高铁多次跨既有线连续梁安全防护研究

高铁多次跨既有线连续梁安全防护研究

田晶王柳

1.中交隧道工程局有限公司北京100011；2.中交隧道局第五工程有限公司天津300162

摘要：在我国铁路客运专线建设过程中，经常会碰到新建线路跨越既有线路进行施工。在这一过程中，由于跨既有线施工的特殊性，经常会出现工期延长、对既有线造成影响等问题。所以对跨既有线连续梁施工进行研究是非常有必要的，对保证施工安全起到很重要的作用。

关键词：跨既有线安全防护

一、工程概况

大西客运专线渭洛河特大桥DK812+024.43～DK829+190.92段连续梁位于直线上，孔跨布置为（51.8+2*90+51.8）m连续梁+（54+2*80+48）m连续梁，桥墩编号为2114#～2122#。线路于DK828+074处（2115～2116#墩间，90m主跨）跨越西延货车下行线K1+954处，交角49°；于DK828+176处（2116～2117#墩间，90m主跨）跨越包西下行客车联络线LDK812+170处，交角31°；于DK828+302处（2118～2119#墩间，54m边跨）跨越包西上行客车联络线LDYK812+270处，交角24°；于DK828+449处（2120～2121#墩间，80m主跨）西延货车上行线K812+766处，交角31°。四条既有铁路均为单线，电力牵引，其中包西上行客车联络线为单线桥梁，其余三条铁路为路堤。

二、跨既有线安全防护难点

1）该连续梁使用2联大跨度跨越了4条电气化铁路，影响既有铁路接触网的安全防护以及如何保障既有线运正常安全营行是本工程的最大重点和难点；

2）连续梁墩高在16m～25m，且大部分墩位位于既有铁路附近，高空作业加大了对既有线安全防护和保障现场机械、设备、人员安全的难度；

3）既有铁路包西、西延线将现场划分成多处“三角区域”，施工区域狭小，加上便道和运输不变，加重了安全防护和施工难度。

三、对既有铁路设备的影响情况及采取的预防措施

大西客专渭洛河特大桥DK827+982.37～DK828+531.37段(51.8+2*90+51.8)及（54+2*80+48）m连续梁跨越包西上、下行行客车联络线及西延上下行货车线，共跨4条电气化铁路线路。

根据连续梁块段与包西上行线平、立面关系可以看出，在施工2118#～2119#墩间梁段时，西安侧梁段施工2119号0号段时，施工支架已进入供电线及回流线正上方，大同侧梁段施工11号支架现浇段时翼缘板一个角进入轨道上方。在1号段悬臂浇筑时，挂篮的底模系统及底模下部防静电封闭盒体距离梁底的最小距离为1.2m，挂篮低于供电线、回流线及承力索最多0.561m。11号段为支架现浇施工，设计梁底距离承力索的最小距离为3.179m。由此可见，本跨连续梁的施工是本工程对既有线影响最大的梁跨。

由现场平面、空间调查资料可以显示本连续梁施工对既有线的影响程度，据此制定相应的防护措施如下：

1）连续梁桥墩0号段均采用支架现浇的方案施工，0号段距既有线路肩或回流线的平面最近距离为6.8～29.632m。施工时应确保支架的稳固，支架上方0#段施工作业为防止杂物抛落，对施工范围采用密目网封闭；同时做好防火消防措施。

2）在跨既有线悬臂浇筑的梁段及中央合拢段施工时，要做好防坠落物、防静电、防火、防漏水等措施。且本桥跨越的既有线轨面距离地面的高差4～15m，高度较大，棚架的抗风性、稳定性得不到有效保障。本桥采用挂篮封闭的措施确保既有线的安全。在挂篮底部距离梁底1.6m（困难情况下1.2m）处设置钢结构防护盒体，盒体有防落物、防漏水、防火作用，同时盒体上方及悬臂段施工的四周采用铁丝密目网封闭至梁面以上1.2m，以防止施工机具、人员、杂物等抛落。

3）挂篮加设防护设施后，跨西延下行线、包西下行线、西延上行线3跨连续挂篮底部防护平台距离的承力索或回流线的距离为5.469～10.895m，均大于接触网的安全防电距离2m。只需进行可靠接地，不需要防静电措施。跨越包西上行线的挂篮，需要在底部进行绝缘防静电处理，同时对挂篮进行可靠接地。

4）需要进行临时迁改的项目

⑴包西上行线080～084号接触网杆间的供电线、回流线在施工中无法避免与之干扰，需改成电缆，落于桥面。

⑵包西上行线080～084号接触网杆间的承力索与挂篮底部干扰，需降低承力索和接触线到最低限度，从而增大接触网与挂篮底安全距离。

5）需要采取封闭线路、接触网停电的施工作业

⑴挂篮进入铁路上方后走行作业；

⑵2119号墩边跨一侧挂篮安装在安装底模系统时需要封闭包西上行线；

⑶2118号墩西安侧边跨现浇段安装顶部贝雷梁、工字钢安装作业时需要封闭包西上行线。

6）因墩柱及梁面高度距离地面16～30m，连续梁施工时材料及机具垂直运输必须采用吊车、塔吊、汽车泵等大型机械，对既有线形成危险源。施工中规划好大型机械的停放位置和起吊方向，实行一人一机盯控管理，并严格按照操作规章及预定方案执行。

7）施工中人员的违章作业是对既有线设备及行车安全的最大隐患。施工前对现场管理人员、施工人员、机械操作人员进行严格的培训，并设置专职安全防护监督人员进行监控，加强过程控制。

4安全防护方案

4.1支架施工方案

连续梁施工中，0号段及边跨直线段采用支架法现浇施工。由于梁底距离地面高度为16m～25m，高度较高，且临近既有线，施工时支架采用管径不小于Ф500的钢管柱作为主要支撑构件，钢管柱与柱之间采用[10槽钢进行水平和斜向连接，施工桥墩时，利用桥墩对拉杆通道，用精轧螺纹钢固定钢板，以便于将墩身与钢管柱连接，从而使钢管柱支架与桥墩形成整体，增加钢管柱支架的稳定性。

钢管柱顶部采用工字钢横向、纵向铺设，形成梁底底模平台和施工作业平台。

4.2挂篮构造安全防护措施

4.2.1挂篮防水、防落物措施

因本桥共计四处跨既有电气化铁路，对跨越既有线悬臂施工的挂篮底部，除挂篮自有的底模系统保障落物之外，在底模下采用3mm钢板焊接成封闭式的防护结构，周边高度为30cm，平面上封闭预留出人员和设备的空间。为防止漏水，盒子底部焊缝满焊，并涂刷防水胶，内部铺设阻燃防水布，通过人工或水泵泵至箱梁内，经0#段的泄水孔排出。对挂篮进行全封闭后，封闭箱体横向宽度为14m，行进时距离梁底的最小高度为1.2m～1.6m。

图4-4挂篮安全防护封闭图

4.2.2挂篮防静电措施

跨西延下行线、包西下行线、西延上行线3跨连续梁挂篮底部距离接触网承力索的距离为5.469～10.895m，远大于接触网安全防电距离2m的要求。挂篮和防护平台为钢结构，需采取接地措施接地（高铁要求不大于1欧姆，现场实测小于0.3欧姆），并对挂篮进行接地电阻检测，确保小于4欧姆。

图4-5现场实做案例图

在跨越包西上行线时，挂篮底部距离接触的距离在2m安全范围内，在对挂篮整体进行有效接地的同时，对挂篮底部防护平台的底部及四周1.2m高度进行防静电处理。挂篮底部防护平台为一个钢结构平板，采用12mm厚环氧树脂防静电板，用绝缘螺栓固定在挂篮防护平台的底部及侧面。防静电板与挂篮防护棚同时安装就位，并进行检测。使用电压在线监控系统和自动报警系统，时时钢板电极上所承载的电压进行监控和预警，能够让现场人员得到安全保障。

五、施工封锁方案

在施工过程中，一旦挂篮处于既有铁路限界上方时，挂篮处于移动状态，为确保既有铁路运输安全，必须将下方既有线封锁，使接触网处于停电状态。

1)挂篮移动点前准备工作

待梁体块段砼达到设计强度后，张拉纵向预应力，铺设滑道；稍微放松前后内侧吊挂及外模吊挂系统，前后吊挂受力；解除前后内侧吊挂及外模吊挂系统，继续放松前行走吊挂，使砼面与底平台脱离，将外模搁放在底平台上并采取临时固定措施；当前一浇筑段张拉、压浆后，拆除后吊带和后提吊杆，调节前横梁上千斤顶的高度，使模板与混凝土表面脱离。拆除后锚钢筋，将倾覆力传递给反扣轮。将原有轨道与新浇筑段上铺设的一根与最长混凝土块等长的轨道相连接。

2)点内工作

挂篮行走时，内外滑梁通过加设保险钢丝绳，确保结构稳固；挂篮移动必须匀速、平移、同步，采取划线吊垂球的方法，时时对挂篮中线与箱梁轴线的偏差进行监控，如有偏差，使用千斤顶逐渐纠正；挂篮行走时要确保保险锚梁的锚固牢度。

挂篮完成就位后，立即后锚，将倾覆力由反扣轮传递给后锚钢筋。然后安装底模后吊杆，调整标高及模板位置。

浇注混凝土前必须进行锚固力检查。通过监控单位提供的资料对悬浇挂篮底平台标高对进行控制。

3)施工封锁计划

施工封锁时间计划待施工前，按尽量利用停电天窗点、行车影响最小的原则，结合运营单位的行车组织来具体安排。

六、结果评价

通过对大西铁路客专渭洛河特大桥跨包西西延铁路连续梁安全防护的研究，得到了较大的社会和经济效益。不仅使得我局在该项目上确保零事故，获得了很好的口碑，同时也缩短了建设周期创造了巨大的经济效益，为今后其他铁路桥梁跨既有线施工提供了宝贵经验。

参考文献：

[1]王莹彭其渊李海波,《客运专线建设对既有线的影响分析》[J]//《铁道运输与经济》，2009年1期，页码：P26—P28页。