上跨既有鐵路舊橋拆除施工技術(shù)研究

安利斌

摘要：隨著全國各個城市規(guī)模日新月異的發(fā)展，國家對交通行業(yè)越來越重視。鐵路和公路建設(shè)在近些年也是突飛猛進(jìn)，取得了驕人的成績，讓國人越來越感受到公路和鐵路帶給我們的方便和快捷。由于部分上跨鐵路的橋梁隨著年代的更迭和時間的推移，無法滿足日益增長的現(xiàn)代化通行要求，因此，既有鐵路上的橋梁拆除施工技術(shù)以及在拆除施工過程中如何保證既有鐵路行車安全顯得尤為重要。本文針對上跨既有鐵路橋拆除中梁片拆除工程進(jìn)行了詳細(xì)的研究和論述。

Abstract： With the rapid development of cities across the country， the state is paying more and more attention to the transportation industry. Railway and highway construction has also achieved remarkable results in recent years，making people more and more feel the convenience and speed brought by roads and railways. As some of the bridges across the railway have not been able to meet the increasing demands of modernization with the change of time， the existing bridge demolition construction technology on the railway and how to ensure the safety of existing railways during the demolition process become especially important. This paper makes detailed research and discussion on the demolition of the middle beam of the existing railway bridge.

關(guān)鍵詞：省道虎山線;營業(yè)線;拆除;天窗點(diǎn);T梁;防護(hù)

Key words： provincial road Hushan line; running line;demolition;skylight point;T beam;protection

中圖分類號：U445.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2018）36-0179-04

1? 工程概況

省道虎山線公鐵立交橋改造工程為拆除一座既有立交橋（1-13米T梁）橋梁位于北同蒲鐵路直線段上，與鐵路正交，對應(yīng)鐵路里程K83+983。橋梁位于北同蒲鐵路岱岳站至北周莊站區(qū)間，施工影響范圍K83+953—K84+013。鐵路現(xiàn)狀：北同蒲鐵路為雙線電氣化鐵路，新Ⅱ混凝土軌枕，上下行線均為60kg/m軌，無縫線路。本工程范圍內(nèi)鐵路線間距為4.2m，軌頂高程為：992.311m，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，橋梁施工范圍處有有信號燈桿（0839）及接觸網(wǎng)桿上行226#、224#、下行215#、217#號桿。

既有舊橋建成于20世紀(jì)70年代，全長28.3m，橋面寬9m，機(jī)動車道寬7m?？卓鐬?-13.0m簡支梁，單跨由5片預(yù)應(yīng)力“T”梁組成，梁長13.0m，中梁寬1.7m，邊梁寬1.65m，梁高1.05m，中梁重20t，邊梁重19.7t，梁縫寬0.15m;梁肋寬0.18～0.30m，縱向設(shè)置4道橫隔板，隔板厚0.15m，中隔板高0.6m，端隔板高0.6m，距離梁端距離0.35m，橫隔板縱向間距為4.1m，隔板連接采用鋼板焊接。為防止橋上雜物進(jìn)入鐵路，防撞墻外側(cè)加設(shè)防護(hù)網(wǎng)，橋下凈空為6.8m，接觸網(wǎng)到梁底距離約30cm。（圖1）

根據(jù)實(shí)測的T梁外形尺寸及其修建時間，結(jié)合公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖《裝配式鋼筋混凝土T形梁》（JT/GQS 025-84），本橋T梁的構(gòu)造如圖2。

橋臺采用重力式U型橋臺，混凝土漿砌片石臺身，大運(yùn)高速側(cè)（東側(cè)）橋臺臺身高約8m，臺長8.4m，山陰縣側(cè)（西側(cè)）橋臺臺身高約8m，臺長8.4m。橋臺頂帽的橫向?qū)挾?.4m，高0.5m，順橋長0.7m，前墻垂直，露出地面高度約7m。

2? 工程的重難點(diǎn)分析

①營業(yè)線和鄰近營業(yè)線施工必須確保營業(yè)線正常運(yùn)營和行車安全，本工程需要采取安全防護(hù)措施的工程多，施工難度大;②大量的勞動力在既有線和鄰近既有線地段施工，安全管理壓力大;采用大型吊裝設(shè)備進(jìn)行既有線施工，風(fēng)險點(diǎn)多，控制難度大。

3? 施工準(zhǔn)備

①人員、機(jī)具、材料進(jìn)場：施工人員按工程進(jìn)度的安排分批進(jìn)場，舊橋拆除施工人員先期進(jìn)場，機(jī)具、材料均及時進(jìn)場，并保證設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到開工具備生產(chǎn)的能力。②技術(shù)準(zhǔn)備：施工前對施工圖進(jìn)行認(rèn)真審核，對橋梁位置、標(biāo)高及各部分幾何尺寸進(jìn)行現(xiàn)場測量核對;施工前，技術(shù)部門應(yīng)向作業(yè)層進(jìn)行詳細(xì)、書面技術(shù)交底，使作業(yè)班層明了其工作該如何進(jìn)行，對于關(guān)鍵工序編制專項作業(yè)指導(dǎo)書。③開工申請：施工前按照當(dāng)?shù)芈肪忠筠k理營業(yè)線及鄰近營業(yè)線施工手續(xù);向業(yè)主、鐵路配合單位、監(jiān)理單位上報施工組織方案及各種原材檢驗報告、機(jī)械進(jìn)場數(shù)量表，審批通過后，向監(jiān)理單位提出開工申請。開工申請通過后，開始施工。

4? 施工方案

4.1 舊橋拆除總體方案? 舊橋拆除總體分為四大步驟組織施工，依次為第一步拆除橋面附屬結(jié)構(gòu)，瀝青混凝土路面、防拋網(wǎng)、防撞墻、防護(hù)欄桿等其他附屬設(shè)施;第二步，分解梁面，碟鋸切割濕接縫、繩鋸切割橫隔板以及梁體的臨時加固等;第三步，吊車吊除T梁;第四步，逐層拆除橋臺。

4.2 施工安排及要點(diǎn)計劃? 拆除舊橋切割濕接縫4道共52延米、橫隔板16道、吊除T梁5片。施工現(xiàn)場配置3臺碟鋸，2臺繩鋸，利用3個120分鐘“天窗點(diǎn)”完成梁面切割、分解;利用1個120分鐘“天窗點(diǎn)”完成吊除T梁。計劃利用5月3日～5月26日天窗點(diǎn)完成梁面分解，6月6日完成T梁吊除。以下為對施工進(jìn)度進(jìn)行一步一圖詳細(xì)說明，梁以①～⑤編號，將4道T梁濕接縫自北向南編為A～D，橫隔板以1～16為編號。如圖3。

5月1日～5月6日各非天窗點(diǎn)完成內(nèi)容及勞力安排見表1。

5月6日～6月6日各天窗點(diǎn)完成內(nèi)容及勞力安排見表2。

4.3 施工工藝流程與施工方法

4.3.1 拆除的工藝流程圖

總體拆除順序如圖4。

4.3.2 拆除橋面及附屬設(shè)施? ①拆除欄桿內(nèi)側(cè)的防撞墻。本橋防撞墻在欄桿內(nèi)側(cè)，需在防護(hù)欄桿和防撞墻之間設(shè)立一道防護(hù)屏障（用竹膠板），人工利用風(fēng)鎬將防撞墻破碎運(yùn)至橋面以外。（圖5）②拆除鋼管欄桿，橋面欄桿為插銷式填塞縫隙連接，先采用電錘將欄桿立柱根部混凝土鑿碎，直至立柱根部露出鋼筋后，利用鋼筋抗彎性能差的特性，將欄桿整體向橋內(nèi)側(cè)拖拉，使其有向橋內(nèi)側(cè)傾倒的趨勢，使用氧割切斷，將欄桿整體拖拉至橋面上，運(yùn)走。拆除前先用鋼絲繩將欄桿拴牢固，并固定在橋中心側(cè)，在橋中心橋面上植入？準(zhǔn)22的鋼筋作為連接鋼絲繩的地錨，電錘將欄桿立柱根部混凝土鑿碎時利用密目網(wǎng)做一個小型網(wǎng)兜，利用人工將鑿碎的混凝土塊利用網(wǎng)兜收集。同時在線路上鋪設(shè)一層帆布（篷布），以保證不污染及損壞線路。待作業(yè)完畢（天窗點(diǎn)結(jié)束）撤除帆布。

4.3.3 拆除T梁? 既有虎山線立交橋由5片T梁組成，梁面通過濕接縫連接，梁肋部通過兩個端隔板、兩個中隔板連接。單個T梁邊梁寬1.65m，中梁寬1.7m，長13m，其自重為：中梁重20噸，邊梁19.7噸。

濕接縫采用碟鋸切割。碟鋸切割濕接縫在接觸網(wǎng)線安全限界2m以外部分在天窗點(diǎn)外進(jìn)行;接觸線安全限界2m以內(nèi)部分在天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行。

橫隔板采用繩鋸切割。根據(jù)繩鋸安裝工藝，鋸繩需在梁下安裝，安裝時工具不能滿足接觸線2m安全限界，且切割時鋸繩距離接觸線僅0.45m，繩鋸切割橫隔板需要在天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行。

①碟鋸切割濕接縫工藝。施工前先在梁面放線，明確標(biāo)記濕接縫中線位置，作為切割的控制線，沿控制線在梁面打孔，用于固定碟鋸底座。設(shè)備底座固定牢靠之后，將切割設(shè)備對準(zhǔn)切割線不斷重復(fù)切割該部位，直至計劃深度。切割過程中注意冷卻水的加入，以免影響切割效率。按提前分好的區(qū)段，分點(diǎn)內(nèi)，點(diǎn)外部分切割。

②繩鋸切割橫隔板工藝。橫隔板采用繩鋸切割，安裝繩鋸時，先在梁面打穿繩孔，利用尼龍繩等絕緣材料代替導(dǎo)電鋸繩，確保鋸繩不會觸碰接觸網(wǎng)。其工作情況如下：將繩鋸設(shè)備固定在橋面上，沿濕接縫的鋸縫將鋸繩伸入梁縫將橋梁橫隔板套牢，啟動設(shè)備，切割隔板，直至切透，進(jìn)入下一循環(huán)。

③碟鋸切割濕接縫及繩鋸切割隔板防護(hù)措施。碟鋸切割濕接縫及繩鋸切割隔板施工作業(yè)均在天窗點(diǎn)內(nèi)，為防止殘渣泥漿落入線路上，施工前在線路上鋪設(shè)一層帆布（篷布），以保證不污染及損壞線路。待作業(yè)完畢（天窗點(diǎn)結(jié)束）撤除帆布。

④T梁防傾覆措施。梁面濕接縫、橫隔板切透后，整體梁面被分解為單獨(dú)T梁，存在傾覆失穩(wěn)風(fēng)險。因此在梁面分解后，于梁端2.6m處，以濕接縫為中心，對稱在T梁翼緣板內(nèi)30cm處鉆打？準(zhǔn)10cm孔洞，采用？準(zhǔn)14鋼絲繩穿孔，3個U型繩卡緊固，將T梁臨時拉結(jié)為整體，增加其穩(wěn)定性。

為增加T梁穩(wěn)定系數(shù)，在兩橋臺采用[14的槽鋼頂撐在最外側(cè)T梁翼緣板下。具體布置形式見圖7。

⑤橋面附屬解除完后的防護(hù)措施。橋面防拋網(wǎng)、防撞墻拆除后，施工人員在梁上作業(yè)，存在墜落危險，因此距離1m梁邊設(shè)置臨時鋼管防護(hù)欄桿，并隨梁體吊裝順序逐次向待吊梁移動，直至吊卸最后一片T梁時，移走臨時欄桿。

防護(hù)欄桿采用？準(zhǔn)4.8cm鋼管及配套卡扣組合而成，鋼管立柱間距2m，橫向設(shè)置上下兩道鋼管，橫桿間用22#鉛絲綁扎細(xì)密網(wǎng)。

⑥T梁吊除。吊車的選擇及站位：T梁采用兩臺260T吊車吊除，吊車分別站位于既有橋東、西側(cè)公路路面上，先用東側(cè)的吊車依次吊除①～③號梁，吊除④、⑤片梁時，先用橋西側(cè)的吊車將第五片梁穩(wěn)住，然后用東側(cè)的吊車吊除④梁，再用西側(cè)的吊車吊除⑤梁。吊除T梁共用1個120分鐘“天窗點(diǎn)”，作業(yè)時，東、西兩側(cè)吊車作業(yè)半徑均為18m，作業(yè)平面圖如圖8、圖9。

使用260噸吊車吊除T梁時，作業(yè)半徑18m，吊車大臂伸長至24.9m，吊車支腿全伸寬8.7m（橋頭路基寬13m，路基經(jīng)K30檢測達(dá)到150kPa>110kPa（吊車支腿所需地基承載力要求）），懸掛65t平衡重，吊裝能力為30.7t，吊裝作業(yè)安全系數(shù)為30.7÷22=1.4>1.2，滿足安全要求。吊車性能表如表3（吊車廠家提供）。

吊具選擇：

吊裝鋼絲繩的選擇及安全系數(shù)計算：

選擇6×19鋼絲強(qiáng)度極限為1850N/mm2，直徑為31mm的鋼絲繩，其鋼絲破斷拉力總和為：Pg=662kN;

Sb=apg=0.85*662=562.7kN，其中a為鋼絲繩荷載不均勻系數(shù)，取0.85，Sb為鋼絲繩破斷拉力;

S=Sb/K1=562.7/6=93.78kN，其中Sb為鋼絲繩破斷拉力、K1為鋼絲繩安全系數(shù)、S為鋼絲繩允許拉應(yīng)力。

由吊車起吊梁體工況圖繪制鋼絲繩受力圖如10。

受力圖中G為梁重的1/4，即G=22×9.8÷4=53.9kN，鋼絲繩拉力T=G/cos30°=53.9÷0.866=62.24kN<93.78kN

所以，直徑為31mm的6×19鋼絲繩滿足承載力要求。施工現(xiàn)場按此規(guī)格正常使用一套外，備用一套相同規(guī)格鋼絲繩。（以上計算公式及理論數(shù)據(jù)摘自中國建筑工業(yè)出版社出版的《簡明施工計算手冊》）

4.3.4 橋臺拆除

梁片拆除完畢后設(shè)置橋臺鑿除圍擋，而后進(jìn)行橋臺鑿除。橋臺鑿除時由上至下，分層（每層小于1m）使用小型機(jī)具、人工挖除。鑿除上半部橋臺時需在天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行。既有橋東西兩側(cè)橋臺同時拆除。橋臺錐體采用人工配合挖掘機(jī)拆除，并采用自卸汽車裝運(yùn)至棄土場。橋臺鑿除時，隨著橋臺高度的下降，開挖錐體。同時在兩側(cè)橋臺靠近鐵路側(cè)設(shè)置基礎(chǔ)鑿除防護(hù)，保障鐵路兩側(cè)施工人員安全，并防止鑿除碎塊及施工垃圾侵入鐵路。

5? 安全保證措施

①工程開工前，對所有參建員工進(jìn)行安全培訓(xùn)，組織學(xué)習(xí)鐵路部門有關(guān)安全條例、規(guī)定等文件，提高安全意識，增強(qiáng)安全防范及自我保障能力，杜絕安全事故發(fā)生，做到全員培訓(xùn)，合格上崗。②在鄰近營業(yè)線或營業(yè)線施工，必須保證既有營業(yè)線行車安全及人身安全，必須嚴(yán)格按照路局相關(guān)規(guī)定和要求進(jìn)行施工，必須做到?jīng)]有上級主管部門審批確認(rèn)的施工組織方案，沒有與設(shè)備管理部門簽訂好施工安全配合協(xié)議，沒有制定安全技術(shù)措施不得施工。③鄰近營業(yè)線施工必須設(shè)專職安全員、安全防護(hù)員等，防護(hù)人員必須經(jīng)過培訓(xùn)，考試合格，方可擔(dān)任該項工作，防護(hù)人員在執(zhí)行任務(wù)時，必須穿著規(guī)定的服裝、佩戴易于識別的證章，按規(guī)定帶齊防護(hù)信號和備品，必須持證上崗，隨時接受上級領(lǐng)導(dǎo)和設(shè)備單位安全監(jiān)督員的檢查，防護(hù)人員執(zhí)行任務(wù)時必須精神飽滿，班前、中不得飲酒。④防護(hù)人員必須熟悉本區(qū)段內(nèi)列車運(yùn)行情況，尤其要求熟記本區(qū)段旅客列車到、發(fā)（通過）時刻，通過在兩端設(shè)置安全防護(hù)員瞭望來車，通過對講機(jī)傳達(dá)來車信息，現(xiàn)場加強(qiáng)防護(hù)和警戒。⑤防護(hù)通信設(shè)備必須妥善保管，經(jīng)常檢查試用，保證在使用時性能良好，相互通話時，必須嚴(yán)格執(zhí)行復(fù)誦制度，防止錯聽，及時記錄通話內(nèi)容。⑥嚴(yán)格按照與各設(shè)備管理部門簽訂的安全協(xié)議和劃定的界限施工，嚴(yán)禁私自擴(kuò)大施工范圍，嚴(yán)禁黑施工。⑦特種作業(yè)人員，機(jī)械設(shè)備、小型機(jī)具操作人員，必須經(jīng)專業(yè)安全技術(shù)培訓(xùn)考試合格后，方可持證上崗。

6? 結(jié)束語

經(jīng)實(shí)踐，本工程通過對干線鐵路上既有橋梁拆除順序，勞力和工具的使用、安排，拆除設(shè)備的選擇以及貫穿整個施工過程的安全措施等方面系統(tǒng)的闡述和總結(jié)，為保證施工過程自身和鐵路運(yùn)營的安全提供了依據(jù)，得到了當(dāng)?shù)罔F路設(shè)備部門的認(rèn)可，為后續(xù)類似施工起到一定的借鑒和參考作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]《太原鐵路局關(guān)于公布〈營業(yè)線施工和臨近營業(yè)線施工安全管理措施〉的通知》（太鐵運(yùn)[2015]207號）.

[3]《太原鐵路局關(guān)于落實(shí)總公司加強(qiáng)臨近營業(yè)線施工安全管理的通知》（太鐵安監(jiān)[2015]380號）.

[4]楊樂.切割法拆除橋梁的施工工藝[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2008（11）.

[5]朱紅良.迎暉路跨成昆鐵路既有橋梁拆除施工技術(shù)[J].鐵道建筑，2013（06）.