武咸城際鐵路連續(xù)梁上跨武廣高鐵施工安全防護(hù)

武咸城際鐵路連續(xù)梁上跨武廣高鐵施工安全防護(hù)

1跨武廣高鐵橋身武仙城際鐵路穿越武廣高鐵特橋位于湖北省咸寧橫溝橋市。這座橋的長(zhǎng)度是1483米。在dk59576（相應(yīng)的dk1300和350）之間，采用鋼筋混凝土（48.80和48）的連續(xù)梁，穿過武廣高鐵，與營(yíng)業(yè)線之間的角度為155。如圖1所示，請(qǐng)參考圖。該橋主墩22#、23#墩位于營(yíng)業(yè)線兩側(cè),墩身距武廣高鐵建筑限界最近8.35m,梁底垂直距離限界最近2.8m。該橋涉高鐵營(yíng)業(yè)線施工,安全風(fēng)險(xiǎn)極高。2跨高鐵懸澆合龍防護(hù)方案設(shè)計(jì)施工期間武廣高鐵最高行車速度350km/h,每天有70余對(duì)列車通行。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,原設(shè)計(jì)的連續(xù)梁掛籃懸臂施工方案將使連續(xù)梁節(jié)段進(jìn)入鐵路營(yíng)業(yè)線安全限界,不但嚴(yán)重影響武廣高鐵行車安全和設(shè)備安全,同時(shí)造成施工難度加大,工期延長(zhǎng),費(fèi)用增加。面對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)和進(jìn)度等難題,建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、鐵路運(yùn)營(yíng)等單位和有關(guān)專家經(jīng)過反復(fù)論證,各方達(dá)成了舍棄上跨武廣高鐵懸澆合龍的方案,采用平行于高鐵線路懸澆、轉(zhuǎn)體合龍、輔以棚架防護(hù)的施工方法,即在線路兩側(cè)主墩分別懸澆施工T構(gòu),再同時(shí)利用安裝于主墩的球鉸中心承重平衡轉(zhuǎn)體、合龍,施工全過程進(jìn)行安全防護(hù)。優(yōu)化后的方案安全風(fēng)險(xiǎn)大大降低,施工更加方便,關(guān)鍵線路工期也縮短。3施工風(fēng)險(xiǎn)防范和化解施工方案優(yōu)化確定后,針對(duì)施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)因素(風(fēng)險(xiǎn)事件)進(jìn)行再次辨識(shí),分別采取相應(yīng)的對(duì)策措施防范和化解施工風(fēng)險(xiǎn)。施工階段安全風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策見表1。4防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用4.1管道電纜的垂直連接保護(hù)4.1.1保護(hù)對(duì)象鄰近營(yíng)業(yè)線樁基、墩身施工。4.1.2高鐵線路下密目鋼板網(wǎng)防護(hù)采用ue78848mm鋼管縱橫布置為骨架,滿掛兩層密目鋼板網(wǎng),豎向隔離樁基、墩身施工時(shí)側(cè)面風(fēng)險(xiǎn),防止物件侵入高鐵線路。鋼管腳手架與防護(hù)棚架立柱及滑道焊接,確保穩(wěn)固。4.2密封保護(hù)球掛籃4.2.1保護(hù)對(duì)象轉(zhuǎn)體前T構(gòu)懸臂施工。4.2.2底板防護(hù)桿防護(hù)在掛籃正面靠營(yíng)業(yè)線一側(cè)上橫梁懸挑工字鋼骨架,掛設(shè)密目網(wǎng)進(jìn)行防護(hù),防護(hù)網(wǎng)與梁端支架留置間距1.5m,以滿足施工作業(yè)空間需要;底板防護(hù)欄桿與上部懸掛防護(hù)形成整體防護(hù);上橫梁上設(shè)置防護(hù)欄桿,保證上方作業(yè)人員安全。側(cè)模依據(jù)自身骨架掛設(shè)密目防護(hù)網(wǎng),側(cè)模前端設(shè)置上下爬梯,并且將爬梯設(shè)置在側(cè)模防護(hù)網(wǎng)內(nèi)側(cè)。側(cè)模頂部翼緣板位置設(shè)置防護(hù)立柱,立柱采用10工字鋼,間距按2m布置,高度2.5m,焊接于翼緣板邊緣,立柱之間掛設(shè)密目鋼絲防護(hù)網(wǎng)、設(shè)置警示標(biāo)志。掛籃防護(hù)的安裝應(yīng)兩邊同時(shí)進(jìn)行,防止偏載,見圖2。4.3高速鐵路設(shè)備保護(hù)4.3.1保護(hù)對(duì)象轉(zhuǎn)體及轉(zhuǎn)體后合龍段施工、橋面護(hù)欄和遮板安裝等施工。4.3.2作用線至線路中心距離施工防護(hù)棚架結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí),棚架下的氣動(dòng)力確定為水平氣動(dòng)力qh和垂直氣動(dòng)力qv,水平氣動(dòng)力qh可由參考文獻(xiàn)查得,垂直氣動(dòng)力qv由公式qv=2×qh×(7D+100)/100求得,單位為kN/m2;D為作用線至線路中心距離(m)。對(duì)頂蓋下的建筑物或構(gòu)件,qh、qv應(yīng)乘以1.5的阻擋系數(shù)。棚架由數(shù)榀桁架和縱向分布工字鋼組成,沿武廣高鐵線路方向防護(hù)長(zhǎng)度為70m,防護(hù)寬度為21.2m,見圖3。防護(hù)桁架為型鋼結(jié)構(gòu)門式框架,柱基礎(chǔ)為鋼筋混凝土樁?？蚣苌厦驿?6工字鋼,工字鋼間距為1m,上鋪雙層密目網(wǎng)進(jìn)行封閉,鋪設(shè)時(shí)用3cm寬鋼條壓住密目網(wǎng),通過鉚釘與桁架頂部工字鋼相連。防護(hù)桁架的底部距離接觸網(wǎng)桿頂?shù)母叨葹?.2m,距離軌面的高度為8.3m。根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果和各參建方的反復(fù)論證、試驗(yàn),為防止次生風(fēng)險(xiǎn),取消了防護(hù)平臺(tái)與導(dǎo)線之間的防電板和接觸網(wǎng)正上方的橡膠防水板。棚架施工利用“天窗”時(shí)間作業(yè)。4.4試驗(yàn)的轉(zhuǎn)體保護(hù)4.4.1保護(hù)對(duì)象轉(zhuǎn)體過程中發(fā)生停轉(zhuǎn)、傾斜等意外情況。4.4.2千斤頂轉(zhuǎn)體性能測(cè)試一是檢驗(yàn)轉(zhuǎn)體方案的實(shí)用性、可靠性;二是檢驗(yàn)整個(gè)指揮系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性;三是檢驗(yàn)操作人員是否明確自己的崗位職責(zé)和協(xié)同反應(yīng)能力;四是通過演練取得經(jīng)驗(yàn)并找到差距,以便完善轉(zhuǎn)體方案;五是為了測(cè)試千斤頂加載后的工作性能和停止?fàn)恳筠D(zhuǎn)動(dòng)體的慣性距離,確定最大靜摩擦力T0值。試轉(zhuǎn)體理論轉(zhuǎn)體角度為3°,牽引索行程20.9cm,T構(gòu)梁端線位移2m。試轉(zhuǎn)體千斤頂牽引速度0.12m/min,計(jì)算試轉(zhuǎn)體時(shí)間20.9/12=1.7(min),不考慮慣性制動(dòng)時(shí)間。4.4.3鋼錨固端清理脫架指拆除上轉(zhuǎn)盤支承與固定系統(tǒng),使球鉸達(dá)到設(shè)計(jì)承重狀態(tài),包括上承臺(tái)模板及支架拆除、撐腳下鎖定鋼楔塊拆除、砂箱拆除等。脫架時(shí)T構(gòu)平衡判定:利用在縱橫軸線上設(shè)置的千分表,觀察T構(gòu)脫架時(shí)的下沉值,前后兩側(cè)下沉值不相同時(shí),需用砂袋配重。4.4.4轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)后一機(jī)轉(zhuǎn)體試轉(zhuǎn)時(shí)啟動(dòng)助推千斤頂與連續(xù)千斤頂,連續(xù)千斤頂采用手動(dòng)控制,分級(jí)加力,加至計(jì)算靜摩擦力矩值的60%,若T構(gòu)仍不轉(zhuǎn)動(dòng),則應(yīng)暫停并檢查轉(zhuǎn)動(dòng)體系,若無阻礙,則加力至T構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)并牽引至預(yù)定位置。試轉(zhuǎn)中記錄轉(zhuǎn)體時(shí)間、轉(zhuǎn)體啟動(dòng)時(shí)千斤頂油壓,以及1s、2s、3s、5s點(diǎn)動(dòng)加力時(shí)千斤頂油壓、轉(zhuǎn)盤處標(biāo)尺行程和梁端行程、T構(gòu)兩端高程變化。轉(zhuǎn)體到預(yù)定位置后,在撐腳下打入鋼楔塊,保持T構(gòu)穩(wěn)定。通過轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間與行程計(jì)算出各牽引力下T構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)速度,確定正式轉(zhuǎn)體時(shí)牽引力值及加力速度;根據(jù)T0值確定正式轉(zhuǎn)體時(shí)分級(jí)加載力值;根據(jù)點(diǎn)動(dòng)時(shí)間與位移關(guān)系確定正式轉(zhuǎn)體時(shí)預(yù)留距離,確定每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體預(yù)留100cm,其后采用點(diǎn)動(dòng)到位。4.5對(duì)機(jī)械操作的保護(hù)4.5.1保護(hù)對(duì)象鄰近營(yíng)業(yè)線大型機(jī)械作業(yè)。4.5.2標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)作業(yè)對(duì)于侵入鐵路安全限界的施工作業(yè),一律納入鐵路局施工計(jì)劃內(nèi),進(jìn)行要點(diǎn)作業(yè)。吊車(泵車)作業(yè)時(shí),先測(cè)量其架設(shè)位置至接觸網(wǎng)線距離,確保吊車(泵車)傾倒時(shí)離接觸網(wǎng)桿的最小距離不得小于規(guī)定的2m安全距離,實(shí)行“一機(jī)一人”盯崗作業(yè)。見圖4。4.6避免梁差的表面保護(hù)4.6.1保護(hù)對(duì)象轉(zhuǎn)體前已施工梁段靠線路側(cè)施工。4.6.2安全限界限已施工梁段安裝2.5m高防拋網(wǎng),防止物件拋入安全限界內(nèi)。防拋網(wǎng)由間距1.5m的腳手鋼管焊接于豎墻鋼筋上做立柱,水平焊接鋼筋做防護(hù)欄桿,上面滿掛雙層密目鋼絲網(wǎng)防止物件伸出梁邊線以外。4.7中橫截面板份的運(yùn)行維護(hù)4.7.1保護(hù)對(duì)象中跨合龍段施工。4.7.2鋪設(shè)竹膠板、混凝土增強(qiáng)養(yǎng)護(hù)中跨合龍段施工采用吊模施工,吊模底模與側(cè)模形成封閉作業(yè)空間。吊模外圍加設(shè)防護(hù)框架,底板為L(zhǎng)5×50(mm)角鋼框架鋪設(shè)竹膠板,竹膠板在四周向上豎起50cm;內(nèi)部加鋪防漏薄膜,防止?jié)策^程中混凝土漿液的下落;側(cè)面掛設(shè)密目鋼絲網(wǎng),形成封閉空間;施工完成后采用養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù),以防止水養(yǎng)時(shí)形成線性水流而導(dǎo)電。梁體上部設(shè)置防護(hù)欄桿,并掛設(shè)密目鋼絲網(wǎng)。4.8為點(diǎn)安裝防護(hù)4.8.1保護(hù)對(duì)象轉(zhuǎn)體后合龍段施工、橋面護(hù)欄和遮板安裝等涉營(yíng)業(yè)線施工。4.8.2現(xiàn)場(chǎng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理(1)在“天窗”點(diǎn)到來前半小時(shí),施工人員做好施工準(zhǔn)備,檢查、登記攜帶物品。“天窗”點(diǎn)到來后上橋施工,兩側(cè)主墩各安排一名安全員跟班作業(yè),監(jiān)督施工現(xiàn)場(chǎng)安全情況、“天窗”點(diǎn)結(jié)束前半小時(shí),施工人員開始撤離,現(xiàn)場(chǎng)物件堆碼整齊,細(xì)小物件及時(shí)帶下橋。(2)駐站確定無車時(shí)段進(jìn)行施工:依據(jù)施工計(jì)劃按月向鐵路管理單位提交施工計(jì)劃,審批后安排當(dāng)月施工任務(wù),通過設(shè)置駐站聯(lián)絡(luò)員進(jìn)行有效的溝通協(xié)商,確定合適的施工時(shí)間。4.9員工保護(hù)(1)防護(hù)對(duì)象:各重點(diǎn)部位施工。(2)防護(hù)類型為駐站監(jiān)控防護(hù)、作業(yè)點(diǎn)盯控防護(hù)、出入現(xiàn)場(chǎng)登記等。5主要防護(hù)手段對(duì)比分析由前文可知,連續(xù)梁施工過程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況分別采取了技術(shù)防護(hù)、人員防護(hù)、點(diǎn)內(nèi)施工防護(hù)等主要防護(hù)手段,顯然,每一種防護(hù)措施均有特定的針對(duì)性和局限性,各類型防護(hù)優(yōu)缺點(diǎn)分析見表2。6跨線橋梁架防護(hù)施工技術(shù)本橋上跨武廣高鐵連續(xù)梁已正式投入使用,實(shí)現(xiàn)了本橋建筑施工安全與既有高速鐵路運(yùn)營(yíng)安全的目標(biāo)。該橋的高鐵線路外懸澆施工T構(gòu)、球鉸中心承重平衡轉(zhuǎn)體、棚架防護(hù)的優(yōu)化施工技術(shù)突破了常規(guī)原位現(xiàn)澆的思路,降低了施工風(fēng)險(xiǎn),在國(guó)內(nèi)外同類型跨線