跨营运铁路钢-砼组合梁拆除技术

景建军

[摘要]本文简要论述了跨营运铁路钢砼组合梁使用架桥机拆除的施工方法，跨营运铁路施工，要求在规定的点内时间紧密有序的完成各项工作，点前的准备工作非常关键，拆除前要做好组合梁混凝土板的切割分解，加固组合梁体，加固架桥机支腿处空心板梁底支撑，架桥机组装、刚性吊具到位等准备工作，该方法可以为类似工程提供经验参考。

[关键词]跨营运铁路钢-砼组合梁拆除

中图分类号：F530文献标识码： A

1 引言

既有××线跨京广铁路立交桥建于上世纪80年代，桥跨形式为3×20m预应力混凝土空心板＋40m钢砼组合梁＋3×20m预应力混凝土空心板，40m钢砼组合梁由六片钢梁及砼板组成；桥梁下部为柱式墩台，钻孔灌注桩基础，桥面宽度11.5m，桥头两侧引道共长597m，引道纵坡4%。桥梁主跨40m钢砼组合梁自建成后未进行过维修养护，由于重型车辆急增，钢砼组合梁跨中出现严重下挠，危及铁路运营安全。经多方论证，该桥已属危桥，需拆除重建。（详见图1旧桥原貌）

图1旧桥原貌

2 施工方案确定

2.1总体方案

利用京广铁路集中修作业天窗将主跨组合梁混凝土板进行切割，形成三组独立Π形单元，每个单元由2片钢梁及其上部钢筋混凝土板组成，同时用框架结构对两片钢梁加固，形成稳定的Π形梁体。根据Π形组合梁的重量(中梁约170吨，边梁约185吨)，选用HJQA220/40A3公路架桥机拆除Π形组合梁，该型号架桥机额定起重量为220吨，拆除梁最大外形尺寸为宽4.5m×高3.2m。为确保Π形梁吊装稳定性，采用上下扁担形式刚性吊具吊装，保证Π形梁在吊装过程中不产生扭曲、翻转、变形等。（详见图2吊装布置图）

图2 吊装布置图

2.2方案可靠性

为将组合Π形梁安全吊装移出桥位，委托设计单位对架桥机支腿处旧桥结构受力进行检算，重点检算吊装时架桥机中支腿处旧桥连接墩盖梁、圆柱墩及桩基承载力、偏心受压及变形，临跨空心板梁梁端的抗剪能力。经设计验算，桥梁吊装及移出过程中，连接墩处的盖梁、立柱在各种工况下均满足要求，立柱在组合梁移出时偏心受压，纵桥向有37mm位移。连接墩顶空心板梁支座超载，需增加支撑面积。

2.3施工计划

⑴主跨钢砼组合梁拆除施工包括三个阶段：

第一阶段为营业线监督施工，工作内容为：开操作天窗，切割分离主跨回流线2m以外的桥面板。

第二阶段为利用营业线综合天窗要点施工，工作内容为：拆除主跨防抛网、护栏，安装防护板、防水布，离散桥面板，卸除相邻跨空心板梁原有支座并加固。

第三阶段为垂直封锁点内施工，拆除营运线上钢砼组合梁。

⑵具体施工程序为：

⑴组合梁拆除专项方案通过审核，与设备管理单位签定施工安全配合协议；

⑵申请施工要点计划和邻近营业线施工安全监督计划；

⑶利用营业线综合天窗拆除主跨上的防抛网和护栏；

⑷利用营业线综合天窗安装防护板和防水布；

⑸利用营业线综合天窗离散桥面板，分割钢梁剪刀撑，形成三组独立的Π形组合梁；

⑹利用营业线综合天窗拆除防护板、防水布，安装刚性吊具；

⑺在旧桥空心板梁桥面上组装架桥机经调试报验合格后，前移至主跨定位；

⑻利用营业线垂直天窗起吊中梁，架桥机重载试运行，检验架桥机的性能，升降刹车状态，天车重载横移，整机重载横移；

⑼利用营业线垂直天窗起吊中梁，将组合中梁移出放至运梁炮车上，运出旧桥以外；

⑽利用营业线垂直天窗起吊左边梁，平移至原组合中梁位置，并支撑稳固；

⑾利用营业线垂直天窗起吊左边梁，将组合左边梁移出放至运梁炮车上，运出旧桥以外；

⑿利用营业线垂直天窗起吊右边梁，平移至原组合中梁位置，并支撑稳固；

⒀利用营业线垂直天窗起吊右边梁，将组合右边梁移出放至运梁炮车上，运出旧桥以外；

⒁架桥机纵移，回退至旧桥公路桥面上进行拆除。

3 准备工作

根据施工方案，利用营业线综合天窗，对钢砼组合梁进行切割，分解成三组∏形钢砼组合梁。为降低边梁重量，减小边梁偏心，拆除边梁翼缘板上的栏杆、人行道板。加固相邻跨空心板梁底支撑，架桥机组装到位，刚性吊具安装到位。为保证组合钢梁分割后的稳定性，相邻单元组合梁桥跨两端80cm范围桥面暂不切割，并在墩顶每个组合Π形梁两侧用方木楔支撑加固，在点前一个工作日将组合钢梁完全切割分离。

3.1边梁栏杆、人行道板拆除

拆除旧桥护栏和防抛网时，为防止切割破碎物掉落至铁路营业线范围内，采用L形防护挡板进行密闭防护。

⑴防护挡板的安装：接到施工命令后，吊车司机起吊已加工好的防护挡板，两名防护人员牵制防护挡板防风绳做好配合，两名作业人员在防护挡板的固定处接应，防护挡板就位后，用膨胀螺栓进行固紧，吊绳与吊点成75度角锁定，两名防护人员将防风绳锁定。

⑵拆除防护网、护栏的作业方法：吊装设备就位，作业人员在拆除单元防抛网的重心处绑扎φ20mm的尼龙绳，与吊装设备垂直连接，吊装手收紧吊装绳；由专职安全员检查绑扎和起重连接，确认可靠后下达分离作业命令，接到专职安全员下达分离作业命令后，气割手分离该单元的防抛网，混凝土切割手切割护栏竖立柱和横向混凝土连接骨架，经作业组长检查确认防抛网和桥面护栏分离彻底后，通知吊装手将防抛网和被切除的护栏吊离至桥面上；经专职安全员检查护栏拆除处无杂物，通知作业人员吊离防护挡板。

⑶吊离防护挡板：两名防护人员解除防风绳并做好防风措施，两名配合人员解除膨胀螺栓，由吊车司机起吊防护挡板，移至桥面安全范围内。

⑷停止作业令的下达：项目安全负责人检查确认作业完毕后，向站段配合施工的安全监督员汇报，得到同意后下达停止作业令，通知驻站联络员消点，恢复营业线正常运营。

3.2安装防护板和防水布

⑴开作业天窗口：用绳锯机在桥两端切割四个作业天窗，用以铺设木板和防水布。天窗口尺寸为90cm×150cm，天窗钢筋混凝土切块用起重设备吊离。

⑵安装钢梁间防护板：将定做的177cm×20cm×5cm木板搭铺在钢梁之间，木板用长2m角钢固定，角钢两端与钢梁底部螺栓连接。

⑶切割钢梁间剪刀撑：气割操作手对单元外钢梁间的剪刀撑进行分离切割，切割完成后，气割操作手用砂轮将切割毛刺打磨光滑，分离后的剪刀撑冷却至常温后吊至桥面。

⑷安装防水布：将定做的180cm×200cm×0.5cm防水布平铺在木板上，防水布搭接长度为5cm，用防水胶带进行密封处理，用塑料铆钉将防护板与防水布固定为一体。

⑸停止作业令的下达：项目安全负责人检查确认作业完毕后，向站段配合施工的安全监督员汇报，得到同意后下达停止作业令，通知驻站联络员消点，恢复营业线正常运营。

3.3切割桥面混凝土板

⑴钢梁接地处理：钢砼组合梁分离为3个单元Π形组合梁后，需单独接地处理，具体实施由铁路配合单位供电段施工人员进行作业，并严格按照供电段提供的接地材料、深度等技术参数作业，经检测电阻小于6欧姆。施工完成后，由项目安全负责人报请供电段配合施工监督员同意后，进行下道工序作业。

⑵离散桥面板：在点外营业线监督施工期间，用绳锯机对主跨桥面板进行25cm深度切割，留5cm不切割，以防止切割废水流到桥下。切割时安装切割轨道，保证切割缝垂直，切割线顺直。安装防护板和防水布完毕后，对桥面剩余5cm在综合天窗点内进行作业切割。

⑶综合天窗点内作业：钻孔人员沿切割线每隔5米钻透孔一个，穿钢丝绳，用工字钢横担在桥面板上；切割人员安装好绳锯机，绳锯机安装完毕后进行空转试机，报请专职安全员进行检查，确认可靠后待机。作业人员穿绳锯、装接头、固紧轨道，安装好切割机防护架，报请专职安全员进行检查确认，安全可靠后开始切割分离。切割时严格按照设备操作规范作业，保证切割线的重合，切割旋转液压压力不大于100Mpa。

⑷拆除防护板和防水布：作业人员进入钢梁间将防水布中的积水清除干净，分段将防水布运至天窗口，配合人员将防水布提至桥面；气割人员从桥梁中部向两端逐一拆除角钢压板，取出木板。

⑸开吊装口：绳锯切割手在标定的吊装位置线上安装绳锯机，吊装手安装吊具吊紧天窗板；作业人员用绳锯实施切割，切割完毕后，将天窗板钢筋砼切块吊离桥面。

⑹停止作业令的下达：项目安全负责人检查确认作业完毕后，向站段配合施工的安全监督员汇报，得到同意后下达停止作业令，通知驻站联络员消点，恢复营业线正常运营。

3.4空心板梁底加固

根据设计院对板梁下部支撑的受力分析，现有板式橡胶支座应力较大，不能满足吊装时承载要求。根据设计院加固方案，卸除现有板式橡胶支座，在支座位置加宽、加长支撑面积。

实施方法：用50T千斤顶顶起空心板梁，卸除原有老橡胶支座，在垫石顶面铺设400 mm×600mm×8mm厚橡胶板3层，橡胶板顶面铺设20mm厚钢板，落梁于钢板上，移除千斤顶；在两垫石之间的盖梁上填塞高度为220mm的硬方木，其上铺设4对350mm×100mm×80mm的木楔，木楔上铺设相同的橡胶板和钢板，然后将4对双侧木楔打入支撑的间隙中，使钢板与梁底紧密接触，形成与垫石上相同的支撑效果，完成对空心板梁底支撑加固。加固完成后，检验小组用钢板尺在梁底尺插缝隙，能插进钢尺，班组要重新顶起梁板，在缝隙处橡胶板下方塞入薄钢板调整，使板梁底均匀受力。

3.5架桥机组装

⑴准备工作：组装前机械管理人员认真检查各种构件的外观、尺寸、角度，不合格构件不允许拼装。架桥机接双路电源，一路接高压线，一路接自备150KW应急发电机，确保不因电力供应影响旧桥拆除。所有参与架桥机施工人员需持证上岗，并要经过相关专项培训后方可参与作业。

⑵架桥机主要参数：综合考虑组合梁尺寸和本桥拆除的各种因素，选择HJQa220/40A3型公路架桥机作为这次施工的主要设备，运梁采用两台100t运梁车，移落梁采用两台100t门式移梁门吊。

⑶架桥机拼装：在空心板梁桥面上拼装架桥机，对正桥中心位置组装，两台25t汽车起重机配合。架桥机组装完后，试运行并自检，自检合格后报当地特种设备检验部门检验，检验合格后过孔。

⑷架桥机纵移到位：架桥机过孔用仪器定位，保证架桥机与桥梁方向一致；架桥机到位后，立即进行支撑、加固，使架桥机在静止状态下稳定；就位后试运行架机的行走系统，无误后静待起吊。

3.6刚性吊具就位

为保证组合梁局部承压稳定性，首先对组合梁吊装位置进行加固，其方法是用两根20#槽钢对既有剪刀撑，上、下水平撑，斜撑进行加固处理，以防钢梁吊装时产生扭曲变形。为确保组合梁吊装时的稳定性，采用上下扁担刚性吊具吊装，上下扁担之间用钢带销接，使组合梁吊装时不产生翻转。钢带内侧与组合梁腹板间用木楔填塞，使组合梁在吊装过程中不产生横向滑移，保证吊装稳定。（详见图3刚性吊具图）

图3刚性吊具图

3.7作业人员教育培训

本项目属铁路营业线施工，必须把确保施工安全放到首位，坚持 “安全第一、预防为主”的方针，提高全员安全意识，强化每个作业人员的责任感，严格执行《××铁路局铁路营业线施工安全管理实施细则》有关规定和要求。

作业前由现场技术负责人进行施工技术交底，使每一个作业手熟知作业内容、作业工艺和流程、作业使用的机械机具和安全操作规程；由现场专职安全员召开现场安全生产交底会，使每一个作业手了解作业中安全防护的重点、卡控点、铁路行车设备的位置、距离和防护措施，严格检查每个作业手防范意识和防护佩戴装备；由安全负责人排查上道工序是否有遗留的不安全因素，经彻底消除后，指令专职安全员、防护员进入工作岗位，报请站段配合施工的安全监督人员同意后发布作业指令。

3.8安全应急预案

项目部根据施工实际编制组合梁拆除时的接触网压断应急预案，架桥机故障应急预案，梁体坠落应急预案，施工机具倾覆应急预案，人员高处坠落应急等预案，按照应急预案要求备好应急材料，施工时应急设备到位。营业线施工应急处理领导小组在接到营业线事故发生报警后，立即启动相关应急预案，立即调动应急资源，迅速采取应急处置措施，同时立即向铁路建设指挥部、公司报告。当出现难以控制或有扩大发展事态时，应立即向铁路局、集团公司请求扩大应急。

4 组合梁的拆除

4.1架桥机工作原理及步骤

⑴架桥机前、中、后三个支腿分别支撑于40m组合梁主跨前端、后端和与主跨相邻的20m板梁墩柱位置。架桥机前后两台天车提升组合梁至梁底高于中支腿横梁顶面60 cm时停止提升。前后运梁车同步将组合梁安全平稳的运出旧桥位置。

⑵在吊装移出组合边梁时，采用单边主梁起吊组合梁，架桥机整机横移1.8m，落梁至原组合中梁位置，对组合边梁进行支护，提升设备倒钩后，等待下一个垂直天窗点，按组合中梁施工方法将组合边梁安全运出旧桥位置。（详见图4架桥机起吊组合梁位置）

4.2组合Π形梁吊离施工

作业单元划分：每个单元由2片钢梁及其上部钢筋混凝土板组成，在原有结构上增加框架结构形成单独稳定的Π形组合梁体，共形成三组独立组合单元。

⑴架桥机过孔在点外监督施工完成；按照《架桥机使用说明书》操作，每次前移20m，分三次共计前移60m，架桥机就位；就位后对架桥机进行全面检查，调整、试车运行；安装刚性吊具，架桥机处于待吊状态。

⑵第一个垂直天窗点，时间35分钟。架桥机各部位进行重载运行，检验重载过程中，升降刹车状态，天车重载横移，整机重载横移。

步骤1：架桥机天车起吊组合中梁，提升20cm（0.5分钟），刹车观察（1分钟），提升40 cm（0.5分钟），刹车观察（1分钟），提升50 cm（1分钟），刹车观察（1分钟），下落70 cm（1分钟），刹车观察（1分钟），需7分钟。

步骤2：天车载重向北京侧横移40 cm（0.5分钟），停车观察（1分钟），向广州侧横移80 cm（0.5

图4架桥机起吊组合梁位置

分钟），停车观察（1分钟），再向北京侧横移40 cm（0.5分钟），需3.5分钟。

步骤3：整机载重向北京侧横移40 cm（0.5分钟），停车观察（1分钟），向广州侧横移80 cm（0.5分钟），停车观察（1分钟），再向北京侧横移40 cm（0.5分钟），需3.5分钟。

步骤4：天车将组合中梁落梁于支座上，落稳之后，松钩，在组合梁两端采用木楔与相邻组合梁限位保护，需4分钟。消点登记，恢复营业线正常运营。共计用时18分钟。

⑶第二个垂直天窗点，时间35分钟，起吊运出组合中梁。

步骤1：起吊组合中梁20cm高度刹车，检查提升设备刹车状态是否可靠，观察架桥机各部位受力状态有无异常，需1分钟。

步骤2：继续提升组合中梁至梁底高于中支腿横梁顶面60 cm时停止，需6分钟。

步骤3：前后天车同步移出30m（7分钟），后天车落梁于运梁车上（1分钟），支护运梁车上的组合梁（2分钟），需10分钟。

步骤4：前后天车同步移出9m(2分钟），前天车落梁于运梁车上（1分钟），支护运梁车上的组合梁（2分钟），需5分钟。消点登记，恢复营业线正常运营。共计用时22分钟。

⑷第三个垂直天窗点，时间35分钟。起吊北京侧边梁、横移、倒钩。点外吊具安装到位。

步骤1：架桥机沿横移轨道，向北京侧横移60 cm（1分钟），对正吊装位置，落钩、穿销（6分钟），需7分钟。

步骤2：起吊边梁10cm刹车，以检查提升设备刹车状态是否可靠，观察架桥机各部位受力状态有无异常，需3分钟。

步骤3：架桥机整机向广州侧横移1.8m（1分钟），落梁于垫石上，对组合边梁进行支护（5分钟），需6分钟。

步骤4：架桥机整机向北京侧横移1.8m，需2分钟。消点登记，恢复营业线正常运营。共计用时18分钟。

⑸第四个天窗点，时间35分钟。二次起吊、吊运北京侧边梁，需用时22分钟。

步骤1：二次起吊北京侧边梁（该边梁已在上次施工横移至原组合中梁位置）60cm，天车横移调整至架桥机双导梁中心位置（1分钟），架桥机整机向广州侧横移60cm（1分钟），需2分钟。

步骤2：继续提升至组合钢梁梁底高于边梁顶面60cm时停止，需6分钟。

步骤3：前后天车同步移出30m（7分钟），后天车落梁于运梁车上（1分钟），支护运梁车上的组合边梁（1分钟），需9分钟。

步骤4：后运梁车与前天车同步移动9m(2分钟），前天车落梁于前运梁车上（1分钟），支护运梁车上的组合边梁（2分钟），需5分钟。消点登记，恢复营业线正常运营。共计用时22分钟。

⑹第五个、六个垂直天窗点，时间各35分钟。起吊运出广州侧边梁，施工方法、步骤同北京侧组合边梁。第五个天窗点将广州侧组合边梁移至原组合中梁位置，第六个天窗点将广州侧组合边梁移出。

⑺第七个天窗点，时间35分钟，架桥机回孔作业。

步骤：中支顶升油缸进行回收（1分钟），天车起吊中支悬空后退2m支撑（5分钟），架桥机主梁回孔20m（11分钟），导梁支腿支撑（5分钟），共计用时22分钟。

⑻第八个天窗点，时间35分钟，架桥机主梁继续回孔至桥墩处。

步骤：将前支油缸回收，使前支轮轨与横移轨道脱离，踏面离开轨面6cm。架桥机后支下降（1分钟），使架桥机主梁悬臂，将主梁退回至桥墩处，同时前支单独退至中支腿前方6米（21分钟），完成架桥机完全退孔，共计用时22分钟。

5 结束语

本文简要总结了跨营运铁路用架桥机拆除钢砼组合梁的施工方法，拆除前需要采取的必要措施和充分的准备工作，对类似拆除工程有一定的参考价值。

参考文献：

[1]道路与桥梁工程概论，黄晓明 许崇法 人民交通出版社

[2]桥梁钢混凝土组合结构设计原理，黄侨人民交通出版社

[3]铁路工程施工组织设计指南中国铁道出版社