跨高鐵咽喉區連續梁掛籃防護施工技術研究

黃萬大　劉長洪

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

近年來，隨著交通建設的快速發展，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營安全成為擺在橋梁建設者面前的一道難題。目前跨約高速鐵路施工沒有統一的防護標準，沒有規范設計，而跨越施工安全風險大，防護等級高[1]。尤其是在跨越鐵路咽喉區，鐵路設備多、線路密集、防護面積大、凈空受限，采用常規防護棚架投資大、安裝拆除周期長、對既有線運營影響大，本次研究對防護棚架和掛籃封閉兩個方案進行了對比，最終采用掛籃封閉方案，既節約投資、施工工期快，還避免了棚架安拆過程中對鐵路運營的影響，得到了相關鐵路管理部門的高度評價和認可，為今后此類橋梁施工提供了參考依據。

1　工程概況

某市政道路采用連續梁跨越運營高速鐵路咽喉區，連續梁為一聯(65+110+65)m預應力混凝土連續箱梁,設計為城市主干道，設計荷載為城市—A級，橋寬30.5 m。連續梁主跨跨越高速場共計11條鐵路線，高速鐵路正線與市政橋梁中心線交角為79.5°，高速鐵路設計為有砟軌道350 km/h，立面及平面布置如圖1所示[2]。連續梁采用掛籃懸臂灌注法施工，施工連續箱梁時為保證高速場鐵路行車及鐵路設施安全，需對高速鐵路進行防護[3]。

掛籃施工范圍內鐵路設施較多，有接觸網立柱5個，接觸網硬橫跨1處，硬橫跨上支架2個，電纜槽2道，排水溝2道，轉轍器11個，變壓器箱25個。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

根據現場情況并結合以往類似工程經驗，擬定防護棚架和封閉式掛籃兩種防護方案進行比選。

2.1　棚架防護方案

棚架防護是在路肩上設置鋼管柱，柱頂設置縱、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，從而在需要防護的區域內形成一個防落物的結構[3]。其優點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業線為斜交，并處于鐵路咽喉區內，防護范圍廣、跨度大。防護棚架施工必須在封鎖時間內進行，且吊裝施工難度大。棚架需要設立一年以上，日常維修、防護困難大。棚架梁底與接觸網最小距離僅0.7 m，棚頂防排水困難，冰雪融化季節極易產生冰溜，給接觸網線及行車帶來極大安全隱患，連續梁完成后，防護棚架拆卸極其困難，而且拆卸工作也給營業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掛籃底面及側面封閉起來，使掛籃內的施工與外界有一層可靠的防護隔離措施。其優點是防護范圍較小，封閉和加固工作可在掛籃拼裝時完成，無需在封鎖時間內施工，減少了在營業線上空的作業，避免了對營業線不必要的影響，極大地保證了行車安全。掛籃底與接觸網最少為0.94 m，在掛籃底設置絕緣磁板，極大地保證了接觸網線及人身安全。但封閉掛籃加大了掛籃自重，掛籃走行時需提供更大牽引力，對施工工藝要求較高。

綜合以上對比，本連續梁施工采用封閉掛籃防護方案。

3　封閉式掛籃施工

3.1　掛籃封閉系統組成

掛籃自身封閉系統主要包括：封底防護平臺、絕緣磁板、周邊防護網、頂橫梁防護網、梁面三邊防護網。

封底防護平臺位于掛籃底面，包括底板平臺和前操作平臺，在底面空隙區域滿鋪花紋鋼板，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平臺底部，確保高速鐵路接觸網線與掛籃處于絕緣狀態，防止施工人員觸電，保證高速鐵路運營安全。

周邊防護網包括前端面、左側面、右側面、后端面(包括翼緣區域)4個部分，作為防護網防止施工人員拋灑物體和意外物體墜落。

掛籃頂橫梁防護網是在工作平臺設置網，防止掛籃操作人員拋灑物體和意外物體墜落。

梁上防護欄是在已成梁段前端、左右兩側設置防護網，防止橋上人員拋灑物體。

3.2　掛籃封閉系統安裝

3.2.1掛籃安裝

0號段澆筑完成后，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號段梁底對應位置拼裝掛籃底桁架，安裝底模和外側模，最后安裝箱梁內模。

3.2.2封底防護平臺安裝

在地面上焊接搭設防護平臺，以槽鋼作為骨架，槽鋼骨架上方鋪設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、導鏈等設備將封底平臺系統提升至距地面約1.50 m，然后焊接絕緣系統的角鋼附著架，安裝附著架底面12 mm厚絕緣磁板，再將底板平臺整體提升至設計位置，封底防護平臺槽鋼與掛籃底桁架焊接牢固。

3.2.3防護網安裝

1)封底平臺防護網。

封底防護平臺前端面、左側面、右側面、后端面用角鋼焊接成網片骨架，骨架高度超出梁面2.2 m，并在立桿內底部0.6 m范圍內焊接4 mm防護鋼板，骨架內鋪網眼不大于0.25 mm2的密目鋼絲網[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，具體結構形式見圖2。

2)掛籃上頂橫梁防護網。

掛籃上頂橫梁工作平臺設置2 m防護欄桿，防護欄桿設置密目鋼絲網。

3)梁上防護欄。

在施工完成的梁頂面焊接防護網并下設30 cm高踢腳板，防護高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，形成梁上防護。

3.3　主要施工步驟

臨時固結→現澆0號段→防護平臺及絕緣板組裝→掛籃安裝、調試→安裝周邊防護網→安裝避雷接地裝置→1-13號梁段懸臂澆筑施工→合龍段施工→掛籃退回1號段→拆除掛籃及防護絕緣裝置→體系轉換→清理現場。

4　防漏電、雷擊接地及接地保護施工

為了防止接觸網漏電及雷擊，根據GBJ 57—83建筑防雷設計規范要求掛籃頂設置高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應力鋼筋、梁內鋼筋、臨時固結鋼筋、墩身及承臺鋼筋、樁基鋼筋形成接地系統，保證掛籃結構可靠接地。

5　封閉掛籃施工安全要點

掛籃的安裝、走行嚴格按照營業線相關施工等級規定進行；掛籃按要求安裝下放和走行限位裝置，由專人看護，下放高度不得超過20 cm，走行不得超過設計位置；立面封閉密目安全網分段掛設，并保證每段支撐骨架的剛性和穩定性要求。采用Ф20 mm鋼筋預先做好支撐骨架，并將密目網穩定其上后，再進行安裝。

掛籃在底板上設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器，操作人員穿絕緣膠鞋，配戴絕緣手套作業；禁止向營業線內扔、拋任何物品，在鄰邊作業面做好硬性防護，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排出掛籃底部匯水坑內的積水。對梁內、梁面、掛籃上的垃圾及時進行統一清理；掛籃每向前走行一段，后面已澆筑段的兩側及時設置欄桿；當風力達到4級及以上時，掛籃不得走行。

封閉式掛籃防護重點是做好各項安全防護工作，包括各項安全制度一定要得到落實。各部分封閉所要用到的骨架、支撐必須保證其剛度、穩定性滿足要求[6]。從最大程度上消除結構物的不安全狀態，發現并糾正人的不安全行為。

掛籃施工過程中由培訓考試合格的專職防護員，晝夜不間斷進行防護，橋上3人，橋下2人，確保掛籃施工及橋下高速鐵路運營安全。施工期間對高速鐵路進行全封閉管理，非作業人員不得入內[7]。

6　結語

通過在掛籃采用封閉、絕緣、接地保護等措施，可靠地解決了連續梁懸臂灌注施工對高速鐵路咽喉區的影響，既保證了高速鐵路運營安全，也保證了連續梁本身施工工期，節約了成本，相對常用防護棚架方案具有絕對的優勢，為連續梁跨越既有高速鐵路施工提供了有益的實踐經驗，具有良好的參考意義。

參考文獻:

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

[2]中鐵第一勘察設計院集團有限公司.哈爾濱西客站地區龍葵路(和諧大道)鐵路跨線橋工程施工圖[Z].2012.

[3]TG/01—2014,鐵路技術管理規程[S].

[4]TB 10063—2016,鐵路工程設計防火規范[S].

[5]GB 50057—2010,建筑防雷設計規范[S].

[6]JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術規范[S].

[7]鐵運[2012]280號，鐵路營業線施工安全管理辦法[S].