跨铁路连续梁桥安全施工技术

跨铁路连续梁桥安全施工技术

郭俊辉1 ,吴勇2 ,王克全2 

1重庆建工第九建设有限公司，重庆  400080 2  重庆和合建筑工程有限公司 重庆  401120

摘  要：渝开大道跨渝怀铁路大桥第3孔左右幅采用跨度85m单幅宽18.5m间距0.5m总宽37.5m的单箱双室变高度预应力混凝土连续梁上跨铁路路基营业线施工，P2、P3墩临近营业线施工，采用三角形挂篮悬臂现浇节段法施工，安全风险高，从施工技术工艺、施工准备、安全防护、设施设备、天窗要点等方面制定应对措施，顺利完成安全、质量、工期目标，确保了铁路营业线安全。

关键词：连续梁；铁路、临近及营业线施工、悬浇、安全；

0  引言

我国经济处于高质量发展阶段，投资做为拉动经济发展的“三驾马车”之一重要性不言而喻，而基础设施建设是投资的重要内容近年来得到了大规模发展。上跨既有铁路营业线的桥梁施工愈发常见，一旦发生安全事故，后果非常严重。上跨营业线挂篮悬浇节段法施工作业工序多、技术复杂，周期长、各类施工机具工具材料多，极易影响行车安全，安全风险高。本文结合某跨铁路桥施工，施工技术工艺、施工准备、安全防护、设施设备、天窗要点等方面制定应对措施，以期对类似工程施工提供借鉴。

1  工程概况

1.1 桥式布置

跨渝怀铁路桥共三联，桥跨布置为30+（48+85+48）+2×30m，总长277m。其中第一联和第三联采用等截面预应力混凝土现浇箱梁，第二联采用变截面预应力混凝土连续梁桥（挂篮施工）。基础为钻孔桩，下部结构为混凝土承台及墩身，上部结构箱梁采用挂篮法悬浇施工（见图1）。

图 1  跨渝怀铁路桥立面布置图(单位：m)

1.2 既有线情况

第3孔左右幅采用跨度85m，单幅宽18.5m，间距0.5m，总宽37.5m的单箱双室变高度预应力混凝土连续梁（三角挂篮悬臂现浇）上跨铁路路基，桥梁中心与铁路下行线交点里程K38+400，上行线交点里程K38+294，与上下行线铁路股道中心线交角为72.6。和71。，桥墩边缘至上下行线铁路中心线的最小距离为30.67m和11.82m，梁底至上下行线轨面的最小距离为13.8m和12.28m。

2  总体施工方案

旋挖钻机开挖桩基，导管法灌注桩基混凝土，放坡开挖承台基础，支模现浇承台，翻模法浇筑矩形墩每次浇筑4.5m高砼，钢管桩支架法浇筑0#节段，挂篮悬臂现浇1#-10#节段，挂蓝吊模法浇筑合龙段。在渝怀铁路上行线K38+264-324、下行线K38+370-430范围内设置防护棚架，关模现浇条形基础，人工组立φ48 x3mm的盘扣架管，汽车吊吊装I45b型工字钢横梁，人工铺设10x10cm方木间距0.3m+木板+防水布+20cm厚废旧轮胎+1mm厚白铁皮+栏杆。

3  跨既有线施工技术

3.1 邻近既有线P2、P3号墩桩基础及承台施工

2#、3#承台距铁路中心线最小距离为11.37米及34.81米，设计为群桩基础，位于下行铁路上边坡及上行铁路下边坡。采用跳桩法开挖、旋挖钻成孔。钻机尽量远离铁路，对土质松软基础进行换填，垂直于线路摆放。采用钢护筒（长5m），护筒顶面高于原地面至少30cm。湿作业时要注入泥浆护壁，调节比重。钢筋笼采用双吊点法分段吊装。承台采用明挖法，放坡开挖，“分层开挖、分级支护”。坑顶四周设截水沟，沿基坑边线挖15cm深排水边沟并在四角挖集水井。禁止在基坑附近堆积土。

3.2 矩形墩须翻模法施工

第一层外模支立完后，拼装第二层2.25m高模板。当底部第一、第二层模板调整就位后，安装第三层模板。墩位正确和垂直度要满足技术要规范。

3.3 防护棚架施工

支架体系必须有足够的强度、刚度及稳定性，选择的支撑体系要便于施工（拼装、拆除）且不影响交通[1]。防护对象为施工中掉落的手锤、扳手、螺栓等小物件，按5kg计，自由落体20m，无初始速度。考虑冲击时间t=0.1s，需实验验证，若小于0.1s或有初始速度须通知设计单位变更。考虑风力、坠落物弹跳的影响，结合棚架横梁拆除施工条件，在桥梁施工影响范围内搭设工字钢、防护棚架共60延长米，基底用C20砼。采用盘扣式脚手架体系，立杆纵横间距0.6m，步距0.9m，剪刀撑间距3m，承重立杆连接采用三卡。地基平整坚实，设置底座和垫板。总宽为跨越一股道且设置至铁路侧沟外共12.5m，高度为棚架顶横梁底高于线路内轨面10m。棚架两内侧用3m高封闭网封闭。钢桁梁顺桥向中心距1.2米。左侧起始端挂0.4×1m检查楼梯。设置安全警示标志及夜间警示灯。

图 2  K38+264～K38+324（上行线）防护棚架立面示意(单位：m)

向铁路有关部门要点，封闭线路后进行吊装施工[2]。选用2台QY50型汽车吊，最大吊装重量3.7t（I45b工字钢2·1.1=2.2t，安全系数1.68倍）。执行“九不吊”、“七禁止”。操作人员工具和零配件等放在随身佩带的工具袋内。工字钢横梁平移中两端搭头长度基本一致，同步移动；拆除遵循“由上而下，先搭后拆”，做到“一步一清，一杆一清”；拆除前对梁底接缝、连接零件等进行清理和检查。

3.4 塔吊施工

根据施工现场邻近铁路的情况，以保证塔吊起重臂及平衡臂始终在防护棚架保护范围内、墩高及起重能力进行选型。2#墩塔吊距下行线20m，起重臂组合不超过30m。选用两台QTZ63(5013)。在2#、3#墩附墩装置塔吊，平衡臂10.96m，距防护棚架边缘不小于2m。安装时用单层缆风绳固定保持对称。大臂顺风停放。

3.5 预应力混凝土连续钢构悬臂浇筑施工

0号块支架采用φ1000×12钢管桩，钢管桩牛腿上安装前后横梁工字钢，横梁上设置I28工字钢纵梁，上铺设底模。为消除非弹性和测定弹性变形量，采用堆载砂包预压。拆除时，结合钢管混凝土柱距铁路中心线距离及高度，采用手拉葫芦拉紧钢丝绳使钢管顺牵引方向倾倒方式（钢管底部切除10cm宽的小口）。如靠近既有线可采用分段切割吊装拆除法。

采用三角挂篮。后端利用φ32精轧螺纹钢锚固在已浇筑箱梁上。

悬臂段挂篮施工安全措施：

①既有线上部现浇段施工

采用防护棚架方案。

②墩梁临时固结措施

将墩梁临时固结。

③防挂篮坠落措施

采取Ⅳ级冷拉钢筋吊带斜拉重力式地锚原位加载试验。

采用无平衡重形式防风措施；吊装外模就位后增设双[20的槽钢作为拉筋加固模板，增加稳定性；

前节段混凝土强度及弹性模量达到设计强度的90%以上，且龄期不小于7天后，按设计对纵、横、竖向预应力张拉压浆后才能移动挂篮，且必须遵照厂家步骤；

走行时在下弦杆增设1处反扣架；

浇筑时后锚固拉杆按计算值1.5-2倍设置；

保证两端走行速度一致，限制挂篮速度在l0cm/min之内。在挂篮后部锚点设倒链或千斤顶迁移时给予辅助牵引力；

专人对挂篮移动进行每个移动循环安全检查；

大风(6级及以上)、大雨、大雾等恶劣天气不得挂篮移动；

两端对称浇注，合拢段采用在悬臂端的水箱中加水的方法设平衡重。

④防爆模方案

模板设计要考虑安全系数；使用时修正破损，尤其端模。加高底板齿板端头模的高度，减小封底混凝土的坍落度。

3.6桥面系施工

在铁路范围内桥梁双侧（包括人行道和车行道侧）设置防落网，高2.2m。

为防止养生水水流成线，发生导电事故，需将养生水引至铁路范围外排出。

3.8 施工天窗封锁要点的计划与实施

根据《铁路营业线施工安全管理办法》对营业线施工等级划分的规定，普速干线封锁6h及以上的施工为Ⅰ级；封锁4h及以上的施工为Ⅱ级；其他施工为Ⅲ级[3]。

承力索加装绝缘保护条上下行线各1个共2个“V停”天窗；轨面4m以上(距带电体2m范围内)的架管搭、拆下行线各 6个共12个“V停”天窗；棚架顶部工字钢吊装 (2台100t汽车吊)上下行各6个共12个“V停”天窗；距线路中心5m范围内的棚架顶部方木+木板+防水布+废旧轮胎+白铁皮+栏杆等面层铺、拆，上下行各4个共8个“V停”天窗；挂篮移动(Z2-3# 、Z2-4#、Z2-5#、Z2-6#、z2-5#、z2-6#、z2-7#、z2-8#下行线；Z2-9#、Z2-10#、合龙段 (2m)、Z3-10#、z3-8#、z3-9#、z3-10#上行线) 15个“V停”天窗；挂篮回退 (上行线)4个“V停”天窗。本次施工共计53个Ⅲ级施工天窗。

4  其它安全管理相关要求

3.1 施工前应做好以下工作

①按《成都局集团公司营业线施工安全管理实施细则》的规定与各段签订铁路营业线施工安全协议。

②理临时拆除防护网，进入铁路防护网进行防护棚架施工设备检查的相关手续，并制定防护措施。

③设置现场视频监控系统并纳入铁路音视频管理系统进行监管。安装在防护棚外侧，每侧安装两个，共四个监控摄像头。

④在桥梁施工范围铁路两侧路堤各设置3个沉降观测点。

⑤棚架基础开挖、搭设及吊装须在完成信号、通信光、电缆确认、保护及供电电缆保护承力索加装保护条的前提下；塔吊、挂篮悬臂现浇箱梁施工须先质搭设防护棚架。

⑥施工单位相关人员必须经过铁路营业线施工安全培训合格。监理人员必须具备铁路工程监理资质。

3.2 安全、防护方面

①以“倾倒不侵限”为原则，施工前设置安全隔离设施及警示标志，将施工现场与铁路线路隔离。施工便道临铁路侧须设置防撞墩和警示标志。

②设立"三位一体”的防护。

③严格落实劳动人身安全专项方案。

3.3 设施、设备方面

①探明铁路电力、通信、信号等光(电)缆位置，采取可靠措施加以保护。

②做好水沟过渡迁改时的排水畅通；对面向铁路边坡的危岩、孤石、浮土进行清理。

③施工机械具有《产品出厂合格证》、《监督检验合格证》，操作人员具有特种作业人员操作证书；铁路安全保护区范围内做到“车过机停”、“一人一机”。

④塔吊的拆装由取得建设行政主管部门颁发的拆装资质证书的专业队进行。

⑤悬臂现浇连续梁挂篮施工时，增加吊箱防护平台。成批次钢筋从挂篮后侧吊装上桥，人工搬运至前端安装。

5结语

渝开大道跨渝怀铁路大桥临近营业线施工和跨营业线施工，本文从施工技术工艺、施工准备、安全防护、设施设备、天窗要点等方面制定的一系列应对措施，有效实现了安全、质量、工期目标，确保了铁路营业线安全，可为类似工程施工提供参考。

参考文献：

[1]周冉，徐关尧，周建，等．北京动车段走行线临时支撑体系设计[J].工程设计，2013(4)：37-40.

[2]杨振江．跨多条铁路门式棚架梁吊装施工技术[J].中国铁路，2011(6)：22-24.

[3]中国铁路总公司.TG/CW106-2012 铁路营业线施工安全管理办法[S]．北京，2012.