（中鐵十六局集團(tuán)第二工程有限公司，天津 300162）

1 工程概況

對于一些不方便直接施工的地區(qū)，連續(xù)梁轉(zhuǎn)體橋的優(yōu)勢非常突出，可以通過轉(zhuǎn)體施工避開復(fù)雜地貌，從而可以順利的開展工程施工。這種連續(xù)梁轉(zhuǎn)體橋在我國西南地區(qū)應(yīng)用的比較普遍，伴隨著我國交通網(wǎng)縱橫線的全面開展，連續(xù)梁轉(zhuǎn)體橋這種施工方式的優(yōu)越性體現(xiàn)的越來越明顯，也應(yīng)用的越來越廣泛，對于促進(jìn)我國交通事業(yè)的快速平穩(wěn)發(fā)展至關(guān)重要。在整個(gè)連續(xù)梁轉(zhuǎn)體橋的施工過程中，除了必須嚴(yán)格遵守施工的流程之外，安全防護(hù)措施必須到位。

但是在這個(gè)過程中，安全防護(hù)措施必須嚴(yán)格設(shè)計(jì)，從而保障整個(gè)施工過程中的施工安全。贛州到深圳的連續(xù)梁轉(zhuǎn)體橋就是一個(gè)典型的施工，由于跨過京九鐵路，所以只能選擇連續(xù)梁轉(zhuǎn)體橋施工。箱梁頂板寬12.6m，底板寬7.0m，頂板厚度48cm，腹板厚度105cm～85cm～60cm～50cm，底板厚度由根部150cm 漸變至跨中50cm。該連續(xù)梁轉(zhuǎn)體橋跨越既有京九鐵路施工里程為DK345+313.840～DK345+559.540，橋梁施工的地貌相對位置圖如圖1所示。

圖1 轉(zhuǎn)體連續(xù)梁與京九鐵路平面相對位置圖

從圖中可以清楚的看到，新建的連續(xù)梁轉(zhuǎn)體橋的施工會(huì)受到運(yùn)營中的京九鐵路的影響，所以連續(xù)梁轉(zhuǎn)體橋的施工不能直接橫跨京九鐵路開展，為了充分保障施工過程中的安全性，施工過程是沿著運(yùn)營的京九鐵路兩側(cè)同時(shí)開展，然后再通過一定的措施進(jìn)行合攏施工，從而保障工程施工進(jìn)度的同時(shí)不影響京九鐵路的正常運(yùn)營。

下面重點(diǎn)針對鄰近營業(yè)線施工項(xiàng)目中的防護(hù)棚架和鐵路兩側(cè)承臺(tái)基坑開展安全防護(hù)研究。

2 防護(hù)棚架安全防護(hù)

項(xiàng)目中跨合龍段采用掛籃澆筑施工，為了保證中跨合龍段施工期間既有京九線行車安全，需要設(shè)置防護(hù)棚架，棚架凈跨為7m、軌頂至棚底凈高為8m，橫向?qū)挾葹?m，棚架的布置如下圖。

圖2 連續(xù)梁轉(zhuǎn)體橋防護(hù)棚架

根據(jù)連續(xù)梁轉(zhuǎn)體橋施工過程中的安全防護(hù)等級和運(yùn)營過程中的京九鐵路的實(shí)際情況，結(jié)合系統(tǒng)的安全防護(hù)計(jì)算，項(xiàng)目選擇了100×50×70cm尺寸大小的混凝土基礎(chǔ)來搭建連續(xù)梁轉(zhuǎn)體橋防護(hù)棚架。立柱采用φ300mm鋼管，下端與基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓連接。防護(hù)棚頂板及立柱上部3m所有設(shè)施涂特種耐高壓防電膠。防護(hù)棚為非承重式棚架，采用與鐵路正交方式搭設(shè)，防護(hù)棚頂部距離施工掛籃底部的間距滿足施工要求。

2.1 竹膠板計(jì)算

對于防護(hù)棚家的防護(hù)來說，竹膠板的計(jì)算首先是排在第一位的，因?yàn)橹挥杏?jì)算準(zhǔn)確竹膠板的尺寸，后續(xù)的工作才能開展。由于項(xiàng)目過程中充分考慮了安全風(fēng)險(xiǎn)，所以項(xiàng)目過程中的鋼板的厚度最終選擇了3毫米，而木頭之間的距離通過安全計(jì)算最終選擇了60厘米。鋼板承受自重及高空墜物荷載。組合應(yīng)力（MPa）的計(jì)算如式1所示，從計(jì)算結(jié)果看滿足項(xiàng)目的安全防護(hù)要求。

2.2 方木計(jì)算

縱向方木（10×10cm）承受由鋼板傳來的荷載。方木橫向間距0.6m，跨度按1.5m計(jì)算。組合應(yīng)力（MPa）的計(jì)算如式2所示，從計(jì)算結(jié)果看滿足項(xiàng)目的安全防護(hù)要求。

剪應(yīng)力（MPa）的計(jì)算如式3所示，從計(jì)算結(jié)果看滿足項(xiàng)目的安全防護(hù)要求。

2.3 橫梁（工25a）計(jì)算

同樣的橫梁的計(jì)算對于防護(hù)棚架的安全防護(hù)也至關(guān)重要，所以這部分計(jì)算也必須要系統(tǒng)的開展?？缍劝?m計(jì)算。組合應(yīng)力（MPa）的計(jì)算如式4所示，從計(jì)算結(jié)果看滿足項(xiàng)目的安全防護(hù)要求。

剪應(yīng)力（MPa）的計(jì)算如式5所示，從計(jì)算結(jié)果看滿足項(xiàng)目的安全防護(hù)要求。

撓度（mm）的計(jì)算如式6所示，從計(jì)算結(jié)果看滿足項(xiàng)目的安全防護(hù)要求。

2.4 柱頂縱梁（2工25a）計(jì)算

縱梁跨度3m，承受由橫梁、方木、竹膠板傳來的自重及高空墜物荷載。跨度按3m計(jì)算。

組合應(yīng)力（MPa）的計(jì)算如式7所示，從計(jì)算結(jié)果看滿足項(xiàng)目的安全防護(hù)要求。

剪應(yīng)力（MPa）的計(jì)算如式8所示，從計(jì)算結(jié)果看滿足項(xiàng)目的安全防護(hù)要求。

2.5 鋼管柱的強(qiáng)度計(jì)算

鋼管柱規(guī)格為φ300×6mm，承受橫梁傳來的豎向壓力及風(fēng)荷載引起的水平力。

組合應(yīng)力（MPa）的計(jì)算如式9所示，從計(jì)算結(jié)果看滿足項(xiàng)目的安全防護(hù)要求。

2.6 立柱基礎(chǔ)檢算

而對于項(xiàng)目過程中的立柱基礎(chǔ)檢算，施工過程中通過計(jì)算最終選擇了以兩側(cè)的立柱基礎(chǔ)為研究對象，然后對研究對象開展了系統(tǒng)詳細(xì)的檢算。假定荷載在混凝土基礎(chǔ)中按45度角向下擴(kuò)散，則擴(kuò)散到地基持力尺寸為1.3m×1.0m。

2.7 棚架抗傾覆穩(wěn)定檢算

計(jì)算在風(fēng)荷載作用下防護(hù)棚架的傾覆穩(wěn)定系數(shù)，基本風(fēng)壓取0.9kN/m2，防護(hù)棚架連同混凝土基礎(chǔ)總自重約為280kN。

3 承臺(tái)基坑安全優(yōu)化計(jì)算

轉(zhuǎn)體連續(xù)梁施工里程為DK345+313.840-DK345+559.540，其中的39號墩柱和40號墩柱位于運(yùn)營中的京九鐵路兩側(cè)，這兩個(gè)承臺(tái)基坑的安全優(yōu)化計(jì)算對于整個(gè)項(xiàng)目的安全防護(hù)優(yōu)化計(jì)算至關(guān)重要，如果這部分工作做不好，那么轉(zhuǎn)體施工的安全性就得不到保障，樁徑1.25m、樁長9.5m，樁間距1.75m。排樁布置圖如圖3所示。

圖3 運(yùn)營京九鐵路兩側(cè)承臺(tái)基坑排樁布置圖

3.1 基坑抗傾覆性驗(yàn)算

對無支撐的排樁，支護(hù)的實(shí)際插入坑底深度t，應(yīng)滿足t≥1.2t′。

t′——按力的平衡條件，即Ea-Ep=0求得的最小插入坑底深度；

Ka、Kp——分別為主動(dòng)和被動(dòng)土壓力系數(shù)；

h——基坑深度

γ——土體重度（kN/m3），為簡化計(jì)，γ取20kN/m3）。

Ka取0.333，Kp取3.00。

t′=2.375m

t=4.75m＞1.2t′；滿足基坑抗傾覆性要求。

3.2 基坑底部的隆起驗(yàn)算

轉(zhuǎn)動(dòng)力矩：

穩(wěn)定力矩：

抗隆起安全系數(shù)K為：

上式中的τf1 具有明確的物理意義，從安全防護(hù)優(yōu)化計(jì)算的角度看，這個(gè)參數(shù)值得是平均抗剪強(qiáng)度，相應(yīng)的τf2 ——BC段的平均抗剪強(qiáng)度

將τf1 、τf2 代入，并近似取x=h/2得：

K==1.55≥1.0～1.5，

所以基坑是安全的，不會(huì)隆起。

其中：H——排樁的深度，為9.5m，

h——基坑最大開挖深度，為4.75m，

t——排樁有效計(jì)算插入坑底深度，為4.75m，

Ka——主動(dòng)土壓力系數(shù)，為0.333，

——土體重度（kN/m3），為簡化計(jì)，γ取20kN/m3。

q——地面荷載，取0，

c——土的粘聚力，取10KPa

4 結(jié)語

本文詳細(xì)論述了連續(xù)梁轉(zhuǎn)體上跨京九鐵路鄰近營業(yè)線施工項(xiàng)目中的防護(hù)棚架和鐵路兩側(cè)承臺(tái)基坑，以跨京九鐵路的轉(zhuǎn)體橋工程為研究對象，詳細(xì)論述了施工過程中的安全防護(hù)方案的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，對其中的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，可以作為后續(xù)類似橋梁施工過程中的防護(hù)措施的依據(jù)。其中對于安全防護(hù)優(yōu)化計(jì)算中的防護(hù)棚架棚架部分，具體細(xì)分為竹膠板安全防護(hù)優(yōu)化計(jì)算、方木安全防護(hù)優(yōu)化計(jì)算、橫梁（工25a）安全防護(hù)優(yōu)化計(jì)算、柱頂縱梁（2工25a）安全防護(hù)優(yōu)化計(jì)算、鋼管柱的強(qiáng)度安全防護(hù)優(yōu)化計(jì)算、立柱基礎(chǔ)安全防護(hù)優(yōu)化計(jì)算和棚架抗傾覆穩(wěn)定安全防護(hù)優(yōu)化計(jì)算這七部分，每一部分都詳細(xì)論述了其中的施工過程中的安全防護(hù)優(yōu)化計(jì)算的詳細(xì)過程。而對于鐵路兩側(cè)承臺(tái)基坑的安全防護(hù)優(yōu)化計(jì)算方面，細(xì)分為基坑抗傾覆性驗(yàn)算和基坑底部的隆起驗(yàn)算這兩部分內(nèi)容，重點(diǎn)分析了轉(zhuǎn)動(dòng)力矩、穩(wěn)定力矩和抗隆起安全系數(shù)這三個(gè)安全參數(shù)的計(jì)算過程，每一部分都詳細(xì)論述了其中的施工過程中的安全防護(hù)優(yōu)化計(jì)算的詳細(xì)過程。