各項指標落實到位。5.6頂推停滯階段，落實臨時結構措施。頂推停滯時，對臨時結構的應力、變形實施有效監控，遇到問題及時處理。并通過頂推過程的計算分析，盡量避免在臨時結構受力較大時處于頂推停滯階段。

6結語

上海天目路立交北橫通道同時跨越多條鐵路及地鐵的系桿拱鋼橋，采用步履式整體頂推施工方案，利用多點同步步履式頂推設備完成了鋼拱梁整體頂推施工，成功跨越鐵路咽喉區，整個施工過程安全可控。所采用的方案及配套設備集頂升、平移、橫向調整于一體，實現了拱梁的豎向、順橋向、橫橋向的移動或調整，從而保證了拱橋的坡度和全橋線形，具有安全可靠、經濟性好、工期可控等優點，可為類似項目提供有益的參考。

參考文獻：

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作者:梁衍彬 單位:中國鐵路上海局集團有限公司