蔡 蔚

（上海軌道交通十三號線發(fā)展有限公司，200070，上?！胃呒壒こ處煟?/p>

上海軌道交通網(wǎng)絡(luò)中絕大部分線路為放射線或割線，僅軌道交通4號線在寶山路站到虹橋路站區(qū)段與3號線接軌共線后構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)中唯一的環(huán)線。從目前的高峰斷面客流來看，共線段需開行26對列車才能滿足現(xiàn)狀客流需求。然而，由于共線段為簡單接軌，導致單條線路非共線段和共線段運能分布不均。目前，共線段最大開行列車對數(shù)為22對/h，在同時滿足3號線和4號線客流需求方面只能顧此失彼。隨著2014年前后軌道交通12、13號線等逐步建成運營，預計4號線客流和共線段客流還將大幅度增長。因此，對軌道交通3號線進行改造，優(yōu)化3、4號線的運營組織方式，釋放更多共線段運能給4號線，已經(jīng)是十分迫切的問題。

1 改造工程概況

根據(jù)客流分析和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前上海火車站站——寶山路站為共線段客流高峰最大斷面。考慮到確保既有線路運營和實施難度等因素，選擇在上?；疖囌菊尽獙毶铰氛緟^(qū)段增設(shè)線路，實現(xiàn)3、4號線分線運營。通過改造，3號線可在上?；疖囌菊菊鄯担瑢崿F(xiàn)與4號線在寶山路站和上?；疖囌菊就蛲_換乘。屆時共線段內(nèi)的環(huán)線運能將大大提高，也能為今后客流增長創(chuàng)造良好的運營條件。

改造工程新建線路全長約3km，其中區(qū)間高架線1.33km，地面線1.67km。如圖1所示，在上?；疖囌菊颈眰?cè)增設(shè)地面線路，同時新建島式站臺和換乘大廳，改造車站東、西兩側(cè)道岔并新建牽引變電站；在寶山路站既有線兩側(cè)增設(shè)高架線路，改造輔助用房并增設(shè)站臺，新建牽引變電站并改造車站道岔，然后與既有4號線連接。區(qū)間部分需改造大統(tǒng)路地道，新建高架線路，并對原有高架橋梁實施換梁和加寬改造。在此基礎(chǔ)上同步完成3號線信號系統(tǒng)、供電系統(tǒng)以及相關(guān)機電設(shè)施的改造。為了最大限度地保證運營，各部分工作必須見縫插針地同步實施，待條件具備后中斷運營，實施換梁并切換信號和供電系統(tǒng)。從施工籌劃來看，將既有線路改造為道岔區(qū)并將既有梁體替換為新建異形梁體，在最短的時間窗口內(nèi)中斷運營并安全可靠地實施換梁，是改造工程成敗的關(guān)鍵之一，也是本文要探討的問題。

圖1 上海軌道交通3號線改造工程示意圖

2 換梁方案比選

換梁施工位于交通路南側(cè)、軌道交通3號線寶山路站口西側(cè)的既有高架區(qū)間段。如圖2所示，需要在軌道交通3號線中斷運營的封鎖時間內(nèi)將既有的5片等寬梁換為5片異形梁。

圖2 換梁方案示意圖

在換梁施工中，首先要確保軌道交通3號線的運營安全，梁體的預制、吊裝、頂推等作業(yè)都必須精確計算、精心實施，以保證萬無一失。其次，由于換梁施工區(qū)域要占用交通路和鐵路客技站，而客技站內(nèi)股道均具有檢修或存車功能且作業(yè)繁忙，所以要盡可能減少影響交通路和客技站內(nèi)既有股道的時間和范圍。第三，寶山路北側(cè)交通路為單行道，道路南側(cè)居民樓密集，交通路是周圍居民的唯一出行道路，在選擇施工方案時要盡可能減少對周圍居民正常生活的干擾，充分考慮社會穩(wěn)定因素。綜合以上原則，可采用四種方案進行施工。

方案一：吊老梁移新梁。即采用提梁機將既有梁體提運，落至既有線北側(cè)預留空地后解體運出；在高空制梁平臺上預制新梁，待梁體徐變完成后利用移梁軌道橫移，分步到達設(shè)計位置。

方案二：提梁機換梁。即采用提梁機將既有梁體依次提運，落至制梁位東側(cè)預留空地后解體運出；在地面錯位預制新梁，待梁體徐變完成后采用提梁機依次提運架設(shè)至設(shè)計位置。

方案三：南側(cè)制梁北側(cè)落梁。即在既有線北側(cè)（交通路側(cè)）搭設(shè)落梁平臺，將既有梁體橫移至落梁平臺后逐步落梁至地面解體運出；在既有線南側(cè)（客技站內(nèi)）搭設(shè)制梁平臺預制新梁，待梁體徐變完成后通過橫移軌道移入設(shè)計位置。

方案四：北側(cè)制梁南側(cè)落梁。即在既有線南側(cè)（客技站內(nèi)）搭設(shè)落梁平臺，將既有梁橫移至落梁平臺后逐步落梁至地面解體運出；在既有線北側(cè)（交通路側(cè)）搭設(shè)制梁平臺預制新梁，待梁體徐變完成后通過橫移軌道移入設(shè)計位置。

四種方案的分析比較如表1所示。方案一對交通路影響較大，且施工難度也最大，基本上可以排除。方案三和方案四相對于方案二多占用鐵路客技站三條股道，與鐵路協(xié)調(diào)難度相對較大。經(jīng)綜合分析，推薦采用方案二，即提梁機換梁方案。

3 提梁機換梁方案

提梁機換梁施工方案如圖3所示，主要包括施工準備、新梁預制、換梁施工等工作內(nèi)容。

3.1 施工準備

首先要對鐵路客技站16、17股道，以及管線和機電設(shè)備等進行拆除、遷改施工，為移梁做好準備。針對上海的軟土地質(zhì)條件，采用鉆孔灌注樁由東向西加固提梁機軌道基礎(chǔ)。客技站區(qū)域的地基處理應(yīng)在股道拆除改遷后完成。換梁段橋梁下部結(jié)構(gòu)施工可與提梁機軌道地基處理及客技站內(nèi)股道拆除同時進行。

表1 換梁方案比較分析表

圖3 提梁機換梁施工方案

3.2 新梁預制

在交通路設(shè)置預制梁臺座，按2＃→3?！?＃→4?！?＃（見圖2的梁體編號）的順序逐跨預制梁體。梁體預制完成后，整體道床和橋面系在梁體吊裝前施工安裝到位。

3.3 提梁機組裝調(diào)試

所選提梁機應(yīng)為專業(yè)生產(chǎn)廠家根據(jù)現(xiàn)場施工條件專門設(shè)計，跨徑36m，凈高28m，并確保吊鉤與接觸網(wǎng)門架有2m的安全距離。提梁機的組裝在制梁期間進行，其客技站內(nèi)的支腿擬采用25t汽車吊配合液壓頂升進行組裝。為了減少對客技站股道的影響，客技站內(nèi)柔性支腿安裝時，橫橋向采用剛性支撐，縱橋向采用拉繩進行固定。提梁機橫梁共4片，每片83t，在夜間封鎖時段采用400t汽車吊起吊安裝。

3.4 換梁施工

換梁施工需在中斷運營期間完成。首先拆除既有線路上的管線，并將既有鋼軌于每片梁端切割斷開；然后用提梁機按1?！?＃→3?！?＃→5＃的順序逐片將老梁提至準備好的存梁處。舊梁吊離時需要垂直將梁體提起3.68m（既有梁梁高2m，加上既有梁混凝土側(cè)板高1.68m）后方可橫移至新梁預制場地上方，再縱移至落梁處。因為提梁機吊鉤距接觸網(wǎng)門架只有2m的安全距離，所以吊1＃梁體時必須將其上的接觸網(wǎng)門架割除。其余舊梁起吊適當高度即可縱橫移，所以可帶接觸網(wǎng)門架起吊。接下來進行支座改造，將舊有支座按設(shè)計改造或者替換，以滿足新梁要求。然后用提梁機按5＃→4?！??！?＃→1＃的順序逐片將新梁吊裝至設(shè)計位置。與1＃舊梁同樣道理，1＃新梁最后就位，接觸網(wǎng)門架必須吊裝到位后安裝。其余新梁可吊裝前安裝到位。最后精確調(diào)整新梁水平及高程至設(shè)計位置。

3.5 軌道施工

新梁就位后，安排4個班組鋪設(shè)道岔并連接兩端線路（采用有縫線路臨時過渡），整修后達到開通要求。線路開通大封鎖后，利用夜間停運時間，要點進行移梁段的無縫線路施工至軌道改造完成。

3.6 舊梁拆除

移出的舊梁落至地面預留位置后即可使用墻鋸切割機依次分塊切割，從交通路運出。在對舊梁切割時，首先切割梁片兩翼緣板，再對梁箱體進行分塊切割。

4 施工難點及措施

4.1 梁體標高和水平位置的精度控制

由于在換梁工作完成后要立即進行軌道接駁以滿足列車運行的要求，而軌道交通結(jié)構(gòu)又是混凝土整體道床，所以施工中對于換梁和軌道結(jié)構(gòu)的精度要求非常高。首先，要加強制梁過程的精度控制，使用優(yōu)質(zhì)木膠板做外模，并在木模板內(nèi)側(cè)貼設(shè)白鐵皮襯里，使得梁體外形光滑順直，從而精確保證梁體的外形尺寸。其次，在梁體的頂面四角打設(shè)4個鋼筋控制點以控制移梁過程中的標高，并在其軸線的兩端及中央打設(shè)3個軸線對中控制點；在移梁和落梁就位時使用2臺自動安平水準儀和1臺全站儀控制標高和軸線對位，使用1臺經(jīng)緯儀消除測量誤差。此外，在梁體靜置徐變期間進行24h監(jiān)測，掌握相關(guān)數(shù)據(jù)以供分析。通過上述措施并利用先進的同步頂升系統(tǒng)，可控制頂升和落梁過程中的施工誤差小于4mm，最終將標高誤差控制在15mm、軸線誤差控制在9mm范圍內(nèi)。

4.2 各專業(yè)單位的協(xié)同作業(yè)

城市軌道交通運營是一項綜合性工作，在換梁的過程中涉及到運營、工務(wù)、電務(wù)、通號、資產(chǎn)等多個專業(yè)單位，因此，對換梁過程中的各項工作進行精密籌劃并建立有效的協(xié)調(diào)指揮體系，確保各專業(yè)單位在施工過程中緊密合作，是確保軌道交通3號線按計劃開通的關(guān)鍵。首先，要建立協(xié)調(diào)聯(lián)動工作機制，由一定層次的領(lǐng)導負責，通盤指揮各相關(guān)作業(yè)單位。其次，要編制詳盡的換梁工作計劃，并召集各專業(yè)單位推敲論證，直至各項工作的責任單位和工作周期落實。第三，要對各項工作接口進行專項管理，施工前充分論證相關(guān)工作的接口部位和內(nèi)容，制定相應(yīng)的安全質(zhì)量預防措施和應(yīng)急預案，并落實專人負責接口管理。第四，由于各專業(yè)隊伍都集中在同一個工作面上，必須做好施工便道、施工場地、用水用電、起吊安裝等方面的協(xié)調(diào)管理工作，以確保各項工作有條不紊。

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