摘要：文章介绍了温州市域铁路S2线一期工程灵昆特大桥（56.6+56.6）m预应力混凝土T构上跨S1线处采用挂篮悬臂浇筑施工的成功经验，全封闭挂篮的采用既能满足安全防护要求，又能在限定期限内快速完成施工任务，为既有线连续梁施工提供借鉴。
关键词：挂篮；既有线；连续梁；施工应用
1．工程概况
温州市域铁路S2线一期工程灵昆特大桥（56.6+56.6）m预应力混凝土T构上跨S1线处采用挂篮悬臂浇筑施工，全长113.2m。本桥梁T构箱梁横截面为单箱单室直腹板结构，中支点截面中心线处梁高6.0m，端支点截面中心线处梁高为3.3m。悬臂施工部分0号块11m，采用支架现浇法进行施工；每个T构纵向对称划分为26个节段，从0号块向合拢段阶段长分别为（350×2+400×4+450×5）cm，直线现浇段长度为355cm，合拢段长度为200cm。全桥共计1个0号块，22个挂篮悬浇节段，2个边跨直线现浇段和2个边跨合拢段。桥梁中心线与市域铁路S1线夹角36°，相交部位既有线S1线第29和30号线塔位于施工区域内，挂篮加固后底部与接触网线最小距离均大于接触网2m的安全距离，A2～A8块挂篮位于接触网线正上方。
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图一 56.6+56.6跨越S1线立面图
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图二 56.6+56.6跨越S1线主桥平面图
2．跨（邻近）既有线施工类别划分
参照《铁路营业线施工安全管理办法》（铁运[2012]280号）中规定，本工程邻近营业线施工类别划分如下：
A类施工项目有：挂篮及其配套设备安装、挂篮封闭防护设施安装、堆载预压、混凝土浇筑、预应力张拉、已完梁段硬隔离防护网安装、梁体装修、挂篮走行、挂篮调模。
B类施工项目有：梁端凿毛，钢绞线桥上半成品加工及穿束，预应力孔道压浆（真空），所有动火作业。
C类施工项目有：模板打磨及刷模板漆，钢筋绑扎，波纹管及其内衬管安装，内模合模，预埋件安放，混凝土养护，锚具及千斤顶等安装，封锚，泄水管安装，各项施工前准备工作（挂篮走行除外），原材料半成品及机具设备上下桥（既有线侧原材料放至0#块），日常质量安全检查及维护，桥面及挂篮兜底清理。
A类施工在列车停电停运状况下施工；B类施工项目在列车经过时要停止作业，因S1线白天运营比较繁忙，每十分钟经过2趟列车，考虑既有线安全，本工程B类施工在列车夜间停运时间段进行；C类施工项目是在挂篮及桥面封闭空间内施工，须在既有线防护员及设备管理单位监护人员监管的情况下正常作业，列车可以正常运营。所有邻近营业线施工必须在既有线防护员及设备管理单位监护人员监管的情况下进行作业。
挂篮及其配套设备安装需要列车停电停运2天进行；挂篮封闭防护设施安装需要列车停电停运1天进行；堆载预压需要列车停电停运3天进行；挂篮走行前、后安全工作较为复杂，时间较长，为保证挂篮的绝对安全及稳定性，故挂篮走行当天列车需要停运停电一整天；混凝土浇筑计划8小时方能完成，在8小时期间列车停电停运。其余时间段的A类及B类施工在夜间列车正常停运时间进行。
3.运营公司对既有线附近施工的要求
针对既有线附近施工的安全隐患，铁路部门在接触网停电接地的情况下要求：
（1）为保证电气化铁路的劳动安全，从业人员必须与高压带电体保持2m 以上的安全距离，与回流线保持1m以上的安全距离，不得直接或通过任何物体间接地与上述设备接触。
（2）距接触网7m 范围内的金属物体必须有可靠接地，接地电阻要求小于10欧姆。
（3）混凝土养生时水流不得向接触网方向喷射，必须保持4m以上的安全距离。
4.全封闭挂篮施工方案
4.1全封闭挂篮防护目的
挂篮直接悬于既有线上方，梁上掉下的任何东西都将对既有铁路线路和营运列车造成影响，底部防护是封闭的重点。总体思路是：在整个梁体的宽度及挂蓝前端范围内，充分利用底模和前、后两根底横梁，形成一个封闭的平台，上面落下任何的东西都将掉在里面，不掉到线路上，并及时派人清理。四周设防护栏，高1.2m，并采用钢板、铁丝网及安全密目网封闭。从防护栏底部至翼缘板外侧平台采用NSN钢丝绳网、细眼铁丝网及安全网进行围挡。仅在铁路侧增加防护设施，边跨处与兜底等重增加配重，满足对称施工原则。
4.2全封闭挂篮防护作用
（1）采用挂篮封闭防护施工可减少对既有线的威胁，不占用施工场地，不会影响下方的列车，正常运行。
（2）防止挂篮立模、拆模、挂篮移动等过程中的手锤、扳手、螺栓等小型物件不慎坠落。防止在箱梁纵向预应力张拉过程中的小型物件不慎坠落。
（3）防止在箱梁混凝土浇筑过程中、端头凿毛过程中的小型物件不慎坠落。
（4）防止在暴风雨、大风期间箱梁顶面、挂篮顶面小型物件不慎坠落。
4.3全封闭挂篮防护难点及应对措施
本工程挂篮施工A2～A8节段跨越轨行区正上方，挂篮底防护设施距离承力索高差最低为2.039m，容错率低，事故后果严重。
4.3.1 防护难点
（1）小里程侧挂篮拼装距离运营线路近，其中左前侧主桁已经进入既有线桥梁投影上方，挂篮前横梁及底栏宽度约12m已经进入轨行区。
（2）挂篮拼装阶段，所有的防护设施均未到位，结构未形成完整的受力体系，人员在无防护的主桁顶进行安装作业，物件掉落可能性大。
（3）起重吊装作业多，起重和既有线各类电线要求的安全限界严重冲突，容易侵入限界和造成安全距离不足，发生触碰现象。
（4）一个小小的物件掉落或吊车起重吊物、钢丝绳和任何既有线设备发生触碰，均可酿成严重安全事故。
（5）保证挂篮施工防电性能可靠，挂篮和电气化线路之间的感应电压不得超过施工安全电压（36V），不得和施工区形成电气短路；
（6）保证施工过程中电焊等动火作业的防火性能可靠，火花焊渣不得掉落在既有线；
（7）保证挂篮施工防水性能可靠，避免连续水流造成电气化线路短路；
（8）保证施工中防坠落性能可靠，施工中不得出现物料坠落危及运营线路行车安全。
4.3.2 应对措施
（1）编制了《灵昆特大桥36#墩挂篮安装及拆卸安全专项施工方案》，并通过了专家评审。专家意见：S1线运行条件下，进行挂篮安装、挂篮预压作业，列车运营安全风险很大，应在停运条件下进行作业。
（2）制定交通导行方案
根据政府职能部门批复的停电停运计划（24小时停电计划）组织停运影响站点的乘客短驳，经过和运营单位的商讨制定以下方案：
①跨S1线施工影响站点：灵昆站-双殴大道站共计4个站点，这4个站点日常客流量较小，但周五下午及周日下午客流量较大，主要为学生流。
②组织3/6辆公交巴士（中巴）对人员进行短驳，短驳公交站点设置为：机场-护士学院-瓯江大道-灵昆站。
③短驳公交行驶速度为30Km/h，班车间隙为20分钟一班，自周五下午至周日下午调整为10分钟一班，根据班车间隙分别配备3辆或6辆公交巴士。
4.3.3挂篮防护施工措施
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图三 挂篮防护整体效果图
4.3.3.1钢结构施工防护
（1）防护底篮长度为12m长，采用100槽钢与前下横梁、后下横梁焊接在一起（100 的槽钢作为防护吊架的前后纵梁）。
（2）防护吊架纵梁采用7 米长的100 槽钢间距为1 米布置，挂篮共铺设6道，两侧各三道，纵梁间距采用∠50×50×5 角钢做平联焊接，间距为1 米，形成平面网状，将3mm 厚的钢板反铺满于平面网状并与平面网状焊接在一起，这样就形成了一个钢结构平面整体，（也就形成了一个相对的平板电极，能够均匀的接受来自既有线的电场冲击）；外露面作有绝缘层，内表面设有防水层。横梁上面焊接的钢板需要将钢板做成U 形尺寸根据横梁的尺寸确定与横梁紧贴焊接，这样就可以解决漏水和落物的问题。（在钢板的焊接时，不能把钢板焊穿；在钢板焊接成形后，在钢板的表面不能有尖角、毛刺、如果有；应该用砂轮打磨平整、圆滑；因为钢板上要承载很大的重量，焊点要求不能虚焊，焊角不能小于8mm）。
（3）采用3 mm 钢板制作U 型槽与底板焊接，使前槽水通过底板流向后槽，便以排出。
（4）当前后操作台的U形钢板焊接成型后，自然形成一个储水槽，当储水槽有积水时，使用水泵抽出，排放到不会接触既有线的位置（如桥箱中）。在挂篮底部作防锈绝缘处理。
（5）护栏主要对掉落物体反弹后起阻挡作用，以及对施工人员起到安全防护作用，护栏在工作平台的四周围采用∠50 角铁、间距80cm、高120cm 成框架，形成封闭防护栏，在底托周围的护栏上安装上1.2m 高的防电绝缘板，起到防电作用的同时又能阻止施工人员的头、手和施工物品伸出。
（6）这样在接触网、铁路上方形成一个非常牢固（每平方米可承受200 公斤的荷载）的安全封闭可达到100%安全的钢结构防护棚，确保施工人员和杂物都处在完全封闭挂篮的包裹之中，不会对既有线、铁路及行人车辆造成安全威胁。
4.3.3.2绝缘层施工
挂篮安装前，在挂篮底部前、后横梁、工作平台底部下缘上焊接75#等边角钢制作的骨架，将防电板铺设在角钢骨架上，用绝缘螺栓固定。绝缘板采用厚度6mm耐压指标35KV环氧树脂绝缘板（或使用配电室专用橡胶绝缘卷材），搭接重叠15cm完成满铺，并在工作平台外缘上折30cm和护栏连接固定。防电板、绝缘螺栓均由专业厂家生产并通过检验检测合格后方可进场。
把需要制作绝缘树脂部位的钢板打磨除锈，进行酸洗，磷化，钝化。在钢板焊接形成的电极对既有线的一面制作，采用绝缘树脂，加专用固化剂，加活性稀释剂，加白碳黑，加605助剂，加消泡剂，采用树脂配合无碱玻璃丝布施工的方法，直到达到高压要求的绝缘厚度，这样就可以避免产生电气空气击穿和拉弧（在制作绝缘树脂层时要求搭建临时施工棚，在施工棚内加温，要求温度达到20℃，满足绝缘树脂的固化条件）为了使绝缘树脂和钢板更好的结合，底涂采用固体绝缘脂，加活性稀释剂，加固化剂，在钢板的表面刷上混合绝缘树脂，（需要室温固化12小时）；考虑到热胀冷缩因素，用绝缘螺丝和绝缘帽将绝缘层和钢板铆固在一起。
在底托周围的护栏上安装上1.2m 高的防电绝缘板，起到防电作用的同时又能阻止施工工人的头、手和施工物品伸出。
4.3.3.3防电板安装
（1）防电板挂设工艺
挂篮安装前，在挂篮底部前、后横梁、工作平台底部下缘上焊接75#等边角钢制作的骨架，将防电板铺设在角钢骨架上，用绝缘螺栓固定。绝缘板采用厚度12mm耐压指标35KV环氧树脂绝缘板（或使用配电室专用橡胶绝缘卷材），搭接重叠15cm完成满铺，并在工作平台外缘上折30cm和护栏连接固定。防电板、绝缘螺栓均由专业厂家生产并通过检验检测合格后方可进场。
（2）防水设施
在防电板顶面，自下而上依次满铺一层1.4cm厚木板，一层帆布、一层彩条布、一层花纹薄钢板，起到防止混凝土浆液、养护用水下渗和落物损伤防电板的作用。防水层汇水处设出水管使用橡胶管将水引排至36号墩排水管中排除到接触网危险区外，防止线状落水和接触网形成短路。
桥面排水系统采用桥面集中汇水到桥面中心线，并从桥面预留孔竖向水管入箱梁内纵向水管，再从箱梁内流至0#块内通过36号墩竖向水管集中排出。
（3）防落物
在挂篮四周侧面及已经完成浇筑的桥面设置护栏及防护网，护栏底部设30cm高踢脚板，操作平台底部铺设木板，并铺设一层薄钢板。使施工作业区与S1线电气化设施封闭、隔离，达到防电、防水、防落物等效果。挂篮移动时，防电板等防护、排水设施同挂篮一起移动，实现对铁路的防护，确保铁路设施与施工的安全。
（4）防风
挂篮已经过了抗风力检算，挂篮采用金属网防护既是为了减小风力影响。
（5）防火
在防水层顶面及走行道上铺设的花纹薄钢板，可有效阻止电焊、气割高温焊渣掉落防水、防电板上引起烫伤使相关功能失效，也同时防止高温焊渣掉落在既有线上。为防止焊渣掉落在底板上再溅落，施焊部位靠近既有线侧临空面放置防火布防护，大风天气不进行焊接作业。
4.3.3.4挂篮顶部防护
在挂篮模板翼缘板前端及左右两侧边缘安装防护栏杆及密目安全网、密目钢丝网，确保施工作业时顶模无坠落物。防护栏杆钢管采用Ф48mm钢管，立杆以1m间距焊接在翼缘板侧板上，高1.2m，在立杆顶部和中间设置两道水平杆，外侧采用密目钢丝网进行防护，内侧采用密目安全网进行防护，以保证既有线安全运营。
4.3.3.5已浇梁段安全防护措施
在已浇梁段两侧翼缘板边缘安装1.5m防护栏杆，栏杆外部包裹密目安全网，防止小型构件从梁顶坠落。
在每个梁段施工完毕后，及时将该梁段所有预留孔进行封堵，防止杂物通过预留孔落入营业线路上。
4.3.3.6绝缘防护检测
挂篮防护系统在现场进行绝缘检测，以保证施工安全。
在施工过程安装自动报警装置，如安全电压36V，报警装置自动启动，人员立即撤离施工作业区域，利用天窗期对挂篮绝缘防护进行检查及修复。
4.3.3.7 挂篮施工风险降低措施
（1）降低避雷线
在挂篮推进过程中，A3和A8距离S1线避雷线位置最近，A3为1.206m、A5为2.165m。底篮系统的人行通道，高度需要从1.5m缩小为1.14m（松弛状态），同时降低避雷线的高度，待S2跨越部分完成后，恢复S1线避雷线高度。
（2）综合接地
需要在挂篮上设置点接地，同时在侧向模板外侧以及接触网带电部分5m范围内金属结构也设置接地连接。
（3）承力索绝缘措施
在A2～A8节段上跨S1线影响范围内将承力索安装绝缘护套。
（4）撤除自动重合闸功能
在通电后作业时，需要暂时撤除S1线施工区段供电单元的自动重合闸功能，避免在发生意外跳闸后，自动重合闸，而造成二次伤害。
5.结束语
本文结合温州市域铁路S2线一期工程灵昆特大桥上跨S1线悬浇梁施工实践经验，探析了该桥上跨既有线重点、难点，解决了桥梁挂篮与悬浇技术，同时提出全封闭挂篮控制技术在跨线施工技术中的应用。实践证明，本工程采用的悬浇技术和全封闭防护措施是合理的，可为同类工程提供参考借鉴。
参考文献：
[1]《铁路营业线施工安全管理办法》（铁运[2012]280号）
[2]《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009）
[3]《钢结构设计标准》（GB50017-2017）
论文作者:张迪
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
标签：挂篮论文; 防护论文; 钢板论文; 作业论文; 电板论文; 列车论文; 横梁论文; 《基层建设》2019年第28期论文;