絕緣全封閉掛藍防護在跨電氣化鐵路連續梁施工中的應用

摘 要 近些年來，隨著鐵路建設的迅速發展，越來越多的鐵路需要上跨河流、公路、鐵路等既有構造物、線路，特別是在跨越電氣化鐵路時，既要確保既有線運營安全，又要滿足施工需要，因此采用切實可行的技術去防護成為重中之重，本文通過我分部已經完工的跨電氣鐵路掛籃防護施工的實例，從防護方案的選擇及施工時采取的各項施工防護措施進行探討，以期對同類工程提供借鑒和參考。

關鍵詞 鐵路電氣化 連續梁 全封閉絕緣防護 施工

隨著鐵路建設的迅速發展，新建鐵路不可避免地要跨越河流、既有的公路、鐵路干線，特別是上跨電氣化鐵路，跨越時設計多采用跨徑較大的連續梁，這類橋梁施工時必須解決防墜落、防水流及跨越電氣化鐵路時的防觸電事故的發生。

施工中通常的或容易被運營管理單位認可的方法是搭設防護棚架，但防護棚架在施工中也有它的局限性和缺點，在施工過程中由于地形和空間的影響，也存在很多影響安全、成本、工期的因素。我分部所施工山西中南部重載鐵路通道跨湯鶴線特大橋，就是一座主跨跨越湯鶴電氣化鐵路的連續梁。通過方案比選，我分部最終確定采用絕緣全封閉掛藍防護施工，通過一系列施工技術措施，很好地解決了連續梁跨越電氣化鐵路時存在的問題。方案確定后多次與湯鶴鐵路運營管理部門溝通，通過相關單位召開的跨湯鶴連續梁施工方案評審會，在跨越電氣化鐵路時采用絕緣全封閉掛藍，在減少成本支出的同時也縮短了施工工期。

一、工程概況

山西中南部重載鐵路通道跨湯鶴線特大橋（32+48+32）m連續梁位于河南省鶴壁市，連續梁全長113.2m，主跨48m跨越湯鶴電氣化鐵路，與既有線成31度相交?？缭教庍B續梁梁底與接觸線的距離為1.28m。鐵路路基與兩側的原地面高差為5.4-6.1m。新建鐵路與既有電氣化鐵路平面關系如下圖所示。

連續梁對既有線相對關系圖

新建鐵路路線與湯鶴電氣化鐵路的關系

二、施工方案選擇

目前國內跨鐵路營業線安全防護設施主要有兩種，一是搭設防護棚架；另一種是掛籃全封閉防護。最初和湯鶴鐵路管理處接洽的過程中，他們偏向的方案是搭設防護棚架，我分部經過實際考察，發現由于地形的限制和連續梁底距接觸線距離過小，施工中存在搭設棚架時吊車站位遠，拆棚困難等因素，結合本橋實際情況及以往類似工程經驗我分部技術人員提出了采用絕緣全封閉掛籃施工的方法，并對這兩種安全防護設施進行了對比分析。

1.搭設防護棚架。（1）由于與營業線的斜交角度小，因此需要防護的范圍廣，施工周期較長，造成要點次數較多。（2）由于鐵路路基高5m以上，在坡腳以下搭設棚架時棚架跨度過大，而且高偏高，需要提高材料的尺寸和規格來保證棚架的安全穩定性，造成成本的增大。如果在鐵路路基邊坡搭設鋼管樁基礎，破壞路基穩定，給行車安全帶來影響。（3）防護棚架頂棚結構高度至少需要0.5m，因此需要連續梁底部距離接觸網承力索1.76m（0.1m拆模高度+0.66m掛籃底模高+0.5m棚架頂高+0.5m棚架頂底部距承力索高度）的空間。該連續梁實際情況為掛籃底部距離接觸網承力索最大只有1.78m（承力索最大可以下調50cm），盡管在理論上能滿足施工要求，但是在實際操作中存在施工作業面過于狹小，施工極其困難。（4）施工完后，防護棚架與梁底空間小，拆卸極其困難，同時也給營業線帶來極大的安全隱患。

2.掛籃全封閉防護。（1）掛籃底部的吊棚設置防電絕緣板，防護吊棚及掛籃設接地線；在吊棚平臺上設置排水系統，施工中可以方便地將水排出掛籃，滿足鐵路線上施工安全防電、防水要求。（2）掛籃全封閉絕緣防護吊棚結構自重輕，全重約為4.5噸，滿足掛籃結構安全的要求。（3）掛籃全封閉絕緣防護吊棚拆安方便，可提前在鐵路限界外與掛籃一起安裝，拆除時也是將掛籃全封閉絕緣防護吊棚與掛籃一起移動到鐵路限界外進行拆除，減少了封鎖線路要點施工。（4）掛籃全封閉絕緣防護吊棚與掛籃一起移動行走，隨時可以將掛籃施工處進行防護，能有效確保鐵路營業線行車安全。（5）防護吊棚的結構高度可控制在0.20m內，在施工時豎向多增加了30cm空間，在連續梁施工時為掛籃的落架及移動爭取了空間。（6）同防護棚架比較，防護吊棚施工時間短，所用材料少。根據以上對防護棚架和掛籃全封閉絕緣防護吊棚兩種方案的對比，并結合跨湯鶴特大橋連續梁現場的實際情況，最終采用掛籃全封閉絕緣防護吊棚的方案進行防護施工，該防護吊棚的結構高度為0.20m，其底部距接觸網承力索的距離為0.98m（承力索下調50cm后），滿足接觸網有關規范要求，可以確保鐵路營業線施工的安全要求。

三、絕緣全封閉掛籃跨越電氣化鐵路時施工措施

1.防電措施。對承力索、回流線采取絕緣導管處理，將掛籃底面、前面、兩側面全部采取絕緣處理，

（1）主要施工流程。防護吊棚鋼箱骨架制作→鋼箱拼裝→鋼箱漏水試驗→防護吊棚鋼箱絕緣板安裝→防護吊棚整體吊裝與掛籃固定→防護吊棚上部防護欄及防護網安裝→接地安裝及承力索、回流線絕緣防護→連續梁施工。連續梁施工完畢后，全封閉絕緣防護吊棚隨掛籃后退至臨近既有線處進行拆除。

防護吊棚最底部從下至上為：

5mm厚的絕緣板+3mm鋼板（焊接嚴密不漏水）+5cm槽鋼分配梁+雙拼[14槽鋼的橫梁。如下圖所示

防護吊棚正面立視圖

（2）防護吊棚的絕緣施工。防護吊棚鋼箱骨架由縱梁雙拼[14槽鋼及橫梁[5槽鋼按照圖紙加工焊接而成，縱梁間距為3m，橫梁間距為1m，在骨架外面采用3mm厚的鋼板對底面及四周進行封閉性的焊接，形成一個無蓋的鋼箱，隨后對鋼箱進行漏水試驗，確保鋼箱不漏水。防護棚縱梁采用14cm槽鋼，間距3m，與掛籃底橫梁2[36間采用φ32精軋螺紋鋼連接，上下帶雙螺母。

在測試漏水無問題的鋼箱表面安裝5mm厚絕緣板，絕緣板型號為3240環氧樹脂絕緣板，板厚5mm（絕緣等級：1.0萬伏/mm）

鋼板與絕緣板之間采用螺栓固定，絕緣板外側一面的螺栓帽采用絕緣帽封蓋（螺栓頭位置采用環氧樹脂膠粘貼絕緣板形補丁塊，絕緣板搭接部分用粘貼）

絕緣板之間采用20cm寬同規格絕緣板滿涂環氧樹脂膠壓縫，，消除由于施工原因造成板縫、孔眼等薄弱部分漏電可能，確保任何外露部分均絕緣

在做好的防護吊棚外表面再均勻的涂刷絕緣漆形成多重防電體系，確保施工過程中消除靜電感應。

（3）防護吊棚接地及承力索、回流線絕緣施工。防護吊棚整體安裝好后，為防止雨天雷電發生放電事故及有效解決掛籃施工防感應電問題在掛藍上設置接地線（截面積大于200mm2的電纜線，直徑Φ16以上），接地線沿已施工橋面鋪裝，與主墩預埋的接地端子連接，直通樁底，接地電阻小于4歐姆。。

事先與鐵路供電段簽訂施工協議，施工連續梁前根據施工計劃要點，由供電段技術工人采用專用的絕緣套對既有線承力索、回流線進行絕緣防護，防護范圍為防護吊棚投影面向外延伸7米范圍內的既有線路的承力索、回流線，并根據最大可能性下調承力索50cm，降低觸電風險，確保絕對的施工安全。

絕緣板板與鋼板連接方式

（4）其他防護。在掛籃側模及前端邊緣焊接角鋼，角鋼間距1m，利用角鋼與掛籃結構連接并形成骨架，用密目鐵絲網對掛籃周邊進行全封閉防護，橋面兩側設置欄桿防護，高度1.2米。

掛籃整體防護效果（前視）

掛籃整體防護效果（后視）

（5）吊棚施工時注意事項。①由于鋼箱要防漏水，在焊接過程中要控制電流及焊接工藝，防止燒焊及漏焊，確保鋼箱密封不漏水；②鋼板需與骨架緊密的固定在一起，不能有明顯鼓起狀；③絕緣板固定螺栓間距不宜過大，不能有明顯鼓起狀；④螺栓帽封蓋必須密封牢固，防止二次漏水；⑤絕緣板間縫隙采用壓板壓縫時，必須密封牢固，防止在掛籃移動時有掉落的隱患；⑥墩旁接地極需經測試合格后使用，接地線規格必須滿足高壓電流防擊穿性能，接地線在橋面設軟線連接，方便掛籃移動時伸展。

2.防墜物技術措施。

掛籃封閉防護棚的外層為絕緣封閉包裹層，內層結構為鋼板箱型槽，內設支撐鋼骨架結構，鋼板箱型槽的上面為3毫米的鋼板，拼裝好的掛槽上部形成一個封閉的防墜落平臺。根據計算至少可以承受150kg的墜物沖擊。在防墜落平臺四周與上方桁架之間裝有防護欄桿、擋板及雙層防護網（外層為細網規格1cm*1cm，內層為粗網規格），使整個掛籃的底部及四周全部封閉，當橋面的料具萬一不慎墜落到防墜落平臺上，防墜落平臺上的鋼板可起到緩沖作用。

3.防水技術措施。

主要防止雨天積水或養護及施工用水下流形成水線與接觸網連通或飛濺到運營線上。

（1）將主梁上原設計的預留孔洞暫時封閉，在主梁兩側及臨近既有線端設置擋水墻，防止雨天積水或橋面養護水下流形成水線與接觸網連通。

（2）靠近既有線施工時，掩護養護采用養護劑，減少水的來源。

（3）在防護吊棚平臺四周設置導流槽，在平臺最底角設置集水槽和排水導管，采用小型汽油抽水泵將積水引到A0#塊泄水孔排出鐵路外，防止匯成積水形成水流任意排放與接觸網連通。

4.跨既有線施工時其他方面的防護技術措施。

（1）已澆筑節段防護。為防止已澆筑橋面上掉物對既有線形成威脅，在掛籃移動前后及時施作圍擋。圍擋采用L75角鋼、φ16圓鋼作為骨架，懸掛1cm*1cm鋼絲密目網。骨架鋼管立柱提前預埋在梁體混凝土，并在內側加斜撐，確保其穩定性。

（2）既有線混凝土施工時掛籃防傾覆技術措施。①主吊帶采用4根精軋螺紋鋼吊帶，并采用2個倒鏈作為雙保險。②掛籃走行時，在掛籃桁架尾端我分部在原設計基礎上又加設了配重壓梁，保證掛籃走行過程中萬無一失。③混凝土澆筑時，掛籃荷載最大，在原后錨8根精軋螺紋鋼的的基礎上，又增加4根φ32精軋螺紋鋼，每個最大工作荷載60t，增大240t后錨力，遠遠大于施工荷載。跨越既有線的重載鐵路連續梁在掛籃全封閉絕緣防護下，其模板、鋼筋、混凝土及預應力均無需要點施工，該施工與一般掛籃懸臂澆筑施工工藝相同，唯一區別在于掛籃移動時需要進行要點施工。

每月向鐵路部門上報下個月上跨鐵路施工計劃，施工前3日向鐵路局主管及有關業務部門發出施工請求電報，施工申請批準后安排施工前準備工作。

四、結束語

我分部所施工的跨湯鶴電氣化鐵路連續梁已經施工完成，對鐵路行車未造成任何安全隱患，施工完后對吊棚和防護棚架做了經濟分析比較，前者較后者節約成本開支約20萬元，工期節約近20天，絕緣全封閉掛籃施工安全、簡便，經濟效益及工期效益顯著，可以供其他類似工程提供借鑒。

參考文獻

[1]鐵建設[2006]167號.鐵路電力工程施工質量驗收標準.

[2]TZ213-2005.客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南.