沈鐵高速公路改擴建工程上跨京哈鐵路舊橋拆除施工探討

吳廣平

摘? ? 要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展及交通量的不斷提升，高速公路改擴建工程項目在全國快速推廣，公路與鐵路的相互交叉日益增多，其施工方案及工藝的選擇為重中之重，本文結合沈鐵高速公路改擴建工程路基五標小灣屯公鐵分離式立交橋上跨京哈鐵路舊橋拆除工程，對其拆除施工方案、工藝、設備、隊伍的選擇及施工要點等進行探討。

關鍵詞： 改擴建工程;京哈鐵路;施工方案;拆除;安全防護

1? 工程概況

沈鐵高速公路改擴建工程路基五標小灣屯公鐵分離式立交橋上跨東北最繁忙的京哈鐵路，該橋拆除工程為沈鐵高速高速公路改擴建工程重難點控制工程，重大風險評估等級為極高Ⅳ級，舊橋全長66m，為3[×]21m預應力簡支空心板結構，與鐵路線路交角為74°，橋墩為雙圓柱墩，肋板式橋臺，改擴建設計方案除樁基外全部拆除新建，主要工作為橋面系瀝青、防撞墻拆除、梁板、橋墩切割拆除、橋臺鑿除、交通疏導及鐵路安全防護，舊橋在拆橋同時要保證鐵路正常運營及高速公路施工便道一側通行，安全風險高、施工難度大、鐵路手續(xù)辦理繁瑣及施工持續(xù)時間長。

2? 施工調查及準備

2.1? 竣工圖審閱

通過對該橋既有竣工圖的收集及審閱，了解情況如下：舊橋于1996年開工，1998年通車到目前施工已經(jīng)近20年，全橋寬25.5m，橋面系由頂部10cm厚C40鋼筋混凝土加5cm瀝青混凝土鋪設，原橋0、3#臺、2#墩三處設置橋面連續(xù)，連續(xù)砼標號為C40，兩側有高度81cm C30鋼筋混凝土防撞墻，中央分隔帶采用內側護欄鋼筋構造，全幅共計梁板60片，左右幅各30片，空心板梁鋼絞線為4[×]7根15mm鋼絞線，鋼束均勻設置在兩側腹板，梁高100cm，經(jīng)估算中板13.5方重量為35t，邊板14方重量為36t，梁板間采用鉸縫連接，絞縫內設計為鋼筋混凝土，原梁板吊裝為鋼絲繩捆綁安裝，左右幅橋墩共計8根，蓋梁、橋臺各4個，全橋梁端與墩臺連接處均設置直徑30mm抗震錨栓進行限位，橋臺錐體為漿砌片石。

2.2? 技術準備

組織專業(yè)測量、技術人員根據(jù)既有竣工圖及結合現(xiàn)場結構物進行測量核對、調查，橋梁平面位置、結構形式及部位與竣工圖均相符，但存在以下問題：?通過對空心板梁底板絞縫進行檢測發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場絞縫底部空隙較大，并且砼密實度較差，零散松動塊較多，拆除過程中容易掉塊而影響鐵路運行;?在鐵路接觸網(wǎng)線對應梁板底部，鐵路局設置絕緣套筒及防電板，防電板將梁底橫向連成一個整體，拆除存在困難;?鐵路軌面距梁底凈空僅6.9m，梁底距離接觸線上的承力索凈高不足0.7m，由于安全距離太小，導致舊橋拆除無法安裝防落安全防護棚架。

2.3? 相關手續(xù)辦理

根據(jù)鐵路、公路相關要求及規(guī)定編制對應專項拆除施工方案、安全專項方案等，分別通過業(yè)主、鐵路局的專項方案評審及形成施工會議紀要，簽署施工、安全相關協(xié)議，辦理相關施工手續(xù)，培訓安全防護人員持證上崗，應急演練、申請施工天窗，其中鐵路局“V”窗（封鎖上下行一側）時間不超過120min，垂窗（封鎖上下行）時間不超過50min，節(jié)假日不能垂窗施工等，施工期間，鐵路局對應部門派專業(yè)人員到場進行安全、施工監(jiān)控，由于天窗時間、數(shù)量均緊促，導致工期壓力較大。

2.4? 電纜、管線情況

在簽署施工、安全協(xié)議后，在鐵路局對應專業(yè)人員指導下，將鐵路兩側相關通信、信號、電力線路等全部按鐵路部門要求設置安全防護措施及警戒標識，同時組織專業(yè)人員對涉及施工部位縱、橫方向人工挖探溝進行再次排查確定，施工過程中必須專業(yè)熟悉的人員、設備對應施工。

3? 總體施工布置與規(guī)劃

3.1? 施工方案選擇

3.1.1? 切割設備的選擇

舊橋拆除橋面系采用蝶式切割機外，其余均采取國際先進的金剛石繩鋸切割設備（簡稱“繩鋸”），其具備施工速度快、切口整齊、尺寸精準、靈活機動、屬于靜力切割，多臺設備能同步施工，能很好解決梁板底部安裝的防電板難以單獨拆除施工及施工過程中掉渣掉塊影響鐵路行車等問題;施工過程中繩鋸切割設備需要用水冷卻，采取具有防滲過濾功能的防水土工膜用于既有鐵路范圍內道床設施防污染隔離措施。

3.1.2? ?切割方式選擇

結合現(xiàn)場調查，為了避免梁板之間絞縫砼不密實，零散松動塊較多，拆除過程中容易掉塊而危及鐵路安全運行，同時預應力空心板梁鋼筋線均在兩側腹板，中間設計無鋼絞線，因此空心板梁切割位置全部沿梁板正中心采取全斷面切割方式。

3.1.3? ?拆除設備選擇

根據(jù)鐵路局申請?zhí)齑熬o張情況、舊橋梁板間絞縫拆除容易造成掉渣掉塊及結合沈陽鐵路局對安全要求，經(jīng)專業(yè)設計人員對架橋機為拆除設備進行舊橋梁板、蓋梁結構承載力及墩柱正截面抗壓承載力等驗算合格情況下，舊橋上部結構拆除可采用120t架橋機，吊裝安全系數(shù)不能小于1.3，蓋梁、橋墩采用吊車、手葫蘆協(xié)助拆除，枕木全部更換為槽鋼及鋼板加工的鋼結構支撐《圖2：行走梁加固》，架橋機行走梁與蓋梁通過手葫蘆、鋼絲繩捆綁一起形成穩(wěn)定的整體結構，情況見《單孔梁板吊裝重量表1》。

3.1.4? 鋼絲繩的選擇

吊梁鋼絲繩采用捆綁式吊裝，鋼絲繩采用鎖扣連接，做好確保吊梁過程中梁體不滑移措施，安全穩(wěn)定，鋼絲繩與梁板直接接觸位置采取安全保護措施，確保鋼絲繩不被損壞，鋼絲繩穿孔從梁下采用安全繩吊至梁上，根據(jù)鋼絲繩使用安全系數(shù)相關要求，安全系數(shù)不小于5，鋼絲繩型號采用6[×]37+1，公稱抗拉強度為170kg/mm2，直徑43mm，鋼絲繩破斷拉力118500kg，經(jīng)計算：吊梁最大重量為兩片中板中83t，一根43mm鋼絲繩，四股受力，鋼絲繩破斷拉力為118500kg，要求安全系數(shù)取5，則單股可受力23700kg，四股共94.8噸大于83t，安全系數(shù)為5.7滿足安全要求。

3.2? 施工配套工作準備

施工隊伍選擇具有拆橋資質且具備類似施工經(jīng)驗的隊伍，配屬經(jīng)驗的人員，確保施工安全可靠，根據(jù)鐵路局、業(yè)主及我公司要求，項目成立施工、安全、應急領導小組，確定負責人，針對舊橋拆除施工實行安全目標管理、施工受控、明確工程標準和個人職責，形成一個有效的安全施工保證體系。并劃分安全防護組、交通疏導組、切割組、技術控制組、吊卸梁組、應急組等，各組分工及合作，結合要求及現(xiàn)場準備應急設備、物資、隊伍及天窗申請，做好施工前培訓，工后總結，簽署責任狀，明確獎罰，嚴格落實相關要求。

3.3? 拆除流程

舊橋拆橋順序原則上按建橋時相反方向進行，拆除工藝流程：施工手續(xù)辦理及專業(yè)培訓→交通疏導及防護，橋面瀝青鑿除及橋面連續(xù)段切割斷開→ 防撞墻切割拆除及防震螺栓切割→梁板繩鋸切割，架橋機拆除→蓋梁墩柱整體切割傾倒法拆除，破碎處理→橋臺采取破碎錘鑿除，清理及恢復現(xiàn)場→待新建完成后辦理完工手續(xù)。

4? 拆除方案

4.1? 橋面附屬設施拆除

舊橋拆除前，根據(jù)方案及鐵路局要求完成交通疏導及安全防護措施后完成以下施工步驟：?采用人工配合銑刨機將橋面瀝青層清除，防止瀝青影響金剛石繩鋸切割速度，橋面系混凝土與梁板一同切割拆除;?采用切割機對橋面系伸縮縫連續(xù)砼結構直接切割隔離，切割寬度4cm～5cm，深度為砼厚度，確保吊梁過程中梁體獨立;?防撞墻拆除采取取芯機配合金剛石繩鋸分段切割拆除，邊跨防撞墻在V窗內完成，采取小型叉車配合;④人工配合設備鑿除蓋梁兩側砼擋塊，有利于梁板在拆除過程中橫向移動。

4.2? 梁板拆除

梁板拆除按以下施工步驟完成：?梁板拆除前采用氧割將對應墩臺防震螺栓進行切割，對梁體限位進行解除;?采用墨線標出梁板中心位置，采用直徑110mm水鉆對鉸縫中心進行取芯打孔作為金剛石繩鋸穿繩孔，采用金剛石繩鋸從梁中心線分段切割，根據(jù)實際情況3m～5m為一段，鐵路線外部分可在天窗外切割，其余V窗、垂窗內進行切割，將金剛石鏈條從兩個相鄰的穿繩孔穿入，連接好后安裝到繩鋸機上，切割混凝土，直接將梁板分離成為裸梁，同時架橋機做好吊梁準備;?吊梁拆除施工采用主繩下穿式抬梁方法吊卸，通過取芯雙孔拴掛鋼絲繩，在鋼絲繩與梁板菱角接觸部位采取保護鋼絲繩措施，為了確保安全，必須實行試吊，橫向、豎向移動距離約5cm～10cm左右，檢查是否有切割后掉塊需要清理、是否其他梁板有無連接及架橋機起吊設施是否運轉正常，經(jīng)檢查合格后架橋機再緩慢起吊，放至托車后運走進行鑿除處理;④架橋機拆梁單孔順序（詳見圖1），單幅順序為架梁的反方向進行，采取后退的方式進行，架橋機的型號、年檢狀況及司機操作資格必須在報審合格。

4.3? ?下部結構拆除

舊橋梁板全部拆除后，橋梁下部結構采用繩鋸切割整體傾倒法進行施工，具體拆除方案：?在蓋梁與墩柱頂部相接處各緊栓一根直徑不小于16mm鋼絲繩及配置1個20T的手葫蘆作為牽引繩，手葫蘆處于受力狀態(tài)，錨固端為鐵路的反方向，防止墩柱蓋梁拆除時向鐵路方向傾倒，在傾倒方向堆積坡度厚度為1米的虛土用于緩沖;?采用繩鋸切割機對墩柱從鐵路側向鐵路反方向開始切割，靠近橋臺側預留墩柱主筋未切斷2～3根，防止下部結構在傾覆過程中下部向鐵路線方向滑移，上部采用手葫蘆受力，直到墩柱傾倒為止;?在V窗內，直接將墩柱蓋梁在手葫蘆受力情況下向橋臺方向整體拉倒;④然后采用破碎錘鑿除清理及按要求恢復鐵路現(xiàn)場，見《圖3：下部結構拆除示意》。

5? 結束語

隨著中國交通行業(yè)飛躍式的發(fā)展，后續(xù)涉及既有鐵路線構造物拆除施工比比皆是，但均具有不安全因素多、施工難度較大、費用高及影響施工因素多等特點，所以周全的安全防范措施、合理的施工工藝、科學的施工組織及可控的施工現(xiàn)場是施工首要解決的問題，希望本文能為后續(xù)類似工程提供參考。

參考文獻：

[1] 金剛石繩鋸機切割工藝參數(shù) ：河北東飛建筑物拆除工程有限公司提供.

[2] 趙立巖.沈鐵高速公路改擴建工程舊橋拆除施工方案設計[J].北方交通

[3] 金剛石繩鋸機切割工藝 ：北京晨威混凝土切割拆除公司提供.