跨鐵路掛籃懸澆防電棚施工關(guān)鍵技術(shù)

歐陽(yáng)小新

（保利長(zhǎng)大工程有限公司，廣東 廣州 510000）

大型橋梁工程建設(shè)領(lǐng)域，掛籃懸澆連續(xù)鋼構(gòu)是重點(diǎn)施工環(huán)節(jié)，與其他方式相比，其突出特點(diǎn)在于不設(shè)支架結(jié)構(gòu)。因此，對(duì)于因場(chǎng)地狹小而無(wú)法設(shè)置大型吊裝機(jī)械的項(xiàng)目而言，掛籃懸澆連續(xù)鋼構(gòu)具有可行性，可通過(guò)澆筑的方式來(lái)形成完整的大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)。

1 工程概況

花莞高速仙村特大橋工程項(xiàng)目特殊之處在于上跨廣深鐵路，中心里程為K49+870，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)得知，橋梁軸線與該處既有鐵路交角達(dá)79°。施工期間為保證鐵路的運(yùn)營(yíng)安全，設(shè)計(jì)在既有鐵路股道上設(shè)置防護(hù)棚，防護(hù)棚形式為24m+27m的跨度結(jié)構(gòu)，總長(zhǎng)51m，為鋼結(jié)構(gòu)+貝雷梁的組合體系，橫梁統(tǒng)一選用321貝雷梁，樁結(jié)構(gòu)設(shè)為人工挖孔樁，包含內(nèi)徑D=120mm、D=200mm兩種規(guī)格。另外，防護(hù)棚要在跨鐵路大橋主梁施工前搭設(shè)完成，待跨鐵路主梁及橋上各附屬項(xiàng)目完全施工結(jié)束后，方可拆除。

2 防電棚施工概述

隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)進(jìn)程的加快，很多原有鐵路線上方需建設(shè)立交橋或拆除原有立交橋，但在建設(shè)或拆除的過(guò)程中施工時(shí)間較長(zhǎng)，而鐵路的運(yùn)營(yíng)又不能長(zhǎng)時(shí)間受其影響，因此需要在鐵路線上方先支起棚架，以防止施工過(guò)程中掉落的石塊或鋼筋影響火車運(yùn)行。

而作為跨鐵路掛籃懸澆防護(hù)的一種類型，防電棚的施工技術(shù)極為關(guān)鍵。它的設(shè)計(jì)必須與后期的拆除施工結(jié)合起來(lái)，還要滿足抵抗外力及防水功能；且在鐵路運(yùn)營(yíng)期間，能確保從遠(yuǎn)處可觀測(cè)到沉降點(diǎn)，以便于指導(dǎo)防電棚的結(jié)構(gòu)變化；最后還需經(jīng)過(guò)專家的論證，方可投入使用。

3 防電棚施工關(guān)鍵技術(shù)分析

花莞高速仙村特大橋使用的是連續(xù)鋼構(gòu)梁結(jié)構(gòu)形式，上跨既有鐵路工程，掛籃選擇懸臂現(xiàn)澆方式，且懸澆段施工難度較大。為此，該橋梁在掛籃施工時(shí)，以防電棚作為防護(hù)類型進(jìn)行作業(yè)。文章將在此基礎(chǔ)上圍繞防電棚施工技術(shù)展開(kāi)探討。

3.1 施工方案

該工程中，需建設(shè)1座鐵路防電棚，并采取36m+27m的跨度布置形式，總長(zhǎng)度為60m。通過(guò)對(duì)36m端梁底位置的分析得知，其緊鄰防電棚頂部，兩者間距僅為60cm，不利于施工作業(yè)，因此對(duì)跨徑組合方式加以優(yōu)化，采取24m+27m的標(biāo)準(zhǔn)，以便給掛籃施工提供充足的空間。

3.2 防護(hù)棚設(shè)計(jì)

該工程中，為保障公路施工期間橋下鐵路運(yùn)營(yíng)安全，必須在鐵路股道上設(shè)防護(hù)結(jié)構(gòu)。由于既有廣深鐵路為電氣化鐵路，故防護(hù)結(jié)構(gòu)必須為防電棚隔離。防電隔離棚采用?120cm人工挖孔樁為基礎(chǔ)，?630×10m鋼管為立柱，上部結(jié)構(gòu)采用雙排單層貝雷梁及工字鋼縱橫梁，梁上鋪設(shè)油氈防水層和高級(jí)絕緣防電膠及鋼板。

搭設(shè)防電隔離棚時(shí)要保證鐵路限界，凈空不小于7.96m，臨時(shí)墩邊距股道中心線不小于4.3m，防電棚縱梁底距接觸網(wǎng)立柱頂距離不小于50cm。且為屏蔽感應(yīng)電流，區(qū)內(nèi)所有鋼構(gòu)件一律采用特種絕緣材料包貼，包貼前所有鋼構(gòu)件應(yīng)除銹。所有鋼構(gòu)件應(yīng)加焊連通，并在兩側(cè)立柱分別設(shè)保護(hù)接地，接地電阻需小于4Ω。

防電隔離棚施工前，要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)驗(yàn)算，需滿足剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求。還要封鎖線路停電施工，封鎖作業(yè)內(nèi)容需嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的施工方案執(zhí)行。防電隔離棚施工完成后，公路橋施工期間應(yīng)安排專業(yè)人員定期對(duì)隔離棚進(jìn)行維護(hù)檢測(cè)。列車震動(dòng)、天氣的變化均會(huì)對(duì)隔離棚支架產(chǎn)生影響，需安排專人24h檢查支架各部件狀況，并檢測(cè)支架的接地電阻、支架上的感應(yīng)電壓，避免感應(yīng)電傷人。項(xiàng)目沿立交線路防護(hù)棚設(shè)置剖面圖如圖1所示。

公路橋跨鐵路段施工完成后，需拆除防電隔離棚。拆除防電隔離棚時(shí)，必須在確保鐵路封鎖停電后方可施工。拆除防電隔離棚必須按順序進(jìn)行，而拆除時(shí)注意不要碰及鐵路接觸網(wǎng)電纜，吊放下的縱橫梁應(yīng)擺放穩(wěn)定并加固可靠。除此之外，在拆除防電隔離棚后，需鑿除線間高出路肩面支架的支墩基礎(chǔ)，補(bǔ)充道砟，恢復(fù)道床。拆除工作完成后，清理好現(xiàn)場(chǎng)，確保無(wú)材料、機(jī)具侵限后方可開(kāi)通鐵路。

3.3 施工方法

基礎(chǔ)施工（窗口封鎖）→鋼立柱安裝（停電配合）→鋼縱梁安裝（停電配合）→鋼橫梁安裝（停電配合）→上部結(jié)構(gòu)鋪裝（停電配合）。

（1）基礎(chǔ)部分。防護(hù)棚基礎(chǔ)部分采取人工挖孔樁的方式，要求其外徑設(shè)為1.5m，深度采取9m、12.5m兩種控制標(biāo)準(zhǔn)，具體根據(jù)實(shí)際情況選擇；選用強(qiáng)度等級(jí)為C30的混凝土，并設(shè)置條形基礎(chǔ)。開(kāi)挖作業(yè)均由施工人員完成，考慮到條形基礎(chǔ)較長(zhǎng)的特點(diǎn)，為盡可能減少對(duì)既有鐵路路基的影響，整個(gè)施工區(qū)間要?jiǎng)澐譃?段，并遵循間隔開(kāi)挖的原則，結(jié)束該段澆筑后方可組織后續(xù)段的開(kāi)挖。順橋向開(kāi)挖探溝，以便掌握現(xiàn)場(chǎng)鐵路信號(hào)管線的分布情況，再合理開(kāi)挖條形基礎(chǔ)。開(kāi)挖過(guò)程中如果對(duì)道床造成了局部破壞，必須對(duì)相鄰股道因挖基坑而局部破壞的道床補(bǔ)充石碴，并對(duì)道床進(jìn)行搗固，以確保道床的密實(shí)度及穩(wěn)定性。

圖1 項(xiàng)目沿立交線路防護(hù)棚設(shè)置剖面圖

在超前熱軋無(wú)縫鋼管注漿時(shí)，選擇D=50mm的鋼花管，將其作為該工程中的超前熱軋無(wú)縫鋼管。統(tǒng)一采取梅花形布置的方式，在前端設(shè)置成錐形，預(yù)留部分尾端（通常為30cm），以便將該處作為止?jié){段。垂直方向共設(shè)置3層，各層8根，選擇的是水泥漿液注漿材料，基本要求為水灰比1∶1，施工全程的注漿壓力都要維持在200kPa。

（2）立柱部分。立柱是防電棚的重要裝置，選擇的是φ525mm的鋼立柱，考慮到兩側(cè)橫梁同步拆除的要求，中柱選擇的是φ300mm的鋼立柱（共計(jì)2根），在其作用下使防電棚分為兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分。關(guān)于東側(cè)的安裝作業(yè)，具體場(chǎng)所為仙村6道及廣深Ⅱ線線間，兩者的間距為5.25m?？紤]到兩道都為非超列車道的情況，最終將廣深Ⅱ的凈值界限設(shè)置為2.52m，相比之下適當(dāng)減小了仙村6道凈界限，設(shè)為2.2m，具體的關(guān)系是2.52m+0.525m+2.2m=5.245m<5.25m，由此表明此處選擇的φ525mm鋼立柱具有可行性，完全達(dá)到限界要求。此外，直接停用仙村6道也是可行途徑，有助于保證行車安全。

鋼立柱施工中，頂部以下4m均要采取防護(hù)措施，即利用耐高壓絕緣防電膠將結(jié)構(gòu)完整包裹。中柱施工的特殊之處在于起吊高度以及吊裝半徑都偏大，為順利完成邊柱吊裝作業(yè)，分別在鐵路兩側(cè)配置120t吊機(jī)，再安排數(shù)名施工人員輔助施工；中柱則選擇的是300t吊車與施工人員相結(jié)合的方式，保證立柱可安裝到位，底部設(shè)φ22螺栓以達(dá)到有效加固的效果，相鄰立柱間設(shè)12號(hào)槽鋼，確保各立柱都具有足夠的穩(wěn)定性。

（3）柱頂縱梁部分。柱頂縱梁的結(jié)構(gòu)組成包含2片I45C工字鋼，通過(guò)耐高壓絕緣防電膠包裹的方式保護(hù)縱梁?，F(xiàn)場(chǎng)配備120t的吊車，通過(guò)施工人員的輔助共同將邊柱位置防電棚縱梁安裝到位，而中柱處則選用的是300t的吊車，縱梁安裝到位后需要與鋼立柱形成穩(wěn)定連接關(guān)系，接觸面必須焊接，以免出現(xiàn)縱梁滑動(dòng)現(xiàn)象。

（4）跨鐵路橫梁部分。橫梁結(jié)構(gòu)選擇的材料是321貝雷梁，利用懸臂伸出適當(dāng)?shù)木嚯x，使其能夠有效覆蓋仙村6道。基礎(chǔ)網(wǎng)范圍內(nèi)的橫梁需要采取有效的防護(hù)處理，即纏繞耐高壓絕緣防電膠。統(tǒng)一在線外完成貝雷梁的拼裝作業(yè)，梁兩端分別配置滾軸輪，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備吊機(jī)，利用該裝置整片吊裝，期間腳輪必須有效卡入工字鋼兩端。貝雷片與立柱之間將形成特定的夾角，該處需安裝斜撐裝置，相鄰貝雷梁的連接選擇的是C12槽鋼，通過(guò)此方式使貝雷梁構(gòu)成完整的整體結(jié)構(gòu)。

（5）上部結(jié)構(gòu)。結(jié)束防護(hù)棚、防電棚橫梁兩部分的安裝作業(yè)后，便要沿橫梁垂直方向設(shè)方木，所用的規(guī)格是100mm×120mm，間距為48cm。需注意的是各縱向方木的搭接作業(yè)，實(shí)際搭接量至少達(dá)到30cm，并根據(jù)實(shí)際情況靈活加長(zhǎng)，搭接處應(yīng)位于鋼橫梁上。方木要進(jìn)行防腐處理，以免在后續(xù)使用中發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。設(shè)置好方木后，在其上方鋪1.8cm厚的木夾板，設(shè)置鐵釘使其能夠與方木穩(wěn)定連接。

夾板鋪設(shè)要具有緊密性，不可產(chǎn)生縫隙。此后，防電棚上依次鋪高壓絕緣防電膠、防水層，形成的重疊區(qū)域需釘方木，保證其穩(wěn)定性，防水層的上方設(shè)置厚度為3mm的鋼板。形成面層結(jié)構(gòu)后，以10m為間距依次設(shè)置纜風(fēng)鋼絲繩，兩端穩(wěn)定在條形基礎(chǔ)上，綜合考慮天窗的施工進(jìn)度，接近尾聲時(shí)則要使用帆布覆蓋各材料與設(shè)備，否則不利于列車的正常通行。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，跨鐵路懸澆鋼構(gòu)施工通過(guò)搭設(shè)絕緣防護(hù)棚架，既保證了鐵路正常運(yùn)營(yíng)期間懸澆梁的正常施工，又能起到絕緣防電、防止墜物等多方面作用。其安全防護(hù)方式，體現(xiàn)了施工“安全第一，預(yù)防為主，防治結(jié)合”的施工理念，更適合工程實(shí)際情況的應(yīng)用。