铁路站内跨多股线路人行天桥拆除施工
2017-03-17霍江峰
霍江峰
摘要: 主要介绍了成昆铁路成都至峨眉段扩能改造工程双福车站改造施工时,对影响站场新增股道的既有人行天桥利用吊车抬吊及分块切割的拆除措施,从中间跨跨营业线部分的既有桥面板切、运及梁体加固进行了着重阐述,实践证明施工中所采取的措施是有效的。
Abstract: This paper mainly introduces the Chengdu-Emei section expansion and reconstruction project of Chengdu-Kunming railway, and the demolition measures of the existing pedestrian bridge influencing the new road station using cranes to lift and cut into blocks, and mainly expounds the existing bridge panel cutting, transport and beam reinforcement in the middle span business line, showing that measures taken in the construction are effective.
关键词: 跨铁路;人行天桥;拆除
Key words: cross railway;pedestrian bridge;demolition
中图分类号:U445.6 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)07-0127-04
0 引言
随着铁路建设的快速发展,原配套的上跨人行天桥在净空、跨度等方面已无法满足行车要求,需拆旧建新。本文详细论述了上跨既有铁路天桥桥面板切割拆除、梁体加固、跨铁路上方梁体的吊拆等工艺方法,总结出一套经济合理、安全可靠、有利于现场施工的施工技术工艺,为今后类似工程提供借鉴。
1 工程概况
双福站人行天桥在成昆线K145+153处,由于成昆线双福站改建时新增股道从既有天桥1#墩位置穿越,需拆除既有天桥。因该天桥是当地村民的重要通道,不能中断,需在距既有天桥铁路大里程方向1.72m位置新建天桥,然后再拆除既有天桥。
既有天桥于1975年修建(现浇施工),位于深路堑内,与成昆线正交,跨成昆正线及双福站内既有2、3股道,桥跨布置19.21+19.14+19.12m,桥截面为U型槽,由2台、2墩组成,墩台编號自成昆线下行方向由左向右依次编号。其中,既有1#墩,墩身侧面距既有1道线路中心距离为3.66m;既有2#墩,墩身侧面距既有3道中心距离为2.67m,梁底至轨面7.06m。(如图1)
既有人行天桥桥面由桥面板和边梁组成。其中,桥面为倒凹形板,长2.53m、宽1m、厚0.1m、重0.63t,每跨梁板20块,板与梁利用预埋件连成整体,并在板面设5cm铺装层;梁高2.04m、边墙厚0.3m、中部厚0.1m,边梁端部为L型梁,单片梁重30t(按2.7t/m3)。每片梁端部下有钢支座1个。桥墩为双柱方形墩,单根墩柱截面0.4×0.4m,柱间设横梁3道。
2 总体拆除方法
结合现场实际情况,本桥梁体拆除施工采用吊拆和分解切除两种方案,其中第一跨利用单汽车吊吊拆;第二跨(铁路上方)采用双汽车吊配合分片抬吊至既有线外侧;第三跨采用在梁底搭设满堂红脚手架支撑,梁体利用绳锯进行分解拆除。
首先,先拆除梁间的梁板,在拆除梁板过程中根据拆板进度逐次对梁体利用工字钢拉、顶加固,然后再分片吊、拆梁体。考虑天桥第二跨跨既有线股道较多,在拆板过程中利用梁底与铁路承力索间的空隙,设置吊篮对铁路设施进行防护。分离板与梁体的连接及桥面铺装层采用盘锯进行横、纵切割,避免混凝土掉块、掉渣。
桥台采用设置围挡方式风镐凿除,墩柱采用绳锯在底部锯开,然后拉倒解体。
3 拆除方法介绍
3.1 梁体强度检测
对既有天桥梁体混凝土的强度采用回弹法和切取试块方法检测梁体砼的强度,确认既有梁体状况,根据检测结果制定梁体吊装时的加固捆绑措施。
3.2 接触网承导线防护
施工前利用天窗点对梁体下侧的承导线加设绝缘保护条,并延伸至既有梁体外侧5m范围。
3.3 拆板前梁体临时支撑及加固
拆除桥面板第一块前,顺桥向在两跨梁缝间用膨胀螺栓与I10槽钢,在内侧立面中部位置连接三道加固梁体,使三跨梁形成一个整体,确保梁体稳定性;当每端各剩余3块板时,对既有梁体中间及两端位置,结合墩顶、新旧天桥间关系进行顶、拉加固,防止梁体向内、向外倾斜,加固过程中确保梁体顶拉平衡,维持原梁体稳定。
3.4 桥面板拆除
因板与梁体在现浇时连接成整体,板的拆除是本工程的难点,其中跨既有线部分为最不利状态,选择合理的拆除顺序、方法、外运工具为施工的关键点。
3.4.1 简易吊装设备安设
采用在边梁顶中间位置设槽钢滑道,并用膨胀螺栓固定,横向设两根工字钢,上部采用槽钢焊连,形成整体结构,在工字钢底部与梁顶槽钢接触面两侧焊上限位装置(带轴承便于滑动),在工字钢中间位置设手拉葫芦,便于吊装桥面板。切割纵缝前先利用吊装设备固定桥面板,钢丝绳利用手拉葫芦吃力后方可切割。
移动承力架是采用2根顺桥向间距1m的I25a工字钢,其下焊接限位装置;限位装置由钢筋和轴承制作,防止在向外吊移梁板过程中承力架左右滑移;承力架下方滑道用[10槽钢与膨胀螺栓与梁体固定,在滑移梁板时槽钢与承力架接触位置涂抹黄油;承力架下方设置吊棒与手拉倒链与梁板连接,吊棒采用直径28的螺纹钢、5mm钢丝绳、钢丝绳卡子制作,并在钢筋侧面焊接耳朵作为固定钢丝绳的保险,如图2。
为保护铁路的承力索,在承力架工字钢上挂吊篮,吊篮距承力索距离≥30cm,且能在梁底移动,吊篮结构受力需经有资质单位进行检算,确保在最不利情况下能承受板的重量。
3.4.2 切割线放样
在切割前,顺铁路方向根据板的尺寸用红油漆在铺装层标示切割线,保证切割位置准确,切缝平直,减小切割偏差,以缩短切割时间;垂直铁路方向在每块板上用水钻开设2个?准5cm穿绳孔,用于吊装切割后的桥面板,如图2。
3.4.3 盘锯安装
在切割线位置,先安装盘锯切割横向(板的长边)滑槽,待横缝切割完成,再在板的两端分别安装2道纵向滑槽。横、纵滑槽均在桥面板设置膨胀螺栓固定,其中横向滑槽固定在邻近切割板下一块上。
3.4.4 桥面板横向切割
切割前,将桥面板顶面清理干净,用盘锯沿切割线进行切割分离,先在边跨桥面板位置进行试切,然后再进行中跨切割。中跨切割顺序自桥中间向两边进行,尽量避免破坏梁体稳定性。横向板缝切割均应在天窗点内完成,切除后,检查缝内有无混凝土碎块、木条等杂物。线路正上方桥面板切割过程中,在线路中心线两侧5m范围内,利用吊篮对承导线防护。
3.4.5 桥面板纵向切割及渣土外运
桥面板横缝切完及简易吊装设备安装就位后,进行桥面板的纵向(顺桥向)切割,纵向切割顺序同横向切割顺序一致,由中跨中间两向侧进行,桥面板纵向每切割一块,利用简易吊装设备吊至平板小车上,人工运至天桥出入口位置,集中堆放。简易装置的耳朵卡槽在滑移过程中接触到梁体要及时调整,吊棒必须带“保险装置”。
3.4.6 桥面板拆后梁体加固措施
为使梁板拆除后,梁稳定不倾覆,梁体内侧在既有盖梁上做斜支撑防护,大里程利用钢管支顶在新建天桥上,方木在新旧桥间不得“受力”,也不得有缝隙,且保证不能落在线路上,内侧的斜撑采用在既有梁内侧和盖梁上方设置膨胀螺栓进行固定。梁体间加固如图3。
3.5 梁体拆除
梁体拆除最不利情况为跨铁路的中间跨梁体,吊车摆放位置的确定既要考虑现场场地因素、还要考虑避免对新建天桥的干扰、吊车的工作半径、梁体的捆绑、吊车与接触网及既有铁路运营设备的距离等诸多因素,吊装时还要考虑各步骤的作业时间的卡控,且必须保证万无一失,安全、正点完成。
3.5.1 梁体拆除顺序
先拆除第一跨(站台上方),再拆除第二跨。拆除第一跨时要总结施工经验,修正不足,为拆除第二跨打基础。第二跨拆除时,自小里程向大里程逐片梁拆除,确保每步骤操作梁体都在稳定状态下。
3.5.2 吊车选型
根据作业半径及成都片区大吨位吊车情况,拟选定500T及260T吊车。
第一跨(站台上方)采用一台260T汽车吊进行吊装,根据现场吊车站位及梁体吊点,吊车半径为14m。按照14m工作半径时,吊车主臂30.6m。起吊重量为55t,吊钩重量1t,吊绳重量0.5t,吊钩跑绳重量1t,起吊荷载为:(30t+2.5t)×1.5=48.75t,48.75t÷55t=89%(安全系数取1.5倍)。
第二跨(线路上方)采用260T和500T汽车吊配合抬吊拆梁。500T汽车吊选用主臂长度为31.7m,180T的配重,支腿全伸10×9.6m,吊臂作业半径28m,额定起重Q=37.6T;260T汽车吊选用主臂长度为30.9m,吊臂作业半径22.1m,67.5T的配重,支腿全伸8.85×8.6m,吊臂作业半径22.1m,额定起重Q=45T;两台吊车的额定吊装重量为82.6T,满足单片梁体30T的要求。因此,选取500T与260T吊车完全满足要求。
为防止吊装过程中两片梁发生碰撞,1台260T吊车停放在新建天桥小里程侧(成都方向),1台500T吊车停放在新建天桥大里程侧(昆明方向)。各台吊车站位情况如下:
500T汽车吊在车站昆明方向,外支腿中心点距站台边缘0.6m,1道线路中心左侧1m距离用枕木码井字架和站台水平垫支腿基箱,拖车沿站台外面倒至吊车支腿地方,吊车吊、挂180t配重。吊车360度回转时配重尾部距接触网线有2.3m。
260T汽车吊架设在成都方向原吊第一跨位置,支腿中心点在站台警戒线(白线)位置,站台边缘至1道线路1m位置用枕木搭井字垛与站台水平铺支腿路基箱,260T吊车360度回转时,配重尾部距离接触网杆有3m。
吊拆昆明方向梁片:500T汽车吊拆昆明方向梁片,吊点站台方向,梁端向内1.5m,臂长47.3m,工作半径17m时额定负荷47t,500T实际起吊载荷为:[梁重15t+(吊钩+吊重量)3.3t]×1.5=27.45t,抬吊負荷率27.45t÷47t=58%;260T架成都方向,吊点站台对面,梁端向内第一格立柱点,臂长35m,工作半径22m时,额定负荷31t,实际起吊载荷为:[梁重15t+(吊钩+吊重量)1t]×1.5=24t,抬吊负荷率24t÷31t=77%,拆除旧桥安全糸数增至1.5倍。抬吊时负荷率都在80%以下,满足安全吊装要求。吊车站位、作业半径距离见图4。
3.5.3 钢丝绳选择
260T单机吊装钢丝绳:30t×1.1×5(倍)/2/COS30°=952.3kN,选择6×37+FC,公称抗拉强度1670MPa,直径44mm的钢丝绳,954kN的钢丝绳满足吊装要求,主吊绳长度12m,提头钢丝绳长7m绳,双机抬吊时各用一根7m长的提头钢丝绳能满足捆绑吊装。
3.5.4 吊装前准备
每片梁起吊前检查梁体与桥梁其他构造物是否无任何连接,保证被吊梁体为活体,检查梁体结构是否完好,有无裂缝等,以保证吊梁作业安全顺利进行。
封锁点前前一天吊车就位,并检查钢丝绳、吊车支架的各项参数是否符合要求。
3.5.5 吊装作业
①吊车时间卡控。为避免施工升级,施工时间按照115min卡控,施工过程严格卡控每步骤时间。
第一个天窗点封锁既有3道按照天窗点进行吊车进场及配重悬挂:吊车就位(10min)→铺设枕木(15min)→吊车支腿(5min)→悬挂配重(30min)→起主臂(15min)→主臂锁定,与线路平行。
第二封锁点按照铁路封锁Ⅱ级施工封锁时间115min,吊车主臂旋转(5min)→挂钢丝绳(10min)→吊车起勾至桥板安装就位(30min)→取卡环,松钢丝绳(5min)→吊车收主臂(15min)→卸配重(30min)→吊车收腿(5min)→吊车移位(10min)→清除枕木、钢丝绳等杂物(5min)。
②捆梁。既有梁体捆绑采用钢丝绳在梁体两头凿出的卡槽位置进行兜底捆绑,确保吊装过程钢丝绳不发生滑动,捆绑位置位于梁端1.5m位置,吊装处梁底位置加设胶垫防止磨损,钢丝绳相交处编织成活扣,使梁体吊装过程中越吊越紧,梁体不倾倒。
③试吊。既有梁片捆好,经指挥人员检查确认后,下达试吊命令。吊车仪表显示吊车受力后,利用小型千斤顶(10cm高),将梁体稍微顶起,检查支座连接情况,吊车试吊至梁体离开桥墩顶帽抬起10cm后停止起吊,静态停止1min,施工人员检查吊车支腿、吊具及既有梁片结构状况、梁体是否偏心等,吊车司机检查每个仪表盘状态,在全面检查完毕确认安全后进行吊装。
④起吊。根据周边障碍物高度,将既有梁体抬起并超过障碍物1m高后停止起吊。
⑤转臂。既有梁片起吊到预定高度后,进行转臂,将既有梁片转至指定存放位置上方,进行对位。
500T和260T汽车吊同时吊起梁高于新桥围栏1m后,500T向右回转180°,260T向左回转90°后,继续向左回转,500T在向左回转90°,双机降钩把梁放在预存放位置,摘出卸扣,起钩回转吊第二片梁。
⑥落梁就位。当2台吊车把梁会过臂杆后,500T和260T吊车同变幅降臂把旧梁递送到存放位置,放置牢固后摘除吊绳吊第二片梁,落梁时500T吊车主臂距新建天桥防抛网位置的距离为3.84m,满足安全距离要求。
⑦拆除第三跨。第三跨边跨梁片、梁板拆除,因现场场地限制,大型机具无法进场作业,采用搭设满堂红支架支顶后,盘锯及绳锯对梁体进行切除分割,配合人工凿除梁体。支架顶放纵横向工字钢和钢模板,支顶梁片。先拆除梁体,再拆除梁内盖板。梁顶用方木与新建桥固定,保证梁体不向外侧倾斜,桥台处梁端用土袋在外侧墩放加固。
3.6 1#及2#墩拆除
桥墩拆除在点内进行。墩身在横梁和墩身底部分别用倒链固定拉向路堑边坡方向(提前在挡土墙上预埋地锚),利用风镐和绳锯凿除墩身底混凝土和钢筋,人工拉桥墩倒向边坡方向。墩身倾倒后,用风镐破除混凝土和钢筋,渣土清理出现场。
4 经验教训总结
这个施工过程严格按照铁路营业线实施细则执行,确保了安全顺利无延点。通过人行天桥拆除施工,笔者有几点经验和体会。
①本天桥拆除过程中梁板拆除为重难点,通过多次方案比选,利用盘锯切割板与板间长度2.3m横缝及缝间的桥面铺装在6min内就能完成,切1m宽的板5min就能完成,比预期的15min提前了4min。实践证明,利用盘锯方法分解板与梁的连接,大大减少了拆板的时间,为后续梁体拆除节约了工期。
②如何保证拆除过程中碎渣不掉到铁路线上是确保铁路运行安全的重要因素。为此,我们充分利用简易吊装设备解决了拆板过程中出碎渣掉落及梁板坠落问题,同时避免了利用吊车过程可能出现碰触接触网的事故发生,减少安全隐患源,确保了铁路运行安全。
③由于施工前我们做了充分的调查,数据精准,考虑周到,两台吊车抬吊第二跨(线路正上方)过程中,吊车配合转向、空中距既有线设备的距离控制均在计算范围之内,加上各工种配合默契,操作娴熟,为安全正点完成提供保障。
④采用活扣捆绑方式,使梁体在自重作用下,越吊越紧,防止因梁高出现倾倒现象。
⑤施工过程也有不足之处,一是新桥防抛网安装过程中未考虑新旧桥加固位置留缺口,安装后不利于加固人员操作;二是新旧天桥间支頂的钢管应与钢丝绳捆绑牢固,钢丝绳一端固定在新天桥防抛网立柱上,防止钢管掉落到既有线。
5 结束语
成昆线双福站人行桥已于2016年3月安全准时地完成了拆除。实践证明,在施工作业前,只有认真调查现场,了解设备性能,认真编制施工方案,强调各工种配合,加强过程卡控,严格执行安全操作规程,就一定能顺利完成施工任务。本工程在既有线上拆除天桥的施工方案,充分利用简易滑道进行梁板切割拆除,结合墩身的特点及与既有天桥关系进行梁体加固,采用了双汽吊抬吊吊梁,活扣捆梁,绳锯锯墩身及盘锯切割梁板等工艺方法,对同类工程施工有一定的借鉴经验。
参考文献:
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