低凈空跨鐵路線剛構(gòu)梁施工工法

朱赟

摘要：隨著我國鐵路交通大發(fā)展，鐵路交叉上跨施工趨于常見。但本工法涉及工程為剛構(gòu)梁低凈空上跨電氣化鐵路線，由于為非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，因此不能使用掛籃法分段澆筑，只能采用支架法施工，且必須全梁面整體澆筑。

關(guān)鍵詞：低凈空、剛構(gòu)梁、營業(yè)線安全、防電防水板

前言：寧波北站及貨場搬遷工程西疏解線特大橋26-29#、29-33#兩聯(lián)連續(xù)剛構(gòu)上跨洪塘編組站杭州側(cè)咽喉區(qū)5條電氣化線路。設(shè)計(jì)梁底與接觸網(wǎng)承力索凈空極低，最少只有 1.3 m。在既要保證鐵路正常運(yùn)營，又要保證施工安全的情況下，如何實(shí)現(xiàn)支架防電、作業(yè)人員防電安全就成為工程研究的重點(diǎn)。為了確?！盃I業(yè)線運(yùn)營安全和工程施工安全”，公司專門成立了攻關(guān)小組，在深入學(xué)習(xí)和研究接觸網(wǎng)相關(guān)理論和門洞式支架等知識的基礎(chǔ)上，結(jié)合洪塘編組站和剛構(gòu)連續(xù)梁的實(shí)際情況，提出了一整套連續(xù)剛構(gòu)梁上跨電氣化營業(yè)線的施工方案，具有較強(qiáng)的操作性，該方法在寧波北站及貨場搬遷工程西疏解線特大橋26-33#連續(xù)剛構(gòu)梁施工中得到了很好的應(yīng)用，經(jīng)過不斷的總結(jié)和完善，形成了本工法。

1、工法特點(diǎn)：1.1 上跨營業(yè)線位置采用門洞式支架，其余部位采用滿堂支架。

1.2 門洞式支架底部設(shè)防水、防電結(jié)構(gòu)。采用環(huán)氧樹酯防電板扣搭，防止高壓電弧放電和支架金屬結(jié)構(gòu)靜電積聚。采用SBS防水層及泄水引流裝置，避免施工過程用水滲流至接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)引起觸電傷害。解決了低凈空現(xiàn)澆梁跨越電氣化鐵路施工難題。

1.3 采用全支架結(jié)構(gòu)連體接地裝置和避雷裝置，防止靜電積聚和雷擊傷害。采用聯(lián)合監(jiān)察制，對支架帶電情況和支架結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行每日監(jiān)控。確保施工和運(yùn)營安全。

2、適用范圍：本工法適用于上跨電氣化營業(yè)線或高壓電的橋梁施工，無法進(jìn)行架設(shè)預(yù)制梁的困難地段。采用門洞式支架跨越高壓帶電結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)支架防電和作業(yè)人員的防電安全。

3、工藝原理：利用《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》允許的接觸網(wǎng)導(dǎo)高和承力索與接觸線的距離，降低接觸網(wǎng)導(dǎo)高和承力索高程，為剛構(gòu)梁施工爭取更多的作業(yè)凈空和安全凈距。在上跨營業(yè)線處，使用門洞式支架，并搭設(shè)防電、防水和泄水引流裝置。防電板使用聚氨酯防電板，防止接觸網(wǎng)高壓電對支架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生靜電積聚現(xiàn)象，并防止高壓電對作業(yè)人員產(chǎn)生高壓電弧觸電。

4、施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

4.1.1上跨電氣化營業(yè)線剛構(gòu)連續(xù)梁施工主要作業(yè)順序：

步驟一：樁基施工。 步驟二：承臺施工。 步驟三：墩身施工。

步驟四：線路、信號接觸網(wǎng)改造。 步驟五：剛構(gòu)梁施工。 步驟六：線路、接觸網(wǎng)恢復(fù)施工。

4.1.2剛構(gòu)連續(xù)梁施工工藝流程。見下圖

4.2 操作要點(diǎn)：連續(xù)剛構(gòu)支架搭設(shè)前，需對西疏剛構(gòu)橋下接觸網(wǎng)進(jìn)行降低改造完成后方可實(shí)施。待橋下接觸網(wǎng)導(dǎo)高降至6.2m，承力索取消改為簡單懸掛后、方可施工剛構(gòu)梁現(xiàn)澆支架。

4.2.1 支架基礎(chǔ)處理措施

滿堂鋼管支架所在范圍內(nèi)的地面夯實(shí)處理，回填30cm厚宕碴，碾壓后壓實(shí)度達(dá)93%。動力觸探檢測承載力合格后，澆筑15cm-20cm厚C20混凝土，跨鐵路門洞鋼管支架基礎(chǔ)采用長20米，寬1.5米，高0.8米的鋼筋混凝土系梁作為基礎(chǔ)，地梁基礎(chǔ)配置Ф16鋼筋網(wǎng)片，Ф16鋼筋網(wǎng)間距20cm布置?；A(chǔ)處理完成后，應(yīng)采用中型動力觸探，對基礎(chǔ)進(jìn)行檢測。如不能達(dá)到應(yīng)加強(qiáng)碾壓，如仍不能達(dá)到壓強(qiáng)，應(yīng)會同監(jiān)理討論提出解決意見。

4.2.2 支架布置形式

邊跨：連續(xù)剛構(gòu)梁邊跨梁采用滿堂支架法。支架搭設(shè)方法：

西疏解線特大橋連續(xù)梁支架滿堂扣件式鋼管支撐架使用扣件式支架，縱橫向間距均為0.6米，連接桿步距1.5米，周邊及內(nèi)部縱橫向剪刀撐采用加強(qiáng)型，間距為5跨，且不大于3m。立桿間距依據(jù)梁體荷載重量調(diào)整。支架頂設(shè)可調(diào)托座，鋼管上鋪設(shè)10*10cm方木，在方木上鋪設(shè)竹膠板。剛構(gòu)梁非支撐體系走行道腳手架布置為，立桿縱距1.2m，立桿橫距1.1m。雙排扣件式腳手架搭設(shè)。

中跨：由于連續(xù)梁中跨上跨鐵路，不能搭設(shè)滿堂支架，只能搭設(shè)門洞式鋼管支架。因此在鐵路中心兩側(cè)各3m范圍內(nèi)采用工字鋼橫梁法，作為梁體施工時的支撐。門洞支架具體布置為在線路中心兩側(cè)3米處各立一排（9根）φ400*8mm鋼管，鋼管上方橫橋向放置32a雙拼工字鋼，雙拼工字鋼上縱橋向放置I45工字鋼，工字鋼間距為0.6m；鋼管立柱及工字鋼橫梁數(shù)量根據(jù)梁體荷載大小調(diào)整。再在工字鋼上鋪設(shè)10*10cm方木、竹膠板。門洞以外范圍采用滿堂鋼管腳手架，與邊跨搭設(shè)形式相同。承重工字鋼下方設(shè)置鋼砂箱，以便于承重工字鋼拆除。

4.2.3 防電防水板

由于每股承力索至梁底凈空均為1.5米左右，不滿足接觸網(wǎng)需大于2米的安全距離，為保證鐵路行車和施工作業(yè)人員的安全，需在承重工字鋼與承力索之間設(shè)置整體式防電防水板。防電板擊穿電壓需大于5.5萬伏。

防護(hù)防電平臺采用整張絕緣包裹板包裹，底面不得有縫隙。防護(hù)防電平臺底面不得漏電；滿足鐵路接觸網(wǎng)防電要求，防電板與接觸線的距離保持在50cm以上，施工時需控制好標(biāo)高。 電氣化鐵路的接觸網(wǎng)和承力索的電壓同為27.5kv，絕緣包裹板的工頻擊穿電壓為≮52.5kv。防電板采用1.5cm厚環(huán)氧樹脂絕緣板，使用用絕緣螺栓固定于12#I工字鋼下方，12#I上部鋪設(shè)1.5cm厚竹膠板，并加鋪防水卷材，竹膠板接縫處應(yīng)與防水卷材接縫錯開，連接縫處灌注環(huán)氧樹脂。確保接縫處絕緣良好。12#I間距1.0m，并接地，接地電阻小于10Ω。

防水板頂應(yīng)設(shè)好0.5%排水坡，四周設(shè)止水條，并在門式支架后方設(shè)泄水管。絕緣板單塊板的尺寸為4.5m*2m，與3根12#I字鋼預(yù)先安裝，整體吊裝，絕緣板邊緣做子母槽，便于拼接。每個門洞支架下方采用10-12塊板拼裝成整體防電防水板。防護(hù)防電平臺要設(shè)有綜合接地。

4.2.4 支架搭設(shè)方法

滿堂支架按由中到邊方式搭設(shè)，按施工方案間距搭設(shè)，不再詳述。單個門洞支架搭設(shè)方法，（以蕭甬上行線為例，其余方法相同）

（1）申請兩個3小時施工天窗點(diǎn)（封鎖停電），安裝兩側(cè)支撐鋼管，鋼管頂鋼砂箱可調(diào)托座，并在靠近線路側(cè)設(shè)置全封閉防拋網(wǎng)（竹膠板）。（2個天窗點(diǎn)）

（2）申請一個3小時施工天窗點(diǎn)（封鎖停電），安裝防電板（1個天窗點(diǎn)）

（3）申請兩個3小時施工天窗點(diǎn)（封鎖停電），安裝縱橫向工字鋼，鋪設(shè)底模板，底模板每邊比梁面寬5米，在模板兩側(cè)設(shè)置2米高的防拋網(wǎng)（2個天窗點(diǎn)）。 （共5個天窗點(diǎn)）

（4）搭設(shè)門洞兩側(cè)的扣件滿堂鋼管腳手架，并安裝底模板。

4.2.5 支架預(yù)壓

支架搭設(shè)完成后進(jìn)行荷載預(yù)壓，以消除非彈性變形，同時測定其下?lián)隙龋◤椥宰冃危?，以確定箱梁底模的預(yù)拋高數(shù)值。鐵路上方支架預(yù)壓須在天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行。

預(yù)壓區(qū)域：支架預(yù)壓應(yīng)為全梁段預(yù)壓，寬度比梁體實(shí)際投影面兩側(cè)各寬0.5m。

加載步驟：預(yù)壓荷載取混凝土結(jié)構(gòu)恒載與模板重量之和的1.2倍，分3級加載，依次為荷載值的60%、100%、120%。縱向自跨中向支點(diǎn)對稱布載，橫向自混凝土中心向兩側(cè)對稱布置。每級加載完成，靜停1h后進(jìn)行監(jiān)測。各監(jiān)測點(diǎn)沉降平均值小于2mm時，方可進(jìn)行下一級加載。預(yù)壓荷載全部加載完成后，每6h觀測1次，最后2次沉落量觀測平均值之差≯1mm，可終止預(yù)壓。卸載應(yīng)按預(yù)壓加載時的分級逐步卸載。

支架預(yù)壓采用砂包預(yù)壓，預(yù)壓前，必須再次檢查支架的橫向、縱向結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，檢查是否具有足夠的剛度，所有墊塊是否緊密，木楔是否松動等，確保支架安全。砂包預(yù)壓從跨中處開始加載，慢慢往兩端端推進(jìn)。加載采用水平分層的方式加載，在加載的同時，設(shè)置專人檢查支架、各種型鋼支撐、模板等部位。

預(yù)壓監(jiān)測：預(yù)壓區(qū)域設(shè)沉降監(jiān)測點(diǎn)。預(yù)壓區(qū)域每1/4跨徑布置一個監(jiān)測斷面，每監(jiān)測斷面按上圖監(jiān)測點(diǎn)3個，對稱布置。監(jiān)測儀器采用DS05級電子水準(zhǔn)儀，以確保測量精度。根據(jù)加載步驟需測量以下方面數(shù)據(jù)： A.加載前監(jiān)測點(diǎn)標(biāo)高；B.每級加載后監(jiān)測點(diǎn)標(biāo)高；C.加載至120%后每間隔6h的監(jiān)測點(diǎn)標(biāo)高；D.卸載6h后監(jiān)測點(diǎn)標(biāo)高。根據(jù)預(yù)壓監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算沉降量、彈性變形量、非彈性變形量

支架搭設(shè)并預(yù)壓好后，并根據(jù)測量結(jié)果，設(shè)置模板的預(yù)拋高后，就可進(jìn)行梁體施工。因鐵路軌面與梁底凈高必須大于7.5m，施工時考慮梁體自重及支架的下沉量，支架頂標(biāo)高統(tǒng)一預(yù)加高2cm，剛構(gòu)跨中根據(jù)預(yù)壓結(jié)果再確定支架預(yù)拋高量。

加載時，項(xiàng)目部技術(shù)員應(yīng)及時做好每次支架沉降、撓度、變形書面觀察記錄。便于指導(dǎo)設(shè)置好施工預(yù)拱度。支架預(yù)壓時沉降量出現(xiàn)變形突變時，應(yīng)立即停止預(yù)壓，查明原因并采取加固措施后方可繼續(xù)預(yù)壓。

4.2.6 綁扎鋼筋、澆注混凝土

防電板和支架搭設(shè)完畢后，可以直接在模板上綁扎鋼筋，利用吊機(jī)把提前加工好的鋼筋吊至邊跨模板上，利用人工運(yùn)至中跨，按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行綁扎，無需封鎖停電。

鋼筋綁扎完畢，驗(yàn)收合格后，澆注混凝土?；炷翝沧⒎椒椋?/p>

各申請一個2小時停電封鎖計(jì)劃，完成鐵路線上部梁砼澆注工作?；炷翝仓r，采用天泵和地泵各1臺，從兩側(cè)同步向跨中澆筑。

鐵路上方梁體混凝土養(yǎng)護(hù)為了防止水滲落到接觸網(wǎng)止方，禁止?jié)菜B(yǎng)護(hù)，采用薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)，薄膜上方采用重物壓蓋，防止薄膜被風(fēng)吹落到橋下。冬季混凝土保養(yǎng)按冬季施工專項(xiàng)方案實(shí)施。

4.2.7 支架拆除方法

混凝土澆筑完畢，強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后，拆除支撐結(jié)構(gòu)。首先拆除邊跨滿堂鋼管腳手架及其模板。再拆除中孔支架和模板。

（1）先拆扣件滿堂支架，再拆中孔支架門式支架。

（2）申請一個3小時施工天窗點(diǎn)（封鎖停電），將門洞支架可調(diào)支座降低10cm，將模板拆除，抽出方木，并清除工字鋼上的混凝土塊等雜物。（1個天窗點(diǎn)）

（3）申請兩個3小時施工天窗點(diǎn)（封鎖停電），橫移出工字鋼，并吊裝至安全地點(diǎn)，擺放整齊。工字鋼橫移時，兩端設(shè)兩根安全防護(hù)繩固定，以防止吊工字鋼出意外下落砸傷接觸網(wǎng)線，（2個天窗點(diǎn)）

（4）申請一個3小時施工天窗點(diǎn)（封鎖停電），橫移出防電板，并吊裝至安全地點(diǎn)，擺放整齊。（1個天窗點(diǎn)）

（5）申請兩個3小時施工天窗點(diǎn)（封鎖停電），拆除門洞支架的支持鋼管。（2個天窗點(diǎn)）（共6個天窗點(diǎn)）

（6）拆除支架的所有構(gòu)件放置在距線路中心30米以外，且需堆放整齊。

4.2.8 封鎖及慢行防護(hù)布置

（1）支架搭設(shè)、拆除時均需線路封鎖天窗和停電天窗配合。

（2）支架搭設(shè)過程中如接觸網(wǎng)降低，至拆除前，需線路配合慢行。

（3）遇到6級以上大風(fēng)禁止施工作業(yè)。

總結(jié)：該連續(xù)剛構(gòu)梁低凈空上跨電氣化營業(yè)線是一項(xiàng)高風(fēng)險的施工任務(wù)，既要保證鐵路既有線正常運(yùn)營，又要保證施工過程中的施工安全。作為西疏解線特大橋的控制節(jié)點(diǎn)，該方案很好的處理了施工和運(yùn)營的矛盾和安全問題，為寧波北站的開通運(yùn)營打了了良好的基礎(chǔ)，得到了監(jiān)理、業(yè)主及鐵路運(yùn)營單位的好評并取得良好的社會效益；同時也解決了施工和鐵路運(yùn)營的矛盾，規(guī)避了遷改線路和施工安全隱患，該施工工法很好的解決了施工和鐵路運(yùn)營的矛盾，規(guī)避了遷改線路和施工安全隱患。減少了對運(yùn)行鐵路干擾。而且工藝簡便，加快了施工進(jìn)度。通過本工法的運(yùn)用，有效的加快了施工進(jìn)度，降低了對鐵路運(yùn)輸干擾費(fèi)用約85萬元。