上跨電氣化（高速）鐵路人行天橋拆除技術(shù)探討

徐寶利 中國鐵路上海局集團有限公司上海上鐵建筑工程（集團）有限公司

1 工程概況

無錫興源路人行天橋位于無錫站內(nèi)，鐵路里程為京滬下行線K1326+590，電氣化鐵路，有碴軌道。人行天橋結(jié)構(gòu)形式為4 墩3 跨，橋?qū)?.5 m，橋跨由南往北依次跨度為7.48 m+20 m+16.04 m，天橋總長為46.82 m。依次跨越南牽線、4 道、京滬上行線、京滬下行線、5 道、7 道共計 6 條鐵路，主跨 20 m 跨越4 道及京滬上、下行線3 條鐵路，天橋北側(cè)有一條既有滬寧城際牽出線，牽出線距離天橋北側(cè)梯道邊緣4.22 m。接觸網(wǎng)承力索所處高度約為鋼橋底部0.4 cm，軌頂至梁底高度為7.15 m。因為修建滬寧城際線，形成一座斷頭橋，導致成為廢棄天橋。老橋年久失修，目前狀態(tài)不良且有惡化趨勢，對鐵路運營造成極大安全隱患（見圖1）。

圖1 人行天橋與線路位置關(guān)系現(xiàn)場情況

本工程需拆除既有橋梁總長43.81 m，共3 跨，由北向南每跨長度依次為16.04 m，20 m 及7.77 m。每跨由4 片寬為600 mm 鋼梁組成，其中邊梁高度為700 mm，中梁高度為800 mm，共計12 片，每片鋼梁底部設(shè)有截面積約為300 mm×300 mm，高度為60 mm的鋼支墩。橋面由下至上為10 mm橋面鋼板+100 mm 混凝土鋪裝組成，橋面附屬設(shè)有防護欄桿及高度2 200 mm的防拋網(wǎng)。

2 項目難點

本工程涉及臨近營業(yè)線施工及營業(yè)線施工，對施工過程中的風險控制要求極高。

（1）老橋上跨電氣化鐵路，既有接觸網(wǎng)與老橋梁底最小距離僅有20 cm，施工過程中需采取有效措施加強對接觸網(wǎng)的保護。

（2）老橋跨越7 股道，且京滬鐵路上下行線封鎖點無交集，需對施工工序合理分段，對施工過程有效管理，保證最優(yōu)工期，減少對鐵路影響。

（3）既有老橋上部結(jié)構(gòu)為拼裝鋼梁，拆除橋面系后須采取有效措施保證鋼梁穩(wěn)定。

（4）拆除老橋需吊機配合，吊機站位影響周邊公路交通，需協(xié)調(diào)相關(guān)部門進行交通管制。

3 施工方法

3.1 施工流程

首先進行北側(cè)滬寧城際跨梯道及門式墩拆除，拆除完成后按照下列施工流程進行施工：

施工準備→城際跨施工→拆除興源路9.24 m 既有梯道→拆除下行跨橋面系→拆除上行跨橋面系→主跨鋼梁切割及吊裝→北側(cè)鄰跨鋼梁切割及吊裝→拆除吊裝1#門式墩→原地破除0#門式墩→南側(cè)鄰跨鋼梁切割及吊裝→拆除吊裝2#門式墩→竣工掃尾。

3.2 主要施工方法

3.2.1 拆除防拋網(wǎng)，破除橋面鋪裝

在鐵路封鎖點內(nèi)分兩階段拆除高度2.2 m 的防拋網(wǎng)，第一階段拆除下行線范圍內(nèi)25.34 m 防拋網(wǎng)，第二階段拆除上行線范圍內(nèi)18.47 m 防拋網(wǎng)，拆除順序為由北向南。防拋網(wǎng)使用氣割分塊切割拆除，人工移出施工現(xiàn)場。欄桿不拆除，作為鄰邊圍護及安全帶掛點，與鋼梁整體吊離。防拋網(wǎng)拆除前，將預拆除防拋網(wǎng)用繩索與對面?zhèn)葯跅U連接牢固后方可進行拆除作業(yè)，以確保防拋網(wǎng)不會掉落橋下。

拆除防拋網(wǎng)的同時鑿除對應階段橋面鋼板上的10 cm 混凝土鋪裝層，鋪裝層鑿除采用人工和風鎬配合施工，鑿除后的碎渣及時清掃出施工現(xiàn)場。施工前，在橋兩側(cè)設(shè)置高度1.2 m 的通長竹膠板隔離，以防止鑿除碎塊擊打橋下鐵路設(shè)備。橋下設(shè)置專人防護，并安排專人對有墜落的碎塊及時清理。

3.2.2 拆除橋面鋼板及橫向連接

橋面鋼板寬度3 500 mm，厚度為10 mm，橫向連接為I40#槽鋼，間距為800 mm。分5 次拆除，依次按照由北向南的方向拆拆。每次拆除前，使用氣割分塊切割拆除，人工移出施工現(xiàn)場，切縫按照橫橋向1 000 mm 寬/道布置，切割完成后采用人清運出場。

3.2.3 鋼梁及鋼支墩加固

為防止天橋鋪裝層、橋面鋼板及橫梁拆除后鋼梁失穩(wěn)，對天橋每跨4片鋼梁兩端采用2根3.5 m 長的40#槽鋼焊接連接加固，主梁吊裝時再割除。

為防止最后一片2#中梁失穩(wěn)，擬在每跨2#中梁兩側(cè)的橋墩上，每側(cè)各設(shè)置雙排、每排3 根Φ22 螺紋鋼作為支撐點（Φ 22 螺紋鋼長度20 cm，植入深度22 cm，植筋設(shè)計及施工滿足《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》（GB 50367-2013）規(guī)定，此處不在贅敘。），設(shè)置“八”字形I14 槽鋼作為支撐，支撐與鋼梁橫橋向角度按照450設(shè)置，以確保2#單片中梁的穩(wěn)定性。

3.2.4 切割鋼梁及吊裝

（1）切割鋼梁。本工程鋼梁切割及吊裝采用中跨→北跨→南跨吊裝的順序，在封鎖點內(nèi)分4次切割，切割長度由北向南依次為20.04 m，15.5 m 及8.27 m。鋼梁由東向西依次編號為1#～4#，每跨均按照1#→4#→3#→2#順序切割及吊裝鋼梁。主梁切割時，提前畫好切割線，切割線呈倒八形，避免鋼梁切割完畢后在吊裝作業(yè)過程中出現(xiàn)粘連、拉扯現(xiàn)象，導致吊裝失穩(wěn)。

（2）切割鋼支墩。首先采用厚度10 mm 鋼板，對鋼支墩與鋼梁既有連接處進行焊接加固，加固完成后采用乙炔對鋼支墩底部鋼板以上20 mm 處，進行切割（切割完成后與鋼梁同步吊裝出場）。

（3）吊裝鋼梁。吊機選用500 t 吊機，吊機距最遠一片鋼梁吊點46.69m，采用兜底吊裝（2點吊法）。

鋼梁吊裝作業(yè)在封鎖點內(nèi)施工，先采用鋼絲繩將鋼梁兜底，吊機進行轉(zhuǎn)臂進入鐵路上方，落鉤，將鋼絲繩掛鉤，起鉤將鋼梁穩(wěn)固，然后進行橫向連接及鋼梁切割施工，切割施工完畢后，吊機起吊并旋轉(zhuǎn)將鋼梁移出鐵路上方，裝運出場。

吊裝作業(yè)時，在吊機吊臂旋轉(zhuǎn)范圍以及配重作業(yè)半徑區(qū)域設(shè)置警戒位置做好安全防護，施工期間做好現(xiàn)場封閉，與本施工項目無關(guān)人員不得進入。在鋼梁兩端設(shè)置纜風繩，吊裝時人工穩(wěn)定鋼梁，吊裝需在封鎖點內(nèi)作業(yè)。

（4）拆除1#及2#門式墩。人行天橋1#及2#門式墩拆除施工，需拆除門式墩立柱截面尺寸為0.6 m×0.6 m，立柱高度為7.4 m，中系梁與頂部系梁長度均為2.6 m，截面尺寸分別為0.4 m×0.4 m 與0.6 m×0.6 m，拆除及吊裝總重量為16.7 （t門式墩拆除高度與原地面齊平）。

首先用φ21.5 鋼絲繩將墩柱與吊鉤連接，保持鋼絲繩處于受力狀態(tài)方可進行后續(xù)施工。采用風鎬將門式墩立柱混凝土保護層鑿除，鑿除完成后，用乙炔對立柱鋼筋進行切割，切割完成后再次使用風鎬將墩柱鑿斷，采用吊機在點內(nèi)吊運出場，吊裝需在封鎖點內(nèi)作業(yè)。

（5）吊機選型

①根據(jù)本工程實際吊裝工況，選擇500 t吊機進行北側(cè)鄰跨鋼梁吊裝、主跨鋼梁吊裝及1#門式墩吊裝作業(yè)，各參數(shù)見表1。

表1 500 t吊機吊裝作業(yè)對照表

②選擇220 t 吊機進行南側(cè)鄰跨鋼梁吊裝及2#門式墩吊裝作業(yè)，各參數(shù)見表2。

表2 220 t吊機（70t配重）吊裝作業(yè)對照表

（6）鋼絲繩驗算

吊裝鋼絲繩驗算采用最大吊裝鋼梁及門式墩兩種最不利工況，鋼絲繩理論破斷力及安全系數(shù)由鋼絲繩廠家提供，驗算結(jié)果見表3，滿足使用要求。

表3 鋼絲繩驗算表

（7）卡環(huán)選型

采用橫銷直徑3.9 cm，扣體直徑8.6 cm 的D 型卡環(huán)2 付，作為本工程的鋼梁及門式墩吊裝卡環(huán)，2 付卡環(huán)承載力為21.4 t≥13.7 t（門式墩及鋼梁最大重量），滿足門式墩及鋼梁吊裝要求。

（8）鋼梁、門式墩吊裝

在鋼梁及門式墩吊裝過程中，與吊機最近距離障礙物為南牽線回流線，南牽線回流線距離地面8.45 m，與吊機吊距起點距離為16.46 m。最不利吊裝工況為北側(cè)鄰跨鋼梁吊裝施工，選用 52 m 吊距、57.7 m 臂長、理論吊重為 9.6 t，實際吊臂距離南牽線回流線投影地面高度為10.7 m，合計高差為2.25 m，回流線在吊裝作業(yè)前停電，滿足附加導線通過要求。

4 安全質(zhì)量保障性措施

（1）施工人員安全教育與施工技術(shù)交底、機械特種操作人員及電工等特種資格證人員審核等流程在進場前完成，確保進場人員安全性。

（2）在進場前完成對切割設(shè)備的檢驗，檢查設(shè)備出廠合格證、質(zhì)保書以及年檢合格證，從而保證切割過程中機械的正常使用。

（3）防拋網(wǎng)拆除前用繩索與欄桿連接牢固并專人穩(wěn)固所切割防拋網(wǎng)。

（4）在既有護欄上安裝1.2 m 高通長竹膠板，確保沒有大塊鑿除物在鑿除過程中濺射打擊鐵路設(shè)備。

（5）在橋面混凝土鑿除范圍所對應的鐵路投影面兩端10 m范圍內(nèi)滿鋪竹膠板并派專人盯控，確保軌道安全。

（6）施工前天橋投影面范圍內(nèi)接觸網(wǎng)上增設(shè)防護套管，并且天橋施工前鐵路接觸網(wǎng)進行停電，橋上所有電氣設(shè)備保證接地線。

（7）橋面鋼板及既有橫向連接切割施工過程中，為避免對南牽線的回流線、4 道、京滬上下行線、5 道及7 道位置的接觸網(wǎng)造成不利影響，施工時增設(shè)隔離措施，具體實施方法如下（以7道接觸網(wǎng)為例）：在封鎖點內(nèi)，將寬度為3.7 m、長度為2 m、東西兩側(cè)邊口高度為10 cm的“凹”字形密封盒子抬入1#門式墩位置，待接觸網(wǎng)停電并確認完畢后，由1#墩橋面位置放下繩索并與密封盒綁扎牢固，綁扎完畢后，在橋面將密封盒提升至橋底10 cm 處進行縱移，移動至接觸網(wǎng)位置處，將密封盒與橋面鋼梁綁扎牢固，完成后進行接觸位置切割施工，施工完畢后拆除密封盒。

（8）為防止橋面鋼板及橫向連接切割清運、防拋網(wǎng)立柱拆除及清運、鋼梁切割及吊裝橋上作業(yè)過程中，作業(yè)人員由高處墜落事故的發(fā)生，故在2#鋼梁頂部，設(shè)置安全帶懸掛鎖1條，安全帶懸掛鎖為9 mm 鋼絲繩，作為橋上作業(yè)人員安全帶的懸掛點，安全帶懸掛鎖每跨與鋼梁設(shè)置3處焊接點。

5 結(jié)束語

（1）結(jié)合既有鐵路的特點，提出了不中斷鐵路正常運行的拆除整體方案，保證了鐵路行車和施工安全。

（2）針對舊橋結(jié)構(gòu)特點，制定出合理拆除的施工方案，并按照施工網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，既節(jié)省了工時，又節(jié)約了經(jīng)費。

（3）由于跨越鐵路股數(shù)較多，接觸網(wǎng)與既有橋梁底間距較小，受封鎖點影響較大等特點，采用500 t 汽車吊配合拆除人行天橋的施工方法，在工程中較少見，本工程在施工工藝和安全控制方面對今后類似工程有一定的借鑒意義。