徽水河大桥跨路施工防护技术研究

冯钰

摘要 针对钢板叠合梁斜拉桥在跨路施工过程中的安全防护需求，以芜黄高速公路徽水河大桥为依托，文章开展了组合梁斜拉桥跨路施工的合理防护方式研究，对比了不同防护方式的特点。结合徽水河大桥的结构特点，提出了一种可在钢梁下翼缘行走的移动式防护吊架系统。这种防护支架系统由内侧可行走组合防护平台和外侧可移动式防护吊架系统组成，可以随着作业面的移动，在钢梁下翼缘上便捷移动，配合外侧拉扣式侧边防护结构，能够满足跨路施工过程中的防护要求，可以在类似桥梁施工防护中应用。

关键词 徽水河大桥；跨路施工；涉路防护；移动式吊架

中图分类号U445.4文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）10-0087-03

0 引言

随着交通技术的发展和交通基础设施建设项目的不断推进，道路及桥梁采用立体交叉的布置方式已是一种常见的交叉方式。新建桥梁结构在跨域已通车道路进行施工时，需要采取适当的方式对既有道路的交通进行保护，可控制既有道路车辆通行安全，降低对既有道路交通的影响[1]。对于跨路的桥梁施工而言，采用何种方式提供安全可靠的防护，降低桥梁施工对道路的安全影响，一直是桥梁安全施工过程中重点关注的问题。

传统的跨路防护措施包括永久防护棚架、固定防护棚架、移动式防护棚架和挂篮兜底防护等几种形式。其中，永久式防护棚架结构主要应用在公路跨越高速铁路的施工中，兼其公路运营时期对铁路线的防护，所以一般采用在下方道路的两侧及顶部搭设防护棚，利用防护棚为车辆通行提供保护[2]。临时固定棚架是最常见的防护方式，一般需要在道路中心架设一排立柱，会对既有道路的通行能力产生一定影响[3]。移动式防护棚架是在固定式临时棚架的基础上提出的一种改进形式，沿着被浇道路两侧铺设棚架轨道，随着上跨桥梁的施工，通过移动棚架完成施工的方法，这种结构适用于斜度较大的跨路施工，但棚架跨度有限[4]。而对于采用挂篮悬臂施工的连续梁桥，可通过对挂篮外侧架设防护结构，实现自防护功能[5-7]。

在目前的防护方式中，依托工程可选用的防护方式为固定式棚架结构，但是这种结构需要道路两侧有较大的统建，同时需要考虑车辆与防护棚的碰撞问题，其成本与安全风险均较高。为了探讨一种更加经济合理的跨路施工防护方式，该文以徽水河大桥为依托，对一种移动式防护吊架结构进行了研究。

1 依托工程

1.1 工程总体概述

徽水河大桥位于S11芜湖至黄山高速公路ZK85+557、YK85+563处，安徽省旌德县三溪镇东南山电灌站东侧，主要跨越徽水河及G205国道，桥位地形较陡，处在典型的“两山夹一河”峡谷地带，小桩号侧为山坡大开挖路堑，大桩号侧紧邻太山1号隧道，建设条件较为复杂。桥位所处路段采用分离式路基，左幅路线平面位于R=3 200 m的平曲线上，右幅平面位于R=3 000 m的平曲线上，两幅路基间净距约为20 m。分幅路基宽度为12.75 m，桥梁单幅宽度为12.25 m。

徽水河大桥左幅起点桩号为ZK85+465，终点桩号为ZK85+640，桥梁跨径布置为“4 m（桥台）+（48+80+40）m低塔斜拉桥+3 m（桥台）”，全长175 m。右幅起点桩号为YK85+471，终点桩号为YK85+676，桥梁跨径布置为“4 m（桥台）+（48+80+40）m低塔斜拉桥+30 m（钢板组合梁）+3 m（桥台）”，全长205 m，如图1所示。

1.2 结构特点

主桥为低塔柔性体系组合梁斜拉桥，主梁采用双工字钢板组合梁。单幅桥梁的标准横断面为“0.5 m（防撞护栏）+11.25 m（行车道）+0.5 m（防撞护栏）”，共為12.25 m。钢主梁由钢主梁、拉索区横梁、一般横梁和端横梁组成，均采用工字形直腹板断面。组合梁桥面板采用预制混凝土桥面板，板厚为0.25 m的等厚板，在钢纵梁和钢横梁顶面设置剪力钉和湿接缝，通湿接缝浇筑，实现预制桥面板和钢梁的可靠连接，形成叠合断面。钢主梁间距为11.75 m，标准高度为1.5 m，在塔墩梁固结处加高到2.0 m，采用工字型断面，上翼缘宽度为500 mm，底板宽度为800～1 200 mm。

拉索区横梁与斜拉索的位置一一对应，纵桥向标准间距为7.8 m，在拉索横梁之间设置一道一般横梁，纵桥向标准间距为3.9 m，采用工字型断面。拉索采用钢绞线拉索，型号包括19、22、27三种型号，斜拉索与主梁采用钢锚箱锚固，塔端采用加持型鞍座锚固，拉索采用涂覆型环氧涂层钢绞线。

1.3 主要施工方法

徽水河大桥的施工地貌特点是两侧均为陡峭的岩壁，下方为徽水河和G205国道。该桥不具备桥下喂梁的施工条件，如果采用桥面吊机进行主梁悬臂施工，那么就需要采用桥面尾部喂梁方式进行架设。因此，采用这种施工方法进行悬臂施工，主梁结构在悬臂过程中需要承受巨大的桥面吊机及运梁设备的重量。但是徽水河大桥为低塔柔性体系结构，结构体系刚度小，悬臂施工过程临时荷载过大会带来较大的安全风险，主梁在合龙前无法承担过大的临时荷载。如何在完成主梁安装的同时，降低桥面的临时荷载是该桥施工中需要考虑的关键问题。

考虑大桥主梁采用钢板组合梁结构，钢主梁自重较小，且桥梁的跨径不大，单个桥塔最多只有5个悬臂安装块段，可以考虑合理利用桥塔施工塔吊快速进行工字型钢主梁的起吊与安装。这样可以有效避免两侧峡谷地带主梁难以到达的问题，同时也最大限度地减小主梁悬臂施工过程的临时荷载重量，适应柔性体系的特点。

根据上述总体施工思路，将桥塔施工塔吊和组合梁施工塔吊进行统筹考虑。现场设置2台大型塔吊，其中1#墩塔吊作业半径为70 m，起吊能力为50 t，覆盖左右幅1#桥塔施工及1#塔的0～5#节段和合龙节段的安装；2#墩塔吊作业半径为50 m，最大起吊能力为42 t，覆盖左右幅2#桥塔和2#桥塔的0～4#节段及边跨合龙段的安装。上述两台大型塔吊的设置可以满足全面覆盖桥面板、钢梁及主塔的施工范围及吊装需求。

在桥塔施工完成后，利用塔吊逐段完成叠合梁的钢梁吊装，如图2所示。钢梁吊装定位完成后，安装斜拉索完成拉索的除皱，然后再进行预制混凝土桥面板的吊装，以及湿接缝的浇筑。在主梁形成叠合截面后，再进行斜拉索的二次张拉，按照该方法依次完成叠合梁的安装。

2 移动式防护吊架设计

徽水河大桥的中跨跨越徽水河，小里程侧边跨跨越现有G205国道。在边跨主梁安装过程中需要采用合理的防护方式对施工进行防护，避免施工对G205国道产生影响。考虑G205国道是当地唯一交通要道，交通繁忙，在施工过程中需要尽量避免对G205国道通行产生影响。因此，结合徽水河大桥的结构特点，为了更好地解决钢板组合梁桥跨路施工的安全防护，该文提出了一种钢板组合梁跨路施工组合式的防护装置，可以利用组合防护平台的便捷移动，灵活移动至作业位置进行防护，提高防护的安全性，降低防护结构成本。

移动式防护支架的构造如图3所示，钢板组合梁桥跨路施工组合式的防护装置，由带滚轮的内侧组合吊架、外侧移动式防护架组成。内侧组合吊架支撑在钢梁下翼缘的内侧，外侧安装在钢梁下翼缘的外部。

内侧组合吊架由行走滚轮、横向钢支撑骨架、纵向支撑骨架、防护板组成。行走滚轮安装在横向钢支撑骨架的下方，可在钢主梁下翼缘内侧行走。横向钢支撑骨架可由槽钢制成，纵向支撑骨架与横向骨架焊接为一体，纵向支撑骨架可由角钢制成。防护板安装在骨架之上，防护板可采用竹胶板材，防护板支撑在纵横梁的角钢上，纵横梁的间距应以满足对防护板的支撑为原则。外侧移动式防护架由连接卡扣、防护立柱、防护水平杆、防护网组成，如图4所示。卡扣固定在钢主梁下翼缘外侧，卡扣与防护立杆进行焊连，防护立柱与水平杆采用扣件式连接；防护网挂在防护立柱和水平杆上，以形成封闭式防护。施工时可利用连接卡扣便捷地拆卸与安装防护立柱，将外侧移动式防护架移动至施工位置进行防护。

在施工过程中内侧组合吊架可以利用行走滚轮移动至施工作业位置，为施工作业区提供防护。内侧组合吊架的安装可由桥塔根部钢梁节段一起吊装至主梁下方，拆除时可利用行走滚轮行走至桥台等便于拆除的位置进行拆除。移动式防护架的总体构造形式如图5所示：

组合式防护吊架可以在后场利用型钢加工制造成型，并经检验合格后运输至前场。在地面上于边跨第一个悬臂施工钢梁节段，进行组拼。在地面组拼完成后，在胎架上对内侧托架的移动靈活性进行检验，内侧移动式平台在半个梁段范围内来回移动一次，确保移动式平台可在梁段内便捷移动。检验合格后的移动式平台与第一个悬臂节段通过塔吊整体吊装至主梁下方，在后续节段施工时，向前移动平台至对应位置实现对桥下的防护。在所有节段施工完成后，将移动平台移动至桥塔处，利用导链下放至地面后再进行拆解，拆解后型钢材料均可回收应用。

该移动式防护支架在徽水河大桥的左右幅施工过程中均得到成功应用。在施工过程中通过移动式防护支架的安装可以保证移动平台随着钢梁的作业面灵活移动，为作业面提供更可靠的防护。平台利用1#塔吊与边跨2#块整体安装，在1#塔边跨侧组合梁施工的防护过程中，实现了跨路施工的可靠防护。在大桥施工全过程中对桥下G205国道的车辆正常通行未带来任何影响，在实现桥梁安全施工的同时，避免了对既有道路交通的影响。徽水河大桥的应用效果表明，采用这种移动式防护支架，较传统的跨路防护棚，可以降低施工临时措施费约50%，具有良好的经济效益；同时避免了对交通的影响，社会效益也非常显著。

3 结语

该文针对徽水河大桥的施工环境及施工特点，以及该桥施工过程中对G205国道防护的需求，该文研究了一种新的跨路施工防护吊架结构。

（1）提出了一种可在钢梁下翼缘行走的移动式防护吊架，防护结构由型钢和防护板组成，可以随着作业面的移动在钢梁下翼缘上便捷移动，满足施工过程的防护要求。

（2）形成了一种钢梁外侧移动式防护架，通过拉扣的快速安装与拆除，可以解决防护范围的调整，满足施工过程的外侧侧边防护。

（3）研究形成的移动式防护吊架结构，具有移动便捷、安拆方便、防护安全、经济可靠等特点，可在类似桥梁施工防护中应用。

参考文献

[1]乔振宙. 跨铁路预制拼装式安全防护棚施工技术[J]. 建材与装饰， 2020（7）： 262-263.

[2]李吉林， 孙宗磊， 刘洪占. 公路上跨高速铁路桥梁防护措施方案探讨[J]. 铁道工程学报， 2013（5）： 52-56.

[3]陈杰. 大跨度连续梁跨越既有铁路可移动防护棚架施工工艺[J]. 智能城市， 2021（16）： 117-118.

[4]彭瑞臣. 连续梁跨路施工防护方法研究与对比[J]. 建筑工程技术与设计， 2016（22）： 1413-1414.

[5]袁万光. 挂篮全封闭兜底防护在跨公路连续梁施工中的技术研究[J]. 价值工程， 2020（10）： 201-202.

[6]林明枢. 全封闭防护挂篮在跨高速地铁桥梁施工中的技术应用[J]. 中国高新科技， 2021（23）： 111-112.

[7]刘丹飞. 跨线桥梁施工方法与防护问题的探讨[J]. 科技创新导报， 2011（3）： 107.