摘要 在高壓線下方橋梁施工具有觸電和電力外破等的高度風(fēng)險(xiǎn)，為研究涉電橋梁工程風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)，以湖南省醴婁高速虞塘河特大橋涉高壓線工程為例進(jìn)行研究，采用在外邊梁上設(shè)置工作平臺(tái)，鋼軌與鋼板組成滑動(dòng)體系，液壓千斤頂頂推梁板的施工方法，并加強(qiáng)高壓線下橋梁施工安全管理。經(jīng)理論分析和驗(yàn)算證實(shí)該施工技術(shù)的可行性，該技術(shù)可為類似工程施工提供參考。

關(guān)鍵詞 高壓線保護(hù)區(qū)；梁板架設(shè)；頂推橫移法

中圖分類號(hào) U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）19-0096-03

0 引言

由于交通建設(shè)的大力發(fā)展，在高壓線下修建高速公路不可避免，為防止人體或其他物體接近帶電體造成危險(xiǎn)，《電力安全工作規(guī)程》（GB 26860—2011）、《電力設(shè)施保護(hù)條例實(shí)施細(xì)則》（2024年3月1日起施行）、《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 46—2005）等均給出了各電力等級(jí)下的安全距離（安全保護(hù)區(qū)）。

一般情況下，高速公路橋梁所在地若高壓線高程與橋梁高程較近時(shí)會(huì)在橋梁施工前完成高壓線的遷改，在高壓線安全保護(hù)區(qū)施工橋梁，相關(guān)的研究報(bào)道較少[1-4]。常采用的安全防范措施是確保足夠的安全距離、可靠的保護(hù)性接地、搭設(shè)架橋機(jī)安全絕緣防護(hù)棚等[5-6]。在高壓線路無法遷改的制約條件下需從高壓線下方施工橋梁，故采用在已架設(shè)好的邊梁上頂推橫移梁板的施工方法。

1 工程概況

湖南省醴婁高速公路全長(zhǎng)154 km，雙向6車道，虞塘河特大橋第一聯(lián)為雙向坡，橫坡2%，縱坡0.883%，左幅一跨5片梁，右幅一跨7片梁。梁板架設(shè)采用DHJQX180t-40mA3架橋機(jī)施工，該架橋機(jī)總高度8.88 m，其中天車及卷?yè)P(yáng)機(jī)高度3.5 m，主縱梁高度2.8 m，中支腿高度2.58 m。虞塘特大橋第2～4跨上方有高壓線穿過，為江城線500 kV高壓線，該高壓線距離橋面高度范圍為15.28～21.81 m，距架橋機(jī)頂垂直距離為6.40～12.94 m，如圖1所示。

根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析，采用架橋機(jī)常規(guī)方法架梁必然侵限高壓線保護(hù)區(qū)。架橋機(jī)無法將一跨左右12片梁板全部架設(shè)，為保證虞塘河特大橋可以順利貫通，不影響工程工期，以架橋機(jī)可以架設(shè)的外邊梁為平臺(tái)，鋼軌與鋼板組成滑動(dòng)體系，通過液壓千斤頂頂推其余梁板就位。通過該施工工藝，架設(shè)因高壓線影響的梁板，保證虞塘特大橋梁板架設(shè)工作按計(jì)劃順利如期完成。

2 施工工藝技術(shù)

頂推法施工是通過架橋機(jī)將梁板縱移到位，然后通過滑移軌道、千斤頂及滑移鋼板將預(yù)制梁橫向頂推到指定位置，再通過液壓千斤頂調(diào)整梁板標(biāo)高的一種施工方法，主要使用材料包括：架橋機(jī)、運(yùn)梁炮車，I114滑移軌道，3 cm厚滑移鋼板，50 t液壓千斤頂，臨時(shí)砂桶，抱箍支撐，安全作業(yè)平臺(tái)等。

2.1 施工技術(shù)參數(shù)

2.1.1 架橋機(jī)參數(shù)

梁板架設(shè)采用DHJQX180t-40mA3桁架式架橋機(jī)遙控施工，該型號(hào)架橋機(jī)整機(jī)重量151 t，最大起升重量180 t，最大起升高度5 m，最大起升速度為0.68 m/min，最大架設(shè)跨徑40 m，可適應(yīng)橋梁斜交角角度范圍0°～45°，架設(shè)最小橋梁半徑600 m。項(xiàng)目最大梁重105.3 t，最大架設(shè)跨徑35 m，最小架設(shè)半徑1 000 m，該架橋機(jī)符合項(xiàng)目需求。

3.1.2 滑移體系參數(shù)

I114鋼軌，2塊滑移鋼板（長(zhǎng)1.4 m，寬0.28 m，厚2.5 cm），橫向頂推千斤頂（50 t液壓千斤頂，最大行程80 cm），豎向千斤頂（薄型液壓千斤頂，最大行程10 cm，本體高度17 cm，外徑15 cm，最大支撐高度27 cm，單頂噸位100 t）。

2.1.3 操作平臺(tái)參數(shù)

吊籃尺寸寬1 m×長(zhǎng)3 m×高1.2 m（I12.6工字鋼、[5槽鋼、φ12 mm鋼筋），豎梁長(zhǎng)3 m（I12.4工字鋼），起重橫梁長(zhǎng)4 m，共設(shè)2道，間距20 cm（I12.6工字鋼），卷?yè)P(yáng)機(jī)2個(gè)（單機(jī)噸位1.5 t）。

2.2 施工工藝流程

（1）操作平臺(tái)搭建：因梁板就位后需進(jìn)行循環(huán)落梁或頂升，需要進(jìn)行操作平臺(tái)搭建。操作平臺(tái)采用I12.6工字鋼及[5槽鋼焊接而成，掛籃底部尺寸為1 m×3 m，以I12.6工字鋼作主骨架，中間采用φ12 mm鋼筋按20 cm×20 cm焊接成網(wǎng)片，固定于主骨架上，上面鋪設(shè)竹膠板作為作業(yè)面，四周采用[5槽鋼焊接形成圍欄，高1.2 m，兩側(cè)使用兩根3 m長(zhǎng)I12.6工字鋼作為豎梁，兩豎梁外側(cè)各焊接一個(gè)三角板吊耳，頂部開兩個(gè)銷孔。起重橫梁采用兩根長(zhǎng)4 m的I12.6工字鋼按照20 cm的凈間距布置，上面兩頭各滿焊三道I12.6工字鋼作為連接，工字鋼上安裝兩個(gè)1.5 t的卷?yè)P(yáng)機(jī)作為提升動(dòng)力。施工時(shí)將起重橫梁放置于預(yù)制梁頂面，梁體頂推就位后，下放卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩掛接吊籃，將吊籃提升至梁底位置，掛籃提升后緊貼蓋梁。吊籃上焊接的豎梁從起重橫梁中間穿入，使用銷子將豎梁與起重橫梁固定，形成操作平臺(tái)。

（2）軌道搭建：采用I114龍門吊鋼軌作為頂推軌道，跨左右幅蓋梁全長(zhǎng)，軌道頂面設(shè)置2%橫坡，與蓋梁頂面平行。連續(xù)墩處鋼軌在梁板架設(shè)一側(cè)緊貼墊石位置布置，距離支座中心線55 cm，過渡墩處軌道設(shè)置于墊石之上，位于支座中心線向梁端外偏20 cm處。兩道軌道底部未壓實(shí)部分采用I20或I12工字鋼+方木進(jìn)行支墊，支墊工字鋼單根長(zhǎng)50 cm，間距不得大于50 cm，與軌道鋼接部分采用焊接固定。同時(shí)焊接固定的工字鋼根部與蓋梁之間采用壓板連接固定，防止軌道翹起及橫橋向位移。軌道采用3根鋼軌拼接而成，單根鋼軌長(zhǎng)12 m，拼接處將鋼軌打磨平整，使用對(duì)接焊及1 cm鋼板雙面幫焊，幫焊尺寸為8 cm×20 cm。左右幅內(nèi)側(cè)擋塊影響軌道鋪設(shè)，需進(jìn)行鑿除，左右幅跨中位置鋼軌需單根連續(xù)，跨設(shè)于兩蓋梁之間。因?qū)嶋H施工時(shí)控制單次頂推60 cm，故在鋼軌中部每隔60 cm割出一個(gè)受力孔，作為后錨件的受力點(diǎn)。

（3）滑移鋼板及后錨件準(zhǔn)備：為減少鋼軌與梁底之間的摩擦，確保梁體不受損，在梁體與滑移軌道之間設(shè)置一塊長(zhǎng)1.4 m，寬0.28 m，厚2.5 cm的鋼板，鋼板底部粘貼四氟滑板，與軌道之間采用黃油涂刷，減小摩擦阻力，鋼板上方焊制鋼板作為頂推著力點(diǎn)，采用鋼棒與液壓千斤頂連接。后錨件采用2.5 cm鋼板切割而成，由兩塊鋼板及鋼棒組成，安裝于軌道之上。

（4）左右幅蓋梁之間支撐體系搭建：支架從下到上依次為：0.9+0.9 m雙抱箍，三拼45a工字鋼主梁，主梁上下翼緣板貼1 cm厚鋼板，主梁跨中位置及跨中左右各0.7 m位置設(shè)置第一層分配梁（三組雙拼45a工字鋼），第一層分配梁上方跨中及左右各1.1 m位置設(shè)置第二層分配梁（三組雙拼45a工字鋼），第二層分配梁上方跨中及左右各0.35 m、0.7 m位置設(shè)置第三層分配梁（五組雙拼45a工字鋼），各層分配梁與主梁之間均采用焊接固定形成整體，防止產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。第三層分配梁上方采用方木調(diào)平，頂上鋪設(shè)一塊2 m×2 m×2 cm鋼板，與被割除的擋塊頂面平齊。

（6）梁板安裝：運(yùn)梁通道設(shè)置于第2、3片梁之間，梁板運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，按照正常梁板架設(shè)方法，將梁板落于滑移鋼板上，調(diào)整好梁板位置后，卸落鋼絲繩，開始進(jìn)行頂推法架梁。梁板編號(hào)由外向內(nèi)進(jìn)行編號(hào)，架梁順序?yàn)樽蠓?#—2#—3#—4#—5#—右幅7#—6#—5#—4#—3#，逐片架設(shè)。右幅1#和2#梁采用架橋機(jī)架設(shè)，頂推法架梁采用液壓千斤頂進(jìn)行梁體橫向橫移，通過液壓千斤頂頂推及更換后錨點(diǎn)，將梁板滑移至指定位置。

（7）梁體頂升及下放：梁體就位后，采用千斤頂將梁體頂升，抽出滑移鋼板，割除梁體下方的滑移軌道，鋼軌分段割除時(shí)提前在分割點(diǎn)處進(jìn)行自由端臨時(shí)固定，防止軌道因受力變形甩出。然后使用千斤頂配合臨時(shí)砂桶進(jìn)行循環(huán)落梁或頂升，支點(diǎn)位置遠(yuǎn)離梁體邊緣薄弱處，支頂位置應(yīng)置于梁底平整位置，避免造成梁體破損，梁板就位后進(jìn)行支座安裝。

過渡墩處支座墊石距離蓋梁前端線僅14.5 cm，且蓋梁外側(cè)7 cm為素混凝土，無法安裝千斤頂及臨時(shí)砂桶，故將千斤頂置于橫隔板正下方。過渡墩邊梁外側(cè)無橫隔板，故將千斤頂置于梁底的支座墊石上，此處平面位置足夠，不影響支座安裝，但支撐高度空間不足，需要將此處部分墊石鑿除至蓋梁高度，將千斤頂安裝于其中?；栖壍兰颁摪宄槌龊螅惭b聯(lián)端支座，將梁板循環(huán)落至永久支座上，梁板架設(shè)結(jié)束后采用高標(biāo)號(hào)細(xì)石混凝土將支座墊石修補(bǔ)完成。

（8）梁板連接：相鄰兩片梁體就位后，及時(shí)對(duì)梁體鋼筋進(jìn)行連接，對(duì)同一跨進(jìn)行橫向連接，對(duì)前后兩跨對(duì)應(yīng)的梁體進(jìn)行縱向連接。每道中橫隔梁頂板主筋焊接兩根（N9為φ22 mm鋼筋），濕接縫鋼筋（φ12 mm鋼筋）在梁端頭處各焊接5根，1/3跨徑、2/3跨徑處各焊接10根，共計(jì)30根。

2.3 施工過程安全穩(wěn)定性分析

2.3.1 計(jì)算模型建立

通過Midas建立跨左右幅蓋梁支架模型，如圖2所示。支架從下到上依次為：0.9 m+0.9 m雙抱箍，三拼45a工字鋼主梁，主梁上下翼緣板貼1 cm厚鋼板，主梁跨中位置及跨中左右各0.7 m位置設(shè)置第一層分配梁（三組雙拼45a工字鋼），第一層分配梁上方跨中及左右各1.1 m位置設(shè)置第二層分配梁（三組雙拼45a工字鋼），第二層分配梁上方跨中及左右各0.35 m、0.7 m位置設(shè)置第三層分配梁（五組雙拼45a工字鋼），第三層分配梁上方鋪設(shè)43#鋼軌。

2.3.2 設(shè)計(jì)荷載及荷載組合

（1）材料特性

Q235鋼材彈性模量2.06×105 MPa，抗拉強(qiáng)度215 MPa，抗壓強(qiáng)度215 MPa，抗剪強(qiáng)度125 MPa。

（2）設(shè)計(jì)荷載

1）自重：通過Midas civil建模自動(dòng)計(jì)入。

2）梁板重量荷載：30 m箱梁最重邊梁1 086 kN，一端支撐體系承擔(dān)重量543 kN，根據(jù)支架設(shè)計(jì)，由10個(gè)接觸點(diǎn)分擔(dān)，在Midas模型中以節(jié)點(diǎn)荷載防止添加，單個(gè)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)荷載54.3 kN。

3）荷載組合：強(qiáng)度組合為1.2 t自重+1.4 t梁板重量荷載；剛度組合為1.0 t自重+1.0 t梁板重量荷載。

（3）邊界條件

1）主梁根部落于支撐在抱箍上，按照一般支撐添加。

2）四層分配梁之間采用彈性連接。

2.3.3 計(jì)算結(jié)果分析

（1）經(jīng)Midas進(jìn)行計(jì)算得出，撓度最大值為19 mm<8 200/400=20.5 mm，滿足要求。

（2）經(jīng)計(jì)算得出，組合應(yīng)力最大值為160.9 MPa<215 MPa，滿足要求。

綜上分析，虞塘河特大橋跨蓋梁頂推箱梁支架強(qiáng)度、剛度滿足要求。

連續(xù)梁中跨第一片邊梁架設(shè)完成，第二片中梁落梁后，進(jìn)行臨時(shí)連接。30 m連續(xù)梁（中跨）中橫隔梁頂板主筋焊接兩根（N9為φ22鋼筋），濕接縫鋼筋（φ12鋼筋）梁端頭處各焊接5道，1/3跨徑、2/3跨徑處各焊接10道，共計(jì)30道。

為防止30 m邊梁（梁重105.3 t）傾覆，共設(shè)置30道連接鋼筋，直徑為12 mm，每道有兩根鋼筋受拉，受拉鋼筋總面積S=2×30×113=6 780 mm2，計(jì)算需要的鋼筋截面積和為S=1 053×1 000/360=2 925 mm2<6 780 mm2，因此邊梁抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。

3 涉電工程安全控制措施

（1）根據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，500 kV高壓線安全距離為8.5 m，為增大施工安全性，擴(kuò)大安全保護(hù)區(qū)范圍，該項(xiàng)目按10 m的安全距離設(shè)防。

（2）在架橋機(jī)桁車上方軌道設(shè)置絕緣防護(hù)棚，以降低高壓電場(chǎng)感應(yīng)，防護(hù)棚應(yīng)設(shè)置穩(wěn)定，且用絕緣性的塑料繩綁定，絕緣防護(hù)棚也不可侵入高壓線防護(hù)區(qū)。

（3）對(duì)架橋機(jī)設(shè)置可靠有效的接地和防雷裝置，接地電阻按照小于4 Ω考慮，在架橋機(jī)頂部設(shè)置2處防雷針。

（4）下穿高壓線梁板架設(shè)必須選擇在晴朗、干燥時(shí)候施工。

（5）加強(qiáng)涉電梁板施工的現(xiàn)場(chǎng)安全管理，嚴(yán)禁作業(yè)人員、設(shè)備、材料進(jìn)入高壓線安全保護(hù)區(qū)內(nèi)，作業(yè)區(qū)人員禁止打電話。

4 結(jié)論

在高壓線下橋梁施工需防范觸電及電力外破風(fēng)險(xiǎn)，施工人員和機(jī)械均不能侵入高壓線保護(hù)區(qū)。虞塘河特大橋下穿江城線500 kV高壓線且橋梁施工高程與高壓線較近，采用邊梁上方制作平臺(tái)頂推橫移其他梁板，通過壓實(shí)涉高壓線施工項(xiàng)目的安全管理，可有效解決鄰近保護(hù)區(qū)施工梁板的難題。

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收稿日期：2024-03-28

作者簡(jiǎn)介：盧炬（1984—），男，碩士研究生，工程師，主要從事公路工程建設(shè)管理及研究工作。