余嘉勤

(中铁五局二公司，湖南衡阳　421002)

随着我国铁路建设的发展，跨既有线施工逐渐成为工程施工的常态。为避免施工中高空坠物影响既有线的正常运行，防止事故发生，在跨既有线主体结构施工期间，搭设安全防护棚架成为了避免事故发生最有效的措施之一。传统防护棚架一般采用刚性结构(钢立柱、棚架顶型钢满铺)，而后将防电板置于棚架底部，以达到防止高空坠物及触电的效果[1]。此类方案在国内若干项目中已成功应用。该方案有以下特点：

①结构安全性高，能抵抗大物件(挂篮底模、张拉千斤顶等)脱落的大能量坠物冲击；

②对吊装场地要求较高，防护棚两侧场地要相对平整；

③型钢吊装数量较多，防护棚架的安装与拆除要求的交通封锁时间较长；

④钢立柱、型钢等均非施工常规物资，施工成本较高。

在比较特殊的条件下，如施工地形复杂(无平整的吊装场地)、交通封锁时间限制(专项线路封锁时间短)、施工净空较小等，传统的防护棚架方案无法满足施工及工期要求，需要进行方案调整及优化。

1　工程概况

武广客运专线海垄口1号大桥为谷架桥，全长151.16 m，孔跨布置为40 m+56 m+40 m的变截面连续箱梁，采用悬臂灌注。其中1号与2号墩之间的梁体主跨(56 m)跨越京广铁路(与铁路夹角为46°)。武汉台、1号墩及广州台均位于山坡高地上，2号墩位于山谷中的旱地上，桥梁现场总体施工条件较差。

本工程主要有以下难点：

①地形复杂，进出道路及吊装场地受限；

②地处既有线路堑地段，棚架跨度较大，且棚架立柱基础施工困难；

③地处既有线隧道出口，要充分考虑列车出隧道时空气动力作用下棚架的稳定性[2]；

④新线与既有线夹角较小，棚架长度相应加长，造成棚架安装与拆除时间较长；

⑤因既有线为铁路干线，铁路局批复线路封锁时间每天(次)不超过70 min。

2　轻型防护棚架的设计

本工程梁部施工时拟在铁路限界以外，沿京广铁路两侧设置安全防护棚架，对受施工影响的既有铁路范围进行全封闭防护。防护棚架跨度20 m(垂直既有线路)，净高12 m(既有轨面到棚底防电板)，长44 m。受现场施工条件限制，设计采用轻型防护棚架。棚架基础采用混凝土扩大基础；立柱采用角钢制作，立柱间纵向采用槽钢连接；棚架主桁架(弧形拱架)由钢管弯制而成，钢管间采用螺纹钢联接成整体；棚架顶部采用竹胶板密封，底部吊装防电板[3]。

2.1　棚架基础

防护棚架基础沿铁路两侧布置(置于两边路堑防护挡墙顶上)，中心间距4.0 m。基础尺寸为0.8 m×0.8 m，采用C25钢筋混凝土浇筑。基础表面预埋0.6 m的钢板及四根φ20高强螺栓，便于与防护棚立柱联接。

2.2　棚架立柱

考虑既有线机车通过时的震动及风力作用，棚架立柱采用桁架形式以保证稳定[4]。立柱桁架横断面尺寸0.4 m×0.4 m，分节高度0.6 m。立杆采用(∠90×90×8) mm角钢，斜杆及横杆采用(∠75×75×8) mm角钢，平均每米重110 kg。防护棚立柱高度在1.0～11.0 m之间(随地形变化而变)。为方便运输及装拆，立柱高度若超过6.0 m，则立柱节间采用钢板(高强螺栓)连接。

2.3　主桁架

棚顶主桁架(弧形拱架)跨度20.0 m，采用两根φ50钢管弯制而成，钢管间采用φ22螺纹钢联接成整体，主桁架的弦杆及吊杆采用φ50钢管，斜杆采用φ22螺纹钢，主桁架每榀重440 kg(如图1所示)。主桁架间距2.0 m，共计23榀。

图1　主桁架结构(单位：m)

2.4　顶棚及防电板

棚架顶棚(遮雨棚)采用竹胶板拼装而成。竹胶板长2.44 m，宽1.2 m，厚12 mm。在接触网上方的主桁架底部安设防电板。防电板安装宽度2.0 m，长度24.0 m，共2组。

3　轻型防护棚架的安装

依据广铁集团关于办理跨越既有线相关手续的要求，施工前与铁路相关部门办理施工配合协议、施工许可证、穿跨越铁路等施工手续。

3.1　棚架立柱安装

防护棚立柱施工采用人工配合吊车现场吊装，立柱离铁路接触网回流线距离最近2.4 m、最远7.0 m。为保证施工安全，距离接触网回流线小于4.0 m的立柱必须利用天窗时间吊装，其余立柱可利用行车间隙按正常程序施工。立柱施工顺序由矮到高，采用25 t吊车吊装。立柱吊装过程中，应及时将相邻立柱间采用剪刀撑及纵梁联接成整体。立柱安装就位后，每侧立柱连成一个整体，设置可靠防倾覆风缆绳及地笼，并进行可靠接地，接地电阻不得大于4 Ω。

3.2　棚顶主桁架安装

防护棚立柱吊装完毕后，在立柱顶安装纵向槽钢，将立柱连成整体；在立柱顶的外侧(槽钢外侧)安装牛腿，纵向铺设木板，形成施工平台，并且设置围栏；调整槽钢高程及间距，以保证主桁架能顺利、快捷就位。

主桁架采用50 t吊车吊装，在地面每2片连成一个整体，每2片之间用φ50钢管连接，φ50钢管纵向间距为1.0 m，棚架底部角钢上铺竹夹板并固定，以便于棚架就位后施工人员施工安全和行走方便。在立柱顶的槽钢上焊接V形导向钢筋卡槽(固定每组棚架)。吊装时采用四吊点(如图2所示)。

图2　防护棚架吊装示意(单位：m)

第一组桁架到位后，将桁架支点的下钢板与纵向槽钢焊接成一体，两边采用三脚架固定。其余桁架到位后，除与纵向槽钢焊接成一体外，还要及时将其与相邻的桁架用φ50钢管纵向联接成整体(如图3所示)。

图3　防护棚架现场吊装

3.3　防护棚顶棚及防电板安装

棚架吊装前，在地面将方木和竹胶板安装固定于棚架顶部，采用短钢筋焊接卡住及铁线捆扎，固定牢固，按吊装顺序编好号，按次序据垂直天窗时间吊装，就位后根据后期临时天窗时间人工对接缝(宽1.6 m)进行处理。为保证安全及方便施工，防止散水掉到接触网高压线上引起安全事故。顶棚从两边(底部)往中间(顶部)搭设，竹胶板上打眼与顶棚架联成整体，竹胶板接缝用方木加固并用不干胶填补。顶棚(遮雨棚)搭设完毕后，在顶棚两侧安装方木挡水槽，集中将水引至水沟[5]。

防护棚主桁架底部离既有线接触网距离1.8 m，为保证施工及既有线运营安全，在接触网上方的主桁架底部顺高压线方向安设防电板。安装过程中需注意以下两点：

①防电板安装前先在每块防电板背后等距安装3根方木，将防电板与方木牢固联接成整体。

②每组桁架吊装前将防电板和方木固定在桁架底部规定区域，防电板和桁架一起吊装就位(如图4所示)。

图4　施工完毕的轻型防护棚架

4　轻型防护棚架的拆除

梁部施工完毕后，按照广铁集团既有铁路施工要求，需提前1个月递交要点封闭线路申请，确定铁路天窗封闭时间。棚架拆除的顺序是从两端向中间、由上而下进行，吊车配合拆除工作[6]。拆除分两种情况：

①棚架两端一定长度范围内，桥梁未完全覆盖，可直接吊装拆除。

在既有线天窗封闭时间内先顺序解开棚架与立柱连接螺杆，隔行拆除顶部竹胶板后，采用吊车吊离既有线范围。

②棚架中间部分因桥梁覆盖，不能直接吊装拆除。

在既有线天窗封闭时间，先顺序解开棚架与立柱连接螺杆，隔行拆除顶部竹胶板后，再用撬棍将棚架沿立柱顶部槽钢滑道均匀撬至梁体范围以外，利用梁顶部的吊车吊离既有线范围。移动棚架的过程中，利用预埋在梁底的吊杆对棚架进行保护，防止倾覆。

5　申请封锁线路计划

防护棚主桁架吊装时需向广铁集团申请要点封锁线路及接触网断电。主桁架24榀，每两榀连接成一个整体起吊，共12组，采用2台50 t吊车作业。经过现场试吊情况分析，主要起吊时间节点如下。

准备时间(吊车就位)：不进入单组循环时间内；

桁架套绳：1 min；

初步起吊到位：3 min；

焊接(桁架跟槽钢)：3 min；

松吊绳：2 min；

吊车收臂(离开既有线区域)：1 min。

每天封锁线路(停电)70 min，按每吊一组桁架所需时间为10 min计，每天吊装6组，10 min预留，共需2 d时间。考虑不良天气等客观因素，加上防电板的安装及顶部竹胶板补缺计划，3 d时间完成防护棚安装。

在实际施工中，防护棚架的安装申请了3 d线路封锁时间(每天70 min)，在规定时间内顺利完成；防护棚架的拆除申请了3个天窗作业点(每个45 min)，只使用了2个天窗点就顺利完成。

6　结论

海垄口1号大桥跨京广铁路施工是施工安全防护的重点，基于低山丘陵地形的特殊条件，防护棚架的施工成为工程施工的难点。在总结常规防护棚架施工的基础上，根据现场地形的实际情况，大胆提出了轻型防护棚架理论，并制定出相应的设计施工方案。实践证明，该方案不仅安全可行，而且施工时间短，成本低，为复杂地形下跨既有线工程积累了一套成功的施工经验。

[1]王纪然，黄学文.跨既有线施工技术及施工防护[J].低温建筑技术，2011(11):73

[2]陈强，王辉.跨既有线架梁施工技术[J].中国西部科技，2009(7):10

[3]中华人民共和国国家标准编写组.GB50017—2003钢结构设计规范[S].北京:中国计划出版社，2003

[4]张建民，陈宝良，李达.高速铁路棚护支架空气动力效应分析[J].铁道标准设计，2010(2):91-93

[5]李皓，高晶晶.新建铁路既有线施工的安全管理与控制[J].铁道建筑，2010(9):116

[6]吴晓霞.挂篮施工上跨城际铁路防护棚架设计[J].交通科技，2011(1):12