高速铁路路桥施工技术探讨及建议

摘 要 从秦沈客运专线三次综合试验的成果出发，系统总结了秦沈客运专线路基、轨道、桥梁、管理等方面的技术经验，提出在未来高速铁路技术管理的注意事项、施工中的技术关键和技术开发的方向，可供高速铁路建设参考。 关键词 客运专线 科技开发 施工技术 试验研究

秦沈客运专线是我国新建铁路中运行速度最高的，采用“以人为本”的新理念进行设计和施工的第一条客运专线。为了保证开通时速200km及以上列车运行的安全性、平稳性和旅客的舒适性，秦沈线采用了新的设计规程、规范、标准和一大批先进的技术、装备和施工工艺。秦沈线的工程技术鲜明地体现了运行速度高、规程规范新；技术含量高、设计标准新；质量要求高、施工工艺新的“三高三新”特点。在山海关一绥中北间修建了66.8 km的综合试验段。试验段的线路平面最小曲线半径为5 500 m；设计了不同类型的桥梁、桥上无碴轨道、接触网支柱，不同填土厚度的涵洞，不同基层表层结构的路基和不同处理措施的路桥过渡段；上行线铺设法国生产的60kg／m高速钢轨；有24km的接触网采用镁铜导线，按300km／h速度要求进行设计，下行线为全补偿简单链形悬挂，上行线为全补偿弹性链形悬挂；有9 km路基按照300km／h的标准进行设计和施工。秦沈客运专线高质量的建成，为我国高速铁路的设计、施工和技术装备选驯提供了技术储备，为铁路的跨越式发展提供了有益探索和必要的前提条件。 1 秦沈线三次综合试验的情况

为了检验秦沈线工程的质量，确保开通时200 km／h的列车运行安全平稳，取得300 km／h级的列车运行时工程的各种试验数据，2001年~2002年主要在秦沈线的山海关至绥北间，进行厂三次综合试验。试验工作精心计划，并慎重实施，稳步推进，分别进行了国产200km／h以上机车车辆从低速到高速逐级提速的综合性试验，在列车动载作用下对路基、桥梁、线路、弓网系统和机车车辆的各项动力学性能，取得一批试验数据，检验研究成果，为铁路进一步提速和建设京沪高速铁路做了一些技术储备。

(1)第一次综合试验的基本情况：2001年12月，铁道部在山绥段组织进行丁第一次综合试验。采用了2M+4T编组的“神州号”内燃动车组，选择了典型的路基、过波段、桥梁、无碴轨道和38号道岔等测点进行测试。试验最高速度达到了210.7 km/h，所测的路基、桥梁、轨道利道岔都能满足200km／h列车的运行安全和平稳的要求。

(2)第二次综合试验的基本情况：2002年9月，在山绥段进行了第二次综合试验。采用“先锋号”动力分散型电力动车组，进行了曲线、无碴轨道、道岔、桥梁、路基及路桥过渡段、噪声振动、安全退避距离、接触网支柱稳定性等38处线下工程地面测点的试验。同时进行了动车组的动力学性能、牵引、制动、列车交会、弓网受流、车载自动过分相性能等试验。此外，还进行了车载TVM430，列车超速防护、车次号传递、CTC系统、TVM430／SEI系统联调和光纤通信系统、光纤射频直放、TETRA数字集群通信、无线列调数话同传等通信信号的调试和试验。试验从160km／h开始，逐步提速，最高速度达到了292km／h。试验结果表明：在高速运行下，山绥段的路基、过渡段、桥梁、无碴轨道、道岔和噪声振动等试验的实测最大值都小于规定的评定标准，符合设计要求；弓网受流性能良好；列车的安全性、平稳性也都符合安全评估标准。

(3)第三次综合试验的基本情况：2002年11月~12月，采用“中华之星”动力集中型电动车组进行了第三次综合试验。首先在山绥段完成了地面的线路、路基、桥梁、无碴轨道和道岔等试验以及动车组的动车、拖车动力学性能、牵引、制动、列车交会、弓网受流性能试验。随后，进行了绥中北—皇姑屯的全线试验。在山绥段，动车组全编组的最高试验速度达到305.9km／h，2M+3T编组的最高试验速度达到321.5 km／h。在绥中北一皇姑屯325 km线路上，运行时间为1h31 min，平均速度为213.8km／h。

三次综合试验全面检验了不同速度等级运行下秦沈线的路基、线路、桥梁和牵引供电、通信信号、动车组等技术装备及相互问配合的安全性、稳定性和可靠性，证明秦沈线的山绥段的路基、桥梁、无碴轨道、38号道岔和接触网等完全可以满足250km／h速度运行的安全性、平稳性要求；绥中北一皇姑屯段则完全满足200km／h速度运行的安全性、平稳性要求。验证了“八五”和“九五”期间所完成的高速铁路科研成果的科学性、合理性，为修正和完善我国《京沪高速铁路设计暂行规定》提供技术依据。试验证明秦沈客运专线的路基、线路、桥梁等线下工程质量达到了设计要求，完全能够满足时速200km列车的安全、乎稳地运行。其中，采用时速250~300km的设计标准修建的山绥综合试验段，可以运行250km/h以上的高速列车。通过山绥试验段及全线进行的三次综合试验和动车组试运行，证明秦沈线的工程建设是成功的，表明我国已掌握了时速200km速度等级铁路的线下工程建设技术，为我国的高速铁路建设提供了技术储备。在综合试验和半年多的综合调试中，也暴露出一些问题，需要引起我们注意。 2 综合试验结果对未来高速铁路和类似工程施工的启示

2.1 现代化铁路建设必须做好专业接口管理，提高现代化管理水平

铁路建设是多专业、系统化综合工程。在信息技术高度发展的今天，铁路勘测完成后，首要任务是进行各专业技术路径的设计，界定各专业接口的技术和时、空界面，然后再安排初步设计。

(1)专业的衔接必须严格有序

在设计和施工阶段，不但要组织专业工程师和技术员分别从事专业设计和施工，更应组织一支高水平接口管理工程师的队伍，承担从设计至施工全过程的工程监控，调整技术时、空界面，并制订具有技术法规性质的接口管理守则，在设计和施工中切实执行，接口管理工程师还应提高各专业设计和施工工程技术人员的技术水平和责任心，防止专业队伍之间的矛盾冲突。秦沈客运专线建设中对这种工程管理模式运用不足，因而常发生桥梁与地基，桥梁与轨道、站场与信号、站场与轨道、路基与排水的接口界面不明，甚至设计参数的测定和提出也相互推诿，某些工程项目完成后，验收中发现问题，各有托词，这一教训应在今后施工中吸取。

(2)施工组织方式应该进一步优化，管理层次必须减少施工组织应该科学实用，综合协调，处理好各专业的关系，安排临时工程更应该统筹兼顾，避免重复和浪费。秦沈线桥梁施工仍沿用普通铁路桥梁的施工组织方式，将同一座桥梁的上部结构制梁、架梁及下部结构施工分别由三个施工单位负责。这对于现场制梁并不适应，造成梁场存梁过多，施工进度不一致，上部、下部结构的平行作业不易进行，而且线路高程不易控制。较好的方式是应由同一个施工单位负责整座桥梁的施工，有利于提高施工速度和控制质量。另外，距离很近的T梁和箱梁预制场分别属于不同的施工单位，增加了施工成本。今后现场制梁场应具备一定的规模，集中预制一定范围的所有构筑物(如各种梁、轨枕板、涵管、电线杆等)。项目应该按项目法组织好实施，实施平面管理，减少管理层次，提高管理效率，降低管理成本。 (3)现代化管理手段和方法应该受到重视

建筑工程施工过程中信息化技术的研发与应用，包括将信息技术、虚拟现实技术应用于建筑施工过程，制定和优化施工方案。利用信息化机遇提高行业的技术创新能力成为改造和提升传统产业的正确途径。由于建筑施工的专业化程度低，建筑施工的信息化与制造业相比有着明显的差距。计算机仿真技术已广泛用于建筑工程领域，如结构模型实验、施工工期和资源优化等，虚拟现实技术在制造业、军事、航空航天等领域有较广泛的应用，在建筑行业利用信息化技术解决技术复杂，施工安全难度高的过程，如将虚拟现实技术应用于架桥过程的仿真与优化；将计算机模拟仿真技术与有限元分析相结合，对大型大跨度复杂钢结构在施工过程中的结构或构件的内力、稳定性、承载力及变形的计算机仿真模拟分析，进行全过程动态跟踪计算，自动反馈安全状态信息。建立项目／企业的网络信息管理系统，实现项目和企业管理信息化，提高信息的处理水平。 2.2 路基工程依然需要提高施工技术和施工装备水平

对路基工程的基本要求是高强度、大刚度，均匀的纵向变化、小而且稳定的路基下沉。综合试验结果表明：试验所测路基和过渡段的变形、动应力都满足秦沈线设计要求。2年多来，通过对638个观测点的观测，路基的工后沉降平均为1.74cm，沉降速率平均为1.06cm／年，远小于设计要求，达到了秦沈客运专线路基按速度为200km／h设计，部分基础设施预留提速至250km／h，局部地段达到300km／h以上条件的要求。试验证明秦沈线路基和过渡段的设计方法正确、填料选择合理、填筑工艺科学，施工质量良好。在秦沈客运专线的建设中，首次将路基作为土工结构物进行设计与施工，在填筑材料、压实标准、变形控制、检测要求等方面比现行铁路标准更加严格。 (1)严格规范施工工艺，是秦沈线路基施工的基本经验

将路基填筑的施工工艺进行细化，按照基底处理、路基本体、基床表层等路基结构的不同要求，配合高密度检验，通过试验确定摊铺平整、洒水晾晒、碾压夯实、检验签证等区段的工艺参数，按照“四区段八流程”的操作程序严格施工，实现路基施工过程的工厂法流水作业，保证路基质量达到设计要求。采用强化基床结构，设置了厚60cm的级配碎石基床表层，使路基本体受力均匀具有足够的强度和刚度，同时还具有较强的稳定性和耐久性。级配碎石采用工厂化生产，以保证级配的比例。

(2)保证轨道高平顺性、满足高速铁路路基的控制沉降目标依然需要做好大量的工作。为了保证路基的强度和稳定，采用了地基压实系数和密实度、孔隙率等指标作为路基填土的双重控制标准。普通铁路路基沉降量一般控制在30cm，而秦沈线严格控制路基工后沉降量，工后沉降按总沉降量控制，规定一般地段不大于15cm，台尾过渡段不大于8cm，沉降速率不大于4cm／年。在京沪高速铁路中路基工后沉降按一般地段不大于10cm(可能要修改为7cm)、路桥过渡段不大于5cm、初期地基沉降速率不超过3cm／年控制，对沉降控制的难度加大了。相比来说，京沪高速铁路的工后沉降控制标准如果与法国、德国和韩国的标准相一致，对施工的影响不容低估。值得注意的是在2003年春天，秦沈线的部分区段出现冻胀现象。尽管对产生的原因有不同的说法，但有一点是肯定的，没有水的作用是不会出现冻胀的。如分析在石质路堑地段出现冻胀的原因，基本上是地质构造上的断层和路堑超挖回填使用了不合格材料(石缝中的土)。因此，在类似工程特别是高速铁路施工中应当对路基填料、路堑回填、软基处理措施及施工工艺等诸多方面进行严格控制，避免类似事件重演。 (3)软基处理、沉降观测工作要更加细致

根据地质资料及沉降稳定检算结果，秦沈线施工分别采用粉喷桩、旋喷桩、砂桩、碎石桩、袋装砂井、塑料排水板、铺设土工合成材料加固。当路基工后沉降仍不能满足要求时，采用堆载预压处理。秦沈客运专线是严格按沉降控制进行设计的第一条线路，现场观测结果表明，部分地段的实际沉降与计算结果差异比较大，很难判断路基填筑是否达到标准要求，需要对施工工艺、处理措施和路基标准等进行总结。国内外的经验表明，路基沉降过程十分复杂，必须在施工过程中切实加强沉降观测，认真做好沉降评估，才能落实好控制沉降工作。秦沈线在设计时根据沉降计算结果在基床表层下部预留了抬高值(一般为0.1~0.4m)。对高填方、地质不良地段进行沉降观测，根据沉降观测资料及沉降发展趋势、工期要求等，及时修改设计，变更

地基补强或施工工艺方案，采取相应的措施。，在架梁和铺轨前，对路基的稳定性进行评估，确认路基沉降满足设计要求后才允许进行架梁和铺轨施工。这些措施的采取，有效地控制了93km的松软土、软土地段路基的工后沉降量及沉降速率。在京沪高速铁路设计中，建议对软土厚度及埋深不超过10m时，采用路堤形式进行基础加固处理，超过10m按高架桥设计。在京沪高速铁路中，有一般路基、砂土液化区路基、松软土路基、软土路基、岩溶区路基、膨胀土路基和石膏土区路基等7种。所涉及到的问题各具特点，施工难度差异性较大，需要引起足够的重视。秦沈线软弱地基多采用排水固结并结合预压的处理措施，由于种种原因，预压工期与铺架之间在很多地段产生了矛盾，为解决此矛盾，有些地段调整了铺架工期，有些地段则增高了预压土高度，缩短了预压时间。在施工组织设计中，应改变以往的先修建桥隧等“主体”工程，而后再修建路基的传统习惯，合理组织安排路基工程施工，尽可能将路基先于桥涵工程施工，使路基有一个合理的沉降压密时间，特别是在软土和松软土地基的路基工程，更应提前安排施工，这也是目前国外修建高速铁路(公路)时的通行做法，是一种既能保证工程质量，满足路基沉降变形要求，又能节省工程投资的有效措施。路基沉降观测是路基动态设计及计算工后沉降的依据，如果沉降观测数据不连续、不完整，与实际不相符将影响推算资料的准确性。此项工作在秦沈线得到了重视，总体来说是有成效的，为动态设计提供了必需的资料。但由于工作量大，观测精度要求高，观测频次多，观测时间长(从路基填筑开始至竣工验交)，我们施工单位又缺乏这方面的经验。对沉降观测设施保管未给以足够的重视，在施工过程中，时有损坏，恢复不及时现象，造成资料不连贯、不完整，影响到推算资料的准确。秦沈客运专线的沉降观测基本上是采用沉降板进行，沉降板埋置于地表，沉降观测利用与沉降板连接的沉降杆进行，埋设后，在路基填筑过程中，沉降观测杆经常受碾压机械的碰撞，甚至损坏，影响观测精度和观测工作的正常进行，特别是在基床表层施工时，大多采用平地机、摊铺机，这些大型机械更易损坏沉降观测杆。要保证沉降观测杆不受损确非易事，一方面要注意保护工作，同时受损后要及时恢复。为保证观测资料的准确性和连续性，建议今后采用受环境及人为影响较小的观测设备，如剖面沉降管(即土体测斜仪)等观测设备。为观测水平位移而设的边桩，也应考虑施工便道对位移边桩的影响，采用更为切合实际的观测设施。 (4)横向结构物的过渡段的设计和施工问题还没有彻底解决

各个国家对路桥过渡段的处理基本相同，在路基与桥梁、路基与涵洞、路堤与路堑等轨下基础刚度变化处，设置了级配碎石、钢筋混凝土搭板和加筋土路堤等不同结构型式的过渡段，使轨道刚度逐渐变化，最大限度地减少过渡段沉降不均匀而引起的轨道不平顺，保证高速列车运行的平稳舒适。一般在台尾路基用模量和强度较高的渗水填料以逐渐过渡的形式填筑。有时还加有桥头搭板。但目前在京沪暂规中过渡段的长度计算没有速度概念。研究认为，过渡段长度须满足L>h/θ，h为工后沉降控制标准，取为5cm，θ为轨面变形弯折角，当速度为300km／h时，θ≤2‰；当速度为350km／h时，θ≤1.5‰，过渡段的长度应大于25~33m。可能按照欧洲高速铁路的设计的结构，对路基的施工影响需要引起注意。沈阳铁路局反映，在秦沈线路基上出现多处的横向道碴沟，分析认为是由于后期增加的信号电缆沟回填不实造成的路基级配碎石沉降引起的。应该在今后的施工中加以克服。目前，高钻进定位精度的非开挖技术与装备，在国外已较成熟，国内也大量应用于城市管道施工中，完全可以杜绝这种现象的产生，并有利于改善管道施工环境，防止影响交通，避免开挖造成路面破坏、尘土飞扬等环境问题，特别适用于中小型管道的铺设施工，对解决铁路四电工程的电力管线横跨路基问题有良好的使用前景。

(5)路基填料的分类需要细化，便于分类施工

快速铁路的路基填筑标准及对路基工后沉降的要求均远高于普通铁路。因此必须特别重视对路基填料的勘察、鉴定、分类工作，慎重对待取土场的选择。对填料需严格按建筑材料来对待，在勘察设计阶段就应当作为一项专门的工作来进行，对其材质，工程特性，适用性进行必要的试验工作后作出专门的评价，以确定该取土场的填料用作路基本体或基床底层是否合格，否则需考虑改良土方案或变更取土场。我国铁路路基填筑质量检测一直使用单项指标，而客运专线及高速铁路路基要求用多项检测指标，对细粒土采用K30和压实系数，对粗粒土采用罡K30和孔隙率，同时标准较高。由于实践经验不足，加之我国路基填料分类比较粗，以致出现秦沈线东部凌海一沈阳间的B组细砂和C组粉黏土，在施工过程中发现其K30有相当一部分达不到要求，通过大量的室内外试验研究，对部分地段的B组细砂采甲了掺角砾、圆砾进行改良C组粉黏土采用了掺中粗砂进行改良，有远运条件的地段采用了远运山皮土方案，增大了投资。因此，针对快速铁路对填料及压实标准的高要求，一方面要在施工中积累资料，同时需要开展大量的室内外试验研究工作，研究制定填料适用性试验方法与判别标准，建立一套适合我国地域特点，适用于路基设计、施工的填料分类，以满足高速铁路路基基床填料标准要求高的要求和便于施工管理。 (6)施工期间测量试验手段应该现代化和连续化

20世纪90年代以来，国外如德国、日本等都在研究动态变形模量检测技术(我们目前也拥有含这种检测系统的压路机)，有的已经正式纳入规范。我国已开展这方面的工作，但离适用尚有一段距离。因此，加快研制进程，使我国路基快速、准确检测技术尽快与国际接轨，使路基压实检测标准更符合实际。

(7)辅助工程的质量要求与施工过程的控制不容忽视

秦沈客运专线接触网支柱基础、拉线基础与路基工程同步完成是中国铁路工程建设的首创，这样组织实施，避免了路基被站后工程二次开挖，保证了路基整体性与路基强度，降低了工程造价，而且为站后工程提供了时间保证，这为中国高速铁路的建设提供了经验。由于初次采用该方法，通过实施，在施工精度方面存在一些问题，如支柱侧面限界超标，预留螺栓尺寸误差超标，未按设计要求进行镀锌防腐，路基护坡完成后才安排基础施工等，

需要在今后的施工中加强对接触网基础施工精度的控制。 2.3 高质量的轨道工程必须注意施工中的各个环节

秦沈线的跨区间无缝线路，跨越了不同类型和跨度的桥梁181座，并且将车站正线的49 组道岔全部与区间无缝线路焊联成无缝道岔，使秦皇岛至沈阳间的钢轨仅由3段长轨条组成， 其中最长的一段为200.918km。

秦沈线施工中采用一次铺设跨区间无缝线路成套技术：采用先进的单枕连续铺设法进行 轨道施工；通过对沥青摊铺机的改造，实现了道碴的机械化预铺，为轨道结构提供了密度均匀、平整度高的底层道碴；按照高速铁路平顺性要求，完善了长钢轨焊接工艺，完成了焊接设备的 配套，实现在铺轨基地进行工厂法焊接高质量焊接接头的长钢轨；通过关键主机引进，配套设 备自主研制的方法，开发了无缝线路用铺轨机组，实现单枕法铺设无缝线路轨道；从系统要求出发，按照轨道稳定安全的要求，对轨道作业过程按紧密流水法进行组织，完成分层补碴、分层起道、逐层动力稳定的施工过程，迅速实现了道床的均匀和稳定；经过认真研究，用铝热焊在钢轨对长钢轨的接头进行现场焊接，按照信号专业的要求，进行现场胶接绝缘接头的施工，减少了接头数量；通过应力放散实现无缝线路的锁定轨温均匀一致；使用数字化的轨道几何状态检测车对轨道进行高密度静态检测，指导线路的精细整理，保证了轨道的质量；使用GPS辅助监控系统进行线路施工设备的运行安全监控，保证了同一区间内多工作面多台设备作业与运行的安全；国产PD3钢轨的力学性能已经达到国外高速铁路同类钢轨的标准；38号大号码道岔经工务、电务联合调试后，满足设计要求，最高试验速度达到260km／h(直向)和160km／h(侧向)；大型综合作业机械对轨道进行了整理施工，方法得当，轨道平顺性好，经用轨道检查车多次检查，轨道不平顺偏差值全线符合200km／h的轨道管理标准，山绥综合试验段符合300km／h的管理标准，并保持稳定。证明秦沈线一次铺设的跨区间无缝线路和桥上无碴轨道的稳定性、平顺性符合设计要求，施工质量优良。 (1)一次铺设无缝线路是高质量轨道工程的基本前提

秦沈线按一次铺设跨区间无缝线路设计，减少一般无缝线路还存在的钢轨接头，减少了轮轨冲击、振动，提高了轨道铺设的精度，以保证轨道处于优良状态。一次性铺设跨区间无缝线路，避免了普通铁路先铺短轨，从根本上克服了运营一段时间再换铺长轨的二次铺设无缝线路所造成的钢轨接头病害的产生根源，保证了轨道的持续平顺，完善了我国无缝线路设计理论和方法，全面提高了我国无缝线路施工装备水平和施工质量。 (2)施工过程的各环节必须始终依无缝线路的特点进行合理安排

在秦沈线轨道施工中由于受多种因素的影响，带来了一系列问题，在今后的施工中应该注意。如：为了达到跨区间无缝线路对道床参数的要求，在铺轨工程中要反复几次进行综合作业，综合作业后对轨道状态如高低、水平等要重新调整，综合作业与轨道状态调整互为影响，综合作业会破坏已调整好的轨道状态，而调整轨道状态时，多少会扰动道床，从而会影响已达到的道床参数值，需要在轨道验收后至正式开通运行期间，安排一定的试运行期，以稳定道床。由于秦沈线工期一再提前，大大增加了无缝线路铺设难度。长钢轨受轨温变化的影响伸缩量很大，铝热焊使用贝氏体焊剂温度敏感性很强。但为抢工期，不论严寒酷暑，轨温高低，加班加点进行施工作业，最终造成56km无缝线路、”组38号和18号道岔施工后需要放散应力，浪费大量工时，更严重的是造成冬季长钢轨过量收缩，加上橡胶垫板的设计问题等复合，大量胶垫被撕裂，相当数量未焊钢轨接头因轨缝拉大，工程车往返运输造成轨头低塌，需锯切后方可焊接。且由于无缝线路应力放散不可能完全均一，对今后的运营管理可能留下隐患。 (3)底层道碴的压实质量是大号码无缝道岔稳定性的关键

秦沈线的道岔设计以旅客舒适度为主要控制指标，比既有道岔标准有了很大的提高。采用的18号道岔和38号道岔，是我国自主设计、制造的，其水平达到了国际先进水平，全线均为无缝道岔。两种道岔的直向设计速度均与区间正线相同。18号道岔用于到发线进、出站，侧向设计速度为80km／h；38号道岔用于渡线，侧向设计速度为140km／h，是目前我国最高速度的道岔。道岔施工采取预铺底碴，道岔预铺和人工换铺相结合、小型机械与大型专用道岔作业车作业相结合的方法进行，并且工务铺设与电务施工协调动作，保证了道岔的铺设质量和精度。京沪高速铁路需要使用43号与58号等大号码道岔，其施工问题需要认真研究，建议尽量使用无碴轨道结构的道岔。

(4)无碴轨道应该推广，且应使用现代化水平高的施工机具，提高施工质量无碴轨道与有碴轨道相比，具有维修工作量少、轨道稳定性与耐久性好、平顺性高的优点，已成为世界高速铁路的主要轨道结构型式。在沙河、狗河与双河特大桥上分别成功铺设了长枕埋人式和板式无碴轨道，研究出施工工艺和装备标准，开发了专用的减震复合材料，研制了配套的施工设备与机具，成功实现了无碴轨道的质量控制，发展了我国铁路轨道结构新型式。但施工质量需要提高，施工机具应与轨道质量的要求相协调，通过高水平的施工装备提高无碴轨道的质量水平。 (5)首次大规模所有的结构性问题应及早应对

秦沈线施工中，发生了大量的小轨距三级超限。这一问题从2001年底第一次综合试验前就已经发现，但由于认识上的差异，未能及时将这一问题提交铁道部有关部门，从轨道结构上分析原因，进而修改设计。造成了数十公里的轨距三级超限，不得不在第二次、第三次综合试验期间多次大量更换轨距块，浪费了人力物力。

2.4 桥梁工程更应注重提高效率、降低成本

秦沈线以双线及单线整孔预应力混凝土箱形梁作为主导梁型、24m为主导梁跨。全线共采用跨度为20-32m的简支箱梁约2300孔，占全线桥梁80％以上。此外，还有小跨度双线整体桥面四片式预应力混凝土T梁、预应力混凝土箱形连续梁、钢混结合连续梁以及小跨度钢筋?昆凝土刚构连续梁等

梁型。桥梁结构具有刚度大、耐久性好、梁型简洁、便于养护等现代铁路桥梁特点，能够满足250km／h行车安全性、舒适性和高速列车运行的安全要求。

梁部施工以预制、预架为主，按照工厂化要求，在沿线建立多个制梁场进行桥梁制造，通过产品认证的措施实现了桥梁现场生产的标准化，工艺过程的规范化。通过强化混凝土原材料质量，特别是碱含量的控制与混凝土配合比的控制，保证了混凝土性能的稳定可靠；通过开发自动化内模提高了施工作业效率；通过加强对预应力的控制，保证了预应力质量；通过质量体系建设和工艺流程规范化，保证了梁体质量始终处于受控状态。这些措施有力地保证了现场制梁的过程稳定、各项指标持续性好、质量可靠度高。与此同时，在连续梁施工中，利用线形控制技术提高了施工过程的精度，在钢混结合梁、连续刚构、造桥法施工等方面也取得了成功的经验。使我国桥梁的建造技术得到大幅度的提高。为运输和架设540t重的预应力混凝土双线整孔箱梁和400t的32m单线箱梁，主要采用我国自行研制的JQ600型、DF450型、SPF450型、JZ—24型等各式重型架桥机和运梁车，并引进550t双线梁架桥机组，将架设梁重的能力由130t提高到600t，将数以千计的5301重的24m双线整孔箱梁和近400t重的32m单线整孔箱梁安全顺利地架设到位，在运、架能力和效率上创造了一系列新记录。同时，还研制了在桥位直接灌筑箱梁的移动模架和移动支架等建桥机械，使我国桥梁的建造技术得到大幅度的提高。

三次综合试验表明，箱梁的设计理论、现场施工工艺、施工过程中的质量控制，箱梁架设；箱梁顶、底板的剪力滞后效应、箱梁截面的框架效应、单线列车荷载作用下和支点不平整状态下的扭转效应等结构受力的控制，以及其它方面等关键技术全面达到或超过了《时速200km新建铁路线桥隧站设计暂行规定》的要求

(1)桥梁基础形式和施工环节仍应有新突破

由于高速铁路对工后沉降的技术指标进一步提高，特别是成段铺设板式无碴轨道，对桥梁基础设计与施工提出了更高要求。由此，引起基础桩的单桩承载力显著增大，应采用预应力管桩(PC管桩)和高强度预应力管桩(PHC管桩)，特别是以摩擦桩为主的华东地区，为了尽量降低桩基础成本，越来越多地使用薄壁管桩(0400管桩，壁厚最薄为50nlln)；在港澳及海外地区较多采用H型钢桩。与此相适应，桩机的吨位在加大，方桩、管桩(含薄壁管桩)、H型钢桩在内的多种桩型的应用范围在扩大，为了实现桥墩的刚度，使用斜桩的可能将增加，需要研究与之适应的施工设备与工艺方法；同时施工还应考虑桩基施工的环保要求。 (2)箱梁施工方法的改进

国外高速铁路的常用跨度箱形梁的制造基本上都采用工厂集中预制，生产工艺采取先张法施工工艺，混凝土养生实行压力高温养生工艺，缩短了生产周期，减少了占用台位时间，提高了生产效率，有效降低了生产成本。先张法与后张法制梁综合对比见表1。

由表1可以发现，后张法现场制梁具有下列优点：预制、存放，均采用工厂化生产方式，既保证工程质量的控制，又便于施工管理，相应降低了工程造价。基于目前铁路建设的组织模式，现场设置梁场，离架梁单位距离近，便于制、架两方的信息沟通和质量信息的反馈，对箱梁的质量提高有益处；与造桥机法、膺架法制梁想比较，具有制梁速度较快、生产工艺成熟、质量容易控制等。同时也存在较多的缺点，如：梁场占地极大，所需模板套数多，工序较繁，两次张拉，生产周期较长等不足。

先张法现场制梁具有下列优点：预应力孔道设置、孔道压浆和梁体封端工序大大减少；工序相对减少，生产周期短；由于张拉使用工具锚，大大节约了锚具成本；不需设置预应力孔道，避免了孔道摩阻所产生的应力损失，节约材料成本；不需存梁场，大大减少占地。秦沈线仍然沿用传统的施工工艺方法，在今后的施工中我们应顺应世界铁路桥梁的发展趋势，深入研究先张法向中、大跨度和大型桥梁方面的发展问题，包括制梁设备、生产工艺、制梁技术和质量控制体系等方面的探讨和研究，以提高我国铁路桥梁应用先张法在设计、施工领域的水平，提高我们在铁路桥梁施工方面的整体技术水平。

表1 先张法与后张法制梁综合比较

序号 1 2 3 4 5 6

项目 生产台座 模板 梁场占地 制梁周期 工序与区别 生产配套设备

先 张 法

台座少、需较强基座与侧墙，单套成本高 1～2个基座，2套内外模 较小(不需存梁场) 1榀／(1～1.5d)

后 张 法

台座多、相对简单，单套成本较低 多套内、外模 极大(需存梁场) 蒸养时1榀／4d

工序少；预应力筋定位、一次张拉、切钢绞线、易滑丝 工序多；成孔设置、易偏位、两次张拉、时效、压浆、封端 2台小型龙门吊、一套顶梁设备、一套张拉设备、蒸养设2台小型龙门吊、2~4台大型龙门吊、多套张拉机具、蒸养设备 备

7 梁体质量 影响因素少、整个成梁过程全在基座上、一次成型、易检影响因素多、波纹管或橡胶棒定位难、灌筑质量不易保证、锚验

头及钢绞线易生锈 国内施工人员熟悉

8 技术难度 国内施工人员不太熟悉

9 10 11 12

综合进度 施工人员 施工经验 综合成本

快 少(数十人) 国内施工经验少 相对较低

慢

多(数百人) 国内有施工经验 综合成本较高

(3)高性能混凝土在高速铁路桥梁上的应用是必然趋势

高性能混凝土是近年来一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出的新概念混凝土，高性能混凝土把混凝土结构的耐久性作为首要的技术指标。高性能混凝土是在传统混凝土中加入了超塑化剂和其它外加剂以及矿物细掺料(例粉煤灰等)，采用低水胶比，它具有较高的力学性能(如抗压、抗折、抗拉强度)，高耐久性(如抗冻融循环、抗碳化和抗化学侵蚀)，高抗渗性。根据需要，在硅酸盐水泥中掺入不同的矿物细掺料及高性能外加剂，可以降低水灰比，减小混凝土的收缩、徐变，降低混凝土温升，提高混凝土抗冲刷能力等。据国外研究成果报道，高性能混凝土可使结构使用寿命提高一倍以上甚至更长。将高性能混凝土用于高速铁路梁体和墩台结构，可以达到事半功倍的效果，具有极大的经济和社会效益。为了在我国高速铁路桥梁中推广应用这一新材料和新技术，应立即开展对高性能混凝土材料、配合比设计、施工工艺、质量控制的研究，积极参加高性能混凝土验收及相关标准、施工规范的制定。

(4)架梁方法、组织形式和支座调整工艺应与新要求相吻合

为保证高速铁路对轨道线路的高平顺度要求，采用先简支、后连续技术进行连续梁施工已经被国外铁路界认同，采用这种结构同时还增强了桥梁的整体性，提高桥梁的纵、横向刚度，改善了桥梁受力状况，为此，需要调整施工组织。秦沈客运专线箱梁的架设仍然采用传统的架梁方法：在支承垫石上直接落梁，然后锚固支座螺栓，由于支座间距大，易造成梁体三条腿受力现象，对梁体结构受力不利。因此，在高速铁路架设简支箱梁时应摒弃这种架梁方式，应采用将支座先安放在墩台支承垫石上，将梁落放在墩台经严格按架梁高程调平后的千斤顶上，然后，在梁底与支座上板的缝隙间填充不收缩灌浆料，这样能避免桥梁三条腿受力，或采用调高支座进行调整。 2.5 前期研究应周到周密，应用的技术标准应可用

秦沈线是第一条严格按专门标准进行施工的铁路，主要技术标准和参数是在“九五”期间开展的科研项目基础上提出的，而这些又大多是参考国外相关资料，加上部分室内外试验资料提出的，有些参数由于理论认识及实践经验均缺乏，以致提出的标准不易实现；同时，使用大量既有标准。但由于历史的原因，部分铁路标准从制定之日起就没有全面评价过。给施工带来了一系列问题。

如秦沈客运专线为了保证路基填筑质量，施工中以压实系数、地基系数和孔隙率作为质量控制参数，而且是以两项指标同时达到标准为合格，既反映了填土的压实度，又反映了压实土的力学性质。但路基孔隙率n，经各施工单位试验均达不到标准要求，经组织专家论证后，采用毛体积来计算孔隙率，但这种方法在室内试验取得毛体积密度时，受人为因素影响较大，经过多标段的试验统计，均认为仍应用颗粒密度计算孔隙率为好，同时修改了标准值：基床表层<18％，基床底层<28％，路堤下部<31％。用地基系数k30检测级配碎石及化学改良土时存在着检测时间问题，由于级配碎石和化学改良土填层随时间的推移发生物理和化学变化，检测值随时间变化，需要统一确定合理的检测时间标准。《钢轨焊接接头技术条件》(TB／T1632—91)中的低接头判定准则、铝热焊检验标准(试验内容、试验方法和判定准则)、铁道部《线路大型养护机械使用规则》中关于禁止在桥上进行动力稳定等的适用性问题，有些标准是新制订的，如路基孔隙率判定、箱形梁静载试验、《钢轨胶接绝缘接头技术条件》(TB／T 2975—2000)中的疲劳试验方法等，采用这些标准时，都不同程度地影响工程的正常进行。在今后的规范制定中应认真研究采用规范的前提和使用情况，不能简单套用，减少规范应用中的难度。

秦沈客运专线的建设，加强了对时速200km及以上铁路的关键技术的认识和实践，积累丁设计、施工、制造和系统调试的经验，认清了与国外高速铁路先进水平的差距，从而为京沪高速铁路建设提供了经验。秦沈客运专线的成功建成，构筑了我国第一条快速、安全的客运通道，开创了我国铁路运输客货分流的新模式，提高了我国铁路的设计、建设和制造水平，培养了一大批科研、设计、施工等技术人才，为京沪高速铁路的建设做好了人才和技术储备。同时，我们还应该认识到，前面还有许多工作要做，仍然需要我们进行理论探讨和实践检验。