鐵路營業(yè)線上跨橋拆除安全要點(diǎn)研究

卜海瑞

摘 要：隨著鐵路建設(shè)數(shù)量的增加，占地現(xiàn)象進(jìn)一步凸顯。雖然在路線設(shè)計(jì)過程中，對(duì)鐵路用地建設(shè)的需求應(yīng)有所減少，但在改造后的大型鐵路樞紐站相鄰路段新增的鐵路線應(yīng)選作既有運(yùn)營鐵路兩側(cè)的新線位置。但是，由于孔的跨度與新建鐵路線路的位置關(guān)系相沖突，新建鐵路線路的線路位置被橋梁的墩臺(tái)占據(jù)，也導(dǎo)致了原有上跨鐵路公路橋梁的拆除和改造。由于橋梁拆除有許多類似的項(xiàng)目。因此，本文結(jié)合拆除工程，探討了跨鐵路營業(yè)線跨橋拆除施工中的安全要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：鐵路營業(yè)線;跨橋拆除;安全要點(diǎn)

一、施工現(xiàn)場情況簡述

寧西線K339+050處原先為1-30m公路跨鐵路的立交橋，考慮到該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，提前修建了公跨鐵立交橋。該橋于2016年竣工，是寧西鐵路二線項(xiàng)目的一部分。原計(jì)劃連接前布頭村路，但引橋尚未建成。因此，該橋自建成以來一直沒有投入使用，也沒有任何交通功能。所以該橋拆除較簡單，目前，只考慮橋梁的拆除計(jì)劃，不考慮交通疏導(dǎo)等問題。

二、拆除方案的比選

由于正在拆除的橋梁是河南省東西鐵路干線寧西鐵路，交通密度相對(duì)很高，每隔7分鐘有一輛列車通過施工區(qū)域，運(yùn)行間隔很短鐵路較繁忙，有一定的危險(xiǎn)性。上跨鐵路橋的拆除通常采用起重機(jī)拆除和架橋機(jī)拆除兩種施工方案。[1]

兩種拆除方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用不同的工作條件。其中架橋機(jī)多用于拆除橋梁兩側(cè)設(shè)置引道、施工設(shè)備運(yùn)輸方便、較寬的路基、較小的縱坡地段、立交橋場地要求開闊和相對(duì)平整。如果梁具有較大的自重，則需要加寬工作面，將路基整平加寬，作為架橋機(jī)組裝和臨時(shí)存梁使用。加寬工作面時(shí)有很多工作需要準(zhǔn)備，但基本不存在安全風(fēng)險(xiǎn)。保持架橋機(jī)的工作狀態(tài)處于穩(wěn)定的情況下，就能保證安全，安全管理的重點(diǎn)是通過架橋機(jī)。

考慮到本工程既有立交橋尚未開通，兩側(cè)路基尚未填筑，橋梁兩側(cè)已建村莊，路基填筑和施工平臺(tái)建設(shè)條件不再具備，不太適合架橋機(jī)拆除方案，最終選擇起重機(jī)拆除方案。它分為四個(gè)基本步驟。

三、起重機(jī)拆除施工方案

K339+050立交橋拆除作業(yè)分為四個(gè)步驟，具體如下：

（一）施工準(zhǔn)備

根據(jù)施工圖紙，組織人員現(xiàn)場調(diào)查施工場地、作業(yè)環(huán)境和各種現(xiàn)場條件，熟悉施工圖紙，組織設(shè)計(jì)交底和圖紙審查;進(jìn)行工程項(xiàng)目檢查驗(yàn)收的項(xiàng)目劃分和編號(hào);審核相關(guān)質(zhì)量文件，細(xì)化施工技術(shù)方案和施工人員、機(jī)具的配置方案，編制施工作業(yè)技術(shù)指導(dǎo)書，繪制各種施工詳圖，進(jìn)行必要的技術(shù)交底和技術(shù)培訓(xùn)。[2]盡快與鐵路設(shè)備管理單位簽訂相關(guān)配合協(xié)議，積極聯(lián)系設(shè)計(jì)單位進(jìn)行交樁，并復(fù)測。在施工前，進(jìn)行光電纜防護(hù)，在設(shè)備管理單位配合下探明通信光電纜位置和埋深等，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行遷改。施工期間設(shè)專人看護(hù)。與相關(guān)運(yùn)營單位和設(shè)備管理單位保持合作暢通。同時(shí)提前通知設(shè)備管理部門，發(fā)出協(xié)調(diào)申請(qǐng)，告知什么時(shí)候進(jìn)入現(xiàn)場，施工人員和機(jī)械數(shù)量是多少。

施工現(xiàn)場需要平整，項(xiàng)目選擇既有線下行線小里程處場地進(jìn)行清理，清除地面垃圾、種植土和樹根后填補(bǔ)坑洞，平整壓實(shí)，然后用路基填料分層填筑碾壓?，F(xiàn)場壓實(shí)處理面積為：從橋臺(tái)邊線開始，與直線平行方向40m，垂直方向25m，總面積為1000m2。

（二）橋面鋪裝層、防撞墻等拆除

安裝保護(hù)性措施，如保護(hù)性管接頭和凹槽，以減少施工對(duì)業(yè)務(wù)線設(shè)備的影響和損壞。利用相鄰業(yè)務(wù)線和天窗點(diǎn)的施工方案，拆除1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)橋梁的鋪裝層，防撞墻，以及梁體濕接縫和隔板的連接措施，達(dá)到梁體分離的目的。吊裝作業(yè)前，應(yīng)采取臨時(shí)鋼筋焊接措施將梁體與橋梁前墻連接起來，防止施工振動(dòng)等不利條件造成梁體傾斜和墜落，影響業(yè)務(wù)線的安全。

在鑿濕接頭的過程中，在每根T梁的提升位置（兩側(cè)距離梁端6m）鑿出一個(gè)直徑為400cm的半圓形缺口，以方便鋼絲繩穿線，防止鋼絲繩提升時(shí)打滑。濕接縫斷開后，濕接縫兩側(cè)T梁的主筋應(yīng)焊接20mm直徑的鋼筋，在兩梁之間，設(shè)置相同間距的多根鋼筋，間隔距離為3m，設(shè)置鋼筋的目的是保持梁體的整體穩(wěn)定性，保證吊梁前梁不變形。

（三）拆除既有立交橋T梁

施工前，將全地面起重機(jī)停在里程較少的橋臺(tái)右側(cè)，并啟動(dòng)穩(wěn)定裝置。起重機(jī)沿路線方向放置，起重機(jī)軸線距離圍欄邊緣9.4m，旋轉(zhuǎn)中心和橋臺(tái)之間的水平距離為10.8m。

每根梁體的兩端均有錨鏈錨固，設(shè)置錨鏈的目的是防止梁體左右晃動(dòng)，保證吊梁過程中的安全。應(yīng)緩慢提升T梁，使其逐漸提升到相應(yīng)位置。舉升橫梁時(shí)，舉升橫梁會(huì)晃動(dòng)，并可能與未拆卸的橫梁碰撞。提升橫梁時(shí)，盡可能將吊鉤和橫梁重心放在同一條垂直線上，并在提升橫梁和未拆除橫梁之間添加木方或木板，以減小沖擊力。

橋梁四根T梁的拆除順序如下：先1號(hào)邊梁→2號(hào)中梁→4號(hào)邊梁→最后3號(hào)中梁。

（四）橋臺(tái)拆除

拆除橋臺(tái)可以采用破碎錘，也可以采用人工風(fēng)鎬，本工程選擇兩者相結(jié)合。[3]破碎錘與人工風(fēng)鎬盡量靠近既有線和懸鏈線的橋臺(tái)，采用破碎錘拆除邊墻，拆卸順序嚴(yán)格按照從外到內(nèi)，從上到下的施工順序。拆除墻也是按照一側(cè)完成后再拆除另一側(cè)。

四、起重機(jī)拆除方案安全性計(jì)算

根據(jù)確定起重機(jī)工作位置的第三步，轉(zhuǎn)臺(tái)中心與橫梁4重心之間的水平距離為22m（最不利距離），轉(zhuǎn)臺(tái)中心與橫梁1重心之間的水平距離為16m。

（一）地基承載力計(jì)算

起重機(jī)的吊裝橋梁計(jì)算噸位按800t大噸位，施工現(xiàn)場按照提高過的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目作業(yè)現(xiàn)場保持平整和排水通暢，碾壓密實(shí)，地基處理符合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和法律法規(guī)。采用大噸位（不小于25t）壓路機(jī)碾壓密實(shí)，要求地基承載力達(dá)到150kPa以上。

（1）工作狀態(tài)下，起重機(jī)自身重量計(jì)算。

自重加相應(yīng)的配重：配重選取15000kg

G1==100000kg+150000kg=250000kg。

（2）由施工圖紙可知，邊梁和3中梁體積相同，都為25.50m3，單側(cè)防撞墻體積是10.2m3。

1號(hào)梁自重=裸梁自重+防撞墻自重

G2==25.50×2500+10.2×2500=89250kg。

（3）接觸面積（單個(gè)支腿）=2.5m×3.0m=7.5m2=75000cm2，接觸面積（4個(gè)支腿）S=75000cm2×4=300000cm2?？紤]到其他因素，0.2作為折減系數(shù)K取值，S'（吊裝時(shí)受力面積）=S×（1-0.2）=300000cm2×0.8=240000cm2。

（4）地基承載力計(jì)算。基底最大受力σ=（G1+G2）/S'=（250000+89250）/240000=141kPa，處于安全考慮，地基承載力取值必須達(dá)到150kPa以上。

（二）起吊重量和鋼絲繩驗(yàn)算計(jì)算

（1）1片T梁的尺寸為：跨度為30m，梁寬為2m，屋面厚度為0.2m，腹板高度為1.8m，施工圖紙顯示，單片梁自重為62.15t，防撞墻自重為26t。處于吊車梁施工安全考慮和施工的可控制，計(jì)算時(shí)1號(hào)梁防撞墻按照不拆除，2號(hào)和3號(hào)梁路面層按照拆除計(jì)算，4號(hào)梁的防撞墻及路面層按照拆除計(jì)算。所以，邊梁1為8815t，邊梁4是最不利邊梁為62.15t。

（2）選擇合理的吊裝位置，選擇距梁兩端6m設(shè)置該梁的吊裝位置。

（3）計(jì)算鋼絲繩長度，根據(jù)施工圖紙的示意圖顯示，該梁的吊裝位置與中心線間的水平距離是9m，吊裝繩與豎向夾角呈現(xiàn)30度。由此可得單根鋼絲繩長度為：9/sin30°=16m。捆梁鋼絲繩單根長度為：（2+2×）×K=9.7m≈10m。放大系數(shù)K取值為1.5，K考慮鋼絲繩彎曲及扎接長度等因數(shù)。

（4）出于安全考慮，鋼絲繩直徑的規(guī)格選用83mm。計(jì)算如下：

采用近似公式計(jì)算，鋼絲繩的破斷拉力總和Pg=0.5d2=3444kN（其中d為鋼絲繩的直徑83mm）;鋼絲繩的破斷拉力Sb=a×Pg=0.82×3444=2824kN;a為鋼絲繩的不均勻系數(shù)，取值為0.82;可以得到單根鋼絲繩的容許拉力S=565kN。所以，計(jì)算滿足設(shè)計(jì)要求。

（5）起重機(jī)起重量驗(yàn)算。當(dāng)起重機(jī)臂長為47.7m，工作半徑是 16m時(shí)，133t為起重機(jī)起吊的最大重量，大于88.15t（邊梁1號(hào)梁的重量），安全系數(shù)為133/88.15=1.51>1.5，滿足設(shè)計(jì)要求。當(dāng)起重機(jī)臂長為47.7m，工作半徑達(dá)到22m時(shí)，97t為起重機(jī)可以起吊的最大重量，大于62.15t（邊梁4號(hào)梁的重量），安全系數(shù)為97/62.15=1.56>1.5，滿足設(shè)計(jì)要求。所以，起重機(jī)選擇800t，滿足吊裝作業(yè)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧來運(yùn).上跨既有鐵路營業(yè)線舊橋拆除技術(shù)[J].南陽理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，8（4）：83-86.

[2]孟春龍.跨電氣化鐵路舊橋拆除施工方法[J].科技與企業(yè)，2014（1）：155-156.

[3]曹美俊.跨既有高速公路預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁拆除施工技術(shù)[J].中華建設(shè)，2008（12）：58-59.

[4]寧瑋，王瑾.大噸位汽車起重機(jī)起重性能計(jì)算方法研究[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2017，53（13）：90-100.