結(jié)合梁橋高空跨公鐵營業(yè)線主梁施工安防技術(shù)

（中交第二航務(wù)工程局有限公司第六工程分公司，湖北 武漢 430014）

一、引言

近年來，隨著我國高速鐵路、高速公路、城市快車道建設(shè)的飛速發(fā)展，修建復(fù)雜環(huán)境下的跨線橋越來越多，根據(jù)依托工程不同的地質(zhì)、地形、橋梁結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境等，分別采用不同的橋梁施工方案和跨既有線安全防護措施，新建橋梁跨越既有線，在確保既有線正常運營條件下，橋梁施工存在著一定施工風(fēng)險。根據(jù)既有線施工安全管理規(guī)定，新建橋梁跨既有線施工期間，必須采用有效的措施對既有線進行安全防護。傳統(tǒng)的安全防護裝置選用固定式落地防護棚或移動式落地防護棚，在新建橋梁凈高較高時，一旦發(fā)生高空墜物，由于水平初速度與風(fēng)載作用，墜物面較大，不利于既有線安全運營。

二、工程概況

西固黃河特大橋主橋為（67+110+360+110+67）m雙塔五跨半漂浮體系結(jié)合梁斜拉橋，主梁為工字鋼—混凝土結(jié)合梁，采用對稱懸拼施工工藝。主梁3#～7#節(jié)段跨越蘭新鐵路和國道109線，結(jié)合梁與蘭新鐵路夾角69°左右，跨越里程范圍在蘭新鐵路K21+350～K21+384處，中心里程K21+367，屬于“西固城站”至“坡底下站”區(qū)間內(nèi)。

三、防護方案分析及選擇

根據(jù)營業(yè)線施工安全管理規(guī)定，結(jié)合梁斜拉橋主梁施工期間，必須采取有效方案對既有線進行安全防護，并經(jīng)鐵路局評審后方可實施。目前國內(nèi)外的跨既有線施工防護措施主要有以下兩種：固定式防護，即在跨既有線紅線范圍內(nèi)搭設(shè)防護棚架，實現(xiàn)通車部位全防護；兜底式防護，即采用角鋼加密目鐵絲網(wǎng)等全封閉式結(jié)構(gòu)附著于施工部位之下，實現(xiàn)高空施工部位的安全防護，防止高空墜物。由于本工程主梁高度為72m，另高空墜物初速度與風(fēng)向的不確定性，若采用固定式防護，需搭設(shè)沿既有線較長一段的防護棚，工程量巨大、占用的封鎖天窗多，安裝和拆除的周期長，同時也增加了既有線施工的不確定安全因素，結(jié)合本工程特點并經(jīng)專家評審采取兜底式與固定式相結(jié)合的組合防護方案。即在主梁底安裝移動防護平臺，再沿既有線安裝固定防護棚，其主要優(yōu)點如下：大幅減少工程量，縮短施工工期。采用移動式防護平臺，可以避免搭設(shè)超長落地防護棚，極大減少棚架安拆工程量，降低成本，縮短施工工期。減少開天窗點次數(shù)，降低對營業(yè)線運營影響。降低施工難度，減少不安全因素。移動防護平臺安拆可在索塔位置進行，移動至施工部位，降低平臺后期拆除難度。

四、組合防護方案簡介

為盡量減小結(jié)合梁懸拼施工對交通的影響，防止上部施工時小型墜落物（如節(jié)點板、螺栓、焊渣等）對車輛和行人造成傷害，采取移動防護平臺與落地防護棚架的組合防護方案。

（一）移動防護平臺設(shè)計

移動防護平臺懸掛于行走軌道上，通過電機驅(qū)動行走，軌道安裝時借用鋼梁檢查車軌道的固定螺栓孔。移動防護平臺包括行走系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、限位裝置與防護平臺。

行走系統(tǒng)：軌道梁通過檢修小車的預(yù)留螺栓孔，固定于主縱梁底，滾輪安裝在軌道梁下翼緣上部并通過電機在此滾動。

懸掛系統(tǒng)：懸掛系統(tǒng)為雙拼槽鋼，與防護平臺栓接。

防護平臺：防護平臺縱梁由貝雷梁及風(fēng)撐拼裝而成，橫梁為桁架，平臺設(shè)三道橫梁，縱梁及橫梁頂部鋪設(shè)防裂鋼筋網(wǎng)及竹膠板作為人行通道，用于平臺維護和雜物清除；貝雷下弦桿之間搭設(shè)工字鋼、鋼筋網(wǎng)及竹膠板形成防護平臺。移動防護平臺橫縱斷面、立面圖如圖1和圖2所示。

圖1 移動防護平臺縱斷面圖

圖2 移動防護平臺橫斷面圖

限位裝置：高空風(fēng)載及縱坡影響，平臺需設(shè)置限位裝置，防止相對滑動。

（二）移動防護平臺驗算

采用MADIS/CIVIL進行計算分析。

邊界條件：縱梁在懸掛處鉸接模擬，新制橫梁與縱梁連接為鉸接，新制橫梁腹桿與弦桿采用桁架單元，欄桿扶手采用桁架單元。

選取三個主要工況，一為平臺空載狀態(tài)；二為平臺檢修狀態(tài)；三為平臺承受墜落物狀態(tài)。

（三）移動防護平臺的安拆及防護

1.移動防護平臺的安拆

平臺分三階段安裝，主塔邊跨側(cè)第2#節(jié)段鋼梁安裝完后，安裝移動防護平臺，通過橋面板預(yù)留孔采用卷揚機整體將移動防護平臺的中間吊裝至梁底，電機于軌道梁對接，再分別將另外兩個節(jié)段與中間節(jié)段在空中對接安裝，平臺拆除為安裝逆步驟。

2.移動防護平臺的防護

移動防護平臺在3#、4#節(jié)段下方時，開始安裝5#節(jié)段鋼梁。此時平臺可防止4#與5#節(jié)段鋼梁主縱梁拼接、5#節(jié)段第一個橫梁拼接的意外墜物。在5#節(jié)段第一個橫梁安裝完后，安裝軌道，然后平臺在電機驅(qū)動下前行至第二道橫梁位置，安裝第二道橫梁。按照這個施工工序依次進行至8#節(jié)段，保證下方鐵路運行安全。

（四）落地防護棚架設(shè)計

西固大橋結(jié)合梁標準段節(jié)段主縱梁長度為12m。支架防護平臺平面位于跨線區(qū)域西固大橋紅線范圍內(nèi)，平臺以上約69m即是西固大橋主梁。落地防護棚架支撐系統(tǒng)采用鋼管立柱，主梁為貝雷梁，型鋼分配梁及棚架頂鋪裝，采用棚架頂滿鋪竹膠板的形式緩沖墜落物的影響，附加排樁形式增加棚架穩(wěn)定性。平臺下方即為西新路、人行道和蘭新線，高出接觸網(wǎng)線3.8m。

（五）防護效果

依托工程在跨國道109線與蘭新鐵路主梁施工時，采用粱下移動防護平臺及落地防護棚架組合防護措施，確保了營業(yè)線運營安全，防護效果良好，具體表現(xiàn)為以下幾個方面。

安全可靠。梁下移動防護平臺可隨上部結(jié)構(gòu)施工任意部位進行同步防護，在主梁施工節(jié)段與落地防護棚架對主梁實現(xiàn)全方位防護，保障既有線運營安全。

易安拆。梁下移動防護平臺結(jié)構(gòu)輕盈，分3節(jié)段安拆，工程量小，施工方便；相比傳統(tǒng)防護方式，落地防護棚架減少了安拆時間。

經(jīng)濟性好。相比搭設(shè)大跨度落地防護棚，增設(shè)梁下移動防護平臺，雙層防護系統(tǒng)總體減少了材料成本投入，同時安拆過程減少了人工及設(shè)備投入。

不影響既有線路運營。在遠離運營線路處進行移動防護平臺的安拆，不影響既有線路運營，落地防護棚架安拆降低了對運營線路的影響，確保了車輛的安全通行。

五、結(jié)語

落地防護棚搭設(shè)覆蓋新建橋梁與既有線相交投影面，竹膠板設(shè)置與防護棚面板上，對高空墜物起緩沖作用；護欄布置于落地防護棚頂兩側(cè)，并在其懸掛密目網(wǎng)，與既有線垂直，防止墜物反彈入既有線。

跨既有線橋梁主梁施工過程中，梁下移動防護平臺可隨上部結(jié)構(gòu)施工任意部位同步防護，在主梁施工節(jié)段與落地防護棚架形成雙重防護，實現(xiàn)主梁跨線施工的全方位安全防護，保證施工期間營業(yè)線的正常運行。