跨高鐵咽喉區(qū)連續(xù)梁掛籃防護(hù)施工技術(shù)研究

黃萬大　劉長(zhǎng)洪

(1.中交投資有限公司,北京　100029；　2.中鐵二十三局集團(tuán)有限公司,四川 成都　610072)

近年來，隨著交通建設(shè)的快速發(fā)展，越來越多的橋梁需要跨越高速、普速鐵路，如何保證橋梁施工中橋下鐵路運(yùn)營(yíng)安全成為擺在橋梁建設(shè)者面前的一道難題。目前跨約高速鐵路施工沒有統(tǒng)一的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，沒有規(guī)范設(shè)計(jì)，而跨越施工安全風(fēng)險(xiǎn)大，防護(hù)等級(jí)高[1]。尤其是在跨越鐵路咽喉區(qū)，鐵路設(shè)備多、線路密集、防護(hù)面積大、凈空受限，采用常規(guī)防護(hù)棚架投資大、安裝拆除周期長(zhǎng)、對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)影響大，本次研究對(duì)防護(hù)棚架和掛籃封閉兩個(gè)方案進(jìn)行了對(duì)比，最終采用掛籃封閉方案，既節(jié)約投資、施工工期快，還避免了棚架安拆過程中對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的影響，得到了相關(guān)鐵路管理部門的高度評(píng)價(jià)和認(rèn)可，為今后此類橋梁施工提供了參考依據(jù)。

1　工程概況

某市政道路采用連續(xù)梁跨越運(yùn)營(yíng)高速鐵路咽喉區(qū)，連續(xù)梁為一聯(lián)(65+110+65)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,設(shè)計(jì)為城市主干道，設(shè)計(jì)荷載為城市—A級(jí)，橋?qū)?0.5 m。連續(xù)梁主跨跨越高速場(chǎng)共計(jì)11條鐵路線，高速鐵路正線與市政橋梁中心線交角為79.5°，高速鐵路設(shè)計(jì)為有砟軌道350 km/h，立面及平面布置如圖1所示[2]。連續(xù)梁采用掛籃懸臂灌注法施工，施工連續(xù)箱梁時(shí)為保證高速場(chǎng)鐵路行車及鐵路設(shè)施安全，需對(duì)高速鐵路進(jìn)行防護(hù)[3]。

掛籃施工范圍內(nèi)鐵路設(shè)施較多，有接觸網(wǎng)立柱5個(gè)，接觸網(wǎng)硬橫跨1處，硬橫跨上支架2個(gè)，電纜槽2道，排水溝2道，轉(zhuǎn)轍器11個(gè)，變壓器箱25個(gè)。掛籃底行走軌跡距梁底1.5 m，硬橫跨頂距掛籃底最小距離1.09 m，最大距離1.45 m，接觸網(wǎng)線距掛籃底最小距離0.94 m，梁段最大重量為280 t，掛籃重量120 t。

2　方案比選

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況并結(jié)合以往類似工程經(jīng)驗(yàn)，擬定防護(hù)棚架和封閉式掛籃兩種防護(hù)方案進(jìn)行比選。

2.1　棚架防護(hù)方案

棚架防護(hù)是在路肩上設(shè)置鋼管柱，柱頂設(shè)置縱、橫分配梁，在分配梁上滿鋪木板，并在梁底做絕緣，梁頂做防水，從而在需要防護(hù)的區(qū)域內(nèi)形成一個(gè)防落物的結(jié)構(gòu)[3]。其優(yōu)點(diǎn)是頂面承受物體意外墜落，保證列車安全。由于市政道路與高鐵營(yíng)業(yè)線為斜交，并處于鐵路咽喉區(qū)內(nèi)，防護(hù)范圍廣、跨度大。防護(hù)棚架施工必須在封鎖時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，且吊裝施工難度大。棚架需要設(shè)立一年以上，日常維修、防護(hù)困難大。棚架梁底與接觸網(wǎng)最小距離僅0.7 m，棚頂防排水困難，冰雪融化季節(jié)極易產(chǎn)生冰溜，給接觸網(wǎng)線及行車帶來極大安全隱患，連續(xù)梁完成后，防護(hù)棚架拆卸極其困難，而且拆卸工作也給營(yíng)業(yè)線帶來極大的安全隱患。

2.2　掛籃封閉方案

封閉掛籃是采取必要的安全措施將整個(gè)掛籃底面及側(cè)面封閉起來，使掛籃內(nèi)的施工與外界有一層可靠的防護(hù)隔離措施。其優(yōu)點(diǎn)是防護(hù)范圍較小，封閉和加固工作可在掛籃拼裝時(shí)完成，無需在封鎖時(shí)間內(nèi)施工，減少了在營(yíng)業(yè)線上空的作業(yè)，避免了對(duì)營(yíng)業(yè)線不必要的影響，極大地保證了行車安全。掛籃底與接觸網(wǎng)最少為0.94 m，在掛籃底設(shè)置絕緣磁板，極大地保證了接觸網(wǎng)線及人身安全。但封閉掛籃加大了掛籃自重，掛籃走行時(shí)需提供更大牽引力，對(duì)施工工藝要求較高。

綜合以上對(duì)比，本連續(xù)梁施工采用封閉掛籃防護(hù)方案。

3　封閉式掛籃施工

3.1　掛籃封閉系統(tǒng)組成

掛籃自身封閉系統(tǒng)主要包括：封底防護(hù)平臺(tái)、絕緣磁板、周邊防護(hù)網(wǎng)、頂橫梁防護(hù)網(wǎng)、梁面三邊防護(hù)網(wǎng)。

封底防護(hù)平臺(tái)位于掛籃底面，包括底板平臺(tái)和前操作平臺(tái)，在底面空隙區(qū)域滿鋪花紋鋼板，與掛籃底部焊接，其剛度滿足墜物打擊或人員行走等工況要求。

絕緣磁板位于封底防護(hù)平臺(tái)底部，確保高速鐵路接觸網(wǎng)線與掛籃處于絕緣狀態(tài)，防止施工人員觸電，保證高速鐵路運(yùn)營(yíng)安全。

周邊防護(hù)網(wǎng)包括前端面、左側(cè)面、右側(cè)面、后端面(包括翼緣區(qū)域)4個(gè)部分，作為防護(hù)網(wǎng)防止施工人員拋灑物體和意外物體墜落。

掛籃頂橫梁防護(hù)網(wǎng)是在工作平臺(tái)設(shè)置網(wǎng)，防止掛籃操作人員拋灑物體和意外物體墜落。

梁上防護(hù)欄是在已成梁段前端、左右兩側(cè)設(shè)置防護(hù)網(wǎng)，防止橋上人員拋灑物體。

3.2　掛籃封閉系統(tǒng)安裝

3.2.1掛籃安裝

0號(hào)段澆筑完成后，先吊裝掛籃走行軌道、走行支腿和主梁，安裝后錨固，吊裝前后上橫梁。在1號(hào)段梁底對(duì)應(yīng)位置拼裝掛籃底桁架，安裝底模和外側(cè)模，最后安裝箱梁內(nèi)模。

3.2.2封底防護(hù)平臺(tái)安裝

在地面上焊接搭設(shè)防護(hù)平臺(tái)，以槽鋼作為骨架，槽鋼骨架上方鋪設(shè)4 mm花紋鋼板，并與槽鋼焊接，掛籃安裝完成后，通過千斤頂、鋼絞線、導(dǎo)鏈等設(shè)備將封底平臺(tái)系統(tǒng)提升至距地面約1.50 m，然后焊接絕緣系統(tǒng)的角鋼附著架，安裝附著架底面12 mm厚絕緣磁板，再將底板平臺(tái)整體提升至設(shè)計(jì)位置，封底防護(hù)平臺(tái)槽鋼與掛籃底桁架焊接牢固。

3.2.3防護(hù)網(wǎng)安裝

1)封底平臺(tái)防護(hù)網(wǎng)。

封底防護(hù)平臺(tái)前端面、左側(cè)面、右側(cè)面、后端面用角鋼焊接成網(wǎng)片骨架，骨架高度超出梁面2.2 m，并在立桿內(nèi)底部0.6 m范圍內(nèi)焊接4 mm防護(hù)鋼板，骨架內(nèi)鋪網(wǎng)眼不大于0.25 mm2的密目鋼絲網(wǎng)[4]，并用2根吊桿懸掛在前橫梁上，從上往下每隔1 m用鋼筋與掛籃固定，具體結(jié)構(gòu)形式見圖2。

2)掛籃上頂橫梁防護(hù)網(wǎng)。

掛籃上頂橫梁工作平臺(tái)設(shè)置2 m防護(hù)欄桿，防護(hù)欄桿設(shè)置密目鋼絲網(wǎng)。

3)梁上防護(hù)欄。

在施工完成的梁頂面焊接防護(hù)網(wǎng)并下設(shè)30 cm高踢腳板，防護(hù)高2.2 m，欄桿上每20 cm涂刷紅白相間的油漆。并在其上安裝密目鋼絲網(wǎng)，形成梁上防護(hù)。

3.3　主要施工步驟

臨時(shí)固結(jié)→現(xiàn)澆0號(hào)段→防護(hù)平臺(tái)及絕緣板組裝→掛籃安裝、調(diào)試→安裝周邊防護(hù)網(wǎng)→安裝避雷接地裝置→1-13號(hào)梁段懸臂澆筑施工→合龍段施工→掛籃退回1號(hào)段→拆除掛籃及防護(hù)絕緣裝置→體系轉(zhuǎn)換→清理現(xiàn)場(chǎng)。

4　防漏電、雷擊接地及接地保護(hù)施工

為了防止接觸網(wǎng)漏電及雷擊，根據(jù)GBJ 57—83建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范要求掛籃頂設(shè)置高1 m直徑16 mm的圓鋼避雷針[5]，防雷接地裝置采用掛籃與梁體豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋、梁內(nèi)鋼筋、臨時(shí)固結(jié)鋼筋、墩身及承臺(tái)鋼筋、樁基鋼筋形成接地系統(tǒng)，保證掛籃結(jié)構(gòu)可靠接地。

5　封閉掛籃施工安全要點(diǎn)

掛籃的安裝、走行嚴(yán)格按照營(yíng)業(yè)線相關(guān)施工等級(jí)規(guī)定進(jìn)行；掛籃按要求安裝下放和走行限位裝置，由專人看護(hù)，下放高度不得超過20 cm，走行不得超過設(shè)計(jì)位置；立面封閉密目安全網(wǎng)分段掛設(shè)，并保證每段支撐骨架的剛性和穩(wěn)定性要求。采用Ф20 mm鋼筋預(yù)先做好支撐骨架，并將密目網(wǎng)穩(wěn)定其上后，再進(jìn)行安裝。

掛籃在底板上設(shè)置接地鋼帶并跟梁面上的接地鋼筋相連，保證接地電阻不大于1 Ω。并在梁面上安裝電流警報(bào)器，操作人員穿絕緣膠鞋，配戴絕緣手套作業(yè)；禁止向營(yíng)業(yè)線內(nèi)扔、拋任何物品，在鄰邊作業(yè)面做好硬性防護(hù)，防止梁面或掛籃上物品掉落；雷雨天停止施工并派專人及時(shí)排出掛籃底部匯水坑內(nèi)的積水。對(duì)梁內(nèi)、梁面、掛籃上的垃圾及時(shí)進(jìn)行統(tǒng)一清理；掛籃每向前走行一段，后面已澆筑段的兩側(cè)及時(shí)設(shè)置欄桿；當(dāng)風(fēng)力達(dá)到4級(jí)及以上時(shí)，掛籃不得走行。

封閉式掛籃防護(hù)重點(diǎn)是做好各項(xiàng)安全防護(hù)工作，包括各項(xiàng)安全制度一定要得到落實(shí)。各部分封閉所要用到的骨架、支撐必須保證其剛度、穩(wěn)定性滿足要求[6]。從最大程度上消除結(jié)構(gòu)物的不安全狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)并糾正人的不安全行為。

掛籃施工過程中由培訓(xùn)考試合格的專職防護(hù)員，晝夜不間斷進(jìn)行防護(hù)，橋上3人，橋下2人，確保掛籃施工及橋下高速鐵路運(yùn)營(yíng)安全。施工期間對(duì)高速鐵路進(jìn)行全封閉管理，非作業(yè)人員不得入內(nèi)[7]。

6　結(jié)語

通過在掛籃采用封閉、絕緣、接地保護(hù)等措施，可靠地解決了連續(xù)梁懸臂灌注施工對(duì)高速鐵路咽喉區(qū)的影響，既保證了高速鐵路運(yùn)營(yíng)安全，也保證了連續(xù)梁本身施工工期，節(jié)約了成本，相對(duì)常用防護(hù)棚架方案具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，為連續(xù)梁跨越既有高速鐵路施工提供了有益的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具有良好的參考意義。

參考文獻(xiàn):

[1]劉軍波,雷小偉.跨高速鐵路施工安全防護(hù)棚架設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2014，40(8):208-210.

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[3]TG/01—2014,鐵路技術(shù)管理規(guī)程[S].

[4]TB 10063—2016,鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[5]GB 50057—2010,建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6]JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

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