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【摘 要】 本文介绍了博（罗）深（圳）高速公路京九铁路跨线桥工程概况，并详细介绍了京九铁路跨线桥防护棚设计和施工过程
【关键词】 京九铁路；防护棚；设计
一、工程概况
博深高速京九铁路跨线桥位于沥林镇北侧，上跨京九铁路，与铁路斜交1050，上跨铁路桥梁为30米小箱梁结构，跨铁路段梁底至钢轨顶高度为8.6米，下部结构采用双柱式桥墩、钻孔灌注桩基础。跨线桥的排水系统自成体系，铁路限界范围内不设泄水管，集中到铁路外侧排放。全桥外侧均设防撞护栏，并在铁路范围内设置防护网。箱梁在预制场集中加工用汽车运至现场。
二、方案设计
为确保跨京九铁路架梁安全，按照铁路部门要求，在架设梁板之前，必须搭设防护棚，防护棚底至轨道净空不小于6.55m。
受梁底至轨道定净空限制，防护棚设计主要采用钢管桩和型钢组合，防护棚基础采用砼扩大基础。
三、施工方法
1、吊装钢管支墩
为保护铁路线路外管线，防护棚做架空处理。先在铁路两侧浇筑防护棚基础，在基础上放置贝雷片组，贝雷片上固定1cm厚钢板，在钢板上立钢管柱，防护棚采用Φ600mm壁厚10mm钢管作为立柱，横向间距为5m，立于线路路肩外2米，每排布置7根。保证离钢轨顶面净空不小于6.55米，钢管之间采用角钢连接，钢管顶上安放L75×75×8角钢骨架，角钢骨架与钢管顶上钢板焊接牢固。
2、搭设防护棚桁架
防护棚桁架采用角钢骨架，2片为一组在现场焊接好，两片之间采用L10*10角钢连接，在封锁要点利用吊车吊放到位。骨架与钢管顶上的预埋钢板焊接牢固。
3、防护板安装
防护棚桁架搭设完毕后在其上铺设10x10方木，间距50cm，方木上铺一层胶合板，胶合板与桁架之间采用扎丝连接，胶合板按宽出梁端线每边0.5米搭设。胶合板上满铺防水彩条布，防护棚设置顺桥向2%纵坡，确保施工污水统一汇聚至铁路线路外排放。
4、过轨架梁
防护棚搭设完毕后，根据运输要点计划开始进行梁的架设。架梁前，架桥机先前移就位，运梁台车把梁运至已架设好的梁上，然后在起吊的位置挂钩，架桥机起吊缓慢往前行至，运梁台车跟进，待梁全部过完后，架桥机横移梁至就位位置，然后落梁就位。
5、桥面系施工
梁板架设完成后，按照设计图，及时进行桥面系施工。
6、防护棚拆除
6.1、拆除作业一般原则
①拆除作业必须确保作业人员的安全、作业机械的安全及铁路电气设备的安全。
②防护棚拆除顺序一般是先安装的后拆，后安装的先拆，先拆非承重部位，后拆承重部位。
③待桥面系及桥上防护网安装完毕后才能拆除，拆除時防护棚桁架时要封锁线路。
6.2、拆除顺序
护栏→木夹板→吊钢桁架→工字钢→钢管支墩
6.3、安全措施
①拆除护栏时要在封锁时间内进行，拆除过程中严禁直接往下抛，避免碰撞接触网及砸断下面的电缆线，采用吊车吊至地面。
②木夹板及吊钢桁架时必须要封锁要点，在批准的时间内完成，起吊作业时要派专人指挥。
③起吊拆除物时，必须用钢丝绳牢固绑好系紧，垂直起吊至完全脱离底下接触物后再进行平移。
④拆除作业结束后，应及时进行场地的清理和解除封锁。
四、相关计算
荷载组合：防护棚自重+防撞栏自重作用在胶合板上的最不利荷载工况。（后者的作用非常小，最大荷载只占1.5%）
模型基本情况介绍：
模型整体图如下图所示：钢管桩、工字钢、骨架、槽钢均采用梁单元，胶合板采用板单元，工字钢与钢管桩、骨架之间的连接及由于自重较大均采用弹性连接里面的刚性连接（传递力），骨架与槽10之间由于较密也采用弹性连接里面的刚性连接。
防护棚设计图及计算模型
1、φ63钢管验算
本工程采用钢管桩支架，钢管桩为φ63cm、壁厚=1cm，材质为A3钢，轴向容许应力[σ0]=215/1.5=143MPa。
由计算知单根钢管桩最大承重为47010N。
钢管桩截面积A=π（R2-r2）=π（31.52-312）=98.13cm2
I=π（D4-d4）/64=π（634-624）/64=47915cm4
i=（I/A）1/2=（47915/98.13）1/2=22.1cm
钢管桩最高l=6m
刚度验算：λ=l/i=600/22.1=27.2<[λ]=150
查表得
整体稳定系数φ=0.970
强度及整体稳定验算：
σ=N/（Aφ）=47010/（98.13×0.970×102）
=4.93MPa<[σ]=143MPa
满足整体稳定要求。
由于安装误差，防护棚两边构件可能会存在位移偏差，现在假设两边出现10公分偏移，这就会出现钢管桩不是轴心受压柱了，在自重作用下存在一定偏心荷载，会出现弯矩和剪力了，算得轴向和弯矩的组合应力σ=5.4MPa<[σ]=215MPa，剪力τ=0.2MPa<[σ]=125MPa
小结：满足强度、刚度、稳定性要求。
2、32b工字钢验算
1、计算知双根32b工字钢最大剪力9391.4N，对应剪应力为1.5MPa〈[τ]=125MPa。
2、计算知双根32b工字钢y、z方向最大弯矩分别为-10667.3、-1329.3N*m，对应组合正应力为15.9MPa〈[σ]=215MPa。
3、最大位移为3.5mm〈l/400=5000/400=12.5mm。
小结：满足强度、刚度要求。
3、防护棚角钢骨架验算
3.1、强度验算：
A）、单根L75×75×8角钢除与工字钢接触点处外最大正应力为80MPa〈[σ]=215MPa，最大剪应力为5.5MPa〈[τ]=125MPa。
B）、单根L75×75×8角钢与工字钢接触点处最大正应力为320MPa>[σ]=215MPa，该处发生应力集中情况不满足抗弯性能要求，最大剪应力为39.4MPa〈[τ]=125MPa。
3.2、骨架跨中发生最大竖向向下位移为19.8mm〈l/400=20400/400
=51mm，而骨架端部则发生向上跷起位移3.7mm。
小结：除角钢与工字钢接触点处外其它各节点均满足强度要求，而角钢与工字钢接触点处须做加强处理，建议在底面和两侧面贴一块10mm钢板。变形满足要求。
4、槽10验算
4.1、强度验算：
单根槽10最大正应力为12.9MPa〈[σ]=215MPa，最大剪应力为1.4MPa〈[τ]=125MPa。
4.2、应力较小，挠度不计，满足要求。
4.3、由于槽10是次梁，且次梁上面铺了胶合板，故整体稳定性得到满足，不用验算。
小结：满足强度、刚度、整体稳定性要求。
5、胶合板验算
5.1、强度验算：
计算知最大主应力为1.3MPa〈[σ]=15MPa，黑色胶合板抗弯强度设计值[σ]=15MPa，符合要求。
5.2、变形验算：
计算知最大变形为0.7mm 小结：满足强度、刚度要求。
五、结束语
跨京九铁路防护棚设计，结构合理，安全可靠，顺利通过了铁路部门的验收，并在施工过程中，发挥了应有的防护作用，为类似项目施工提供了参考。
参考文献：
[1]《铁路技术管理规程》
[2]《钢结构设计手册》
【关键词】 京九铁路；防护棚；设计
一、工程概况
博深高速京九铁路跨线桥位于沥林镇北侧，上跨京九铁路，与铁路斜交1050，上跨铁路桥梁为30米小箱梁结构，跨铁路段梁底至钢轨顶高度为8.6米，下部结构采用双柱式桥墩、钻孔灌注桩基础。跨线桥的排水系统自成体系，铁路限界范围内不设泄水管，集中到铁路外侧排放。全桥外侧均设防撞护栏，并在铁路范围内设置防护网。箱梁在预制场集中加工用汽车运至现场。
二、方案设计
为确保跨京九铁路架梁安全，按照铁路部门要求，在架设梁板之前，必须搭设防护棚，防护棚底至轨道净空不小于6.55m。
受梁底至轨道定净空限制，防护棚设计主要采用钢管桩和型钢组合，防护棚基础采用砼扩大基础。
三、施工方法
1、吊装钢管支墩
为保护铁路线路外管线，防护棚做架空处理。先在铁路两侧浇筑防护棚基础，在基础上放置贝雷片组，贝雷片上固定1cm厚钢板，在钢板上立钢管柱，防护棚采用Φ600mm壁厚10mm钢管作为立柱，横向间距为5m，立于线路路肩外2米，每排布置7根。保证离钢轨顶面净空不小于6.55米，钢管之间采用角钢连接，钢管顶上安放L75×75×8角钢骨架，角钢骨架与钢管顶上钢板焊接牢固。
2、搭设防护棚桁架
防护棚桁架采用角钢骨架，2片为一组在现场焊接好，两片之间采用L10*10角钢连接，在封锁要点利用吊车吊放到位。骨架与钢管顶上的预埋钢板焊接牢固。
3、防护板安装
防护棚桁架搭设完毕后在其上铺设10x10方木，间距50cm，方木上铺一层胶合板，胶合板与桁架之间采用扎丝连接，胶合板按宽出梁端线每边0.5米搭设。胶合板上满铺防水彩条布，防护棚设置顺桥向2%纵坡，确保施工污水统一汇聚至铁路线路外排放。
4、过轨架梁
防护棚搭设完毕后，根据运输要点计划开始进行梁的架设。架梁前，架桥机先前移就位，运梁台车把梁运至已架设好的梁上，然后在起吊的位置挂钩，架桥机起吊缓慢往前行至，运梁台车跟进，待梁全部过完后，架桥机横移梁至就位位置，然后落梁就位。
5、桥面系施工
梁板架设完成后，按照设计图，及时进行桥面系施工。
6、防护棚拆除
6.1、拆除作业一般原则
①拆除作业必须确保作业人员的安全、作业机械的安全及铁路电气设备的安全。
②防护棚拆除顺序一般是先安装的后拆，后安装的先拆，先拆非承重部位，后拆承重部位。
③待桥面系及桥上防护网安装完毕后才能拆除，拆除時防护棚桁架时要封锁线路。
6.2、拆除顺序
护栏→木夹板→吊钢桁架→工字钢→钢管支墩
6.3、安全措施
①拆除护栏时要在封锁时间内进行，拆除过程中严禁直接往下抛，避免碰撞接触网及砸断下面的电缆线，采用吊车吊至地面。
②木夹板及吊钢桁架时必须要封锁要点，在批准的时间内完成，起吊作业时要派专人指挥。
③起吊拆除物时，必须用钢丝绳牢固绑好系紧，垂直起吊至完全脱离底下接触物后再进行平移。
④拆除作业结束后，应及时进行场地的清理和解除封锁。
四、相关计算
荷载组合：防护棚自重+防撞栏自重作用在胶合板上的最不利荷载工况。（后者的作用非常小，最大荷载只占1.5%）
模型基本情况介绍：
模型整体图如下图所示：钢管桩、工字钢、骨架、槽钢均采用梁单元，胶合板采用板单元，工字钢与钢管桩、骨架之间的连接及由于自重较大均采用弹性连接里面的刚性连接（传递力），骨架与槽10之间由于较密也采用弹性连接里面的刚性连接。
防护棚设计图及计算模型
1、φ63钢管验算
本工程采用钢管桩支架，钢管桩为φ63cm、壁厚=1cm，材质为A3钢，轴向容许应力[σ0]=215/1.5=143MPa。
由计算知单根钢管桩最大承重为47010N。
钢管桩截面积A=π（R2-r2）=π（31.52-312）=98.13cm2
I=π（D4-d4）/64=π（634-624）/64=47915cm4
i=（I/A）1/2=（47915/98.13）1/2=22.1cm
钢管桩最高l=6m
刚度验算：λ=l/i=600/22.1=27.2<[λ]=150
查表得
整体稳定系数φ=0.970
强度及整体稳定验算：
σ=N/（Aφ）=47010/（98.13×0.970×102）
=4.93MPa<[σ]=143MPa
满足整体稳定要求。
由于安装误差，防护棚两边构件可能会存在位移偏差，现在假设两边出现10公分偏移，这就会出现钢管桩不是轴心受压柱了，在自重作用下存在一定偏心荷载，会出现弯矩和剪力了，算得轴向和弯矩的组合应力σ=5.4MPa<[σ]=215MPa，剪力τ=0.2MPa<[σ]=125MPa
小结：满足强度、刚度、稳定性要求。
2、32b工字钢验算
1、计算知双根32b工字钢最大剪力9391.4N，对应剪应力为1.5MPa〈[τ]=125MPa。
2、计算知双根32b工字钢y、z方向最大弯矩分别为-10667.3、-1329.3N*m，对应组合正应力为15.9MPa〈[σ]=215MPa。
3、最大位移为3.5mm〈l/400=5000/400=12.5mm。
小结：满足强度、刚度要求。
3、防护棚角钢骨架验算
3.1、强度验算：
A）、单根L75×75×8角钢除与工字钢接触点处外最大正应力为80MPa〈[σ]=215MPa，最大剪应力为5.5MPa〈[τ]=125MPa。
B）、单根L75×75×8角钢与工字钢接触点处最大正应力为320MPa>[σ]=215MPa，该处发生应力集中情况不满足抗弯性能要求，最大剪应力为39.4MPa〈[τ]=125MPa。
3.2、骨架跨中发生最大竖向向下位移为19.8mm〈l/400=20400/400
=51mm，而骨架端部则发生向上跷起位移3.7mm。
小结：除角钢与工字钢接触点处外其它各节点均满足强度要求，而角钢与工字钢接触点处须做加强处理，建议在底面和两侧面贴一块10mm钢板。变形满足要求。
4、槽10验算
4.1、强度验算：
单根槽10最大正应力为12.9MPa〈[σ]=215MPa，最大剪应力为1.4MPa〈[τ]=125MPa。
4.2、应力较小，挠度不计，满足要求。
4.3、由于槽10是次梁，且次梁上面铺了胶合板，故整体稳定性得到满足，不用验算。
小结：满足强度、刚度、整体稳定性要求。
5、胶合板验算
5.1、强度验算：
计算知最大主应力为1.3MPa〈[σ]=15MPa，黑色胶合板抗弯强度设计值[σ]=15MPa，符合要求。
5.2、变形验算：
计算知最大变形为0.7mm
五、结束语
跨京九铁路防护棚设计，结构合理，安全可靠，顺利通过了铁路部门的验收，并在施工过程中，发挥了应有的防护作用，为类似项目施工提供了参考。
参考文献：
[1]《铁路技术管理规程》
[2]《钢结构设计手册》