上跨軌道交通高架橋梁的懸拼施工安全防護技術研究

薛武強 孫九春 曹 虹

騰達建設集團股份有限公司 上海 201204

隨著城市立體化交通的趨勢逐漸顯現(xiàn)，公路、鐵路、城市軌道交通涉及交叉的情況日益明顯。而在跨越既有軌道交通線路的橋梁施工中，機械設備可能會對既有線路限界造成一定的侵占[1]，因此，不僅要保證新建橋梁建設的進度、質量、安全，還要保證既有線路能夠安全運營。

目前針對跨越既有軌道交通線路的橋梁施工的安全措施，以在既有交通線路上搭設防護棚為主[2]，但這種方式對交通影響較大，費用較高。也有部分橋梁采用全封閉式掛籃方案，相比防護棚方案稍有改進[3-4]，但仍不能滿足所有安全需求。落地式防護平臺結構簡單穩(wěn)定，但相比附著式防護平臺來說費工費料，且與梁底的貼合程度較低。

本工程中上海軌交10號線橋梁底部與軌交6號線軌道限界距離較小，且上跨橋梁截面形狀較為復雜，有必要研制一種全新的防護措施，既要保證施工的安全性，又要有效提高施工的效率與經濟性。

1 工程背景

上海軌交10號線上跨軌交6號線出入場線的節(jié)點橋為（40＋75＋40） m的3跨預應力連續(xù)梁橋，梁高最大為5.4 m，最小為1.9 m，斷面為雙線U形＋箱形結構。全橋共40個塊段，除0#塊和合龍段采用現(xiàn)澆外，其余塊段均采用預制節(jié)段、懸臂拼裝工藝施工。該節(jié)點橋與軌交6號線高架結構成小角度疊交，梁底與軌交6號線軌道接觸網最小距離僅0.598 m。由于現(xiàn)場施工環(huán)境限制（圖1），常規(guī)的懸臂拼裝工藝無法適用，為此創(chuàng)新性地提出了單T構懸臂拼裝工藝。分為東（19#墩）、西（18#墩）2個T構施工，先用架橋機懸臂拼裝東側T構，完成后架橋機過孔至西側T構，以相同方式施工西側T構，最后進行邊跨與中跨的合龍。

圖1 施工平面布置

建設過程中施工設施設備會對軌交車輛的安全運行造成較大影響，需要足夠安全的防護設施保證運行的絕對安全。

2 可調移動式防護棚平臺設計

可調移動式防護棚平臺主要用于中跨施工防護，阻止施工過程中工具、廢料等掉落到下方軌交線上影響軌道車輛運營安全。其設計因素考慮如下：主梁為變高度梁，支座處與跨中處主梁高差達到3.50 m，跨中與既有線路交叉部位接觸網與梁底最近距離僅0.598 m，需要防護棚能夠調整底部標高，適應梁底線形變化；工地地處我國東部沿海，施工期內可能存在強臺風天氣，因此需要在普通防護平臺“防墜、防電、防火、防水”等功能的基礎上加入防風功能；由于施工方法限制，防護平臺自重需由主梁承擔，因此其接觸部件需要與主梁斷面有較好的貼合性，并且滿足走行要求。防護平臺的強度與剛度需要滿足作業(yè)人員在其上施工。

防護平臺結構由防護骨架、封閉板、防拋網和行走輪構成。整體結構如圖2所示。

圖2 防護平臺結構

2.1 防護平臺構造

防護平臺骨架長12.00 m，頂部寬12.60 m，底部寬9.33 m，分為上下兩部分。上部高3.55 m，頂部采用10#槽鋼結合鋼板焊接成反力架，最前端采用雙拼25#槽鋼制成橫梁，增加防護平臺剛度；側面前半部分采用10#槽鋼焊接成網格狀骨架，后半部分對稱用45#角鋼斜拉；U形梁底部根據主梁斷面形式設置1.7 m左右內收平臺，并與側面增加斜桿連接，加強剛度。下部4個角點采用φ32 mm精軋螺紋鋼作為懸吊支點，可根據梁段高度進行調節(jié)；側面各設置10道開孔鋼板作為限位卡扣；底板縱向布置2道10#槽鋼作為縱梁，橫向布置間距為1.0 m的45#角鋼與縱梁連接，并在低處設置排水硬管，將平臺內的積水排至輸電線路外側。

2.2 封閉板構造

封閉板分為內外2層，內層采用厚3 mm鋼板封閉，為施工過程中意外墜落的施工設備及工具提供支承。外層由于防電需要采用絕緣板，軌交6號線接觸網電壓為1.5 kV，絕緣板在選材時，首先應滿足可抗1.2倍接觸網電壓的要求[2]，因此采用厚5 mm環(huán)氧樹脂粘貼絕緣板，再用尼龍扎帶和槽鋼綁扎成整體，絕緣板可承受50 kV電壓，可有效避免高電壓的擊穿效應。

2.3 行走輪構造

行走輪為防護平臺的走行裝置，并起著傳遞結構重力的作用。防護平臺在主梁兩側頂部均設置有反力架，每側反力架內含有上、下、左、右4組行走輪（圖3），對防護平臺除順橋向外所有方向的運動進行約束。同時，行走輪和反力架共同起到調節(jié)作用，控制防護平臺及橋梁結構的平衡，保證結構的安全?？紤]到行走的平順性和預制梁的施工誤差，行走輪內部設置了彈簧，可以自行調節(jié)行走輪與結構之間的間隙。

圖3 行走輪構造

2.4 防拋網構造

防拋網設置在防護平臺頂部的左右兩側，骨架采用高120 cm的25#方鋼立柱，向外傾斜30°，間距120 cm。為確保物體不會掉落，骨架外周采用白色細目鋼絲網封閉，鋼絲網孔眼大小不大于1 cm×1 cm[5]。防拋網邊緣與骨架采用鋼絲綁扎。

2.5 抗風措施

由于施工地點處于我國東部沿海，施工期間需考慮強臺風的潛在影響，因此在收到風暴預警時，應將防護平臺退后至所在側0#塊上，與橋梁通過精軋螺紋鋼進行錨固，同時拆除防拋網（圖4）。

圖4 抗風措施

3 自動跟隨式張拉吊籃

自動跟隨式張拉吊籃主要用于為梁段拼裝施工提供操作平臺，同時保障作業(yè)人員的安全。其設計考慮如下：

1）主梁斷面為U形＋箱形斷面，主梁上部寬度明顯大于下部，為保證吊籃可與防護平臺協(xié)同工作，需要吊籃具有橫向寬度調節(jié)功能。

2）吊籃頂部懸掛于架橋機主桁梁下方，為方便施工過程中平臺的移動，使用電動機驅動。

3）吊籃下方為軌交運行線路，為防止柔性吊籃因空中擺動，影響司機運行，需設置約束機構，吊籃只能在約束機構內部上下移動。

自動跟隨式張拉吊籃主要由電動行走輪、懸掛架、導鏈葫蘆、保險架和操作平臺組成，如圖5所示。電動行走輪對扣在架橋機小縱梁上，作為張拉吊籃行走的動力。

圖5 施工吊籃結構

懸掛架長8.80 m，寬1.56 m，采用8#槽鋼加工而成，通過行走輪懸掛于主桁架上。保險架采用4根豎向11#方鋼套9#方鋼形成伸縮桿，桿件間設置4根橫向9#方鋼焊接成為剛性格構，起到限位保險作用。設置5 t倒鏈葫蘆＋φ20 mm鋼絲繩承受吊籃平臺重力，倒鏈葫蘆可調節(jié)吊籃懸掛高度。

操作平臺分為平臺本體和伸縮平臺2個部分。平臺本體長8.40 m，寬1.27 m，前后有高1.53 m的防護欄桿。伸縮平臺單邊長1.80 m，橫向截面略小于平臺本體，伸出后吊籃總寬度可達12 m。伸縮端可根據所需操作長度進行伸縮，最多可容納4人同時進行施工操作。

4 防護平臺施工技術

4.1 防護平臺拼裝

防護平臺在地面整裝完畢后，由汽車吊起吊，調整吊具位置，保證水平。使用手拉葫蘆將防護平臺的限位導軌與主梁兩側對位，根據0#塊處主梁高度調整防護平臺變高卡扣位置，將防護平臺向內推進6.4 m后與0#塊頂部預埋件間采用鋼拉索進行固定[6]。

拼裝好一個梁段后，防護平臺沿主梁中軸線緩慢同步向前頂推一個梁段的長度，到位后與節(jié)段頂部預埋件間采用鋼拉索固定，根據下一節(jié)段高度調整變高卡扣高度，開始下一節(jié)段防護。

4.2 防護平臺過孔

完成東側塊段拼裝后，防護平臺后退至5#塊上，減小防護平臺自重對T構產生的傾覆力矩。

待架橋機過孔進行到如圖6所示的工序時，防護平臺移動至東側T構最前端，采用天車吊具吊掛防護平臺，緩慢前移至其尾端完全脫開T構前端，繼續(xù)前移至西側T構0#塊前端再旋轉180°，后端先穿入0#塊，再將防護平臺向內推進6.4 m后與0#塊頂部預埋件間采用鋼拉索進行固定。因天車下部橫梁過短，實際吊運時增加了雙拼H500 mm×200 mm型鋼用作扁擔梁。

圖6 過孔示意

5 吊籃施工技術

5.1 吊籃施工操作

施工吊籃在地面組裝完畢后，由汽車吊安裝到位。節(jié)段安裝前，電動行走輪帶動施工吊籃前行至超過待安裝節(jié)段長度1.0 m位置后停止，待天車攜帶梁塊至安裝位置并臨時固定后，吊籃回退至防護平臺前方0.2 m位置。

先將吊籃兩側伸縮平臺縮進至能夠進入防護平臺，再調整鋼纜懸吊長度至合適位置后卡緊保險架，繼續(xù)回退至梁塊前方0.2 m處，張拉部分預應力筋。

張拉完成后解除保險架卡扣，收短鋼纜長度，提升吊籃至預定位置，重新卡緊剛性保險架，伸出兩側伸縮平臺，張拉其余預應力筋。完成全斷面的預應力筋張拉以后，可前移吊籃進行下一塊段的安裝工作。

5.2 吊籃抗風措施

當接收到強臺風天氣預警時，吊籃停止原有施工操作，提升吊籃高度至籃底高于主梁梁頂，開動走行裝置，將吊籃緩慢移動至最近的架橋機支腿側面，放松吊籃鋼纜使吊籃支承于主梁上，通過鋼絲繩與橋面預埋件進行固定，做好防臺風準備。

6 結語

經過現(xiàn)場實際施工驗證，可調移動式防護平臺與自動跟隨式張拉吊籃，具有結構簡單、安全可靠、適用性強等特點，整體施工性能優(yōu)異，具有推廣應用價值。