洋 軍，馬 斌

(1.中鐵一局集團(tuán)滬杭鐵路客運(yùn)專線項(xiàng)目經(jīng)理部，杭州 311100;2.滬杭鐵路客運(yùn)專線股份有限公司，上海 200237)

1 概況

滬杭高速鐵路海杭特大橋DK151+433～DK151+700段，設(shè)計(jì)以(70+125+70)m連續(xù)梁的形式跨越既有滬昆鐵路3股道:滬昆上下行線、喬筧三線，斜交角度24°，墩號(hào)為103號(hào)～106號(hào)。既有滬昆鐵路均為電氣化線路，且在連續(xù)梁施工期間還要將既有三線改造為四線線位。連續(xù)梁采用三角掛籃懸臂澆筑法施工，共16個(gè)懸澆段和1個(gè)合龍段。連續(xù)梁與既有鐵路關(guān)系見圖1。

圖1 跨越關(guān)系示意(單位:m)

2 防護(hù)方案比選

根據(jù)既有線施工安全管理規(guī)定相關(guān)要求［2］，該連續(xù)梁施工期間，必須采取有效的措施對(duì)既有線進(jìn)行安全防護(hù)，相關(guān)方案經(jīng)鐵路局評(píng)審后方可組織實(shí)施。由于滬杭高速鐵路正線與既有線斜交角度過小、跨越股道多的特點(diǎn)，采用常規(guī)使用的固定防護(hù)棚架跨度達(dá)36.8 m、長(zhǎng)度138 m，工作量非常巨大、占用的封鎖天窗多，安裝和拆除的周期長(zhǎng)，同時(shí)也增加了既有線施工的安全不確定因素。經(jīng)過可行性研究和比選分析，滬杭公司和中鐵一局共同研究確定了移動(dòng)式防護(hù)棚架的方案，并經(jīng)上海鐵路局專家審查后作了進(jìn)一步的完善。即采用2個(gè)具有移動(dòng)功能的門式棚架結(jié)構(gòu)，分別對(duì)2個(gè)T構(gòu)懸灌部分進(jìn)行防護(hù)，滿足既有線施工安全防護(hù)要求，其主要優(yōu)點(diǎn)如下。

(1)大幅減少工程量，縮短施工工期。采用移動(dòng)式防護(hù)棚架，可以避免搭設(shè)超長(zhǎng)固定式棚架，極大減少棚架安拆工程量，降低成本，縮短施工工期。

(2)減少封鎖要點(diǎn)次數(shù)，降低對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)影響。棚架橫跨安拆均為既有線Ⅱ級(jí)封鎖施工，采用移動(dòng)式棚架，可以減少安拆過程對(duì)既有線的封鎖次數(shù)，最大限度地降低對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)的影響。

(3)降低施工難度，減少不安全因素。在連續(xù)梁施工成橋后，移動(dòng)式棚架可以靈活地移動(dòng)至橋墩附近進(jìn)行拆除，降低棚架后期拆除難度。

固定式棚架和移動(dòng)式棚架對(duì)比如圖2所示。

圖2 固定式棚架和移動(dòng)式棚架對(duì)比(單位:m)

3 移動(dòng)式棚架方案簡(jiǎn)介

3.1 移動(dòng)式棚架結(jié)構(gòu)組成［3］

根據(jù)跨越現(xiàn)場(chǎng)既有鐵路電氣化設(shè)備布置情況，棚架設(shè)計(jì)凈跨達(dá)到33.2 m，凈空高度達(dá)到13.4 m。為滿足棚架安裝、拆除需要，整個(gè)棚架采用易安拆的鋼管桁架結(jié)構(gòu)，整個(gè)棚架主要由軌道基礎(chǔ)、軌道、走行系統(tǒng)、支腿、橫梁及頂面防護(hù)組成(圖3)。

圖3 移動(dòng)式棚架結(jié)構(gòu)(單位:m)

3.1.1 軌道基礎(chǔ)

采用C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為130 m×1.7 m×0.6 m(長(zhǎng)×寬×高)，兩側(cè)基礎(chǔ)中心間距34.8 m。施工前先對(duì)基礎(chǔ)下軟土層換填，挖除60 cm軟土層，用A組料回填，并人工夯實(shí)，保證基礎(chǔ)承載力達(dá)到100 kPa，然后放樣出軌道基礎(chǔ)邊線，綁扎鋼筋網(wǎng)片，安裝軌道預(yù)埋螺栓，安裝基礎(chǔ)模板，最后澆筑C30混凝土。

3.1.2 軌道

軌道采用P50鋼軌，為保證棚架移動(dòng)過程整體穩(wěn)定性，在單側(cè)基礎(chǔ)上設(shè)置雙排鋼軌，軌間距1.2 m，通過錨固螺栓和標(biāo)準(zhǔn)扣件將鋼軌固定到軌道基礎(chǔ)上。

3.1.3 走行系統(tǒng)

單側(cè)走行采用2個(gè)被動(dòng)輪2個(gè)主動(dòng)輪組合，根據(jù)棚架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將主動(dòng)輪統(tǒng)一放置在內(nèi)測(cè)，前后2組走行間距10 m。走行輪直徑為40 cm、電機(jī)型號(hào)YZB132M4、減速機(jī)型號(hào)KA97NA17，設(shè)計(jì)棚架移動(dòng)速度15 m/min。

3.1.4 支腿

棚架支腿采用φ325 mm×8 mm鋼管，通過上中下3道桁架式平聯(lián)連接成整體，支腿頂端設(shè)雙H300 mm×200 mm分配梁，底部設(shè)H300 mm×200 mm短橫梁，均采用栓結(jié)方式連接，底部短橫梁與走行系統(tǒng)焊接連接。

3.1.5 橫梁

橫梁采用鋼管桁架結(jié)構(gòu)［4，5］，底部主弦桿為 φ121 mm×6 mm鋼管，頂部主弦桿為φ83 mm×4 mm鋼管，其他連接桿為φ50 mm×4 mm和φ42 mm×4 mm鋼管。單根橫梁長(zhǎng)36.8 m，寬3.5 m，1套棚架設(shè)5根橫梁，橫梁與支腿頂端分配梁采用焊接連接。橫梁橫向設(shè)5%八字防水坡，頂面滿鋪5 cm厚木板，木板表面鋪彩鋼板、兩端設(shè)25 cm高踢腳板和1.2 m高防護(hù)欄桿，詳見圖3。

3.2 棚架防護(hù)方案

棚架采用與掛籃同步移動(dòng)的方式對(duì)懸臂段施工進(jìn)行防護(hù)，設(shè)計(jì)棚架從主梁2號(hào)段開始對(duì)懸灌施工進(jìn)行防護(hù)。

3.2.1 棚架防護(hù)內(nèi)容

防護(hù)棚架主要是在懸臂段施工時(shí)，對(duì)施工范圍下方的既有線進(jìn)行防護(hù)，防止施工過程中小型物體墜落對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)造成影響，其主要防護(hù)包括既有設(shè)備防護(hù)、通行列車防護(hù)。

3.2.2 棚架防護(hù)過程

首先在梁部跨中正下方將2套棚架吊裝到位，待主梁掛籃上橋后，將棚架移動(dòng)至連續(xù)梁2號(hào)段正下方，在2號(hào)段施工時(shí)對(duì)下方既有線進(jìn)行防護(hù)，當(dāng)2號(hào)段施工完成，掛籃前移時(shí)，同步移動(dòng)防護(hù)棚架，達(dá)到對(duì)掛籃前移過程的防護(hù)。如此循環(huán)完成對(duì)16個(gè)懸澆段施工的防護(hù)。施工合龍段時(shí)，105號(hào)墩側(cè)棚架隨掛籃退后至1號(hào)段，只留104號(hào)墩側(cè)棚架對(duì)合龍段施工進(jìn)行防護(hù)，待合龍后再與掛籃同步滑移至1號(hào)段。

移動(dòng)式棚架防護(hù)示意如圖4所示。

圖4 移動(dòng)式棚架防護(hù)示意

3.3 控制重點(diǎn)

鑒于跨既有線施工安全的極度重要性和移動(dòng)式防護(hù)棚架的初次應(yīng)用，項(xiàng)目公司和路局對(duì)方案進(jìn)行了細(xì)致的審核，在方案設(shè)計(jì)及實(shí)施過程中應(yīng)重點(diǎn)把握以下主要關(guān)鍵。

(1)嚴(yán)格棚架結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。移動(dòng)棚架支腿與軌道是松散連接，而非固定防護(hù)棚架式的栓(焊)接，在計(jì)算荷載的考慮上，要充分考慮極端條件風(fēng)力及列車氣動(dòng)力作用下棚架的穩(wěn)定性［6，7］?？梢栽谥扰c軌道的連接上設(shè)置固定的加強(qiáng)措施，通過在支腿上增設(shè)支撐，達(dá)到增加框架穩(wěn)定性目的。

(2)確保棚架走行時(shí)的同步性。高度重視軌道基礎(chǔ)施工精度，保證左右股軌道平行等寬、高程一致;其次要確保走行系統(tǒng)具有良好的同步性，控制走行過程中的速度和移動(dòng)距離，使棚架兩支腿走行同步。

(3)加強(qiáng)過程中的檢查維護(hù)。由于門架結(jié)構(gòu)并非剛性連接，走行后要對(duì)連接情況進(jìn)行重點(diǎn)檢查維護(hù)，確保狀態(tài)良好。對(duì)于有極端的天氣條件，要采用纜風(fēng)等加強(qiáng)措施，提高框架穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

在滬杭高速鐵路的移動(dòng)式棚架應(yīng)用實(shí)踐中，和固定防護(hù)棚架相比，主要在以下方面具有明顯優(yōu)越性:

(1)棚架長(zhǎng)度大幅縮短。移動(dòng)棚架長(zhǎng)度只需33 m，僅為固定棚架長(zhǎng)度138 m的1/4.2，可大幅減少工程量;

(2)對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)影響大幅降低。移動(dòng)棚架安拆共需17個(gè)天窗點(diǎn)，而若采用固定棚架方案，則需天窗點(diǎn)不少于61個(gè)。同時(shí)，施工工期也大幅縮短。

(3)施工難度降低，施工安全風(fēng)險(xiǎn)減小。由于移動(dòng)棚架拆除難度明顯降低、安拆工作量大幅減少，極大減小了營(yíng)業(yè)線施工的安全風(fēng)險(xiǎn)。

移動(dòng)式棚架由于其特有的靈活性，在跨越既有線施工防護(hù)中起到了事半功倍的效果，在保證既有線運(yùn)營(yíng)安全的前提下，極大地減少了棚架安裝和拆除工作量，降低了對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)影響，縮短了工程施工工期，對(duì)今后跨越既有線類似施工提供了借鑒。

［1］楊 銘，付國才，張智恒，等.一種可移動(dòng)式防電防護(hù)棚架［P］.中國:200820113082，2009.

［2］中華人民共和國鐵道部.鐵路工務(wù)安全規(guī)則［S］.北京:中國鐵道出版社，1989.

［3］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)編寫組.GB/T 3811—2008 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:興華文軒出版社，2010.

［4］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編寫組.JGJ 7—91 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1991.

［5］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)編寫組.GB 50017–2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國計(jì)劃出版社，2003.

［6］張建民，陳寶良，李 達(dá).高速鐵路棚護(hù)支架空氣動(dòng)力效應(yīng)分析［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2010(2):91-93.

［7］西南交通大學(xué).高速列車通過棚護(hù)支架時(shí)空氣動(dòng)力效應(yīng)計(jì)算分析［R］.成都:西南交通大學(xué)，2009.