試論運(yùn)營(yíng)線路既有橋梁拆除改建

周喜平

摘 要 隨著城市的不斷發(fā)展，交通流量的不斷增大，既有橋梁工程已經(jīng)無(wú)法滿足新的規(guī)劃要求。在拆除改建過(guò)程中，如何有效利用寶貴的城市空間、減小對(duì)城市交通和環(huán)境的影響、改善城市交通現(xiàn)狀以及節(jié)約工程投資，對(duì)既有橋梁的拆除改建有著重要意義。本文結(jié)合工程實(shí)例，研究分析運(yùn)營(yíng)線路中既有橋梁的拆除改建問(wèn)題，詳細(xì)介紹了改擴(kuò)建過(guò)程中的控制因素、設(shè)計(jì)方案的研究比選以及關(guān)鍵施工工序。結(jié)果證明：通過(guò)對(duì)實(shí)際工程的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析控制，選擇合適的設(shè)計(jì)方案，可以保證施工期間既有交通的正常通行，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞 橋梁工程;施工方法;設(shè)計(jì)方案;改擴(kuò)建項(xiàng)目

Demolition and Reconstruction of Existing Bridge in the Operating Lineline

Zhou Xiping

China Railway 11th Bureau Group Co.， Ltd Survey and Design Institute Hubei Wuhan

Abstract With the continuous development and the increasing traffic flow of the city，the existing bridge project has been unable to meet the new planning requirements. In the process of existing bridge demolition and recon struction， these factors are of great significance that how to effectively use valuable urban space， reduce the impact on ur ban transportation and environment， ?improve the urban traffic situation and save the investment of the project.Combining with the engineering example，this paper ?studied and analyzed the demolition and reconstruction problems of the existing bridge in the operation line，introduced the control factors in the process of reconstruction， ?the design scheme of the project and the key construction process.The results proved that it could ensure normal traffic during the construction， and a chieved good economic and social benefits through the analysis and control of the key factors in the project， and the choice of the appropriate design.

Key words Bridge engineering; Construction method; Design scheme; Reconstruction project

前言

在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的條件下，對(duì)于城市交通工程而言，如何滿足日益擴(kuò)大的交通流量要求，適應(yīng)新的城市交通規(guī)劃發(fā)展，成為目前乃至將來(lái)都面臨的一道難題。對(duì)既有工程的拆除改建作為解決這一難題的有效手段，正逐漸成為工程界研究探討的重要內(nèi)容。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)既有橋梁工程的改擴(kuò)建方式主要有混凝土梁橋、鋼桁梁橋和框架橋等橋型。在拆除改建過(guò)程中，如何有效利用寶的城市空間、減小對(duì)城市交通和環(huán)境的影響、改城市交通現(xiàn)狀以及節(jié)約工程投資，對(duì)既有橋梁的除改建有著重要意義。本文通過(guò)麗水路立橋的拆除改建項(xiàng)目，研究分析運(yùn)營(yíng)線路中既有橋的拆除改建問(wèn)題。

1項(xiàng)目分析與研究

原宣杭線126號(hào)橋修建于1960年，受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件的制約，原橋?yàn)?孔12m凝土梁，通行凈空為4.5m，見(jiàn)圖1。原橋臺(tái)位于建后麗水路的車(chē)道，阻擋行車(chē)，故須對(duì)此126號(hào)橋進(jìn)行改建。通過(guò)對(duì)原有工程狀況的具體分析，本項(xiàng)目面臨的最大困難是在確保鐵路運(yùn)輸?shù)那疤嵯逻M(jìn)行橋梁施鐵工，主要控制因素：

（1）在保證鐵路正常運(yùn)營(yíng)的前提下，拆除既有路橋。

（2）施工期間，需要保證既有道路的通行。

（3）鐵路線間距只有4.0m，需要對(duì)橋尾的緩和曲線進(jìn)行臨時(shí)施工改造。

（4）橋址臨近大運(yùn)河，路基填土高達(dá)7m以上，地基為軟土，地下水位高。

（5）既有橋臺(tái)為1960年修建，屬于漿砌片石臺(tái)身，拆除過(guò)程中有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2施工工藝及關(guān)鍵設(shè)備的選用

該項(xiàng)目施工條件較為復(fù)雜，確保鐵路運(yùn)輸?shù)那疤嵯逻M(jìn)行橋梁拆除改建是施工控制的關(guān)鍵。針對(duì)這些特點(diǎn)，對(duì)于既有橋梁的拆除改建施工工藝及關(guān)鍵設(shè)備的選用，研究總結(jié)出以下幾點(diǎn)結(jié)論[1-4]：

（1）不能利用扣軌、縱橫抬梁等手段進(jìn)行施工過(guò)渡，只能采用安全、有效的鋼便梁臨時(shí)過(guò)渡措施。

（2）采用成熟的既有鋼便梁設(shè)備，無(wú)重新設(shè)計(jì)、制造新設(shè)備的必要。

（3）橋址距既有運(yùn)河鋼梁橋太近，同時(shí)，既有橋?yàn)楹?jiǎn)支T梁橋，無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)距離的臨時(shí)撥道改造。

（4）施工期間兩條鐵路不可能互相替代，必須同時(shí)滿足運(yùn)營(yíng)條件，無(wú)法臨時(shí)封閉其中任一條股道。

（5）由于鐵路線間距只有4.0m，只能16m或12m鋼便梁，緩和曲線不得上便梁橋。

（6）為盡量減少橋梁施工對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的干擾，如果采用框架橋方案，需用頂進(jìn)施工工藝。

3設(shè)計(jì)方案研究與對(duì)比

根據(jù)本橋的實(shí)際情況，主要考慮采用框架方案，將混凝土梁橋方案及鋼桁梁橋方案作為比選方案，研究情況如下。

3.1 混凝土梁橋方案

本方案橋梁布置形式為（20+20）m，將該橋擴(kuò)孔為2孔20m預(yù)應(yīng)力混凝土梁，軌底至梁底高1.95m，建成后通行凈空仍大于5.0m，見(jiàn)圖2。因與車(chē)道布置不適應(yīng)，不僅原橋臺(tái)要拆除另建，且中墩在現(xiàn)車(chē)道中心，新建的難度較大。

施工方案：梁體建議現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制。新建橋墩臺(tái)采用便梁架空線路后進(jìn)行施工，便梁支墩采用混凝土承臺(tái)、鉆孔樁基礎(chǔ)，利用封鎖時(shí)間移除既有梁，架設(shè)新梁。

3.2 鋼桁梁橋方案

本方案對(duì)既有橋改造采用40m跨度下承鋼桁梁一跨跨越麗水路，滿足規(guī)劃路幅寬度36.0m的要求，見(jiàn)圖3。其軌底到梁底高差≥2.32m。

施工方案：鋼桁梁采用工廠制造、現(xiàn)場(chǎng)拼裝、橫移就位的方法進(jìn)行施工，支架平臺(tái)設(shè)于既有橋側(cè)面，平臺(tái)上設(shè)置移梁軌道，利用封鎖時(shí)間進(jìn)行換梁。

新建橋臺(tái)采用便梁架空線路施工，便梁支墩設(shè)置一端利用既有橋臺(tái)設(shè)置支架，一端采用混凝土承臺(tái)、鉆孔樁基礎(chǔ);既有橋臺(tái)在鋼梁就位前先移除既有梁、鑿除部分墩臺(tái)帽，鋼梁就位后拆除剩余部分。

3.3 框架橋方案

既有橋根據(jù)路幅斷面改建為4孔分離式框架橋，布置形式為（6.5+8.5+8.5+6.5）m，框架橫斷面與路幅對(duì)應(yīng)，見(jiàn)圖4。該方案與雙孔17m框架方案做過(guò)對(duì)比，但鑒于橋位處線間距為4m，根據(jù)目前鐵路既有橋改建的施工工藝，此處只能滿足架設(shè)D16型便梁的條件，相應(yīng)的框架規(guī)模不能滿足大孔徑方案，所以未采用雙孔17m的框架方案。4孔分離式框架，機(jī)動(dòng)車(chē)道框架凈高為6.40m;非機(jī)動(dòng)車(chē)道框架凈高為6.70m?？蚣軜蜷L(zhǎng)按13.0m確定。既有梁式橋全部拆除。

框架橋施工采用便梁架空線路，現(xiàn)澆施工，便梁支墩采用鉆孔樁基礎(chǔ)、混凝土承臺(tái)。既有橋利用封鎖時(shí)間進(jìn)行拆除。

3.4 方案比較

針對(duì)混凝土梁橋、鋼桁梁橋和框架橋三種既有橋梁拆除改建方案進(jìn)行比較分析，分析結(jié)果見(jiàn)表1。三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)如下：

（1）混凝土梁橋方案的優(yōu)點(diǎn)是工程費(fèi)用相對(duì)較低，對(duì)市政道路路幅布置略有富余，各市政管線可在路面下敷設(shè)。在橋梁建成后，后期維修養(yǎng)護(hù)工作量一般。本方案困難處在于墩臺(tái)樁基位于鐵路線正下方，機(jī)械鉆孔灌筑的方法無(wú)法實(shí)施。施工過(guò)程繁復(fù)，對(duì)道路及鐵路行車(chē)影響很大。施工時(shí)須在規(guī)劃道路外側(cè)另設(shè)臨時(shí)通道供車(chē)輛通行。此外，40m簡(jiǎn)支PC梁方案，單片梁重134m，軌底至梁底高度達(dá)3.40m，此方案將迫使路面下挖，使排水方案復(fù)雜化。

（2）鋼桁梁橋方案對(duì)市政道路的改造影響最小，現(xiàn)狀路面無(wú)須下挖，對(duì)麗水路的行車(chē)條件最佳。但本方案橋臺(tái)樁基位于鐵路線正下方，機(jī)械鉆孔灌筑的方法無(wú)法實(shí)施。在橋梁建成后，后期維修養(yǎng)護(hù)工作繁重，費(fèi)用高，列車(chē)通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的噪聲對(duì)市區(qū)環(huán)境不利。

（3）框架橋方案能夠較好地適應(yīng)市政道路線形與路幅，景觀與行車(chē)條件較好。橋梁建成后，能夠減少鐵路橋的維修養(yǎng)護(hù)工作，工程造價(jià)適中。施工時(shí)需要在現(xiàn)橋位處澆筑框架，同時(shí)對(duì)線路進(jìn)行防護(hù)、封鎖，以拆除既有梁橋，施工難度及對(duì)鐵路行車(chē)安全影響一般。因此，此方案為推薦方案。

4具體方案實(shí)施

4.1 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該方案的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：

（1）本橋采用（6.5+8.5+8.5+6.5）m四孔分離式框架橋方案，與道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置相對(duì)應(yīng)。框架結(jié)構(gòu)采用預(yù)制頂進(jìn)施工工藝，既有鐵路架設(shè)多孔16m鋼便梁維持行車(chē)。

（2）既有橋基礎(chǔ)予以保留利用，新建框架橋采用壓入30×30cm小方樁基礎(chǔ)。

（3）框架頂板梁底標(biāo)高9.75m，要求道路路面標(biāo)高不高于4.75m。

（4）框架橫向?qū)挾?0.0m，橋面兩側(cè)各伸出1.5m混凝土懸臂板，設(shè)置雙側(cè)人行道及電纜槽道，設(shè)置整體混凝土欄板。不設(shè)避車(chē)臺(tái)。

（5）橋面排水至道路，在框架橋外宣城側(cè)新建1～3m煤氣管道保護(hù)涵。

（6）框架橋兩側(cè)各設(shè)置5m鋼筋混凝土擋墻，與框架聯(lián)結(jié)，形成橫向長(zhǎng)度20m的整體結(jié)構(gòu)，整體頂進(jìn)。

（7）便梁支墩采用鋼筋混凝土門(mén)式墩結(jié)構(gòu)，橫梁中心距12.0m，單側(cè)為21.25m立柱，對(duì)應(yīng)設(shè)置21.25m鉆孔樁基礎(chǔ)。鉆孔樁長(zhǎng)30m。

（8）采用填土與鋼軌樁聯(lián)合頂進(jìn)后背，滑板及后背下采用50cm水泥攪拌樁加固地基。

4.2 施工布置

其主要施工步驟如下：

（1）杭州側(cè)線路曲線撥道改造。

（2）架設(shè)便梁，完成宣城臺(tái)后1#門(mén)式支墩施工，完成3#柱立式便梁支墩施工。

（3）拆除宣城臺(tái)后部道碴槽，架設(shè)便梁，完成2#門(mén)式支墩施工。完成4#門(mén)式支墩施工;完成6#柱立式支墩施工。

（4）拆除既有橋梁部，架設(shè)6孔16m鋼便梁，拆除既有宣城側(cè)橋臺(tái)，完成7#門(mén)式支墩施工。

（5）重新移動(dòng)架設(shè)6孔16m鋼便梁，頂進(jìn)宣城側(cè)6.5m邊孔框架;道路臨時(shí)改移過(guò)渡。

（6）移動(dòng)架設(shè)鋼便梁，頂進(jìn)宣城側(cè)8.5m主框架，拆除既有杭州側(cè)橋臺(tái)，頂進(jìn)杭州側(cè)6.5m邊孔框架。

（7）利用已就位框架，架設(shè)鋼便梁，頂進(jìn)杭州側(cè)中孔框架。

（8）重新架設(shè)便梁，頂進(jìn)保護(hù)涵洞，完成涵洞、擋墻及路基過(guò)渡段等工程。

（9）施工期間列車(chē)限速行駛45km/h，既有道路施工期間需要臨時(shí)過(guò)渡，但無(wú)須完全封閉。

5結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于運(yùn)營(yíng)線路既有橋梁改擴(kuò)建工程來(lái)說(shuō)，橋梁拆除技術(shù)是一項(xiàng)施工環(huán)境復(fù)雜、技術(shù)難度大、施工風(fēng)險(xiǎn)高的工程，必須確保不能影響其他交通的正常運(yùn)行，同時(shí)也要保證工程實(shí)施的經(jīng)濟(jì)性、合理性以及安全性[5]。通過(guò)對(duì)既有橋梁的調(diào)研分析，考慮關(guān)鍵控制因素與施工要求，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究與對(duì)比。麗水路立交橋改擴(kuò)建項(xiàng)目最終采用4孔分離式框架橋方案進(jìn)行拆除改建，于2008年底開(kāi)工，2009年底開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，施工期間確保周?chē)煌ň€路的正常運(yùn)行，工程施工方式合理，滿足城市交通規(guī)劃要求，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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