1  工程概况

杨家砭高架桥跨越铁路部分上部为90米预应力混凝土变截面连续箱梁,根部高度5.5米，中部高度2.5米，下部采用薄壁空心墩、桩基础，主桥中跨90m跨越包西电气化铁路上、下行线。

包西铁路承力索和接触网的电压同为27500V，回流线电压为1000V，回流线在列车经过时电流很大，铁路限界为8.5m。

公路跨越铁路部分长90m，桥下跨越铁路轨顶距箱梁底板最小距离11.13m(8.5+2.63) (见图1)，下部结构左线21号墩靠近铁路边坡，最近的桩基距铁路路肩仅有3.5m，左线20#墩位于铁路过水涵出口处。

2  工程难点

高架桥与包西铁路夹角146度，现浇跨越铁路部分线路长，如何确保临近高压线现浇桥施工安全、如何确保正常施工情况下不坠物、如何确保在桥墩离铁路线路近及施工空间小的情况下正常施工而不影响既有线正常运行成了工程施工的重点和难点。

3  施工及防护方案

主桥上部结构0#块采用托架法施工，1#-10#块采用挂篮法施工，8套菱形挂篮同时施工，合拢段采用挂篮施工。

3.1挂篮防护

一般情况下，跨既有线施工，为防止物体坠落，确保既有线安全，多采用棚架防护方案，由于现浇桥底部采用的是变截面形式，挂篮底部与铁路限界距离小，作业空间有限（根据优化后的杨家砭铁路高架桥挂篮设计图纸，挂篮底板需要的空间为1.19m（10cm底模板厚+40cm底横纵梁高+44cm后底横梁高，增加底模25cm的活动空间），若防护棚施工完后，在一些区域存在防护棚顶到桥梁底板的距离不满足挂篮底板需要的空间的情况）；棚架搭设增加了铁路封锁的次数，尤其是棚架拆除时，需要大量的铁路封锁时间，拆除工作量大，严重影响了铁路正常运行；考虑到现场地形地势、工期及经济性等情况，经过专家组认可，铁路相关部门、业主及监理单位同意，采用挂篮防护方案进行跨线桥施工。

挂篮防护具备防电、防水、防坠落、防火的功能，且与挂篮同步行走。挂篮防护相当于在挂篮的下方加了一个大的托盘，横桥向左右各比桥宽出1m，顺桥向前后各比挂篮底板长出1.5m。托盘底板及四周由钢板组成，钢板满焊无缝并内外涂上防水材料，可以承接施工掉下的小物件及焊渣，可以防水、防坠落、防火，在钢板的底部粘贴绝缘板，将高压线与施工区域隔开，可以防电，这个托盘通常称为四防装置。

3.1.1 四防装置的安装环境

通常情况下，四防装置需要单独吊装，在空中与挂篮底模连接形成整体。当桥墩远离铁路时，在四防横向两侧可用两个吊车将其吊装；当桥墩离铁路较近时，可以一侧用吊车，一侧用葫芦；但当桥墩离铁路很近，挂篮底板的下方是铁路电气化线，而且电气化线距离挂篮底板较近时，四防的吊装就困难了(根据《电力建设安全工作规程》第55条规定，当带电体电压小于10kV时，工器具、安装构件、导线、地线等与带电体的距离为2.0m，人的活动范围与带电体的距离不小于1.7m），杨家砭高架桥左线21#墩就是这种状况，吊装好的四防装置一部分在回流线正上方，且距离为2.35m(见图2、图3)。

图2 杨家砭铁路高架桥左线四防与铁路回流线最不利位置剖面图

3.1.2解决问题的具体步骤

吊装的基本思路是：先用吊车和葫芦垂直吊装，然后在空中进行平移。

a四防装置的设计

整个四防装置的尺寸为7.5m×15m，底板采用整块钢板，钢板厚度为3mm，连续焊接焊缝高度4mm，侧立板与底板连续焊接后切掉多余部分。纵梁采用10#槽钢，槽钢竖放，在槽钢上放置22a工字钢做纵梁(保证刚度)，共4根工字钢，两根为一组，一组的两根工字钢用钢板连成一个整体，纵梁位置及间距与底板纵梁一致（见图2），两根工字钢的间距为4-7cm为宜，便于JL32粗钢筋穿过，槽钢与底板及槽钢与工字钢接触部分采用满焊，焊缝高为10mm，为了防止槽钢与工字钢脱焊，在工字钢与槽钢结合部位用钢筋帮焊(见图4)。

图4 四防装置平面结构图

图5 铁路引水管效果图

四防装置做好后，其重量约为9.0t。

b四防装置的吊装

在吊装前，先将4个10t的葫芦，6个5t的葫芦， 6个1.5m、6个1.0m、6个0.5m的JL粗钢筋放置在四防装置里面，作为备用。

在远离铁路一侧，用吊车(50t)和葫芦(两个10t)垂直上吊，在四防与挂篮底板距离约1.5m时，靠近铁路的一侧，用JL32粗钢筋将四防与挂篮底横梁连接（见图5Ⅰ），然后用4个5t的葫芦对四防装置进行水平平移，当四防的2/3进入挂篮底板所在范围，远离铁路一侧，用2个10t的葫芦将四防与挂篮连接，同时用4根JL32粗钢筋在远离铁路一侧和四防与挂篮重叠的中间位置将四防与挂篮连接，一边平移，一边调整粗钢筋和葫芦位置(四防装置两侧的4根粗钢筋和10t的葫芦每次只可更换一个且粗钢筋和葫芦不可同时更换，横向中间的两根粗钢筋作为安全备用)，随着四防的平移，四防也一直在上升，当四防平移到回流线上方时，要求四防底部距回流线大于1.7m，当四防平移到正对挂篮下方时，用葫芦垂直上吊（为保证安全，粗钢筋不可解除，1.5m的不能使用时就更换成1.0m，然后再更换成0.5m的，更换时必须单根换），直到与挂篮底板密贴（见图2），然后用0.5m的粗钢筋将四防纵梁与挂篮底板纵横梁连接（见图6Ⅱ）。

四防的上吊和平移是一个很缓慢的过程，铁路防护员必须到位，在列车通过时，将四防提前固定好，平移停止（所有葫芦和粗钢筋同时受力，在四防上操作的人站在四防远离铁路的一侧），提前做好应急措施并准备到位。

3.2电气化网线的安全防护

电气化网线的安全防护包括两个方面:

(1)电气化网线的安全保护，防止施工过程中有物体坠落在线路上，造成跳闸和线断危害。

(2)对施工人员的安全保护，由于施工环境紧靠高压线，所以必须防止漏电、触电和放电事故。

为达到以上两个目的，施工方除用挂篮防护外，还对承力索、回流线进行“柔性”绝缘隔离防护，即采用卡口式绝缘护套（采用独特的辐照交联材料，具有良好的耐候性能和绝缘性能，施工简便）对电气化网线进行包裹，包裹长度超出施工区域各10m，包裹效果见图7。

图7 高压网线“柔性”包裹图

3.3接地防护

  施工中对每个挂篮接地，用两根50m长、16mm2的铜芯线接，一端接在挂篮上，另一端接在桥墩接地端子上面，组成整体的接地装置。

同时，对接触网支柱及距接触网5m范围内的金属结构也采取接地措施。

3.4其它防护措施

为防止已浇梁段上物体掉落到桥下铁路上，影响铁路行车安全，制定以下措施：

  (1)施工用材料或设备在已浇梁上摆放位置距梁边不小于2m。

(2)不使用的设备、材料或其他废弃物及时清运到桥下场地。

(3)在已浇段两侧设置临时钢管护栏，钢管上设密目防护网，防止物体掉落。

(4)桥面养生采用土工布养生，将箱梁上的预留孔洞暂时封闭，在箱梁两侧设挡水檐，防止桥面养护水、雨水下流。同时，设置引流的管，将多余的养护用水、雨水通过引流管道，顺墩柱排出铁路防护范围。

(5)在桥面建成后在铁路保护范围内，设立防抛网的设施。

4  挂篮行走的安全措施

(1)桥墩上设四名专职安全员（联络员），每个墩一个，距施工点800m处设铁路防护员，聘用铁路相关部门有证件的防护员作为铁路防护员，在车站设驻站员，专职安全员、铁路防护员、驻站员24小时在岗。

(2)在挂篮行走前，专职安全员确保锚固挂篮的螺栓已拧紧，挂篮上桁架螺栓已拧紧，轨道顺直，悬臂梁上的精轧螺纹钢螺帽上满丝扣。挂篮行走时，有队长及以上的领导在现场指挥。

(3)专职安全员、铁路防护员、驻站员必需配备专用的通讯设备、对讲机，在挂篮行走前专职安全员需通知铁路防护员，若电话打不通，不允许走挂篮，一旦在挂篮行走时，有列车通过，铁路防护员需提前通知专职安全员，现场指挥人员立即停止走挂篮。安全员经过专业的培训，培训合格后上岗。在施工前，我部聘请铁路相关部门对我部安全员进行培训。

(4)挂篮行走尽量安排在列车间隙进行。挂篮行走时通过用两台YC型号的精轧螺纹钢张拉千斤顶分别同步张拉固定在左、右走行轨前端和挂蓝主桁前支点内的32精轧螺纹钢筋实现挂蓝的整体缓慢前移。为确保挂蓝前进平稳并达到预期速度, 走行前需对走行轨道、挂蓝后钩板等进行全面检查, 确保走行轨道顶面、侧面平顺, 并在其上涂抹黄油减小摩擦, 提高走行平稳度。为控制两侧主桁能同步前进, 在左右两侧走行轨道上对应位置每5cm 长用油漆标记, 当两侧主桁走行进度差超过一个刻度时, 通过调整张拉来实现两侧主桁走行进度的同步性, 确保走行安全。

5  预压块配重

挂篮法是以一定长度的梁段(一般0#块)为起点，通过挂篮的前移，对称平衡地向两侧逐段灌筑混凝土。挂篮施工的一个基本要求是对称平衡施工，始终保持悬臂两端基本平衡，但是实际施工中，中跨比边跨多了一个9t的四防，为确保悬臂两端均衡，需要对边跨悬臂端配重。

配重用预压块(预压块规则，堆放起吊方便)，根据力矩方程(M=F*L)悬臂两端对0#块中心的力矩相等，计算出每一段需要的预压块重量，用吊车对边跨进行预压块配重。

6  后退装置

挂篮后退时，挂篮的翼缘板处的外侧模吊点及前横梁的吊点统统解除，利用后退装置的外伸横梁采用四点悬吊的方式，承担挂篮的底模板、侧模板、四防装置重量，采用与前进方式相同的行进方式后退，见图8。

由于左线21#墩及右线20#墩离既有线近，挂篮下放及拆除困难，对应的两套挂篮不后退而是前进到铁路另一侧拆卸。

7  挂篮拆除

梁体合拢后，利用后退装置，将挂篮退出铁路范围，利用吊车将挂篮拆除，吊车布置在远离铁路侧，在解除挂篮防护后，进行挂篮拆除。

图8 挂篮横断面图

8  结束语

通过对四防装置的细心设计，空中安全平移，施工方顺利地解决了跨线桥在地形空间极为不利的情况下四防装置吊装难题；通过对挂篮四防封闭防护及对电网“柔性”包裹，解决了挂篮悬臂浇筑过程中可能发生的物体坠落、人员触电等对既有线产生危害的问题，解决了施工空间小不能搭设防护棚的问题，提前了工期，提高了效益，减少了对铁路运营的干扰，保护了铁路设备；通过其它的安全技术措施确保了施工安全，确保了施工正常有序的进行。

参考文献：

1.DL5009·3-1997，电力建设安全工作规程［P］

2.樊志忠,跨铁路高压接触网和承力索的安全防护［期刊论文］—西部探矿工程2004（5）