既有線大跨度雨棚懸挑結(jié)構(gòu)臨時支撐拆除施工技術(shù)

鄧裕民

（中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京 100040）

1 工程概況

京滬鐵路常州站改造工程大跨度雨棚跨越3 臺6 線，檐口高度18.5 m，垂軌方向跨度為22.5 m（懸挑）+19 m+11 m（懸挑），結(jié)構(gòu)形式為“倒三角形鋼管桁架+平面次桁架”。大跨度雨棚臨時支撐立面如圖1 所示。站場分階段過渡改造順序由京滬普速場向滬寧城際場推進(jìn)，由于大跨度雨棚在基本站臺～2站臺之間為懸挑結(jié)構(gòu)，為保證Ⅱ、Ⅳ、6 道正常運營，故在基本站臺共設(shè)置8 組雙肢鋼管桁架支撐，每組支撐分3 段。待整個大跨度雨棚形成穩(wěn)定體系后，在天窗點內(nèi)對臨時支撐進(jìn)行拆除。

圖1 大跨度雨棚臨時支撐立面

2 施工重點和難點

1）常州站為雙場站區(qū)，客流量大，必須要保證鐵路線正常運營。

2）支撐拆除位置離鐵路線接觸網(wǎng)距離較近，且受限于天窗點內(nèi)施工，安全控制要求極高，故而需確保對行車無干擾。

3）由于支撐位于基本站臺，貫穿站房天溝結(jié)構(gòu)板，可拆除場地極為受限，因此，要優(yōu)選支撐拆除方案。

3 施工方法簡述

在常州站改造工程基本站臺大跨度雨棚臨時支撐拆除階段，基本站臺面正常辦客，Ⅳ、6 道正常運營，故只能在天窗點內(nèi)進(jìn)行。從大跨度雨棚臨時支撐所處場地及外界條件進(jìn)行分析可知，該臨時支撐緊靠站房側(cè)，側(cè)臨鐵路6 道線接觸網(wǎng)距離3 256 mm，且只有站房2 層1.2 m 寬的天溝作為支撐拆除場地，故而無法提供合適場地進(jìn)行機(jī)械拆除。

針對上述情況，可在拆除支撐時利用雨棚結(jié)構(gòu)作為吊裝點，并在天窗點內(nèi)采用“人工+電動卷揚機(jī)土”法，既能解決無拆除場地問題，又能消除對鐵路線及接觸網(wǎng)影響，保證了安全質(zhì)量和施工成本。

4 主要施工技術(shù)

4.1 支撐拆除流程

4.1.1 支撐點分離

在拆除支撐前，首先要進(jìn)行大跨度雨棚桁架支撐點分離?？紤]到大雨棚結(jié)構(gòu)縱向兩邊懸挑6 m，為使大跨度雨棚結(jié)構(gòu)整體撓度變形一致，需在支撐點拆除時按照“從兩邊向中間”的順序進(jìn)行分離切割：（1）第1 個天窗點內(nèi)分離編號為①、②、⑦、⑧的4 個臨時支撐點；（2）第2 個天窗點內(nèi)分離剩余編號為③、④、⑤、⑥的4 個臨時支撐點；（3）為保證安全，支撐主桿件拆除采用“隔一跳一”方法進(jìn)行拆除切割，拆除編號為②、④、⑥、⑧的4 個主撐桿后，再拆除編號為①、③、⑤、⑦的4 個主撐桿，如圖2 所示。

圖2 支撐編號平面布置

在分離切割桁架與支撐點時，首先切割掉支撐點支座管120 mm 高度為標(biāo)準(zhǔn)值，如撓度值超過驗算值，則立刻停止分離切割；同時，要做好支撐點處增加斜墊鐵這一回頂措施，以阻止桁架進(jìn)一步下?lián)稀Ｍ瓿稍摴ぷ骱?，需會同相關(guān)單位及專家在研究處理方案后再進(jìn)行下一步工作，如撓度變形在可控范圍內(nèi)，則進(jìn)行下一個切割點，依次類推。

4.1.2 支撐桿件拆除

在大跨度雨棚懸挑桁架支撐點分離拆除和撓度變形穩(wěn)定監(jiān)測48 h 后，開始拆除臨時支撐單根桿件。該環(huán)節(jié)分3 段拆除，依次由上至下按“先腹桿、再雙肢立柱”的順序進(jìn)行拆除。

4.2 變形監(jiān)測點設(shè)置

根據(jù)建模驗算后可知，支撐拆除后，從大跨度雨棚整體變形來看，其懸挑端部變形最大。對此，在分離支撐點前，需按照要求自東向西逐個對桁架進(jìn)行編號與設(shè)置監(jiān)測點，并做好原始和拆除過程的監(jiān)測記錄，且每天都要對記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

4.3 電動卷揚機(jī)選型

本工程臨時支撐每根桿件質(zhì)量為40～600 kg，為提高支撐拆除安全性，確定選用型號為JM2T 電動卷揚機(jī)，起吊質(zhì)量2 t。

5 支撐桿件拆除及安全措施

5.1 桁架連接支撐點管件拆除

該環(huán)節(jié)步驟為：（1）拆除作業(yè)前，先在切割點做好掛防火布和接火斗防護(hù)措施，以及做好對站房側(cè)窗戶玻璃和鄰近線管保護(hù)和人身安全措施；（2）保持割槍穩(wěn)定，防止火焰割傷大跨度雨棚桁架桿件；（3）拆除與桁架連接支撐點，先采用“慢掏法”切割掉支座管長度120 mm，切割拆除后進(jìn)行48 h 變形監(jiān)測，使整個桁架撓度穩(wěn)定且符合驗算撓度值，再進(jìn)行下步拆除作業(yè)。

5.2 拆除頂部橫梁及斜腹桿

與桁架弦桿相連承重支撐點拆除完后，依次進(jìn)行橫梁、斜腹桿件拆除，拆除方法同承重支撐管。但需要注意的是，在拆除時要先將桿件用繩索綁扎捆好，上面人員不需要太多，通常3 人即可（1 人切割，2 人扶好桿件），以防止桿件脫離突然下落；與此同時，地面纜風(fēng)繩需根據(jù)實際情況緊松麻繩，而電動卷揚機(jī)操作人員聽從上面負(fù)責(zé)切割人員的指揮。

5.3 拆除立柱及腹桿

拆除每段支撐時，首先進(jìn)行支撐腹桿拆除，再進(jìn)行立柱拆除：

1）在拆除腹桿時，做好螺栓防墜落安全工作，拆除一顆螺栓放一顆螺栓，拆除螺栓放在工具包內(nèi)，禁止拆除一顆緊接拆除下一顆，相關(guān)人員手上一直拿著螺栓。

2）拆除到剩余1/3 顆螺栓未拆時，此時先松動桿件，檢查桿件是否松動再拆除剩下螺栓，并扶好桿件，以防止桿件脫離時突然下落。

3）地面纜風(fēng)繩根據(jù)實際情況緊松麻繩，電動卷揚機(jī)操作人員聽從上面負(fù)責(zé)拆除人員指揮，緩慢從立柱側(cè)面下落到卸料口至基本站臺，禁止忽慢忽快下落。

5.4 水平運輸及安全措施

臨時支撐拆除后，由電動卷揚機(jī)下方到基本站臺后，在基本站臺第一時間用自制推車將桿件運輸?shù)綀鐾饧卸逊?，做到“工完、料凈、場地清”。自制推車車輪用廢舊貨車車輪，車輪軸上車架采用φ89 mm×4 mm 鋼管焊接制作，吊點一側(cè)采用1 t 吊帶，另一側(cè)采用1 t 手拉葫蘆，手拉葫蘆另一作用是對桿件起吊后調(diào)節(jié)、緊固作用。

5.5 防下?lián)习踩胧?/h3>

經(jīng)設(shè)計驗算，臨時支撐拆除將大跨度雨棚結(jié)構(gòu)作為電動卷揚機(jī)吊點可滿足安全性要求。但在拆除時，為減少外部急增或急減的外力對大跨度雨棚撓度變形產(chǎn)生不穩(wěn)定性，需在3層混凝土女兒墻上安裝臨時支撐管，以保證電動卷揚機(jī)下放支撐構(gòu)件時安全性。

5.6 繩索防滑安全措施

6 施工監(jiān)測安全措施

6.1 監(jiān)測內(nèi)容

監(jiān)控內(nèi)容主要包括：（1）支撐拆除前，觀測大跨度雨棚懸挑結(jié)構(gòu)端部初始狀態(tài)；（2）連續(xù)監(jiān)測支撐點分離撓度變形；（3）連續(xù)監(jiān)測拆除過程中及時加設(shè)臨時支撐管；（4）拆除過程中，由專人對屋面板進(jìn)行監(jiān)控，主要監(jiān)控屋面板是否起拱、變形，檐口結(jié)構(gòu)膠是否存在開裂。

6.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

支撐桿件拆除過程中每天觀測2 次，連續(xù)觀測24 d，臨時支撐管拆除后再連續(xù)測6 d，每天觀測1 次，總共觀測30 d。監(jiān)測分析主要關(guān)鍵點：（1）支撐點分離后，每個支撐點最小變形量與最大變形量數(shù)據(jù)，對比總體變化量（見表1）；（2）從加設(shè)臨時支撐管至拆除臨時支撐管階段監(jiān)測數(shù)據(jù)變化。

表1 支撐點最小變形量與最大變形量對比mm

分析表1 數(shù)據(jù)可知，主撐桿⑦、⑧變化幅度相對較大，拆除順序中編號⑦、編號⑧最先開始切割分離，受其未分離支撐影響，初始變形量較小，變化幅度較大，其他幾個支撐同時分離后整體變形量數(shù)據(jù)接近，變化幅度較小，所以整個桁架拆除過程中，大跨度雨棚結(jié)構(gòu)撓度變形相對穩(wěn)定。

此外，檢測數(shù)據(jù)過程中，還應(yīng)對大跨度雨棚結(jié)構(gòu)及屋面體系進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容包括：

1）靠站房側(cè)次桁架和拉桿耳板焊縫是否裂縫、油漆爆皮脫落；

2）屋面板是否隆起；

3）屋面板之間扣板是否翹起、開裂；

4）檐口鋁板結(jié)構(gòu)膠是否開裂；

當(dāng)前，各個旅行社都擁有很多的產(chǎn)品類別，但很少更新維護(hù)旅游產(chǎn)品。對原有旅游產(chǎn)品內(nèi)涵的不斷豐富，并不意味著要拋棄原有旅游產(chǎn)品，而是要發(fā)掘原有產(chǎn)品的更多內(nèi)涵，延伸其旅游價值，從而創(chuàng)造出更多利益。需要注意的是，經(jīng)濟(jì)利益的增長要以新產(chǎn)品研發(fā)與原有產(chǎn)品內(nèi)涵提升為基礎(chǔ)，不能盲目追求短期經(jīng)濟(jì)效益而忽視消費者體驗。對于中等或小型的旅行社而言，新產(chǎn)品研發(fā)與原有產(chǎn)品內(nèi)涵提升應(yīng)該同步實施。這樣既可以調(diào)動自身所擁有的優(yōu)勢對原有產(chǎn)品的發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃，也可給消費者更好的體驗，使旅行社的聲譽得到提高[3]。

5）天溝板是否有拉裂現(xiàn)象。

6.3 安全性結(jié)論

根據(jù)建模驗算，臨時支撐拆除后，在最不利受力組合情況下，桁架最大撓度變形為端部，撓度值為-109.7 mm。另外，考慮到大跨度雨棚結(jié)構(gòu)實際安裝特征，需確保以下幾點：

1）桁架斜拉桿兩端均為銷軸鉸接形式；

2）在支撐未拆除卸載前，拉桿、銷軸與鋼柱上耳板間是自由狀態(tài)；

3）拉桿、銷軸、桁架上耳板間是受擠壓狀態(tài)；

4）在卸載后，拉桿、銷軸、桁架上耳板、鋼柱上耳板四者間變?yōu)槭芾瓲顟B(tài)。

另外，考慮到在大跨度雨棚桁架安裝完成后，屋面系統(tǒng)荷載會對結(jié)構(gòu)引起撓度變形，因此在結(jié)構(gòu)安裝時，對懸挑端部結(jié)構(gòu)進(jìn)行上揚安裝預(yù)起拱+60 mm，故根據(jù)JGJ 7—2010《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[1]結(jié)構(gòu)撓度容許值要求,大跨度雨棚桁架端部允許最大撓度為134.5 mm。

7 支撐拆除安全措施

7.1 人員管理措施

在人員管理方面，可采取的安全措施有：

1）崗前培訓(xùn)必須經(jīng)鐵路局營業(yè)線施工安全教育培訓(xùn)并考試合格；

2）作業(yè)人員安全技術(shù)交底，明確作業(yè)范圍、作業(yè)內(nèi)容、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、注意事項等事項。

7.2 現(xiàn)場防護(hù)措施

要確保的現(xiàn)場防護(hù)措施主要包括：

1）做好線纜轉(zhuǎn)移、防火布包扎防護(hù)；

2）準(zhǔn)備好防火布遮掛站房玻璃窗及接觸網(wǎng)線，做好接火斗和固定防火布措施；

3）在基本站臺和6 道覆蓋木模板和彩鋼瓦，以防止混凝土碎塊和零星構(gòu)件污染道砟和砸傷軌道。

7.3 設(shè)備保障措施

可采取的設(shè)備保障措施主要有：

1）檢查倒鏈、綁帶等設(shè)施是否牢固可靠；

2）確保電動卷揚機(jī)設(shè)備及鋼絲繩合格證齊全、手續(xù)齊全；

3）檢查鋼絲、麻繩有無損傷部位；

4）檢查電動卷揚機(jī)工作性能是否完好；

5）檢查電動卷揚機(jī)底座是否固定牢固。

8 結(jié)語

京滬鐵路常州站改造工程既有線大跨度雨棚施工受多方面制約，對此要在大跨度雨棚第一階段施工采用臨時支撐措施才能實現(xiàn)。臨時支撐拆除作為既有線大跨度雨棚施工過程中一個高風(fēng)險、高難度環(huán)節(jié)，如拆除方法和拆除措施選用不當(dāng)，則對大跨度雨棚結(jié)構(gòu)及屋面板體系的受力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性將產(chǎn)生不良影響。常州站大跨度雨棚臨時支撐拆除采用“人工+電動卷揚機(jī)”法，方案制定合理，安全技術(shù)保障措施到位，且通過撓度變形監(jiān)測將臨時支撐拆除過程中對大跨度雨棚屋面板影響控制到最小，有效保障了結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。