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上跨既有铁路旧桥拆除施工技术研究

范文

安利斌

摘要：随着全国各个城市规模日新月异的发展，国家对交通行业越来越重视。铁路和公路建设在近些年也是突飞猛进，取得了骄人的成绩，让国人越来越感受到公路和铁路带给我们的方便和快捷。由于部分上跨铁路的桥梁随着年代的更迭和时间的推移，无法满足日益增长的现代化通行要求，因此，既有铁路上的桥梁拆除施工技术以及在拆除施工过程中如何保证既有铁路行车安全显得尤为重要。本文针对上跨既有铁路桥拆除中梁片拆除工程进行了详细的研究和论述。

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.

关键词：省道虎山线;营业线;拆除;天窗点;T梁;防护

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

中圖分类号：U445.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号：1006-4311（2018）36-0179-04

1? 工程概况

省道虎山线公铁立交桥改造工程为拆除一座既有立交桥（1-13米T梁）桥梁位于北同蒲铁路直线段上，与铁路正交，对应铁路里程K83+983。桥梁位于北同蒲铁路岱岳站至北周庄站区间，施工影响范围K83+953—K84+013。铁路现状：北同蒲铁路为双线电气化铁路，新Ⅱ混凝土轨枕，上下行线均为60kg/m轨，无缝线路。本工程范围内铁路线间距为4.2m，轨顶高程为：992.311m，经现场调查，桥梁施工范围处有有信号灯杆（0839）及接触网杆上行226#、224#、下行215#、217#号杆。

既有旧桥建成于20世纪70年代，全长28.3m，桥面宽9m，机动车道宽7m。孔跨为1-13.0m简支梁，单跨由5片预应力“T”梁组成，梁长13.0m，中梁宽1.7m，边梁宽1.65m，梁高1.05m，中梁重20t，边梁重19.7t，梁缝宽0.15m;梁肋宽0.18～0.30m，纵向设置4道横隔板，隔板厚0.15m，中隔板高0.6m，端隔板高0.6m，距离梁端距离0.35m，横隔板纵向间距为4.1m，隔板连接采用钢板焊接。为防止桥上杂物进入铁路，防撞墙外侧加设防护网，桥下净空为6.8m，接触网到梁底距离约30cm。（图1）

根据实测的T梁外形尺寸及其修建时间，结合公路桥涵标准图《装配式钢筋混凝土T形梁》（JT/GQS 025-84），本桥T梁的构造如图2。

桥台采用重力式U型桥台，混凝土浆砌片石台身，大运高速侧（东侧）桥台台身高约8m，台长8.4m，山阴县侧（西侧）桥台台身高约8m，台长8.4m。桥台顶帽的横向宽度9.4m，高0.5m，顺桥长0.7m，前墙垂直，露出地面高度约7m。

2? 工程的重难点分析

①营业线和邻近营业线施工必须确保营业线正常运营和行车安全，本工程需要采取安全防护措施的工程多，施工难度大;②大量的劳动力在既有线和邻近既有线地段施工，安全管理压力大;采用大型吊装设备进行既有线施工，风险点多，控制难度大。

3? 施工准备

①人员、机具、材料进场：施工人员按工程进度的安排分批进场，旧桥拆除施工人员先期进场，机具、材料均及时进场，并保证设备能够正常运转，达到开工具备生产的能力。②技术准备：施工前对施工图进行认真审核，对桥梁位置、标高及各部分几何尺寸进行现场测量核对;施工前，技术部门应向作业层进行详细、书面技术交底，使作业班层明了其工作该如何进行，对于关键工序编制专项作业指导书。③开工申请：施工前按照当地路局要求办理营业线及邻近营业线施工手续;向业主、铁路配合单位、监理单位上报施工组织方案及各种原材检验报告、机械进场数量表，审批通过后，向监理单位提出开工申请。开工申请通过后，开始施工。

4? 施工方案

4.1 旧桥拆除总体方案? 旧桥拆除总体分为四大步骤组织施工，依次为第一步拆除桥面附属结构，沥青混凝土路面、防抛网、防撞墙、防护栏杆等其他附属设施;第二步，分解梁面，碟锯切割湿接缝、绳锯切割横隔板以及梁体的临时加固等;第三步，吊车吊除T梁;第四步，逐层拆除桥台。

4.2 施工安排及要点计划? 拆除旧桥切割湿接缝4道共52延米、横隔板16道、吊除T梁5片。施工现场配置3台碟锯，2台绳锯，利用3个120分钟“天窗点”完成梁面切割、分解;利用1个120分钟“天窗点”完成吊除T梁。计划利用5月3日～5月26日天窗点完成梁面分解，6月6日完成T梁吊除。以下为对施工进度进行一步一图详细说明，梁以①～⑤编号，将4道T梁湿接缝自北向南编为A～D，横隔板以1～16为编号。如图3。

5月1日～5月6日各非天窗点完成内容及劳力安排见表1。

5月6日～6月6日各天窗点完成内容及劳力安排见表2。

4.3 施工工艺流程与施工方法

4.3.1 拆除的工艺流程图

总体拆除顺序如图4。

4.3.2 拆除桥面及附属设施? ①拆除栏杆内侧的防撞墙。本桥防撞墙在栏杆内侧，需在防护栏杆和防撞墙之间设立一道防护屏障（用竹胶板），人工利用风镐将防撞墙破碎运至桥面以外。（图5）②拆除钢管栏杆，桥面栏杆为插销式填塞缝隙连接，先采用电锤将栏杆立柱根部混凝土凿碎，直至立柱根部露出钢筋后，利用钢筋抗弯性能差的特性，将栏杆整体向桥内侧拖拉，使其有向桥内侧倾倒的趋势，使用氧割切断，将栏杆整体拖拉至桥面上，运走。拆除前先用钢丝绳将栏杆拴牢固，并固定在桥中心侧，在桥中心桥面上植入？准22的钢筋作为连接钢丝绳的地锚，电锤将栏杆立柱根部混凝土凿碎时利用密目网做一个小型网兜，利用人工将凿碎的混凝土块利用网兜收集。同时在线路上铺设一层帆布（篷布），以保证不污染及损坏线路。待作业完毕（天窗点结束）撤除帆布。

4.3.3 拆除T梁? 既有虎山线立交桥由5片T梁组成，梁面通过湿接缝连接，梁肋部通过两个端隔板、两个中隔板连接。单个T梁边梁宽1.65m，中梁宽1.7m，长13m，其自重为：中梁重20吨，边梁19.7吨。

濕接缝采用碟锯切割。碟锯切割湿接缝在接触网线安全限界2m以外部分在天窗点外进行;接触线安全限界2m以内部分在天窗点内进行。

横隔板采用绳锯切割。根据绳锯安装工艺，锯绳需在梁下安装，安装时工具不能满足接触线2m安全限界，且切割时锯绳距离接触线仅0.45m，绳锯切割横隔板需要在天窗点内进行。

①碟锯切割湿接缝工艺。施工前先在梁面放线，明确标记湿接缝中线位置，作为切割的控制线，沿控制线在梁面打孔，用于固定碟锯底座。设备底座固定牢靠之后，将切割设备对准切割线不断重复切割该部位，直至计划深度。切割过程中注意冷却水的加入，以免影响切割效率。按提前分好的区段，分点内，点外部分切割。

②绳锯切割横隔板工艺。横隔板采用绳锯切割，安装绳锯时，先在梁面打穿绳孔，利用尼龙绳等绝缘材料代替导电锯绳，确保锯绳不会触碰接触网。其工作情况如下：将绳锯设备固定在桥面上，沿湿接缝的锯缝将锯绳伸入梁缝将桥梁横隔板套牢，启动设备，切割隔板，直至切透，进入下一循环。

③碟锯切割湿接缝及绳锯切割隔板防护措施。碟锯切割湿接缝及绳锯切割隔板施工作业均在天窗点内，为防止残渣泥浆落入线路上，施工前在线路上铺设一层帆布（篷布），以保证不污染及损坏线路。待作业完毕（天窗点结束）撤除帆布。

④T梁防倾覆措施。梁面湿接缝、横隔板切透后，整体梁面被分解为单独T梁，存在倾覆失稳风险。因此在梁面分解后，于梁端2.6m处，以湿接缝为中心，对称在T梁翼缘板内30cm处钻打？准10cm孔洞，采用？准14钢丝绳穿孔，3个U型绳卡紧固，将T梁临时拉结为整体，增加其稳定性。

为增加T梁稳定系数，在两桥台采用[14的槽钢顶撑在最外侧T梁翼缘板下。具体布置形式见图7。

⑤桥面附属解除完后的防护措施。桥面防抛网、防撞墙拆除后，施工人员在梁上作业，存在坠落危险，因此距离1m梁边设置临时钢管防护栏杆，并随梁体吊装顺序逐次向待吊梁移动，直至吊卸最后一片T梁时，移走临时栏杆。

防护栏杆采用？准4.8cm钢管及配套卡扣组合而成，钢管立柱间距2m，横向设置上下两道钢管，横杆间用22#铅丝绑扎细密网。

⑥T梁吊除。吊车的选择及站位：T梁采用两台260T吊车吊除，吊车分别站位于既有桥东、西侧公路路面上，先用东侧的吊车依次吊除①～③号梁，吊除④、⑤片梁时，先用桥西侧的吊车将第五片梁稳住，然后用东侧的吊车吊除④梁，再用西侧的吊车吊除⑤梁。吊除T梁共用1个120分钟“天窗点”，作业时，东、西两侧吊车作业半径均为18m，作业平面图如图8、图9。

使用260吨吊车吊除T梁时，作业半径18m，吊车大臂伸长至24.9m，吊车支腿全伸宽8.7m（桥头路基宽13m，路基经K30检测达到150kPa>110kPa（吊车支腿所需地基承载力要求）），悬挂65t平衡重，吊装能力为30.7t，吊装作业安全系数为30.7÷22=1.4>1.2，满足安全要求。吊车性能表如表3（吊车厂家提供）。

吊具选择：

吊装钢丝绳的选择及安全系数计算：

选择6×19钢丝强度极限为1850N/mm2，直径为31mm的钢丝绳，其钢丝破断拉力总和为：Pg=662kN;

Sb=apg=0.85*662=562.7kN，其中a为钢丝绳荷载不均匀系数，取0.85，Sb为钢丝绳破断拉力;

S=Sb/K1=562.7/6=93.78kN，其中Sb为钢丝绳破断拉力、K1为钢丝绳安全系数、S为钢丝绳允许拉应力。

由吊车起吊梁体工况图绘制钢丝绳受力图如10。

受力图中G为梁重的1/4，即G=22×9.8÷4=53.9kN，钢丝绳拉力T=G/cos30°=53.9÷0.866=62.24kN<93.78kN

所以，直径为31mm的6×19钢丝绳满足承载力要求。施工现场按此规格正常使用一套外，备用一套相同规格钢丝绳。（以上计算公式及理论数据摘自中国建筑工业出版社出版的《简明施工计算手册》）

4.3.4 桥台拆除

梁片拆除完毕后设置桥台凿除围挡，而后进行桥台凿除。桥台凿除时由上至下，分层（每层小于1m）使用小型机具、人工挖除。凿除上半部桥台时需在天窗点内进行。既有桥东西两侧桥台同时拆除。桥台锥体采用人工配合挖掘机拆除，并采用自卸汽车装运至弃土场。桥台凿除时，随着桥台高度的下降，开挖锥体。同时在两侧桥台靠近铁路侧设置基础凿除防护，保障铁路两侧施工人员安全，并防止凿除碎块及施工垃圾侵入铁路。

5? 安全保证措施

①工程开工前，对所有参建员工进行安全培训，组织学习铁路部门有关安全条例、规定等文件，提高安全意识，增强安全防范及自我保障能力，杜绝安全事故发生，做到全员培训，合格上岗。②在邻近营业线或营业线施工，必须保证既有营业线行车安全及人身安全，必须严格按照路局相關规定和要求进行施工，必须做到没有上级主管部门审批确认的施工组织方案，没有与设备管理部门签订好施工安全配合协议，没有制定安全技术措施不得施工。③邻近营业线施工必须设专职安全员、安全防护员等，防护人员必须经过培训，考试合格，方可担任该项工作，防护人员在执行任务时，必须穿着规定的服装、佩戴易于识别的证章，按规定带齐防护信号和备品，必须持证上岗，随时接受上级领导和设备单位安全监督员的检查，防护人员执行任务时必须精神饱满，班前、中不得饮酒。④防护人员必须熟悉本区段内列车运行情况，尤其要求熟记本区段旅客列车到、发（通过）时刻，通过在两端设置安全防护员瞭望来车，通过对讲机传达来车信息，现场加强防护和警戒。⑤防护通信设备必须妥善保管，经常检查试用，保证在使用时性能良好，相互通话时，必须严格执行复诵制度，防止错听，及时记录通话内容。⑥严格按照与各设备管理部门签订的安全协议和划定的界限施工，严禁私自扩大施工范围，严禁黑施工。⑦特种作业人员，机械设备、小型机具操作人员，必须经专业安全技术培训考试合格后，方可持证上岗。

6? 结束语

经实践，本工程通过对干线铁路上既有桥梁拆除顺序，劳力和工具的使用、安排，拆除设备的选择以及贯穿整个施工过程的安全措施等方面系统的阐述和总结，为保证施工过程自身和铁路运营的安全提供了依据，得到了当地铁路设备部门的认可，为后续类似施工起到一定的借鉴和参考作用。

参考文献：

[1]JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[2]《太原铁路局关于公布〈营业线施工和临近营业线施工安全管理措施〉的通知》（太铁运[2015]207号）.

[3]《太原铁路局关于落实总公司加强临近营业线施工安全管理的通知》（太铁安监[2015]380号）.

[4]杨乐.切割法拆除桥梁的施工工艺[J].中国高新技术企业，2008（11）.

[5]朱红良.迎晖路跨成昆铁路既有桥梁拆除施工技术[J].铁道建筑，2013（06）.

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