铁路桥梁箱梁拆除方法研究

文/余斌

1 前言

随着我国经济的高速发展，基础设施、交通路网以前所未有的规模在全国铺展建设开来。大跨径预应力连桥梁具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好的特点，特别是具有主梁变形挠曲线平缓、桥面伸缩缝少、行车舒适等优点。同时，其结构形式较其他类型桥梁相对简易、工程施工难度不高、造价偏低等，种种优势使得该类桥型在公路、城市和铁路桥梁工程建设中被广泛采用。目前，由于设计规划等原因，部分铁路桥梁已不能满足正常的使用要求，因此我们需要对既有的铁路桥梁进行拆除，以满足正常的使用要求。

2 工程概况

某铁路桥梁32m 单线简支箱梁，梁体截面为单箱单室、直腹板、等高等宽简支箱梁，梁高为2.6m（不含排水坡高度）。另外，箱梁顶宽7.6m，底宽3.8m；顶板厚25～45cm，底板厚28～60cm，腹板厚30～90cm；支座中心线至梁端0.75m。因扩能改造，需对原有桥梁进行拆除后重新施工双线桥梁[1]。

3 施工工艺

根据桥址所处区域，采用支架法进行梁体拆除，主梁分为三个节段，每个节段下放设置单独的支架，以保证梁体拆除时的安全。梁体切割采用绳锯切割的方式，梁体切割完成后，用吊车将每个节段的梁体吊离至支架，待平稳放到地面上后，再采用破碎锤破碎完成的方式。

梁体拆除施工工艺流程图如下：支架搭设→清除道砟及钢轨拆除→线锯分块切割梁体→梁体吊装及卸落。

3.1 施工支架设计

根据吊车的起吊能力及梁体每延米的重量，将这32m 简支箱梁等分成3 块进行切割；另外，需等间距搭设钢管柱支架4 排，具体的支架布置详见图1。

图1 拆除支架侧面图

施工载荷：根据原设计图纸，单跨简支箱梁混凝土方量178.97m3，重474.27t。分3 节拆除，每节重量为158.09t，计算时考虑1.2 的分项系数，并按189.708t 考虑。临时支架单侧设置2 个支点，单点载荷为P=189.708/2/2=47.42t[2]。

3.2 基础施工

支架施工前，在两个桥墩之间增加四个条形基础支撑平台（1m×4.5m×0.5m），钢管立柱通过法兰与基础连接牢固，法兰盘采用20mm 钢板加工，加劲肋采用12mm 钢板。条形基础采用C25 钢筋混凝土，设计条形基础地基承载力为300KPa，条形基础上下两层主筋为HRB400Φ16 钢筋，间距15cm，钢筋保护层厚度5cm。箍筋采用HPB300ф8 钢筋，间距30cm，上下层钢筋之间设置HPB300ф8 钩筋，间距30cm，梅花形布置[3]。

图2 拆除支架计算满足要求

拼装支架处的地基平整度要求无明显起伏不平、凹坑、突起等，且临时基础能与临时支架底板钢板面良好接触、承受支架压力。拼装支架与临时混凝土基础采用地脚螺栓连接。支架计算可知立柱最大的轴向力为17.7t 时，拟定此时支架立柱下面垫一块1000mm×1000mm×16mm 钢板，钢板与临时素混凝土基础采用M24×650 地脚螺栓固结；素混凝土临时基础采用C30 混凝土，素混凝土临时基础采用C30 混凝土，规格为1m×4.5m×0.5m[4]。C30 混凝土抗压强度设计值fC= 14.3N/mm2，抗拉强度设计值ft= 1.43N/mm2。

3.2.1 基础地基换填后，需分层压实处理，并采用触探仪进行检验，其基础承载力特征值f＞180Kpa。

3.2.2 基底承载力计算：P=(35.4×9.8+5.625×9.8)/（4.5×0.5）=162.3kpa＜180KPa， 稳 定 性 满 足要求。

3.3 支架搭设

条形基础支架立柱采用单排2 根Φ630mm 无缝钢管，壁厚为8mm。无缝钢管与条形基础连接方式为膨胀螺栓连接，膨胀螺栓直径24mm、300mm 长，按钢管柱位置打孔埋设膨胀螺栓，并通过膨胀螺栓将法兰盘和条形基础连接起来。Φ630mm 无缝钢管下端与法兰盘进行焊接，并在四周焊接加劲肋以加固；法兰盘采用20mm 钢板，长宽为87cm。各条形基础上的两根Φ630mm 钢管柱之间设置3 道[14 槽钢焊接连接，间距4m，水平连接之间斜向同样采用[14 槽钢焊接连接，每个切割点附近的两排钢管柱之间水平方向、斜向同样用[14 槽钢水平连接。各接触面之间进行满焊，且焊接牢固，从而保证焊接质量[5]。

钢管柱垂直度保证措施：根据钢管立柱平面布置图，对钢管柱位置进行测量放样，钢管柱每安装一节，测量人员立即对钢管柱进行复测，测量钢管柱位置有无偏位。安装完成后，对钢管柱再次进行复测，以保证钢管柱的垂直度。钢管柱的搭设高度，根据现场实测条形基础顶面与梁底的高差，再扣除I40 工字钢及钢管柱顶面1cm 厚钢板高度，即现场每排钢管柱的搭设高度。

钢管柱及纵横向连接安装完成后，在钢管柱顶部安装70cm×70cm 的1cm 厚钢板，再安装I40a 双拼工字钢横梁（工字钢要求进行整体焊接，焊缝距离为1m，每道焊缝长度为10cm），长为5.5m。横梁限位方式：钢管柱在砂桶顶面设置2 排4 块三角钢板挡块，三角钢板与砂桶顶面钢板两侧进行满焊。

3.4 拆除钢轨及清除道砟

支架搭设完成后，联系重庆工电段及各设备管理单位再次对桥上的设施设备进行排查，确保所有的线缆设备等迁改完成。安排专业工人利用锯轨机对3#～4#跨、4#～5#跨梁面的6 道的钢轨进行拆除，拆除后转运至安全地点统一保管存放。另外，安排人工对梁面道砟进行清理，并利用轨道车等设备将道砟转运至营业线外进行存放。

3.5 线锯分块切割梁体

根据已搭设完成的钢管柱的位置，确定线锯开始切割的位置。切割的时候按照顺序①→②→③进行切割，每片梁切割2 次。切割时利用洒水车从施工便道进入，停在桥下，以降低线锯损耗、洒水降尘[6]。此外，先切割的梁体应先放置在钢管柱上，待所有的梁体全部切割完成后，再统一安排吊车进行吊装。

图3 线锯施工分块示意图

3.6 梁体吊装及卸落

结合现场吊装高度等实际情况，拟采用1 台300T汽车吊配合1 台220T 汽车吊负责梁体的吊装及卸落，2 台吊车每吊可卸落量约250t，切割后单块梁体重量约180t，满足要求。吊装前，先对两侧桥梁翼缘板靠近腹板处进行取芯钻孔，作为吊点；并对钢丝绳的状态进行仔细检查，检查其是否存在断丝、是否安装防脱挂钩等问题。吊装时，采用“一机一人”防护安排，专人进行看守，加强与吊装司机的沟通指挥，并配合牵引绳进行牵引控制，避免吊物摆动造成既有设备或者构筑物损伤。吊装之后的梁体统一卸落至8 道外的空的场坪上进行存放。

4 结语

该桥目前已完成拆除，拆除时采用支架法绳锯切割的方式，确保了桥梁拆除施工的安全。该拆除方法对相关梁体拆除施工具有一定的指导作用。同类型桥梁施工时，通过调节梁体节段和梁体重量、合理设计支架形式、吊装方式等，能够具有较好的适用性且科学合理。