一、工程概况
本项目需要拆除的既有桥于1983年11月建设完成, 孔跨布置为8m (桥台搭板) +20m (钢筋混凝土T梁) +2×38m (后张法预应力混凝土T梁) +2 0 m (钢筋混凝土T梁) +8 m (桥台搭板) , 桥全长133.28m。该桥第2~3孔跨越四平铁路编组站到达场及直通场, 依次为编组站到发场 (12股道) 四梅进发走行线7-1道、四梅乙线、直通场到发线4-1道, 第四孔上跨京哈线铁路上下行线 (2股道) , 共14条既有铁路。每孔12片T梁, 梁片间桥面板及横隔板采用焊接钢板连接。桥面宽度20.6米, 两侧有人行道和路灯, 桥面铺装为钢筋混凝土铺装。 (如图所示)
二、施工方案设计、分析、比选与优化
1、通用拆桥方法
1.1爆破拆除:直接以爆破的方式拆除旧桥;1.2人工拆除:直接用人工凿除、破碎、清运方式拆桥;1.3人工配合小型机械拆桥;1.4吊车拆除:用汽车吊拆桥;1.5架梁桥拆除:直接用架桥机拆桥。
2、方案分析、比选与优化
爆破拆除方法因无法满足铁路运营行车安全, 不能通过审批, 所以不适用;人工拆除方法可行, 但施工时间长、效率低, 不能满足工期及铁路行车要求, 且不适合拆梁;人工配合小型机械方法可行, 但效率也不高, 同样不适合拆梁;吊车拆除方法工效高, 速度快, 但只适用于桥的两头边跨和搭板, 中跨由于在站场内没有吊车站位, 无法拆除中跨梁;架梁桥拆除方法适合拆除桥梁, 但工效比吊车低, 施工时间长, 拆除需要长时间封锁铁路。
本桥拆除施工难点在于, 既要保证拆除作业施工安全, 不磕碰旧桥下方0.5m处的电力接触网和轨道、行车设备, 还要保证京哈正线及编组站到发、直通场正常行车, 减少行车干扰 (铁路行车部门批复的京哈线上、下行封锁时间为1小时, 现场实际施工时间40分钟, 铁路编组站封锁时间为2小时, 现场实际施工时间1小时40分钟) , 原设计方案为架桥机拆梁, 轨道吊配合绳锯拆除盖梁、墩身。
通过以上分析, 单独采用任何方法都无法满足施工要求, 综合考虑施工难点、安全、工期、行车要求等因素, 同时考虑接触网原因无法使用轨道吊, 经过比选、优化, 结合各种方法的优缺点, 选定采用人工配合小型机械方法拆除人行道及栏杆;用金刚石绳锯切割简支梁板间横隔板及梁缝间预埋钢板、连接钢筋;用160t双导梁架桥机拆除中跨38m预应力简支梁 (桥面铺装加梁体最重135t) 、用300t汽车吊拆除20m简支梁 (桥面铺装加梁体最重38t) 、搭板、盖梁及墩台身 (0号、1号、4号) ;绳锯配合人工拆除盖梁及墩身 (2号、3号) ;破碎锤拆除不受行车影响的0号、4号台肋板的综合施工拆除方法。
3、经济分析
对原设计方案进行了优化, 根据优化后的方案申请封锁时间。3号-4号墩20m T梁吊装采用300t汽车吊, 共用5个台班, 设计采用架桥机方案使用7个台班;4号盖梁及墩柱采用300t汽车吊, 共用6个台班, 设计采用轨道吊方案使用20个台班。可节约人工费30人*300元/人/班* (2+14) 台班=14.4万元, 节约轨道吊费用14台班*2.2万元/班=30.8万元, 共计45.2万元。
该桥拆除, 封锁线路施工时间短, 施工难度大, 安全风险高, 安全防护难度大, 目前在国内还没有拆除类似桥梁的参考案例。采用本方案, 既能降低上跨铁路拆除大型简支梁、混凝土构件等的风险系数, 有效保护梁下接触网不受损坏, 又能保证对铁路运营影响最小, 同时经济合理、时间最短, 具有很强的实施性和可操作性, 为最佳方案。通过方案实施, 原设计方案京哈线上、下行封锁施工共需200次, 每次封锁时间1小时;铁路编组站封锁施工共需162次, 每次封锁2小时。优化后, 京哈线上、下行封锁施工共需61次, 每次封锁2小时;编组站封锁施工共需67次, 每次封锁2.5个小时, 大大缩短了封锁施工对铁路营运线的影响, 圆满完成拆除任务, 并取得了预期效果。
三、方案实施
1、拆桥前准备
结合沿线既有市区道路并增修部分运梁便道, 形成全场性贯通便道, 改造或更换现场铁路相关设备线路, 以满足拆桥期间的运梁及弃料运输需求。
按照中华人民共和国行业标准《城市桥梁养护技术规范》CJJ99-2003要求, 对该桥梁进行检测, 根据最终桥梁检测报告确定拆除桥梁施工的临时加固方案。
既有桥面附属拆除阶段, 在桥梁两侧人行道位置设置高强加密防护网, 确保施工及人员安全, 并防止拆除废料落入既有线。
施工前与车站及相关产权单位协商做好通信光缆的防护措施。
2、拆除桥面人行道、栏杆及铺装
对于跨越铁路桥孔处的人行道、栏杆, 利用线路封锁, 人工配合挖掘机、铲车等拆除影响股道范围的所有构件, 非跨铁路孔桥梁附属拆除穿插在跨越铁路孔桥梁附属拆除施工中同步完成;本工程考虑到铺装层与主梁连接拆除困难, 利用封锁时间, 人工用绳锯将梁片连接处铺装及横隔板切断, 每片梁上的桥面铺装部分与主梁一起吊走拆除。
3、拆除简支梁
3.1架桥机拆除38m简支梁
第一步:架桥机拼装、检测
架桥机拼装由有资质的专业队伍进行, 组装前由机械管理人员认真检查各种构件的质量、尺寸、角度, 不合格构件严禁进行拼装。拼装前需对场地进行平整和处理, 采用两台25T汽车吊配合拼装。拼装完成后, 项目部组织相关人员验收, 验收合格后报请有资质的鉴定部门对架桥机进行安全、使用性能做全面鉴定, 鉴定合格, 出具鉴定报告后方可投入使用。架桥机拼装及鉴定3天全部完成。
第二步:架桥机过孔、对位
架桥机过孔需要利用铁路封锁天窗进行, 架桥机从0号桥台向第3孔前行就位时, 利用桥面支撑面前移不需配重。
拆除每孔38m简支梁最后一片, 需要过孔到下一跨时, 按要求过孔、对位。
第三步:捆梁、T梁分离
捆梁前应对钢丝绳进行检查, 钢丝绳不得有扭结、变形、断丝和锈蚀等现象。捆梁钢丝绳采用6×37型交叉绞丝的钢丝绳 (Φ28-1.3mm钢束, 适宜吊重≤220t) 。
第四步:简支梁试吊
吊梁前对架桥机吊梁天车的卷扬设备全面检查, 确保正常使用状态。吊梁天车吊梁中心位置应在梁两端1.45米处。架桥机将T梁缓慢垂直向上吊起, 脱离支座后静置两分钟, 监测T梁、架桥机及墩柱变形情况, 确认一切正常后方能继续起吊。
第五步:简支梁起吊、移动到位
1) 铺设0号、1号支腿横向行走轨道, 使走形轮在横向轨道上就位。横向轨道须铺设顺直, 两条横向轨道间距均匀, 以保持0号—1号支腿间中心距离不变。顶起架桥机前部到设计位置, 消除架桥机悬臂挠度, 安装 (接长) 0号支腿, 架桥机就位。
2) 当梁体纵向位置符合起吊条件时, 进行梁体捆绑吊装。梁片吊起后, 确认起升机构无异常情况, 方可出梁, 当梁片前端接近前支腿时应缓慢对位, 防止梁片撞击前支腿。梁在起落过程中应保持水平。
第六步:落梁及简支梁运离
1) 行车吊梁至离桥面100mm, 整机横移、横移到运梁车位置。如果梁体的横向位置距离安装位置相差较多, 应先使用横移的方法, 待距离缩短到起重小车横移距离范围以内, 横移前先上好中后部上平梁。
2) 待运梁小车就位后, 前后两台吊梁台车同时纵向后移, 至简支梁后端运至运梁车上方。后方吊梁车缓慢下落至简支梁后端放至运梁车上, 后方吊梁车脱钩。前方吊梁车纵向后移与运梁车配合将简支梁完全移运至运梁车上并脱钩。运梁车将简支梁运离。
第七步:架桥机回移、拆除
1) 架桥机回移至0号桥台前场地后再进行拆除, 拆除时从架桥机中间向两侧进行拆除。同时收前支点、后支降低导梁于低位并支好。解除动力电源, 撤除机上动力, 控制电缆。
2) 先用吊车拆下前、后吊梁行车及横梁纵移台车。用吊机解除前辅助顶杆, 注意吊点位置, 防止不平衡情况出现。用风缆将前支点拉紧, 拆除主导梁、引导梁横联。
3.2汽车吊拆除20m简支梁及搭板
20m简支梁采用300T汽车吊拆除。20m简支梁中梁每片梁重量21.6吨, 边梁每片梁重量20.5吨;20m简支梁每片梁最大重量按21.6吨, 拆除梁时汽吊作业半径约为18米, 主臂长25.4米, 起重重量为42t>27.12t, 满足施工要求。
20m简支梁吊装技术措施:
1) 吊车就位前对地面基础进行处理, 并做好预压沉降试验。吊车站位支腿加固措施:压脚板下铺设双层枕木, 并垫50mm厚3m*3m钢板。
2) 为保证梁体稳定性, 在停止拆除时和每孔最后一片梁吊拆前, 需对梁体进行临时固定。梁体临时加固如下图所示。
3) 采用汽车吊拆20m简支梁时, 在简支梁两端肋板根部翼缘处使用电镐开长400mm, 宽100mm的吊装孔, 吊装孔边缘距梁端不小于3m, 使用U形环卡具锁定吊装钢丝绳。
4) 在进行京哈上下行线第四孔20m简支梁吊装之前, 先用300t汽车吊对第一孔20m简支梁进行一片试吊。
4、汽车吊拆除盖梁、墩台身
1号、4号盖梁、墩身, 利用封锁线路时间, 用300t汽车吊临时吊起固定, 然后用绳锯锯断盖梁或墩柱, 再起吊, 将盖梁或墩柱吊出线路外。
5、人工拆除盖梁、墩柱
该桥2号、3号墩, 由于既有站场内, 受14条铁路线路运输任务繁忙及接触网限制, 无法利用机械进行施工, 墩柱、盖梁利用人工配合小型绳锯进行切割凿除, 凿除墩柱、盖梁之前搭设防护围挡, 在盖梁混凝土中布设膨胀剂配合人工更大程度的提高了凿除混凝土的效率。
6、桥台拆除
拆除桥台, 由于不受铁路运营影响, 采用破碎锤破碎桥台及挡土墙, 经施工便道, 用汽车运离施工现场。
四、总结
旧桥简支梁利用金刚石绳锯切割梁板间连接, 采用160t双导梁架桥机拆除38m简支梁, 采用300t汽车吊拆除20m简支梁, 在满足铁路与地方要求的情况下, 顺利吊除48片上跨铁路的大跨径简支梁, 保证了安全、保证了工期, 确保了新桥建设的开工日期与前期准备。通过本工程的施工实践, 总结出一套完整、规范、具有可操作性的旧桥拆除施工方法, 为同领域内跨铁路大型编组站及正线, 不能采取常规爆破和机械破除方法的桥梁拆除工程提供了有益的技术参考。
摘要：通过本工程旧桥拆除方案, 阐述了跨越铁路大型编组站及正线的混凝土简支梁旧桥拆除的流程、方法、技巧及安全质量注意事项等, 形成了一套快速施工且安全经济的施工方法, 为类似工程提供借鉴经验。
关键词：大跨径,简支梁,旧桥拆除,施工技术
参考文献
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