两隧道间仅一孔预制梁架设方法的研究
摘要：随着客运专线大量修建，我国高铁已进入山区时代，过了桥梁就是隧道，桥隧相连，短桥众多，两隧道之间仅有一孔桥，甚至首、末孔桥台处于隧道内部的情况已经出现，这种极端工况下的桥梁架设与平原地区差异很大。本文重点研究如何运用运架一体机架设两隧道间仅有的一孔预制梁，提出了切实可行的架设方案。
关键词：隧道 特殊区段 预制梁架设 随着国内高速铁路的迅猛发展，尤其是近几年高速铁路越来越多的向西南和西北的多山地区修建，桥梁铺架遇到了许多前所未见的新工况。例如桥隧相连区段的首末孔预制混凝土梁的架设问题。为了不切翼缘实现过隧道运架梁，国内箱梁运架设备厂家研制了几种新型运架设备，包括运架一体机式架桥机、隧道内外通用架桥机、导梁式分体过隧运架设备等。以上几种机型均可实现隧道进出口零距离架梁，但对于两隧道间只有一孔预制梁的情形，桥梁铺架非常困难。在时速350km线路上如何用运架一体机架设以上情形的混凝土梁是本文研究的重点。
1、特殊区段线路研究情况
兰新高速铁路建成后列车时速为250km，但工程建设是按满足时速350km的标准进行施工修建。整条线路为有碴轨道，混凝土梁宽为12.2m，梁高为3.05m，隧道断面半径为6650mm，最宽处为13300mm，曲线半径不小于5000m。图1是兰新铁路隧道断面图。
图1 兰新铁路隧道断面图
中铁十八局在所建标段中遇到了极端特殊工况，即红崖村隧道出口：桥台距离隧道口断面-0.92m，出洞口经一孔32m预制梁和0.08m路基进入米拉湾隧道，架梁设备为双梁运架一体式架桥机。图2是运架一体机常规架梁实况照片，该机型施工原理及结构特点业内人士已经很了解，本文不做赘述。下面针对该特殊工况详细研究架梁过程。
2、特殊区段桥梁架设方法研究
运架一体式架桥机由运架梁机和下导梁机共同组成。运架梁机用于吊运下导梁机桥头就位和桥间转移，吊运混凝土梁到达待架孔位，配合下导梁机完成箱梁架设；下导梁机用于引导运架梁机喂梁，完成箱梁架设，自行倒运支腿完成过孔。
运架一体机出隧道口架梁的难点是混凝土箱梁在隧道内提升高度受到，下导梁正常架梁位又在隧道路面以上，导致运架梁机不能在隧道内携梁与下导梁架梁小车对接。为了实现出隧道口零距离或负距离架设箱梁，就需要将下导梁机降至低位，使下导梁上轨道面低于混凝土梁下平面100mm以下。
本案红崖村隧道出口与米拉湾隧道进口之间仅有一孔32m梁，且隧道进出口与墩台紧密相连，在运架梁机与架梁小车对接时，混凝土梁仍未出离隧道，由图1可见，混凝土梁在隧道内的提升高度极限为2350mm。而下导梁结构本身高度为2200mm，运架一体机的架梁工法决定了正常架梁时下导梁必须处于路基面以上320mm，下导梁上轨道面与混凝土梁下平面之间还需预留100mm安全距离，即正常架梁时混凝土梁下平面距路基面间隙应不小于2620mm，远大于2350mm。可见混凝土梁与下导梁之间已经发生干涉。采取的架梁方案为将下导梁降至低位，即取消下导梁与路基面之间的间隙，将导梁直接放置于隧道路面上。这带来另一个问题，喂梁到位后下导梁无法前抽。因为导梁长达82m，自重较大，直接
放置于地面上摩擦阻力非常大，前抽动力不足。解决的办法是事先在隧道路面上相应位置设置凹坑，凹坑的深度及长宽尺寸需根据辅助托辊装置外形尺寸进行设计，满足恰好将辅助托辊放置于内而托辊踏面露出地面50mm高度。这样既实现了降低导梁高度的目的，又可将导梁下轨道面置于托辊上变滑动摩擦为滚动摩擦。架梁前事先将辅助托辊放置于路基坑中，下导梁放置于辅助托辊上就位。另外，由于导梁与地面间隙过小，其自身挠度会使得导梁前端啃住地面而无法前抽。解决的办法是准备若干φ50mm，长度大于3m的圆棒料放置于导梁前端下轨道面与地面之间，随着导梁前抽不断倒换圆棒使得导梁前端始终在圆棒上，圆棒沿地面前滚。此举会在一定程度上增大前抽阻力，需在架梁小车前抽动力之外补充额外的前抽力。由于工况特殊，交通不便，无法借助推土机等外部动力，办法是在距导梁前端50m处预埋固定桩，固定桩强度要达到水平方向拉力不小于15t。将导梁前端支腿吊架装置的起升卷扬机构拆下，卷扬电机和卷筒安装于导梁前端箱梁内部，定滑轮组栓接于导梁前端面上，动滑轮组浮动，动、定滑轮组之间由φ13钢丝绳缠绕，倍率为10，用一根φ32钢丝绳将动滑轮组与固定桩连接起来。当导梁需要前抽时，卷扬机构与架梁小车同时驱动，即可实现导梁前移。由于卷扬机构卷筒容绳量有限，导梁前抽5m后需停下，调节φ32钢丝绳长度将动滑轮组前移5m，再继续前移导梁，如此反复实现导梁步进式前移。此法虽架梁效率偏低，但可实现在无需外部辅助设备的情况下架设两隧道间的仅有一孔预制箱梁。具体实施步骤见演示图3。
3、结语
多隧地区高速铁路桥梁的架设一直是施工难点，特别是桥隧相连区段，架梁效率普遍偏低，近年来投入使用的运架一体机式架桥机可以方便的运梁过隧道和桥间自行转场。然而对于两隧道间仅有一孔预制梁尤其是进出隧道口负距离架设箱梁仍是桥梁铺架的难点所在。本文研究的架梁方法虽效率偏低，却可以利用运架一体机自身机构实现特殊工况桥梁架设，避免特殊区段采用传统的现浇模式，节省工期，降低施工成本，可供工程建设单位技术人员研究参考。
参考文献
[1] 刘林生.山岭地区客运专线箱梁运架设备的选型研究.《建设机械技术与管理》杂志社，2011（5）.
[2] 刘亚滨、刘利国、布鲁诺?马纽恩、张福德.运架梁一体式架桥机.中国，2767494[P].2006-03.
图2 运架一 体机施工实况
图3 两隧道间一孔桥梁铺架演示图
