关键词：涉铁工程；经济效益；先简支后结构连续；预制吊装；转体施工
引言
当前，随着我国城市建设的不断发展，我国城市跨既有铁路线的桥梁建设数量与日剧增。在桥梁施工中采用合理的施工方案不仅能降低对已运营公路、铁路交通造成干扰的难题，还能节约成本，提高效益，且不中断交通。因而结合桥梁工程特点分析其成本控制影响因素，并针对性的采取措施控制投入成本，保证工作顺利实施的同时促进企业双重效益的优化和提升，加强对其施工方案经济效益的研究，就能有效的促进这一技术的完善，对于促进工程质量的提升具有十分强烈的意义。国内诸多学者对此也进行了大量研究。
郝吉峰(2007)以绥芬河斜拉桥作为案例[3]，认为转体施工方法在成本方面的经济性和社会效益具有较大的优势，并将转体施工与传统悬臂浇注施工进行了对比分析;樊建国(2007)分析了公路项目成本构成及成本控制不足，并通过优化施工组织管理成本[4];孟令树(2010)主要是针对施工组织设计优化并就工程成本的降低提出了对策，认为要注重人力、物力、财力应有作用的发挥，从而尽可能地得出更好的效益[5]。
本文以某市某立交新建工程为工程背景，对上跨铁路立交工程的施工方案经济效益进行施工技术效益、经济效益、社会效益研究分析，以期对同类工程提供参考。
1 项目背景
某市某立交新建工程 [1]，从南至北分别与规划路、专用线、规划路、现状路、联络线、京广铁路相交，全长约1.4km，为城市主干道，主线设计车速为60km/h，匝道设计车速为30km/h、40/h，辅道设计车速为40km/h。与铁路相关处：上跨联络线、京广铁路上下行，共4股道，桥梁地理位置如图1所示。
2 桥梁方案
考虑到铁路联络线的日常通行以及京广铁路的繁忙交通，因此要考虑对既有相交运营铁路的干扰程度，主要施工方法[2]从转体、先简支后结构连续等方案中选用。
2.1 上跨联络线、京广铁路方案
在上跨联络线、京广铁路上下行，共4股道。桥梁立面图如图二所示。
2.2 先简支后结构连续方案（方案一）
上跨铁路部分采用先简支后结构连续小箱梁结构，跨径组合为左幅34+2×40m，右幅为3×40m，预制吊装施工，桥上最大纵坡为-3.15％，左右幅全宽36m。桥上防护措施按上跨高速铁路标准设置，主孔及两端相邻孔采用两级防护。
2.3 预应力连续梁转体方案（方案二）
上跨铁路部分采用预应力连续箱梁，转体施工，
由于上部结构转体段需在平行铁路线路方向两侧场地悬浇施工，且桥面较宽，对铁路行车安全造成一定风险。施工中为减小对铁路行车安全的影响，主跨跨径采用80m，跨径组合为50+80+50m，桥面宽度为36m的桥梁形式。桥上防护措施按照上跨高速铁路标准设置，主孔及两端相邻孔径采取两级防护。
同时，转体段现浇需拆除施工范围内大量已有建筑物，施工期间需中断某市道路通行，对城市交通影响较大。
3 经济效益分析
3.1 跨铁路桥梁施工不同工艺效益评价
对于施工项目来说，施工方案是其具体的实施手段，而对于同一个施工项目而言，如果采取不同的施工方案[7-9]，其最终的费用消耗也是各不相同的，所以，对于施工成本来说，施工方案有着直接并且十分显著的影响与作用。
3.2桥梁施工工艺效益指标
本文通过对现场多次调查研究，对跨既有铁路桥梁施工方案工程实地进行调研，加上对专家进行问询，同时，参阅大量的文献进行指标的建立，建立了初步的比选指标。从技术效益、经济效益以及社会效益三个方面寻求一种经济合理、技术可行、政策允许、并且对社会有益的方案。
3.2.1 技术性效益对比分析
1.转体施工情况分析
在立交桥的建设过程中，采用转体施工法施工，首先要沿着既有铁路方向现浇施工主梁，接着再对牵引系统加以有效地利用，从而实现既有铁路的合理跨越。
在施工空间要求上，转体施工需要有效利用立交工程的周边地形，需要征用的周边地面，还需要少量占用既有铁路的地面；但周边既有建筑较多，拆除难度大。
在施工工期方面，在施工过程中易受汽车通行的影响，并且夜间不能开通照明电源，即夜间不能进行梁体浇筑，工期不一定能保证。
从施工难易度来看，在既有铁路两边施工，具有作业安全、便于操作，施工作业管理难度小，技术支持的成本低，但施工操作难度大。
施工安全性方面，由于转体施工是在既有铁路的两侧进行预制吊装，发生出现高空坠物的风险较大，且需对转体操作需求严格、精准。
2.先简支后结构连续情况分析
采用先简支后结构连续方法进行立交工程施工时，首先要在既有铁路上摆放临时交通管制安全标志，再在既有铁路安全交通管制范围内进行支架的搭建。待支架搭建好后，在进行后续结构连续混凝土浇筑。
施工空间方面，采用先简支后结构连续容易受地形限制，需要搭建施工支架;路面占用空间较小，桥梁施工净空高度能够保证，无需拆除周边既有建筑物。
施工工期方面，采用先简支后结构连续法现浇支架的搭建。先简支后结构连续法能够将施工过程中与既有铁路之间的相互干扰减小，可以交叉施工，从而不会延误施工工期。
施工难易度方面，采用先简支后结构连续法的工程环节多，而且环环相扣，工程施工管理量较大，但由于施工工艺成熟，操作难度小。
安全性方面来看，采用先简支后结构连续法在施工过程中大部分桥跨将上跨既有线路，并且施工时间一直要维持到支架拆除完毕，发生坍塌、倒坍的可能性较低。
上跨铁路桥梁施工方案特点比较[10]如表2所示
从以上两种方法的施工技术对比分析，此上跨铁路施工方案中，先简支后结构连续法施工的技术效益指标更有优势。
3.2.2 直接经济效益对比分析
1.先简支后结构连续经济指标分析
由于桥位处于上跨既有铁路，对既有铁路运营产生了较大的影响，故需报请铁路及市政道路管理等各部门批准，如采用预制吊装，需缴纳铁路施工相关配合费用约800万元;同时还要购置相应的交通防护设施；跨越既有铁路位置须设置防护防电棚，为确保列车行车安全，防护防电棚应具有相应的抗冲击力，预计费用约为1400万元；箱梁预制吊装费用约为2100万元。
2.转体施工
转盘费用:跨铁路转体桥梁施工费用约5500万元;转盘构造采用钢球铰以保证误差在2毫米以内，费用约为650万元；牵引设备费用约花费187万元；增加房屋拆迁费3000万元。
其它费用:防护设施费、缴纳交通管理部门费用等。
3.2.3 间接经济效益对比分析
1.先简支后结构连续间接成本分析
采用先简支后结构连续产生的间接成本主要包含以下部分:
(1)由于在既有铁路上方施工，为防止水泥浆及混凝土块等建筑材料会抛撒至既有铁路上，危及列车行车安全，须搭设防护防电棚。
(2)立交工程项目由于要在既有铁路上搭设防电棚，必须拆除既有铁路原有的隔离栅栏、波形护栏及破坏两边护坡植被，施工完成后需要重建恢复。
2.转体施工间接成本分析
从立交工程项目来看，采用转体施工产生的间接成本[9]主要包含以下部分:
(1)、由于转盘采用钢球铰，并且考虑到基坑位置较深，为了保证钢球铰在转体前不会生锈，必须在雨季保证基坑含水不会淹没球铰，基坑应采用防水措施。
(2)、桥梁工程完工后，主要完成以下工作:对转盘使用混凝土浇筑防护。
(3) 对既有铁路中央分隔带内的通信线缆进行破坏，需要相应改建费用。
3.2.4 社会效益对比分析
1.环境影响分析
由于简支后结构连续施工的作业空间大，而且是在既有线路上跨施工，所以，能少噪音以及粉尘，从而保证环境免受污染以及周围人群身体健康，另外，桥梁部分可以采取预制方式进行，施工工期比较短，能够有效地节省工程材料，浪费污染较轻。转体施工方法对既有铁路整体稳定性有一定影响。同时，由于对场地空间要求高，容易对周边环境造成破坏，工程建筑材料易散落，会对周边自然环境及社会环境造成影响。
2.对既有铁路运营的影响
针对此上跨铁路状况相较转体施工方案而言，采用先简支后结构连续施工，由于梁体的预制在既有铁路范围之外，极大的降低了对铁路、公路运营的影响。另一方面，采用先简支后结构连续施工工艺，桥梁的上半部部分可以采用预制的方式进行，不需要将所有的工程量置于铁路的上方，铁路线路影响较小，而且审批所耗费的时间也更短，综合经济效益较高，有利于立交桥梁施工的快速推进。
3.对城市建设影响
城市建设的发展与城市经济发展息息相关，现如今己经有越来越多的桥梁采用先简支后结构连续施工跨越铁路、公路、河道，并取得了显著的社会和经济效益，得到越来越多的支持。采用先简支后结构连续施工，符合我国现阶段大力提高生产劳动效率，提高经济效益策略相一致，符合我国国民经济的发展的规划。
3.2.5 桥梁施工方案经济费用比较
依据上跨铁路的特点，先简支后结构连续施工和预应力砼转体施工两种方案均能满足线路及铁路净空要求，符合现行的相关规范要求及技术标准[2]。但由于施工方法不同，两种方案在技术效益、经济效益和社会效益等方面各有不同之处。
施工方案经济费用对比见表3。
由上述施工方案表格及施工经济费用表格内容比较表明，方案一结构受力方式简单、施工简便、对线路及铁路运营影响较小，且施工工期短、场地要求合理、投资造价更经济。方案二结构整体性能好，后期维护工作量较少，整体景观效果较优，但经济投资费用高，工期长，附加影响因素较多。综合技术效益，经济效益及社会效益等因素考量，使用方案一作为实施方案更为经济适用，综合效益更加合理。
4结语
随着中国迎接新时代的到来，相关立交新建工程也在不断增加，为了在新建立交工程满足安全、适用、经济、美观的要素，这就要求设计方、施工方等在考虑立交方案[8]时思维开阔，缜密周全，从现实效益的角度充分全面地考虑各种因素的影响，构思多种方案，对比优化，找出最佳效益的方案，为城市建设提供帮助。
本文以某立交新建工程为工程研究背景，对桥梁施工进行了研究，得出了先简支后结构连续小箱梁施工虽然整理景观效果一般，后期维护量较大，但能有效满足立交桥梁的技术指标，满足上跨净空要求和周边建筑物安全距离要求。遵循安全、适用、经济、美观的设计原则，充分考虑施工对现有交通的影响，确立规划好关系网络的互通关系，尽可能的减少和避免施工期间对既有线路的负面影响，得出技术效益达标、经济效益较高、社会效益良好的结论，为今后涉铁立交工程提供一定参考价值。
参考文献:
[1]中国华西工程设计建设有限公司.衡阳市二环路跨东风南路立交新建工程施工图[Z].四川:中国华西工程设计建设有限公司，2016.
[2]中华人民共和国铁道部.TB10002.1-2005 铁路桥涵设计基本规范[S].北京:中国铁道出版社，2013.
[3]郝吉峰.绥芬河斜拉桥转体施工经济效益对比分析[T].黑龙江交通科技，2007:17-18.
[4]樊建国.施工组织对公路施工项目的成本影响研究[D].河北工业大学.2007:7-12.
[5]孟令树.施工组织设计对施工项目的成本影响分析「.T}，科技视界，2010:33-35.
[6]梁永忠.客专箱梁膺架现浇施工方案对比及经济分析[T].山西建筑，2010:27-27.
[7]陈贤.跨高速公路桥梁转体施工工程的成本优势分析[D].南昌大学.2016.
[8]魏毅强.保阜高速公路跨京广铁路立交桥梁方案研究[J].铁道标准设计，2013（4）:65-68.
[9]刘桂红.广深广氮枢纽立交改造方案研究[J].中外公路，2013（4）:12-15.
[10]魏为成，邹云.重庆忠县玉溪立交方案设计探讨[J].公路交通技术，2007（2）:21-23.
论文作者:肖重祖
论文发表刊物:《科技中国》2018年5期
论文发表时间:2018/8/10
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