结合梁桥高空跨公铁营业线主梁施工安防技术

（中交第二航务工程局有限公司第六工程分公司，湖北 武汉 430014）

一、引言

近年来，随着我国高速铁路、高速公路、城市快车道建设的飞速发展，修建复杂环境下的跨线桥越来越多，根据依托工程不同的地质、地形、桥梁结构和周边环境等，分别采用不同的桥梁施工方案和跨既有线安全防护措施，新建桥梁跨越既有线，在确保既有线正常运营条件下，桥梁施工存在着一定施工风险。根据既有线施工安全管理规定，新建桥梁跨既有线施工期间，必须采用有效的措施对既有线进行安全防护。传统的安全防护装置选用固定式落地防护棚或移动式落地防护棚，在新建桥梁净高较高时，一旦发生高空坠物，由于水平初速度与风载作用，坠物面较大，不利于既有线安全运营。

二、工程概况

西固黄河特大桥主桥为（67+110+360+110+67）m双塔五跨半漂浮体系结合梁斜拉桥，主梁为工字钢—混凝土结合梁，采用对称悬拼施工工艺。主梁3#～7#节段跨越兰新铁路和国道109线，结合梁与兰新铁路夹角69°左右，跨越里程范围在兰新铁路K21+350～K21+384处，中心里程K21+367，属于“西固城站”至“坡底下站”区间内。

三、防护方案分析及选择

根据营业线施工安全管理规定，结合梁斜拉桥主梁施工期间，必须采取有效方案对既有线进行安全防护，并经铁路局评审后方可实施。目前国内外的跨既有线施工防护措施主要有以下两种：固定式防护，即在跨既有线红线范围内搭设防护棚架，实现通车部位全防护；兜底式防护，即采用角钢加密目铁丝网等全封闭式结构附着于施工部位之下，实现高空施工部位的安全防护，防止高空坠物。由于本工程主梁高度为72m，另高空坠物初速度与风向的不确定性，若采用固定式防护，需搭设沿既有线较长一段的防护棚，工程量巨大、占用的封锁天窗多，安装和拆除的周期长，同时也增加了既有线施工的不确定安全因素，结合本工程特点并经专家评审采取兜底式与固定式相结合的组合防护方案。即在主梁底安装移动防护平台，再沿既有线安装固定防护棚，其主要优点如下：大幅减少工程量，缩短施工工期。采用移动式防护平台，可以避免搭设超长落地防护棚，极大减少棚架安拆工程量，降低成本，缩短施工工期。减少开天窗点次数，降低对营业线运营影响。降低施工难度，减少不安全因素。移动防护平台安拆可在索塔位置进行，移动至施工部位，降低平台后期拆除难度。

四、组合防护方案简介

为尽量减小结合梁悬拼施工对交通的影响，防止上部施工时小型坠落物（如节点板、螺栓、焊渣等）对车辆和行人造成伤害，采取移动防护平台与落地防护棚架的组合防护方案。

（一）移动防护平台设计

移动防护平台悬挂于行走轨道上，通过电机驱动行走，轨道安装时借用钢梁检查车轨道的固定螺栓孔。移动防护平台包括行走系统、悬挂系统、限位装置与防护平台。

行走系统：轨道梁通过检修小车的预留螺栓孔，固定于主纵梁底，滚轮安装在轨道梁下翼缘上部并通过电机在此滚动。

悬挂系统：悬挂系统为双拼槽钢，与防护平台栓接。

防护平台：防护平台纵梁由贝雷梁及风撑拼装而成，横梁为桁架，平台设三道横梁，纵梁及横梁顶部铺设防裂钢筋网及竹胶板作为人行通道，用于平台维护和杂物清除；贝雷下弦杆之间搭设工字钢、钢筋网及竹胶板形成防护平台。移动防护平台横纵断面、立面图如图1和图2所示。

图1 移动防护平台纵断面图

图2 移动防护平台横断面图

限位装置：高空风载及纵坡影响，平台需设置限位装置，防止相对滑动。

（二）移动防护平台验算

采用MADIS/CIVIL进行计算分析。

边界条件：纵梁在悬挂处铰接模拟，新制横梁与纵梁连接为铰接，新制横梁腹杆与弦杆采用桁架单元，栏杆扶手采用桁架单元。

选取三个主要工况，一为平台空载状态；二为平台检修状态；三为平台承受坠落物状态。

（三）移动防护平台的安拆及防护

1.移动防护平台的安拆

平台分三阶段安装，主塔边跨侧第2#节段钢梁安装完后，安装移动防护平台，通过桥面板预留孔采用卷扬机整体将移动防护平台的中间吊装至梁底，电机于轨道梁对接，再分别将另外两个节段与中间节段在空中对接安装，平台拆除为安装逆步骤。

2.移动防护平台的防护

移动防护平台在3#、4#节段下方时，开始安装5#节段钢梁。此时平台可防止4#与5#节段钢梁主纵梁拼接、5#节段第一个横梁拼接的意外坠物。在5#节段第一个横梁安装完后，安装轨道，然后平台在电机驱动下前行至第二道横梁位置，安装第二道横梁。按照这个施工工序依次进行至8#节段，保证下方铁路运行安全。

（四）落地防护棚架设计

西固大桥结合梁标准段节段主纵梁长度为12m。支架防护平台平面位于跨线区域西固大桥红线范围内，平台以上约69m即是西固大桥主梁。落地防护棚架支撑系统采用钢管立柱，主梁为贝雷梁，型钢分配梁及棚架顶铺装，采用棚架顶满铺竹胶板的形式缓冲坠落物的影响，附加排桩形式增加棚架稳定性。平台下方即为西新路、人行道和兰新线，高出接触网线3.8m。

（五）防护效果

依托工程在跨国道109线与兰新铁路主梁施工时，采用粱下移动防护平台及落地防护棚架组合防护措施，确保了营业线运营安全，防护效果良好，具体表现为以下几个方面。

安全可靠。梁下移动防护平台可随上部结构施工任意部位进行同步防护，在主梁施工节段与落地防护棚架对主梁实现全方位防护，保障既有线运营安全。

易安拆。梁下移动防护平台结构轻盈，分3节段安拆，工程量小，施工方便；相比传统防护方式，落地防护棚架减少了安拆时间。

经济性好。相比搭设大跨度落地防护棚，增设梁下移动防护平台，双层防护系统总体减少了材料成本投入，同时安拆过程减少了人工及设备投入。

不影响既有线路运营。在远离运营线路处进行移动防护平台的安拆，不影响既有线路运营，落地防护棚架安拆降低了对运营线路的影响，确保了车辆的安全通行。

五、结语

落地防护棚搭设覆盖新建桥梁与既有线相交投影面，竹胶板设置与防护棚面板上，对高空坠物起缓冲作用；护栏布置于落地防护棚顶两侧，并在其悬挂密目网，与既有线垂直，防止坠物反弹入既有线。

跨既有线桥梁主梁施工过程中，梁下移动防护平台可随上部结构施工任意部位同步防护，在主梁施工节段与落地防护棚架形成双重防护，实现主梁跨线施工的全方位安全防护，保证施工期间营业线的正常运行。