连续梁跨既有线的新思维和方法研究

高步廷

摘 要：该文基于该研究者多年从事桥梁工程的施工，以跨既有铁路线桥梁施工为研究对象，分析了工程中的重点、难点，提出了一系列针对该工程特点的新思维和新方法，并给出了具体的施工流程，该文是该研究者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：既有铁路 桥梁 施工 挂篮

中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0056-02

1 工程概况

某大桥为一座一联三跨连续梁桥，计算跨度为60m+100m+60m，中支点处梁高 7.85m，跨中截面梁高4.85m，梁底下缘按二次抛物线变化。全联共2个T构，13块（对称）/T构，14#块为合龙段。主跨100m斜跨既有某铁路上下行，桥梁中心线与铁路线的夹角20.42°。

2 重点、难点分析

该既有铁路属国家一级铁路干线，是联结北方一带的重要交通干线，行车密度大、速度快，施工安全风险较高。

2.1 既有线上施工安全隐患大

众所周知，近些年铁路事业蓬勃发展，经过几次铁路大提速，火车速度大大提高，运营环境条件要求提高，事故发生后追查力度加大，施工安全风险程度较高。既有线上方安全施工主要应解决以下几个问题。

（1）防触电。

接触网电压为27千伏，通常气候条件下安全距离认定为2m。经测算，连续梁梁底距接触网承力索最小距离为2.21m，此净空内需满足安装模板、防护设备等施工要求。通常项目施工多采用钢结构作为施工平台，该材料能够满足刚度、强度要求且经济合理，但钢材是较好良好的导体，而施工全过程既有线停电停运是不可能的，可见防触电是施工的首要条件。

（2）防落物。

在既有线上立体施工，必须保证不能有任何东西掉落在线路上。钢筋等导体如掉落在两接触网上会导致线路短路、熔断；如掉落在两钢轨上会致使设备信号紊乱。即使是重量较小的物体掉落在高速行驶的火车上也会对火车造成较大破坏。

（3）防水。

混凝土工程，通常采用水养生，且该地区雨季较多。但是，水一旦形成水柱，连通接触网与梁体，便会造成接触网短路，形成事故。

2.2 施工净空小

梁底与承力索距离较小，最小处仅为2.21m，要在如此小的空间内安装防护设备及施工平台，难度较大。

2.3 给定天窗点时长短

铁路部门规定所有营业线施工必须确保营业线行车及设备安全，营业线施工必须按规定纳入天窗点，即所有危及营业线安全的施工必须在铁路部门给定的时间范围内完成。

连续梁施工，不管采取何种方式，都涉及到大型钢构安装、拆除、移动，危及既有线安全，并且耗时比较长。该铁路行车繁忙，给定天窗点，即停运、停电允许施工时间较短。V型天窗点，即仅涉及单侧线路施工时间为90 min；垂直天窗点，即涉及双侧线路施工时间为35 min，其中包括要点、消点等手续的办理时间，实际使用时间仅有28 min。该连续梁从4#块至6#块属于V型天窗点范畴，7#块至14#块属于垂直天窗点范畴。同时该天窗点时间有铁路局各部门严格规定、审批，遇到特殊情况拟定天窗点会随时取消。所以该连续梁施工必须结构安全，防护到位，同时存在较大安全隐患的工序必须在给定的天窗点内完成，难度很大。

3 新思维、新方法在施工中的应用

传统的施工思维及方法无法完成该连续梁施工，所以必须在原有的方法上进行创新，敢于探索、借鉴与实践。

3.1 方案比选

通常经验，施工连续梁常采用棚架法、挂篮法、顶推法。第三种技术难度大、造价高，该研究者不再赘述。棚架法、挂篮法技术成熟、经济合理可采用，以下进行比较分析。

3.1.1 棚架法

（1）优点：作为一种硬防护措施，能够做到防水、防落物，且可满足空间要求，同时在受力验算可靠的前提下能够作为施工平台。

（2）缺点：安装及拆除难度大，尤其是连续梁施工完成后，空间狭小无法操作，即便是采用移动型棚架，但因连续梁与既有线交角很小仅20.42°，且两接触网立柱间距有限，无法满足要求。

3.1.2 挂篮法

（1）优点：可在既有线范围外安装、提升，可后退至既有线外下放、拆除；能满足空间要求。（2）缺点：通常采用的挂篮无法做到防触电，同时防水、防落物效果不明显； 天窗点内挂篮走行时长受限；挂篮在无防护的条件下，在既有线上走行危险性增加。

3.1.3 方案选定及优化

经上述比较，显然棚架法不能满足既有线条件及场地要求，棚架拆除工作难以实施，故选用挂篮法。经技术部门多次研究，该研究者连续梁采用封闭绝缘挂篮，同时采用一次走行方式。

3.2 具体施工方法

连续梁施工主要体现在采用了封闭绝缘挂篮和挂篮一次走行到位方法的应用，以下做详细阐述。

3.2.1 挂篮封闭绝缘方法的采用

封闭绝缘挂篮是在传统挂篮的基础上，在施工现场对底模系统进行封闭、绝缘处理，达到防触电、防落物、防水的效果。

（1）挂篮封闭。

①底面封闭措施，包括底模平台和前操作平台两部分底模平台封闭，即在底模横纵梁间利用槽钢、角钢等材料焊接成钢构骨架，注意前后下横梁与吊带为铰连接，横梁不得焊接，采用U型框架焊接于纵梁上，保证在施工中下横梁扭转的活动范围。前操作平台封闭，是考虑钢筋绑扎、张拉等施工而增大的操作空间，具体尺寸按施工条件而定，悬臂设置，同样焊接成钢构骨架。再在骨架外整体焊接3mm厚花纹钢板以保证其刚度满足坠物打击及人员行走等工况要求。

②立面封闭措施。

主要采用密目网，悬挂于前后上横梁，将挂篮立面前端面、左右侧面、后端面（翼缘区域）共三部分封闭，形成封闭的操作空间。梁面设置护栏，上横梁等有人员操作的部分亦设置护栏。

（2）挂篮绝缘。

挂篮绝缘主要是在挂篮封闭的基础上，利用绝缘材料进行防护，经30千伏电压击穿测试，能够满足施工要求。

①底面绝缘措施。

在钢板的外露面，使用绝缘树脂等材料进行刷涂，依照现场线路电压的不同，制作不同厚度的绝缘层，满足绝缘的要求，该部分委托专业电力公司施工，涉及专业核心技术不作阐述。

②侧面绝缘措施。

在底面以上1.2m范围用3mm厚绝缘板封闭，搭接，并用带绝缘帽的铆钉锚固于角钢护栏骨架上，与底面绝缘层连接为一体。

③挂篮接地措施。

将挂篮钢构与大地用易于导电的吕带进行连接，并配备安全报警设备，当产生超过50伏的电压时便可触发警报。

④承力索绝缘措施。

在允许范围内，请示铁路部门将影响施工范围的承力索降低0.5m，并且安装绝缘护套。

3.2.2 挂篮走行采用一次走行到位

常用的挂篮走行通常分为两步，第一步用垫梁将前后上横梁及挂篮抬起，脱离主梁，用倒链、千斤顶等设备牵引主梁向前行进，达到预定地点，然后锚固主梁；第二步拆掉垫梁，使前后上横梁落回主梁，再利用倒链、千斤顶等设备牵引前后上横梁及挂篮向前行进，达到预定地点。该方法在挂篮走行方式中运用较广泛，技术成熟、安全可靠，但我连续梁施工涉及既有线，耗时较长，且要点次数增加，大大制约了工期和要点申请难度。故在原有方案上进行改进， 达到主梁与挂篮同步走行的效果，同时增大千斤顶走行行程，走行速度有较大提高， 能够满足28 min走行4m的要求。

（1）后锚固框系统的设置。

通常的挂篮之所以不能够一次走行，是因为走行时要求取消主梁与梁体的固结，即后锚固，而此时挂篮与主梁重心不在梁体上，必定会产生倾覆。

后锚固框就是一个与主梁非固结、改装的、自由的、可滑动的后锚固，它成框架型，下部采用精轧螺纹钢与梁体竖向预应力钢筋，用连接器连接，可拆装；上部装有滚轴，保证与主梁自由滑动。它能够在挂篮走行过程中始终给主梁一个向下的作用力而不致主梁向前失稳倾覆。应该注意的是，后锚固框的重要性非同一般，挂篮走行时，命悬一线，所以它的结构受力验算必须可靠。由于它相对主梁处于滑动状态，应随时做好框架结构变形、精轧螺纹及连接器的检查工作。正因其重要性非同一般，为了保险起见，设置了保险锚固，也就是在挂篮走行前只是将后锚固松开，而不拆除。即将后锚固上分配梁微微抬起，使之不接触主梁，一旦后锚固框破坏，后锚固可起到保险作用。走行过程中，由于主梁与后锚固框受力过大，局部摩擦力不均，致使后锚固框上分配梁滑动不同步，左右竖杆偏位，造成走行受阻。为了避免此问题发生，增加了调位倒链，即分别将两条倒链，一端挂在后锚固框上方分配梁左右两侧，另一端栓接在主梁后端，注意长度要满足走行距离要求。走行时，人员随时调整倒链长度，保证后锚固框平面与主梁轴线垂直，顺利滑动。后锚固框系统的设置简化了走行步骤，节省了人工，最重要的是很大程度上节省了时间，在我既有线施工中保证了要点时长要求，赢得了先机。

（2）采用千斤顶动力装置。

该装置由钢绞线、穿心千斤顶、油泵、反力锚梁、精轧螺纹钢和螺帽等组成。在走行轨道前端将反力锚梁固定在梁体竖向预应力钢筋上，并将轨道压紧。钢绞线一端连接在反力锚梁上，另一端穿过前、后支腿，安装千斤顶，千斤顶运行带动挂篮及主梁同步向前移动。通常穿心千斤顶行程为20cm，我处采用行程40cm型。该型千斤顶走行并回油到位耗时1.5 min，可走行40cm，加快了走行速度，降低了因多次人为操作造成的时间损耗，完成了垂直天窗点28 min走行4m的要求。同时安装好整套千斤顶、油泵、动力电源，作为备用，一旦操作中发生故障，可立即更换。

4 结语

该连续梁自施工准备到中跨合龙历时近一年时间，前后接待不同单位领导检查近百次，天窗点施工十余次，未出现安全事故，得到了上级领导和兄弟单位的一致好。新思维、新方法的采用体现了我项目勇于创新的思想，并得到成功实践。

封闭绝缘挂篮的采用是既有线连续梁施工的首选，该方法的成功经验值得好好总结，并大力推广。它将既有线上施工的高风险降低到最低，保证了安全，赢得了声誉。跨高速公路的连续梁通常采用棚架法进行防护，往往材料耗费较大，且安装、拆除工作困难，建议借鉴我连续梁的封闭方法，安全可靠且经济合理。后锚固框的应用及千斤顶走行系统的改良，在很大程度上提高了工作效率、缩短了工期，同时结构安全性较高，应全面普及。

参考文献

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