寧高城際軌道掛籃施工中移動防護棚的技術應用探析

李 蒙

（中鐵十九集團公司第六有限公司，江蘇 無錫 214028）

1 引言

隨著交通建設城市道路的發展，橋梁工程上跨既有線路施工越來越多，在施工過程中要求不影響既有道路的車流量和確保行車、行人安全，因此防護方案的設置、報批、實施顯得尤為重要[1].寧（南京祿口新城南站）高（高淳）城際軌道懸臂掛籃施工上跨243省道，安全防護采用與掛籃設計一體的移動式防護平臺，在不影響車流量大小的前提下，要防止在連續梁掛籃施工中掉落物件對公路行車行人造成安全影響.通過工程實例，筆者總結了移動式防護棚在實施中需具備的條件以及在施工過程中需注意的技術問題.

寧高城際軌道工程即機場線，為南北向線路，北起南京南站，經江寧經濟技術開發區、秣陵工業區、祿口新城，南至祿口機場站.線路全長約35.8千米，地下段長約18.2km，過渡段長約0.7km，高架段長約16.9km；共設置8座車站，其中5座地下站、3座高架站；采用6節編組的B型鼓型列車.

2 防護棚設置

2.1 設置移動式防護棚的前提條件

上跨既有線路移動式安全防護棚設置首先應考慮凈高要求，高度需滿足下式要求：

H≥h限+h1+h△+h2，式中：

H——橋梁凈空，一般指路面最高點距梁底高度m；

h限——既有道路限高要求；

h1——防護棚高度，范圍一般在1.7m～2.2m之間；

h△——掛籃底模活動高度，取0.3m～0.5m；

h2——掛籃下橫梁及底模高度，一般在0.5m～1.0m之間.

h限即既有道路限定高度，由交通管理部門來確定，一般在h限≥5m的條件下即可滿足交通要求[2].

寧高城際軌道工程實例中上跨省道H=9.0m～12.0m，h限=5.0m，h1=1.8m，h△=0.5m，h2=0.7m，滿足移動式防護棚設置要求.

2.2 防護棚的形式

2.2.1 防護范圍

掛籃施工中防護棚設置防護范圍必須大于橋梁節塊尺寸要求，設置范圍如下.

⑴順橋向

L≥L0+L△，式中：

L——防護棚的長度；

L0——掛籃模板前后下橫梁中心間距；

L△——防護棚超出橫梁的長度，L△≤L0/3.

⑵橫橋向

H≥H0+H防+H△，式中：

H——防護棚的寬度；

H0——橋梁設計橫向最大寬度；

H防——單側模板頂外沿防護設施寬度，模板制造中設置；

H△——防護棚單側超出模板外沿防護設置寬度.

寧高城際軌道工程實例中設置的防護棚長度L=7.5m，L0=4.5m，L△=1.5m；寬度H=13.5m，H0=10.1m，H防=0.7m，H△=1.0m.

2.2.2 防護棚承重荷載

掛籃模板拼裝完成與前移、標高調整過程中，下部結構重量（前后下橫梁、分配梁、底模）由葫蘆承載，吊帶不承重，葫蘆大小的選用根據下部結構重量確定.

因需設置移動式防護棚，那么葫蘆承重會增加，掛籃下部結構、移動式防護棚、外部荷載，設置過程中需考慮葫蘆承重要求.

寧高城際軌道工程中采用4個10t吊葫蘆（前后各2個），總計額定荷載40t，為保證掛籃施工安全，葫蘆使用過程中不超過額定荷載的70%，即28t，掛籃制作中前后下橫梁、分配梁、底模重7.5t，外部荷載考慮防護棚內落渣0.5kN/m2=(考慮防護范圍內累積5cm厚混凝土等渣土荷載),每節塊施工完成及時清理，施工人員考慮同時有5人(300Kg),小型機具外荷載考慮一臺電焊機施工(150Kg)，外荷載重5.7t，考慮1.4的系數，那么外部荷載重量8t，因此在防護棚設置時重量應小于12.5t.

2.2.3 防護棚選材掛籃施工上跨243省道，安全防護采用與掛籃設計一體的移動式防護平臺，防護平臺在線路界限以外安裝，其作用是防止跨243省道時可能掉落構件對公路行車的安全影響.

本防護平臺制作可防水、防墜，移動式防護棚橫橋向防護范圍為13.5m,縱橋向防護范圍為7.5m,設置在掛籃底部,利用精扎螺紋鋼栓接于掛籃前后下橫梁上.

豎向固定采用精扎螺紋鋼筋：采用直徑為Φ32mm，每根間距2.0m，前后各用7根.上部用栓接于掛籃前后下橫梁上,下部與雙拼20a工字鋼栓接，栓接的螺帽及墊片均配套使用.

主橫梁：雙拼20a型工字鋼，單根長度13.5m.

主縱梁：14型工字鋼，單根長度7.5m，順橋向布置，間距0.6m.主縱梁與主橫梁間采用焊接連接.

底板：采用3mm厚鋼板.

欄桿：采用普通鋼管焊接到最外側工14型工字鋼上，間距橫橋向1.2m、順橋向1.0m，高度1.2m，中間部位安裝雙層2cm*2cm鋼絲防護網.

防護棚示意圖見圖1、圖2.

圖1 掛籃防護棚橫橋向示意圖

圖2 掛籃防護棚順橋向示意圖

寧高城際軌道工程中懸臂掛籃移動式防護棚實際樣式見圖3.

圖3 掛籃防護棚側面圖

2.3 受力檢算

防護棚結構自重，20a型工字鋼4根重1.5t，14型工字鋼23根重2.9tkg，3mm厚鋼板3.7t，欄桿防護網重1.0t，總重9.1t，小于要求12.5t.

防護棚外部荷載考慮不定因素后最大重量8t，防護棚與外荷載總重量17.1t，通過14根Φ32mm精扎螺紋鋼筋受力懸吊于掛籃前后下橫梁上，單根螺紋鋼筋受力約1.22t，每根精扎螺紋鋼筋應力為：

f=12200N/803.8mm2=15.17Mpa

2.4 防護棚在設計施工中需注意的問題

⑴掛籃施工過程中防護棚設置在跨既有道路一側，另外一側不穿過道路，為節約成本一般不對稱設置防護棚，但需在梁底地面一定范圍內設置警戒區域，嚴禁人員進入，同時在另一側需設置配重結構，一般采用等重混凝土塊直接放置于梁頂面或懸掛在掛籃上橫梁處，考慮葫蘆承重問題不得懸掛在一根下橫梁上.

⑵掛籃施工過程中及時清理防護棚中雜物，于橋梁另側吊至廢料堆放處，盡量減輕重量，保證施工安全.

⑶在掛籃定制時需考慮移動式防護棚部分重量，與掛籃制作廠家聯系，掛籃主桁架制作時應考慮此部分重量對主桁架的受力影響.

⑷掛籃施工中線性監控是控制橋梁線性的重要指標，考慮在防護棚安裝前后對橋梁線性的影響，要及時與監測單位進行溝通、監測.

⑸防護棚在既有線路外制作成整體，采用吊車在既有線路外整體安裝，拆卸時隨掛籃模板一起后退至既有線路外側進行.

3 對比分析

3.1 固定式防護棚

目前較常見的固定式防護棚、門洞結構首先需要與交通部門溝通、協調、審批，確定防護棚形式，研究其可行性，其程序復雜繁瑣.

基礎設施、限高設施、防撞設施、警示標志標示、防護棚安裝、拆除時均需在道路中施工，為防止發生交通安全事故，應與道路交通部門多次協調進行，出現交通擁堵需及時解決.

凈高H高度變化時，防護棚頂防墜落欄桿設置高度隨之變化，防護棚寬度也隨之變寬，如若跨度增大或與既有線路夾角較小時，固定式防護棚跨度也隨之增大，棚頂雜物隨時清除相對較困難.

3.2 移動式防護棚

本文所示移動式防護棚與交通部門只需協調關于限高架、警示標志、標示事項，基礎設施安裝施工簡便.

防護棚結構尺寸小，加工、安裝簡便，重量輕便，安全網與梁體同高防止雜物飛濺，尤其與既有線路斜交角度較小時，占既有線路會變長，而移動式防護棚結構尺寸固定不變.

懸臂掛籃施工中移動式防護棚中雜物隨時可以清理.

4 結論

筆者對跨既有線路懸臂掛籃施工防護棚進行了對比.通過分析固定式防護棚的局限性，得出以下結論：

（1）移動式防護棚協調程序簡單.

（2）移動式防護棚結構尺寸固定、結構輕便、加工安裝、拆卸簡便，方便施工.

（3）周邊防護設施封閉，防墜落安全，雜物清除方便.

〔1〕安松柏.建筑力學[M].北京：中國環境科學出版社，2006(2).

〔2〕周水興，何兆益，鄒毅松，等.路橋施工計算手冊[M].沈陽：人民交通出版社，2001(1).

〔3〕劉東躍.施工臨時支撐結構專項技術方案[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，2013.9.