大孔径公跨铁框构桥拆除施工技术.pdf

技术 窑 应用科技创新与应用Technology Innovation and Application2023 年 30 期大孔径公跨铁框构桥拆除施工技术朱海（中铁二十二局集团电气化工程有限公司，北京 102300）项目位于黑龙江省牡丹江市牡丹江站西咽喉区，共 4 孔跨径。始建于 1940 年，于 1981 年将原桥两侧进行了拓宽改造。如图 1 所示，跨度由北向南为 10.6 m+10.6 m+17 m+10.6 m，结构形式为门架框构桥，全桥上跨牡丹江站滨绥正线、图佳正线、27#道岔至 55#道岔、机待线、31#道岔至 33#道岔、滨绥货下行线、牡佳货上行线和东专走行线。每孔均跨越双线铁路，其中第一孔跨双线非电气化铁路，第二孔跨非电气化和电气化铁路各 1 条，第三孔跨双线电气化铁路，第四孔跨电气化和非电气化铁路各 1 条。框构桥顶板厚 0.61.0 m，立墙厚 0.60.8 m。本文以框构桥第三孔 17 m 跨顶板为例，进行具体阐述切割拆除施工。1前期调查既有虹云桥中幅为 1940 年修建，无任何设计图纸及相关资料。经现场采用雷达探测分析，既有桥顶板上层横桥向布置为 椎20 mm200 mm 圆钢，钢筋下方顺桥向布置 24 kg/m 钢轨，轨头向上，间距 400 mm；顶板底层横桥向布置为 椎20 mm200 mm 圆钢，钢筋上方摘要：伴随着我国交通建设领域的高速发展，立体交叉桥梁的拆除、改造、扩建日益增多，传统的静力爆破、机械破碎等施工方法需要投入大量劳动力和机械设备，施工进度缓慢，还会给既有结构留下安全隐患，已无法满足施工需要。对于既有上跨铁路桥梁，安全、快速、简单、低噪声、无粉尘及高效的拆除成为重中之重的关键施工技术，施工过程中也应用各种新研发的施工技术。近年来绳锯切割广泛应用于在钢筋混凝土结构拆除工程中。该文结合牡丹江市既有上跨铁路框构桥虹云桥绳锯切割拆除施工工程实例，对拆除施工方法、防护措施、注意事项进行阐述。实践证明，该施工方法相对于传统的静力爆破、机械破碎等施工方法操作更安全可靠，最大程度地保证既有结构的稳定性和安全性，具有很大的参考价值，期望能够给相关的技术人员提供一定的技术理论参考。关键词：桥梁拆除；机具选择；施工防护；大孔径公跨铁框构桥；立体交叉桥梁中图分类号院U445.6文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2023冤30-0189-04Abstract:With the rapid development of traffic construction in our country,the demolition,reconstruction and expansion ofinterchange bridges are increasing day by day.The traditional construction methods such as static blasting and mechanical crushingrequire a lot of labor and mechanical equipment,and the construction progress is slow,and the safety hazard to the existingstructure makes itimpossible to meet the construction needs.For the existing upper-span railway bridges,safe,fast,simple,low-noise,dust-free and efficient demolition has become the most important key construction technology,and a variety of newlydeveloped construction technologies have also been applied in the construction process.in recent years,rope saw cutting has beenwidely used in reinforced concrete structure demolition projects.Based on the construction example of rope saw cutting anddemolition of Hongyun Bridge of the existing upper span railway frame bridge in Mudanjiang City,this paper expounds thedemolition construction method,protective measures and matters needing attention.Practice shows that this construction method ismore safe and reliable than the traditional static blasting,mechanical crushing and other construction methods,and ensures thestability and safety of the existing structure to the greatest extent,and has great reference value.This paper is expected to providesome technical and theoretical reference to the relevant technical personnel.Keywords:bridge demolition;selection of machinery;construction protection;large diameter and public span iron framebridge;three-dimensional crossing bridge作者简介：朱海（1988-），男，河南省鹤壁市鹤壁综合保税区项目总工程师。研究方向为绳锯切割施工技术。DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.30.046189-2023 年 30 期技术 窑 应用科技创新与应用Technology Innovation and Application封锁时间外作业内容芋级封锁作业内容玉、域封锁作业流程采用 10 cm 水钻进行不通透取芯钻孔，最小预留量为 0.2 m一、吊装孔预留部分进行钻透切割；二、顺桥方向纵缝进行通透切割；三、左右两侧加宽幅沿纵缝雨侧各进行通透切割 0.675 m，中间预留 0.65 m不切割；日伪时期修建中幅沿纵缝两侧各进行通透切割 0.5 m，中间预留 1 m 不切割3作业准备第一，既有虹云桥拆除相关资料逐级上报并进行审批。第二，吊装资质齐全，对设备进行鉴定，并出具鉴定报告。第三，对吊重及索具进行检算，并出具检算报告符合要求。第四，与各铁路设备产权单位签订相关施工协议及对现场光电缆走向进行确认。第五，提前将投入施工的机械设备进行检修，保证施工期间机械设备正常使用。第六，夜间施工照明设备已准备齐全，能够保证现场足够的照明。第七，与吊装单位按相关规定及法律法规签订合同。第八，建立应急预案小组。第九，施工技术交底提前下达到现场施工作业人员，详细交代施工作业地点、施工时间、施工内容及需要的注意事项等。顺桥向布置 24 kg/m 钢轨，轨头向下，跨中向两侧横桥方向对称布置 椎10.5 m400 mm 钢轨，立墙与顶板布置环向 24 kg/m 钢轨，间距 400 mm，两者交替布置；上下两层钢筋网片采用 椎10mm400 mm 圆钢呈梅花型连接。2施工工艺既有跨铁路虹云桥第三孔顶板拆除施工采取绳锯切割，架桥机吊装拆除施工作业，考虑既有虹云桥北 3孔顶板自重大，履带吊作业半径不够，现场不满足履带吊施工作业条件，故采用架桥机吊装拆除本孔桥。图 1既有框构桥立面图表 1具体拆除封锁施工作业流程4拆除施工4.1施工作业内容尧作业流程及施工顺序具体拆除封锁施工作业流程见表 1。玉、域封锁施工顺序：确认并传达施工封锁命令接触网停电、线路防护接触网防护架桥机预吊挂梁板及绳锯安装梁端头横缝切割梁板吊装及架桥机归位重复 4 至 6 步清理材料、工具，确认限界各单位检查、签字确认施工人员及机具设备离场接触网供电申请开通线路、确认调度命令执行。4.2切割拆除考虑既有虹云桥第三孔中幅为 1940 年修建，左右两侧为拓宽改造的特殊情况，第三孔顶板具体切割分块为左右两侧加宽幅切割成 4 块，1940 年修建中幅切割成 8 块，切割后梁体最大重梁为 86.7 t。切割尺寸为沿桥方向切割成 2 m 宽，长度为 17 m（第三孔跨度 17 m）。4.2.1沿桥方向纵缝切割封锁时间外采用 10 cm 水钻沿桥方向挂线（间距2 m）进行取芯钻孔，钻孔深度为梁顶面下 0.5 m，保证梁底板最小预留量为 0.2 m。第一片梁体切割如图 2 所示，纵向切割采用倒梯形，切割竖向角度 1015毅，其他切割角度与临边切架桥机归位下一片梁吊装利用板车运走架桥机提梁、移梁将梁移到北侧路基5 m 外地段、落梁梁端横向切割缝切割通透绳锯切割机切割横向留置梁端横缝架桥机钢丝绳穿入提前预钻的吊装孔接触网四孔三孔3#墙2#墙1#墙北侧二孔一孔图佳线滨绥线单机待线滨绥货下牡佳货上东专走行南侧5#墙K246+970K247+050K350+755K350+795K350+966K351+00631#道岔至33#道岔29#道岔3541#复式交分道岔27#道岔至55#岔尾23#岔尖51#岔尾K247+547K247+597牡丹江-牡西信号间线路牡西信号-牡丹江间线路190-技术 窑 应用科技创新与应用Technology Innovation and Application2023 年 30 期割缝平行。图 2第三孔顶板纵缝切割示意图4.2.2沿横桥方向横缝切割既有桥两侧加宽幅梁板，如图 3 所示，横桥向沿纵向切割缝两侧各进行通透切割 0.675 m，切割竖向角度45毅，呈倒梯形。玉、域级封锁时间内将横桥向梁端中部预留 0.65 m进行通透切割，切割前需将距梁端 1 m 处采用 47.6 m钢丝绳捆绑后用架桥机进行预吊挂，使钢丝绳处于预受力状态。（注：在梁片切割即将切割分离完成过程中能逐步提升钢丝绳，防止产生夹锯状况发生。）注明：依据简算报告，中幅桥梁板（如图 4 所示）横缝切割沿纵向切割缝两侧各进行通透切割 0.5m，保留中间 1.0 m（梁板上下各保留不少于 3 根钢轨）在架桥机进行预吊挂后方可进行切割。图 3第三孔加宽幅梁板横向切割平面示意图图 4第三孔中幅梁板横向切割平面示意图4.3吊装拆除北 3 孔顶板采用绳锯切割，160 t 桁架式架桥机吊装拆除。架桥机（如图 5 所示）1 号立柱采用单轨道横梁，位于 4#立墙上方靠南侧；2 号立柱采用双轨道横梁，位于 2#立墙上方靠南侧；3 号立柱位于既有路基上。架桥机将梁体吊起后利用横梁横向移动与平板拖车对位后，进行纵向移动，将梁体吊落至平板拖车上后移至下一片梁体上方进行二次吊装作业。5吊车及索具的选择第三孔桥面板采用 2伊80 t 架桥机进行吊装作业，最大吊装 85 t。吊装钢索采用 2 根 6伊37伊FC 钢丝绳 椎47.6 mm，公称抗拉强度 1 670 MPa，破断拉力总和 1 390 kN。2根钢丝绳采用兜绳捆绑法吊装，钢丝绳与主梁水平方向夹角为 60毅。钢丝绳拉力计算N=K1伊G/n伊1/Sin琢臆P/K2，式中：N 为每根钢丝绳索具的受拉力；G 为主梁质量；n为吊索根数；琢 为吊索钢丝绳与板梁水平夹角；P 为吊索钢丝绳的破断拉力；K1为吊装时动载系数，取 1.2；K2为吊索钢丝绳的安全系数，此处取 8。主梁质量 G=40.5伊9.8=396.9 kN，琢 取 60毅。N=K1伊G/n伊1/Sin琢=1.2伊396.9/4伊1/Sin60毅=137.5 kN。拟选用 6伊37伊FC 钢丝绳 椎47.6 mm，公称抗拉强度 1 670 MPa，破断拉力总和 1 390 kN。SP=追撞Si式中：SP 为钢丝绳的破断拉力，kN；撞Si 为钢丝丝绳规格表中提供的钢丝破断拉力的总和，kN；追 为钢丝捻制不均折减系数，对 6伊37伊FC 钢丝绳，追=0.82。SP=0.82伊1 390=1 139.8 kN。因为，N=137.5 kNP/K=1 139.8/8=142.5 kN，所以选用 6伊37伊FC 钢丝绳 椎46.7 mm，公称抗拉强度1 670 MPa，破断拉力总和 1 390 kN，钢丝绳满足要求。6防护措施封锁时间内驻站联络员下达施工命令后进行施工防护工作。6.1线路防护方法施工作业投影外 2 m 范围内采用土工布对线路进行覆盖，防止水泥浆污染道床；钢轨面上采用 10 mm厚清水板覆盖防护，防止因碎块掉落砸伤钢轨。吊装点芋级施工切割玉、域级施工切割1 m梁体梁体吊装点芋级施工切割玉、域级施工切割2 m191-2023 年 30 期技术 窑 应用科技创新与应用Technology Innovation and Application6.2电务设备防护方法信号机采用角钢骨架焊接 3 mm 厚钢板进行覆盖防护。6.3接触网防护方法接触网采用塑料绝缘薄板进行防护，防止因水泥浆污染接触网线。6.4施工结束防护施工封锁结束前，需采用木板将空隙进行覆盖，防止碎块掉落桥下砸伤钢轨、污染道床及影响行车安全。7施工注意事项尧安全保证措施7.1施工注意事项梁体未预吊不允许进行预留梁端横缝切割。7.2安全保证措施1）施工作业期间，接触网停电处理严格按铁路局下发施工计划执行，为防止切割梁体时水泥浆污染接触网电力线，采用绝缘塑料材质板包裹处理，在封锁结束前提前拆除。2）在切割、拆除桥梁作业过程中，防止梁上的施工工具、混凝土块坠落，伤及钢轨与道床，封锁期间在桥下投影2 m 内使用 10 mm 厚木板铺满钢轨，木板上铺土工布，以免落物伤及钢轨及污染道床。封锁结束前，将木板、土工布、绝缘塑料材质板及垃圾及时清除施工现场。3）如遇雨天，需提前将邻近梁面用塑料布进行覆盖并固定牢固，防止因雨水沿梁板切割缝处渗透到接触网线，造成梁体带电，留有安全隐患。4）在切割与吊装作业时，桥下及四周 5 m 内对所有信号机、转辙机等线路设施使用钢制防护罩进行防护，防止桥上落物，损毁铁路设施。5）封锁施工结束前，将已吊出梁板留下的孔窗四周进行围挡封闭处理，围栏高度 1.2 m，距接触网线安全距离 2.1 m，围栏采用 50 mm 钢管骨架固定于桥面上，密布网进行封闭围挡，并在醒目位置挂设安全指示牌；夜间增设照明，并设置综合接地设施。6）驻站联络员要及时与现场施工负责人联系，掌握现场施工进度及动态，如遇特殊情况不能按时结束作业，应提前 30 min 向车站值班人员提出延时申请。7.3施工延时措施如在规定时间内不能完成施工作业，现场施工负责人提前同驻站联络员联系，申请延时开通。8结束语上跨铁路线框构桥拆除施工难度大、施工复杂、工期紧张及困难较多，涉及面广，选择适宜的施工方法直接关系到整个工程的施工进度及既有线安全。本文所阐述的跨线框构桥拆除施工技术，减少了对既有线运营的影响，节省大量劳动力，大大加快了施工进度，安全、经济、高效地完成跨线桥拆除施工作业，对类似工程施工具有十分巨大的参考价值。参考文献院1 JTGD612005 公路圬工桥涵设计规范 S.2005.2 兰州交通大学工程检测有限公司.既有框构桥虹云桥拆除、架桥机吊装梁体时主桁架挠度值及对既有桥梁稳定性能检算报告R.2016.3 虹云桥拆除施工专项方案Z.吊梁小车吊梁小车2 号立柱3 号立柱1 号立柱四孔三孔5#墙3#墙4#墙2#墙1#墙北侧南侧接触网二孔一孔图 5架桥机位置平面示意图192-