上跨鐵路自來水管鋼桁梁拆除與更換連續(xù)施工技術(shù)

言明標(biāo)

摘要： 原自來水鋼桁梁跨越既有京滬鐵路，因京滬鐵路電氣化改造，其凈空高度不能滿足凈高要求，需對原自來水管鋼桁梁進(jìn)行拆除更換，使其能夠滿足電氣化鐵路對凈空高度的要求。本文通過工程實(shí)例介紹鋼桁梁拆除與更換連續(xù)施工的優(yōu)點(diǎn)和施工技術(shù)。

Abstract： The original steel truss girder of water pipelines crossed the Beijing-Shanghai railway， and due to the railway electrification transformation， the headroom height can not meet the requirements， so it need to remove and replace it. This paper introduces the advantages and construction technology of continuous construction of steel truss girder demolition and replacement through the case study.

關(guān)鍵詞： 鋼桁架；拆除；更換；連續(xù)施工

Key words： steel truss；demolition；replacement；continuous construction

中圖分類號：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）16-0151-02

1 工程概述

既有鎮(zhèn)江南門鐵路跨線橋位于鎮(zhèn)江南，南側(cè)與林隱路、官塘橋路左右相聯(lián)，經(jīng)交通環(huán)島順接南徐大道，北接天橋路，該橋南京側(cè)約80m建有解放南路跨線橋，該橋與鐵路既有正線呈42°斜交。

距該橋凈距60cm處（南京側(cè)）為自來水管桁架橋，該桁架橋建于90年代，跨越滬寧鐵路上下行正線、道發(fā)線及梯Ⅰ、梯Ⅱ、梯Ⅲ共計(jì)7條既有線，與老橋同跨平行。

桁梁底部距既有線軌面凈高為6.8～6.85m不等，不能滿足電氣化鐵路凈空高度大于7.2m的要求。自來水桁架支墩與南門跨線橋等跨，分別為1-25m+1-22m，桁架上鋪設(shè)2-1.2m自來水鋼管，鋼管壁厚1.2cm，桁架支墩較老橋橋墩臺約高40cm，距老橋墩臺凈距約60cm，南門天橋老橋建于70年代，為簡支T梁結(jié)構(gòu)，因下部梁體曾受撞擊屬危橋，且凈空不能滿足電氣化鐵路凈空要求，經(jīng)電化指揮部與鎮(zhèn)江市協(xié)調(diào)，結(jié)合城建規(guī)劃，亦需拆除重建。

2 方案的優(yōu)化

2.1 原施工方案

利用原自來水管鋼桁梁支墩，跨度不變，根據(jù)老桁架尺寸進(jìn)行減高等強(qiáng)更換新桁架，首先在未拆除的老南門跨線橋橋面上鋪設(shè)兩根與老自來水管等徑的鋼管，鋪設(shè)完成后分別在原自來水管兩端不影響桁架更換之處，停水后進(jìn)行切割，過渡到新鋪設(shè)的鋼管進(jìn)行焊接，完成后恢復(fù)供水，然后將老桁架上的自來水管吊離，更換新桁架。新桁架鋪架完成后，恢復(fù)自來水管，并拆除老橋上的過渡自來水鋼管，再進(jìn)行老橋的拆建工作。

該方案的施工工藝相對簡單，但缺點(diǎn)明顯：

①跨越京滬鐵路線的2根1.2m自來水提供鎮(zhèn)江市70%的居民用水，水管改移及恢復(fù)會造成數(shù)次較長時間的停水，對居民的生活影響較大；

②水管改移期間需占用既有老橋橋面，既有橋的拆除需等水管恢復(fù)后才能進(jìn)行，無法滿足電氣化鐵路改造的工期要求。

③水管、桁梁復(fù)位吊裝難度較大，焊接對位困難，需要封鎖點(diǎn)多，對鐵路行車干擾大。

④水管在老橋面上過渡時間較長，很難確保水管的安全穩(wěn)定，若發(fā)生事故會影響橋下鐵路安全，且費(fèi)用較高。

2.2 優(yōu)化后的方案

因京滬電氣化改造施工工期非常緊張，且該工程處于鎮(zhèn)江市南大門，交通繁忙，場地狹小，根據(jù)現(xiàn)場施工環(huán)境及施工條件，我們提出了不動自來水管更換鋼桁梁的方案，這樣對居民的供水可以減至最小，又能縮短工期減少投資，但如何在不動水管的前提下移出既有鋼桁梁成為難題。鋼桁梁的一側(cè)距離老橋面僅僅50cm，鋼桁梁無法移除，若在另一側(cè)移出，則必須緊靠支墩處搭建支架，而支墩下鐵路間距較小，搭設(shè)支架的位置正好落在鐵路的道岔上，支架無法搭設(shè)。

若采用此方案則需要停掉兩條站線，對鐵路的運(yùn)輸影響極大而且不安全，代價高。經(jīng)過多次對現(xiàn)場的反復(fù)調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)既有橋墩橋臺面標(biāo)高較鋼桁梁架底略低40cm，而鋼桁梁的跨度與老橋跨度基本一致，所以決定只拆除既有橋南京側(cè)兩跨各四片鋼筋混凝土T梁，拆除后留出空間用以老鋼桁梁的橫向移出和新桁架橫向就位，在自來水管桁架支墩和老南的天橋墩臺上搭設(shè)滑道，保持既有水管不動，分兩次進(jìn)行新舊桁架的橫移置換施工。

該方案施工工期短，只需要停水兩次且時間短，對居民生活用水影響小，安全有保障，費(fèi)用低，但施工難度較大。

3 施工方法

3.1 施工準(zhǔn)備

①施工前進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查工作，了解公路鐵路交通情況并與設(shè)備產(chǎn)權(quán)單位充分問題，明確施工配合計(jì)劃，落實(shí)各自的責(zé)任劃分，落實(shí)公路交通疏導(dǎo)、封閉和停水計(jì)劃。

②保證滬寧鐵路正常行車安全和防止施工中人員傷害是本工程實(shí)施的關(guān)鍵，施工前充分與鐵路行車部門溝通，落實(shí)鐵路封鎖施工計(jì)劃，詳細(xì)制定各項(xiàng)安全技術(shù)措施，明確人員分工，落實(shí)安全責(zé)任。

③在自來水管彎管處搭設(shè)鋼管排架，對鋼管加以固定及支撐，防止在施工過中因跨度加大及施工撓動，水管彎管處焊縫拉開、開裂并在施工中隨時加以監(jiān)測。

3.2 具體實(shí)施

施工分兩次進(jìn)行，每次置換一孔，先行置換站線上的鋼桁梁再置換滬寧上下行正線上鋼桁梁。

①用兩天時間分別拆除老橋南京側(cè)兩孔T梁，各四片共計(jì)8片，采用兩臺50t汽車吊進(jìn)行吊裝，吊裝施工在鐵路封鎖點(diǎn)內(nèi)施工，橋下設(shè)置防護(hù)網(wǎng)以及木板，防止落物落到鐵路線上，并設(shè)專人進(jìn)行防護(hù)。

②鋼桁梁施工準(zhǔn)備工作。

1）自來水鋼桁梁底至支墩頂只有26cm，而移架滑道高度為23cm，為防止自來水管因自重下垂，影響桁架橫向位移。采用一臺50t汽車吊，采用自制吊具吊住水管中部（如圖1）。

2）在自來水桁架支墩及老橋墩臺上鋪設(shè)移梁滑道，滑道采用P50鋼軌，軌面上涂抹黃油，加強(qiáng)潤滑，另外老橋墩臺較桁架支墩低約40cm，采用短枕及硬雜木抄墊使其保持滑道水平。采用兩臺5t慢速卷揚(yáng)機(jī)，用滑輪組作為桁架橫移動力。

③頂升布置滑道。在封鎖施工前，首先按計(jì)劃請自來水公司對管道內(nèi)減壓停水，放空管內(nèi)自來水，切割桁架上限位鋼板，并用一臺50t汽車吊，吊住水管中部適當(dāng)加力。封鎖開始后，兩側(cè)各用2臺起道機(jī)將桁架頂起約1cm，然后切割桁梁支腿，使其與鋼桁梁脫落并取出，然后插入鋼軌滑道，落梁將其放置在滑道上。

④鋼桁梁橫移置換。用兩臺卷揚(yáng)機(jī)同步慢速將老自來水鋼桁梁拖移，拖移出自來水管以外后，用兩臺吊機(jī)將老鋼桁梁吊出，放置在未拆除的老橋橋面上，然后將預(yù)先制作好放置在老橋面的新桁架吊至滑道上，用卷揚(yáng)機(jī)反向拖移至設(shè)計(jì)位置，鋼桁梁移至設(shè)計(jì)位置后，一端采用兩臺起道機(jī)同步頂升，要邊頂升邊抄墊保持穩(wěn)定。抄墊完成后頂另一端并隨時抄墊保持穩(wěn)定，每次抬高不宜超過5cm，以保持桁架穩(wěn)定，直至新桁架就位。將新桁架的牛腿放入位置擺放平穩(wěn)后焊接完畢落梁就位（就位時及拆除老桁架時，對桁架頂面標(biāo)高進(jìn)行控制）。

4 施工安全注意事項(xiàng)

①自來水桁架支墩工作面較小，在影響鐵路行車安全的前提下可搭設(shè)腳手架行或工作平臺，在沒有條件的情況下，在桁架兩端可設(shè)置吊欄作為施工平臺。

②在鋼桁梁橫移時，兩端應(yīng)同步緩慢拖拉，施工中注意滑道的位置，防止滑道偏移。

③新桁架就位后，由于墩頂工作面較小，起道機(jī)無作業(yè)位置時，可采用吊機(jī)吊起一端桁架至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，插入牛腿后進(jìn)行焊接

④施工時要加強(qiáng)對自來水管的下?lián)媳O(jiān)控，防止因自來水管因自重下?lián)线^大，桁架無法橫移就位，需對自來水管進(jìn)行撓度驗(yàn)算，同時加強(qiáng)自來水管下?lián)隙缺O(jiān)控，具體鋼管的撓度計(jì)算如下：

為防止撓度過大，新老桁架無法橫向移動，采用在該跨鋼管中心用一臺50T汽車吊作為吊點(diǎn)，施工中適當(dāng)施加吊力，減小下?lián)隙龋_保桁架橫移就位。

施工中實(shí)測鋼管最大撓度為12mm。

⑤吊機(jī)作業(yè)及桁架橫移時，要有專人指揮，及時與車站行車部門聯(lián)系，確保安全正點(diǎn)，對所有參與施工人員進(jìn)行安全交底，明確分工落實(shí)責(zé)任。

5 結(jié)束語

本工程是中鐵二十四局集團(tuán)江蘇工程有限公司首次在既有線上實(shí)施鋼桁梁拆除與更換連續(xù)施工方法，具有較強(qiáng)實(shí)用性，希望能為以后此類施工提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]周水興，何兆益，郭毅松，等.路橋施工計(jì)算手冊[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]衛(wèi)星，李俊，強(qiáng)士中.百年老橋拆梁過程的仿真分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)：自然科學(xué)版，2004 （4）：17-19.

[3]劉凱.南淝河特大跨度鋼桁梁柔性拱橋施工過程力學(xué)分析與監(jiān)控[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2014.