高铁桥梁施工中大型施工车辆变线技术分析

高铁桥梁施工中大型施工车辆变线技术分析

摘要：高铁桥梁建设项目增多，在施工中经常用到大型运输车辆，几十吨位甚至几百吨位的运输车辆在施工中只有通过变线操作，才能实现高铁桥梁预制梁的运输到位与安装。本文阐述了高铁桥梁施工中大型施工车辆变线技术的含义和必要性。分析了高铁桥梁施工中大型车辆变线技术在应用中存在的一些问题，并针对这些问题提出改进措施。

关键词: 高铁；桥梁施工；大型施工车辆；变线技术

随着我国经济的快速发展，带动了我国铁路、公路的建设速度。目前，我国已建成的高速铁路、高速公路以及普通铁路和普通公路已经基本实现交通运输网，为我国整体发展奠定了扎实的道路基础。在道路建设过程中，经常会用到大型运输车辆，尤其是高铁桥梁建设项目，往往涉及到十吨位甚至百吨位以上级别的运输车辆。如何通过变线技术将桥梁预制箱梁运输到指定地点或者实现移动组拼架桥的目的，成为高铁桥梁建设项目运输材料的主要问题。

1 高铁桥梁施工中大型施工车辆变线技术的含义

车辆变线技术原指车辆在行驶过程中，通过改变原来行驶的线路方向，实现转向、超车，转向后继续正常行驶，超车后，距被超车60米后回到原正常行驶车道正常行驶的一系列机车行驶操作技术。严格意义上的变线超车是指当你的车道前方有慢行车辆你必须短时

间借用另外的车道超过去, 并且必须尽快回到自己的车道内行车的情况[1]。在正常情况下，车辆随便变线行驶是不允许的，只有在指定区域才可以进行变线驾驶。而在高铁桥梁施工中，不存在其它行驶的车辆，大型运输车为了实现配合其它操作技术不得不进行变线操作，实现将运输材料运送到指定地点或配合进行预制箱梁的移动组拼工艺。由于受施工条件、施工工期、施工环境等多方面因素的影响和制约，在两条并行高速铁路的桥梁施工中，常常需要将一些重型施工机具（如架桥机）以及预应力混凝土箱梁如900t级箱梁等重型施工荷载从桥上由一条线路转移到相邻的另一条线路上。实际施工中，一般采用900t级运梁车从一座桥梁上将这些重型装备跨线运送到相邻的另一座桥梁上。运梁车的这种跨线运送施工荷载的过程，通常被简称为变线过程[2]。因此，高铁桥梁施工中大型运输车辆的变线操作技术与车辆行驶中的变线操作是完全不同的。

2 高铁桥梁施工中大型施工车辆变线技术的必要性

高铁桥梁施工中大型施工车辆的吨位极高，受到现场施工条件的限制和预制箱梁本身形状和重心的不同，往往产生偏载现象。这种偏载作用直接受力箱梁上，将对箱梁产生极大的扭曲力，这种扭曲作用对箱梁的磨损程度远远高于高速铁路上行驶的列车对箱梁的弯曲效应。而在进行箱梁设计时，其荷载产生的原因并没有将运输车辆计算在内，这样一来，如果不进行特殊的前期准备工作和车辆变线技术研究，直接在桥梁上进行百吨位级或以上级别的运输车辆行驶，极易造

成箱梁出现裂痕、移位，必定减少箱梁的使用寿命，而且存在极大的安全隐患，甚至因为箱梁扭曲变形而出现坍塌事故。因此，在高铁桥梁施工中大型施工车辆技术是十分必要的，能够有效减少变线操作对箱梁的破坏作用，实现移动组装预制箱梁的目的。

3 高铁桥梁施工中大型施工车辆变线技术存在的问题

高铁桥梁在设计时，并未考虑到后期施工中需要通过大型运输车辆将大吨位的预制箱梁运送到施工现场或进行配合进行移动拼装。这种设计上的欠缺，在实际施工中常出现以下问题：

3.1箱梁荷载计算小，无卸载结构进行荷载分散

原有线路的箱梁荷载在计算时，并未考虑运输问题，因此，由大型运输车辆自身荷载在变线时产生非常大的作用力，产生极大的扭曲效应。这部分扭曲作用力由于没有得到卸载，全部作用在箱梁翼缘板上。因此，箱梁原有的承载力无法全部承载，极易出现超载断裂，产生施工事故。

3.2大型运输车辆变线路线需要斟酌

利用原来桥梁对并行桥梁建设施工中，需要进行预制梁的运输，

由于设计原因，未考虑到运输车辆的荷载和预制箱梁在运输车上的偏重问题，由此产生的负载过重或过偏容易对箱梁产生严重的冲击作用。此时，对于运输线路的选择和运输车辆变线地点的选择更为重要。在实际施工中，由于欠缺这点考虑，运输车辆往往随着施工进度而随便变线，原有箱梁每隔一段距离就会受到大型车辆变线的冲击，大大降低了箱梁的整体寿命。

3.3运输车辆变线侧应力影响

在桥梁施工中，需要用专用运梁平车通过预设的钢轨将钢箱梁运送至指定位置，进行钢箱梁的顶推工序[3]。此时，车辆变线时，一些纵向承载钢轨就出现受力不均现象，这种偏压力使得钢轨倾向一侧，起不到承载作用。这时，如果不进行相应的技术改进，同样会对箱梁产生大的冲击作用。

4 高铁桥梁施工中大型施工车辆变线技术的改进措施

针对以上高铁桥梁并行线施工中大型施工车辆运输高吨位预制箱梁存在的问题，需要有进行车辆变线技术的改进措施，才能避免或在大减少变线对箱梁的扭曲效应，降低桥梁的磨损度。

4.1设置桥面临时承载结构

为保证结构安全，避免重载运梁车变线过程中车轮荷载直接作用在箱梁翼缘板上，必须对桥面进行处理，把运梁车车轮荷载对翼缘板

的直接作用方式变为间接作用方式。为此，采取在箱梁顶面搭设临时结构将荷载传递到箱梁腹板附近的施工措施来解决上述问题。临时承载结构由三层钢制结构组成。其中：第一层是在箱梁腹板的正上方、顺桥方向铺设4组钢轨，每组由3根间距为300mm的钢轨组成；第二层是在钢轨上，沿横桥向按间距200mm铺设一层工字钢（工字钢型号为I28b)；第三层是在工字钢上铺设一层5mm厚的防滑钢板。运梁车从防滑钢板上面横向变线。

4.2设置最佳的行走线路和变线位置

最佳的行走线路和变线位置设置，对于运输车辆的正常安全行驶以及配合箱梁组拼意义重大。如何设置最佳线路和变线点需要考虑多方面的因素，包括运梁车的平顺性、箱梁的承载力分布以及施工进度需要等等。以DCY900A型运梁车为例，在进行并行桥梁施工中，可以采用直线和大半径圆曲线等组合而成的走行路线。如图所示：在不影响施工的前提下，将运梁车的走行路线在图中所示位置的基础上向连续梁左端平移了5m。计算表明，运梁车在向左平移了5m 后的走行路线变线的过程中，两片连续梁均能满足《新建时速200～250公里客运专线铁路设计暂行规定》中对梁体允许变形值和《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB 10002.3—2005）中对混凝土材料允许强度值的相关规定。

4.3纵向钢轨间横向联结的设置