摘要：渝萬鐵路客運專線連續樑上跨滬蓉高速公路施工，交通安全要求高，保通壓力大。依據實際情況針對剛性棚架防護與掛籃兜底防護方案進行比選；介紹防護棚架設計尺寸；利用軟件建立實體模型進行穩定性檢算；闡述上跨高速公路施工安全管理要點。計算表明棚架的［10槽鋼、Ⅰ40a工字鋼、Ⅰ28a工字鋼、φ400mm×10mm立柱穩定性均滿足規範要求，方案切實可行。連續樑採用剛性棚架防護措施，克服了高速公路邊坡陡峭、場地困難、高速公路車流量大、車流保通壓力大等困難，達到了工期短、效率高、安全性好的施工成效，對高速鐵路上跨高等級公路連續樑施工提供借鑑。
關鍵詞：上跨；高速公路；連續樑；施工防護；防護棚架；穩定性；掛籃
1工程概況
渝萬鐵路客運專線新灣雙線大橋在DK98+968.35—DK99+145.65處跨越滬蓉高速公路，設計爲（48+80+48）m三跨預應力混凝土連續樑。連續樑橋面寬12.2m，底寬6.4m，樑底距高速路面淨高11.4m，採用掛籃懸臂澆築施工。連續樑主跨80m跨越滬蓉高速公路，線路中心交叉里程爲渝萬鐵路DK99+057、滬蓉高速公路G50K1673+300，斜交夾角40°。滬蓉高速公路爲國家幹線公路，交通不能中斷且車流量大，連續樑距離路面淨高較大，高速公路邊坡陡峭，施工作業環境困難，連續樑施工安全及對高速公路行車安全管理的任務較重。
2防護方案比選
隨着國家鐵路建設的持續推進，鐵路跨越高速公路、國道等高等級公路的情況越來越多，一般設計爲上跨高速公路以連續樑的方式透過，但施工期間存在高空墜物導致對高速行車的物體打擊等風險。目前國內普遍採取的風險源控制措施是對高速公路進行剛性棚架防護或掛籃兜底防護，採用重大危險源辨識方法按照作業條件危險性評價法：D=LEC[1-3]（式中L爲事故發生的可能性，E爲暴露於危險環境的頻繁程度，C爲發生事故的後果，D爲危險值分值）對2種防護形式進行比選，評價結果見表1。從2者的風險等級評價比較可見，應優先選擇剛性棚架防護。
3防護棚架結構設計
3.1結構形式結合現場情況，設計的剛性防護棚架結構如下：棚架基礎採用條形基礎，道路兩側高×寬×長尺寸爲1m×1m×42m，中央綠化帶基礎採用高×寬×長尺寸爲1m×0.6m×57m。立柱採用φ400mm×8mm鋼管按間距3m佈設，道路兩側單根長5.09m，每側14根共28根；中央分隔帶單根長4.5m共19根。鋼管立柱之間連接設剪刀撐和橫撐，側面設定斜撐，立柱上設Ⅰ28a工字鋼縱梁，縱梁上設Ⅰ40a工字鋼橫樑，間距3m；橫樑上鋪設［10槽鋼分配樑，間距按1m佈設。分配樑上鋪設2cm厚竹膠板，頂面鋪2mm厚鐵皮，防護棚與既有滬蓉高速公路的位置關係及設計構造見圖1、圖2。3.2安全檢算根據設計的棚架結構，建立有限元模型見圖3。3.2.1計算參數［10槽鋼、Ⅰ40a工字鋼、Ⅰ28a工字鋼、鋼管均採用樑單元（鋼材爲Q235），鐵皮採用板單元佈置，2cm竹膠板（密度爲860kg/m3）單位面積荷載爲0.172kN/m2，竹膠板均布壓力加載於板單元上，模型考慮自質量及人羣荷載，人羣荷載取3.5kN/m2。3.2.2［10槽鋼［10槽鋼共15根，橫向間距1m，縱向間距3m，支撐於Ⅰ40a工字鋼上。［10槽鋼的彎曲應力分佈見圖4，最大彎曲應力爲83MPa，小於鋼材的容許強度215MPa。［10槽鋼的剪應力分佈見圖5，可知最大剪應力爲5MPa，小於鋼材的抗剪強度容許值125MPa。3.2.3Ⅰ40a工字鋼型鋼Ⅰ40a的彎曲應力和剪應力分佈圖見圖6、圖7，最大彎曲應力發生在跨中位置的上下翼緣，最大應力爲133MPa，小於鋼材的容許強度215MPa；剪應力最大發生在支座（和Ⅰ28a工字鋼接觸處）爲17MPa，小於鋼材的抗剪強度容許值125MPa。型鋼Ⅰ40a的最大撓度發生在跨中位置爲1.59cm，小於鋼材的容許撓度2.54cm。3.2.4Ⅰ28a工字鋼型鋼Ⅰ28a的應力分佈見圖8，最大彎曲應力發生在邊跨的上翼緣，最大彎曲應力爲94MPa，小於鋼材的容許強度215MPa。3.2.5φ400mm×10mm立柱該棚架透過28根φ400mm×10mm立柱來支承，支座豎向反力見圖9，邊支座的豎向反力爲Nmax=142.7kN。構件的應力σ=N/A=28MPa，小於鋼材的允許強度215MPa。3.2.6結構穩定性立柱之間連接採用剪刀撐和橫撐，側面設定了橫撐，從而保證立柱的面外穩定。由於型鋼Ⅰ40a上翼緣與［10槽鋼透過點焊連接，保證型鋼Ⅰ40a不發生面外失穩，不需要對其進行穩定計算。φ400mm×10mm立柱長度爲5.09m，取該立柱的計算長度係數爲μ=1,回轉半徑i=195.1mm，得到最大長細比λ=26，查穩定係數表得到ψ=1。根據穩定計算公式，大於立柱的最大軸力Nmax=142.7kN，滿足規範要求。3.2.7檢算結論透過以上計算，可知該棚架的［10槽鋼、Ⅰ40a工字鋼、Ⅰ28a工字鋼、φ400mm×10mm立柱均滿足要求[4]，結構安全。
4施工安全管理
考慮滬蓉高速交通不能中斷且車流量大的特點，防護棚架分2次施工，每次施工臨時封鎖高速公路的一側車道，並派專人負責協助高速公路執法隊維持交通秩序[5-6]。具體防護棚架搭設施工分爲以下步驟。
4.1棚架搭設施工前的交通管制
首先封閉高速路左幅。施工前對K1672+300—K1674+300實施交通控制，設定施工告示牌，施工控制區域按照警告區、上游過渡區、緩衝區、施工區、下游過渡區、終止和解除控制等區域，採用警示柱和錐筒進行控制，同時按照施工安全作業要求設定警告標誌、禁令標誌、指示標誌、施工標誌和其他實際需要設定的提示標誌牌以疏導道路通行，並增設護欄等隔離設施及夜間警示燈遊標志，保證行車安全。透過以上交通管制措施，合理引導左幅車流經中央分隔帶進入右幅道路，車輛透過施工段後，再經過中央分隔帶進入右幅道路。以下爲應急情況緊急處理措施：（1）對於車輛故障停駛於改道施工路段時，安全員應敦促司機儘快駛離施工路段，如車輛確實無法行駛應協助司機擺放警示標誌，同時調整施工路段安全設施擺放並迅速通知高速執法和施救部門。（2）對於施工路段發生交通事故，安全員應立即報告高速執法和施工部門，並做好車輛前期疏導工作，高速執法人員和施救部門趕到後，協助維護現場交通。（3）對於改道路段因交通事故造成交通中斷，施工單位應協助高速執法人員和施工部門清理路障或在其施工路段另一側條件允許的情況下，進行車輛分流行駛，確保交通不出現堵塞。（4）對於諸如大雨、大霧等惡劣天氣出現時，應中止施工路段作業，施工人員撤離施工現場，將施工機械和工具撤離至安全地帶，並將道路擴寬確保高速路的暢通。
4.2交通管制下搭設防護棚架
實施交通管制後先在高速公路左幅上行30m處設定限高架，然後開始吊裝高速公路左幅防護棚架。吊裝時應嚴格按照《防護棚架搭設施工交通組織方案》中的吊裝順序進行施工，嚴禁吊車臂伸入高速公路右幅上空進行吊裝作業。高速公路左幅防護棚架施工完畢後，開始實施右幅高速公路的交通管制，開放左幅車道通行，搭設左幅防護棚架。棚架搭設屬於高空作業，作業人員必須嚴格使用安全繩，保證作業過程的人員安全，防止高空墜落事圖8Ⅰ28a工字鋼應力分佈圖圖9立柱反力分佈圖研究探討故的'發生。此外現場施工人員須遵守交通規則，禁止一切橫穿高速公路的行爲發生。
4.3搭設後的安全維護防護棚架搭設
完成後安排專人定期檢查棚架周圍防護欄杆，確保防護欄杆安全可靠，並定期清理防護棚架上的建築垃圾。清理時禁止直接向下傾倒垃圾，防止物體打擊事故的發生。
4.4夜間通行安全施工現場
除了有足夠的照明外，在警示牌及減速帶還應塗刷反光漆，並設定安全警示燈。限高架上粘貼反光片以顯示限高架輪廓，保證夜間行車安全。
4.5防護棚架的拆除
防護棚架的拆除同樣採用與安裝時的交通管制方法，在此不再贅述。
5結束語
渝萬鐵路客運專線上跨滬蓉高速公路（48+80+48）m連續樑工程已順利完成，實現了安全零事故的目標。本連續樑採用剛性棚架防護措施，克服了高速公路邊坡陡峭、場地困難、高速公路車流量大、車流保通壓力大等困難，達到了工期短、效率高、安全性好的施工成效，在交通安全防護方面的工藝和管理方法均具有參考性，對高速鐵路上跨越高速公路、國道等高等級公路連續樑施工具有一定的應用價值。