铁路客站跨线钢结构天桥顶推施工安全风险分析与控制措施

赵晓科

摘 要：此次研究主要是探讨分析铁路客站钢结构天桥顶推施工安全风险分析与控制措施，联合实际改造工程案例实行施工安全管理，并且全面分析天桥上跨铁路营业线顶推法施工风险因素，在此基础之上提出安全控制措施，希望能够对铁路客站跨线钢结构天桥顶推工程起到参考性价值。

关键词：铁路客站；跨线钢结构；顶推施工；安全风险；控制措施

1 工程概况

此次工程为商丘进站钢结构人行天桥，天桥总长度为222.7m，宽度为15m，天桥采用单箱三室断面钢桁架结构形式。桥面标准总宽度为15m，高为1.5m，天桥一站台至五站台桥总长度为120.55m。顶推部分长度101m，设置跨度为（6.6+18.9+24.8+18.7+12.83）m。为降低应力变形，钢箱梁前端顶推施工设置13m長钢导梁，采用钢箱梁截面，分别连接两中腹板。

在施工期间由于需要全面分析站场改造工程和新建站房对天桥顶推的影响作用，还需要分析以上两个工程与天桥工程施工建设项目二者之间的工期衔接问题。就该工程而言，其中天桥顶推部分应当在站房上部施工作业任务完成前完工。因需要将天桥临时拼装支架安装在天桥中心线，在将横梁，腹杆和上下弦杆运送到施工现场之后需要拼装在支架上，逐步顶推并进行原位散拼。按照施工现场的实际情况可以将天桥主桁架划分为若干段，并且将支架临时拼装在站房侧，利用水平顶推系统可以将支架逐渐顶推到站场方向，这样可以确保天桥就位。在完成天桥柱安装之后在进行原位拼和制作安装，并可以开始楼梯，落梁和装修施工。

此次工程建设主要应用单点顶推施工方法，该种施工方法主要是将钢桁架拼装在支架上，之后利用刚连后端拉锚器千斤顶将梁体顶推到站场方向，利用柱端反力座上牵引锚固的精扎螺纹钢，以此来最大限度地保证千斤顶带动滑块以及钢桁架能够在滑道上保持同步滑移。基于天桥钢桁架结构性质，导换滑块起顶处于节点周围，此时钢桁架循环顶推时需要借助导换滑块和起顶，并且能够实现下一个环节的顶推施工。

2 安全风险和应对措施

在工程施工期间，由于考虑到站点运输组织以及施工技术要点，并且综合权衡天桥顶推工程项目施工条件，营业线施工及其封锁施工对天桥顶推施工安全控制问题进行判断，有利于采取合理控制措施，全面提升项目施工安全性。

2.1 营业线安全施工作业

本工程项目营业线为8股道，天桥桥面与新建站房候车厅衔接，所有股道都属于电气化股道，该工程跨电化股道，在施工之前需要对天桥顶推施工期间底部和接触网之间的高度进行测量。确保天桥就位之后使底部与接触网之间的距离为1.03m，符合施工标准。在开展顶推施工之前，需要将橡胶绝缘护套加设在接触网承力索中，全面提升接触网安全性。在开展营业线封锁施工期间，各工程参与方都必须按照施工安全管理的相关标准进行，全面落实和执行应急准备和防护措施。

2.2 顶推施工抗倾覆稳定性分析

在此次工程建设中需要在支架上对天桥钢桁梁实施分阶段拼装，并且逐次完成顶推施工。顶推施工操作过程中，天桥顶推前端设计成封闭模式，而且施工荷载主要集中在后端位置，所以在分析期间主要是对重力荷载标准值和风荷载进行分析。

由于在六次顶推后抗倾覆不满足相关要求，并且站场施工进度也会对其影响，再加上六次顶推之后悬挑工况维持时间比较长，这样就会提升天桥倾覆风险，因此需要采用两项抗倾覆措施。其一，在六次顶推之前需要提升抗倾覆配重，全面加强抗倾覆系数。由于存在列车振动和悬挑时间影响因素，根据抗倾覆系数1.5对配重增加量进行计算，节间力臂长为24.1m，因此配重力为156.2KN，此时可以选择15吨重沙袋作为末端配置。其二，在六次点推之后通过临时支撑方式提升安全系数。在施工建设期间，支撑柱可以使用两根钢管焊接制作，并且将临时支撑柱加设在天桥悬挑末端两侧，并且将铁楔子和垫块设置在临时支撑柱柱顶，这样能够对钢结构天桥悬挑起到支撑作用。

2.3 封锁施工

在顶推施工过程中导换滑块操作较为频繁，而且顶推节间往往要进行导换，实践中应当确保滑块处于钢桁架节间节点位置，其中腹杆承受一定的竖向作用力，这有利于防止桥面横梁出现集中点受力现象。本工程项目中的天桥节间长度在4.3m～6.3m不等左右，2、3站台天桥柱间距仅为4.25m，位保证最长节间顶推换滑块要求，2、3站台天桥柱靠2站台侧增设2.13m长悬挑滑道梁，使2、3站台天桥柱滑道长度增至6.38m，满足顶推导换滑块的要求。

在施工期间需要使用千斤顶油缸完成天桥顶推滑移操作，此次工程选择的千斤顶油缸最大行程为200mm，由于顶推节间需要频繁导换滑块，因此，需要使用千斤顶将钢桁架竖向顶起之后完成滑块导换。在该工序当中需要由数名施工人员将前端滑块滑移到后端，落梁完成导换滑块。顶推系统所承受的精扎螺纹钢主要是由若干小段栓接制作，随着顶推操作，液压千斤顶顶推至螺纹钢螺栓接头处时需要应用长短搭配方式规避接头处。在天桥顶推施工期间，导接螺纹钢和导换滑块在规避接头位置时需要花费大量时间，并且导换单侧滑道滑块所需时间在23分钟左右，此时单侧螺纹钢规避接头时间大约在8分钟左右。由于四次顶推施工滑块导换操作比较多，因此会相应延长导换滑块时间。

由于营业线施工期间会受到封锁时间影响，因此在满足安全性要求下，需要全面提升施工效率，可以在规定时间内高效完成所有施工任务。为了确保竖向其起顶导换滑块不会对天桥稳定性造成影响，则在导换期间必须逐一进行，为了加快施工进度，就必须加强施工组织，并减少滑块导换时间。其次，导接螺纹钢规避接头与滑块导换需要同步进行。精扎螺纹钢采用长短交替排列方式。在顶推施工开始之前，由于未考虑到缩短避开精扎螺纹钢时间，在完成一次导换之后顶推未达到一个节间就需要再次注意螺纹钢避开接头问题。在对施工组织进行优化改进之后，可以在滑块导换期间进行螺纹钢接头操作，保证螺纹钢接头导换操作的高效性。

2.4 施工注意事项

为了保证顶推施工条件下钢桁架与临时支架变形受力情况满足检算要求，需要将悬臂段滚轴前后范围内下弦杆壁厚控制在20mm以内。在顶推施工之前，需要在桁架天桥前端和中间支撑架面作中心线标记，并且以天桥结构层中心先作为纵向监控点。在顶推施工期间需要将中间部位支撑架设面上中心点为准，并且使用对桁架天桥中心点位移情况进行监控，若存在偏差，则需要应用纠偏导轮和纠偏油缸组合方式进行纠偏处理。在钢梁横向两侧布设导轮，这样可以起到限位作用。若中线纠偏大于1cm，则需要通过纠偏油缸主动顶紧。在顶推期间实施纠偏处理，使水平力降低。

3 结束语

综上所述，尽管天桥顶推法施工操作技术已经呈现成熟化发展，然而，在实际施工期间还存在较多安全风险因素。尤其是顶推会越铁路营业线封锁施工，在实际施工期间必须做好前期准备工作，并且注重分析风险因素，采取有效措施进行控制，全面提升天桥顶推法施工安全性。

参考文献

[1]李晓祥.铁路客站跨线钢结构天桥顶推施工安全风险分析与控制措施[J].上海铁道科技，2017，23（03）：18-19+10.

[2]申冠鹏.跨线桥钢箱梁在雨水调蓄池上吊装的施工技术研究[J].广东土木与建筑，2017，24（02）：57-60.

[3]乔军.郑徐客专跨线钢结构天桥顶推施工技术研究[J].建设科技，2017，15（02）：102-103.