上跨电气化（高速）铁路人行天桥拆除技术探讨

2021-04-22徐宝利中国铁路上海局集团有限公司上海上铁建筑工程集团有限公司

上海铁道增刊 2021年1期

徐宝利中国铁路上海局集团有限公司上海上铁建筑工程（集团）有限公司

1 工程概况

无锡兴源路人行天桥位于无锡站内，铁路里程为京沪下行线K1326+590，电气化铁路，有碴轨道。人行天桥结构形式为4 墩3 跨，桥宽3.5 m，桥跨由南往北依次跨度为7.48 m+20 m+16.04 m，天桥总长为46.82 m。依次跨越南牵线、4 道、京沪上行线、京沪下行线、5 道、7 道共计 6 条铁路，主跨 20 m 跨越4 道及京沪上、下行线3 条铁路，天桥北侧有一条既有沪宁城际牵出线，牵出线距离天桥北侧梯道边缘4.22 m。接触网承力索所处高度约为钢桥底部0.4 cm，轨顶至梁底高度为7.15 m。因为修建沪宁城际线，形成一座断头桥，导致成为废弃天桥。老桥年久失修，目前状态不良且有恶化趋势，对铁路运营造成极大安全隐患（见图1）。

图1 人行天桥与线路位置关系现场情况

本工程需拆除既有桥梁总长43.81 m，共3 跨，由北向南每跨长度依次为16.04 m，20 m 及7.77 m。每跨由4 片宽为600 mm 钢梁组成，其中边梁高度为700 mm，中梁高度为800 mm，共计12 片，每片钢梁底部设有截面积约为300 mm×300 mm，高度为60 mm的钢支墩。桥面由下至上为10 mm桥面钢板+100 mm 混凝土铺装组成，桥面附属设有防护栏杆及高度2 200 mm的防抛网。

2 项目难点

本工程涉及临近营业线施工及营业线施工，对施工过程中的风险控制要求极高。

（1）老桥上跨电气化铁路，既有接触网与老桥梁底最小距离仅有20 cm，施工过程中需采取有效措施加强对接触网的保护。

（2）老桥跨越7 股道，且京沪铁路上下行线封锁点无交集，需对施工工序合理分段，对施工过程有效管理，保证最优工期，减少对铁路影响。

（3）既有老桥上部结构为拼装钢梁，拆除桥面系后须采取有效措施保证钢梁稳定。

（4）拆除老桥需吊机配合，吊机站位影响周边公路交通，需协调相关部门进行交通管制。

3 施工方法

3.1 施工流程

首先进行北侧沪宁城际跨梯道及门式墩拆除，拆除完成后按照下列施工流程进行施工：

施工准备→城际跨施工→拆除兴源路9.24 m 既有梯道→拆除下行跨桥面系→拆除上行跨桥面系→主跨钢梁切割及吊装→北侧邻跨钢梁切割及吊装→拆除吊装1#门式墩→原地破除0#门式墩→南侧邻跨钢梁切割及吊装→拆除吊装2#门式墩→竣工扫尾。

3.2 主要施工方法

3.2.1 拆除防抛网，破除桥面铺装

在铁路封锁点内分两阶段拆除高度2.2 m 的防抛网，第一阶段拆除下行线范围内25.34 m 防抛网，第二阶段拆除上行线范围内18.47 m 防抛网，拆除顺序为由北向南。防抛网使用气割分块切割拆除，人工移出施工现场。栏杆不拆除，作为邻边围护及安全带挂点，与钢梁整体吊离。防抛网拆除前，将预拆除防抛网用绳索与对面侧栏杆连接牢固后方可进行拆除作业，以确保防抛网不会掉落桥下。

拆除防抛网的同时凿除对应阶段桥面钢板上的10 cm 混凝土铺装层，铺装层凿除采用人工和风镐配合施工，凿除后的碎渣及时清扫出施工现场。施工前，在桥两侧设置高度1.2 m 的通长竹胶板隔离，以防止凿除碎块击打桥下铁路设备。桥下设置专人防护，并安排专人对有坠落的碎块及时清理。

3.2.2 拆除桥面钢板及横向连接

桥面钢板宽度3 500 mm，厚度为10 mm，横向连接为I40#槽钢，间距为800 mm。分5 次拆除，依次按照由北向南的方向拆拆。每次拆除前，使用气割分块切割拆除，人工移出施工现场，切缝按照横桥向1 000 mm 宽/道布置，切割完成后采用人清运出场。

3.2.3 钢梁及钢支墩加固

为防止天桥铺装层、桥面钢板及横梁拆除后钢梁失稳，对天桥每跨4片钢梁两端采用2根3.5 m 长的40#槽钢焊接连接加固，主梁吊装时再割除。

为防止最后一片2#中梁失稳，拟在每跨2#中梁两侧的桥墩上，每侧各设置双排、每排3 根Φ22 螺纹钢作为支撑点（Φ 22 螺纹钢长度20 cm，植入深度22 cm，植筋设计及施工满足《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367-2013）规定，此处不在赘叙。），设置“八”字形I14 槽钢作为支撑，支撑与钢梁横桥向角度按照450设置，以确保2#单片中梁的稳定性。

3.2.4 切割钢梁及吊装

（1）切割钢梁。本工程钢梁切割及吊装采用中跨→北跨→南跨吊装的顺序，在封锁点内分4次切割，切割长度由北向南依次为20.04 m，15.5 m 及8.27 m。钢梁由东向西依次编号为1#～4#，每跨均按照1#→4#→3#→2#顺序切割及吊装钢梁。主梁切割时，提前画好切割线，切割线呈倒八形，避免钢梁切割完毕后在吊装作业过程中出现粘连、拉扯现象，导致吊装失稳。

（2）切割钢支墩。首先采用厚度10 mm 钢板，对钢支墩与钢梁既有连接处进行焊接加固，加固完成后采用乙炔对钢支墩底部钢板以上20 mm 处，进行切割（切割完成后与钢梁同步吊装出场）。

（3）吊装钢梁。吊机选用500 t 吊机，吊机距最远一片钢梁吊点46.69m，采用兜底吊装（2点吊法）。

钢梁吊装作业在封锁点内施工，先采用钢丝绳将钢梁兜底，吊机进行转臂进入铁路上方，落钩，将钢丝绳挂钩，起钩将钢梁稳固，然后进行横向连接及钢梁切割施工，切割施工完毕后，吊机起吊并旋转将钢梁移出铁路上方，装运出场。

吊装作业时，在吊机吊臂旋转范围以及配重作业半径区域设置警戒位置做好安全防护，施工期间做好现场封闭，与本施工项目无关人员不得进入。在钢梁两端设置缆风绳，吊装时人工稳定钢梁，吊装需在封锁点内作业。

（4）拆除1#及2#门式墩。人行天桥1#及2#门式墩拆除施工，需拆除门式墩立柱截面尺寸为0.6 m×0.6 m，立柱高度为7.4 m，中系梁与顶部系梁长度均为2.6 m，截面尺寸分别为0.4 m×0.4 m 与0.6 m×0.6 m，拆除及吊装总重量为16.7 （t门式墩拆除高度与原地面齐平）。

首先用φ21.5 钢丝绳将墩柱与吊钩连接，保持钢丝绳处于受力状态方可进行后续施工。采用风镐将门式墩立柱混凝土保护层凿除，凿除完成后，用乙炔对立柱钢筋进行切割，切割完成后再次使用风镐将墩柱凿断，采用吊机在点内吊运出场，吊装需在封锁点内作业。

（5）吊机选型

①根据本工程实际吊装工况，选择500 t吊机进行北侧邻跨钢梁吊装、主跨钢梁吊装及1#门式墩吊装作业，各参数见表1。

表1 500 t吊机吊装作业对照表

②选择220 t 吊机进行南侧邻跨钢梁吊装及2#门式墩吊装作业，各参数见表2。

表2 220 t吊机（70t配重）吊装作业对照表

（6）钢丝绳验算

吊装钢丝绳验算采用最大吊装钢梁及门式墩两种最不利工况，钢丝绳理论破断力及安全系数由钢丝绳厂家提供，验算结果见表3，满足使用要求。

表3 钢丝绳验算表

（7）卡环选型

采用横销直径3.9 cm，扣体直径8.6 cm 的D 型卡环2 付，作为本工程的钢梁及门式墩吊装卡环，2 付卡环承载力为21.4 t≥13.7 t（门式墩及钢梁最大重量），满足门式墩及钢梁吊装要求。

（8）钢梁、门式墩吊装

在钢梁及门式墩吊装过程中，与吊机最近距离障碍物为南牵线回流线，南牵线回流线距离地面8.45 m，与吊机吊距起点距离为16.46 m。最不利吊装工况为北侧邻跨钢梁吊装施工，选用 52 m 吊距、57.7 m 臂长、理论吊重为 9.6 t，实际吊臂距离南牵线回流线投影地面高度为10.7 m，合计高差为2.25 m，回流线在吊装作业前停电，满足附加导线通过要求。

4 安全质量保障性措施

（1）施工人员安全教育与施工技术交底、机械特种操作人员及电工等特种资格证人员审核等流程在进场前完成，确保进场人员安全性。

（2）在进场前完成对切割设备的检验，检查设备出厂合格证、质保书以及年检合格证，从而保证切割过程中机械的正常使用。

（3）防抛网拆除前用绳索与栏杆连接牢固并专人稳固所切割防抛网。

（4）在既有护栏上安装1.2 m 高通长竹胶板，确保没有大块凿除物在凿除过程中溅射打击铁路设备。

（5）在桥面混凝土凿除范围所对应的铁路投影面两端10 m范围内满铺竹胶板并派专人盯控，确保轨道安全。

（6）施工前天桥投影面范围内接触网上增设防护套管，并且天桥施工前铁路接触网进行停电，桥上所有电气设备保证接地线。

（7）桥面钢板及既有横向连接切割施工过程中，为避免对南牵线的回流线、4 道、京沪上下行线、5 道及7 道位置的接触网造成不利影响，施工时增设隔离措施，具体实施方法如下（以7道接触网为例）：在封锁点内，将宽度为3.7 m、长度为2 m、东西两侧边口高度为10 cm的“凹”字形密封盒子抬入1#门式墩位置，待接触网停电并确认完毕后，由1#墩桥面位置放下绳索并与密封盒绑扎牢固，绑扎完毕后，在桥面将密封盒提升至桥底10 cm 处进行纵移，移动至接触网位置处，将密封盒与桥面钢梁绑扎牢固，完成后进行接触位置切割施工，施工完毕后拆除密封盒。

（8）为防止桥面钢板及横向连接切割清运、防抛网立柱拆除及清运、钢梁切割及吊装桥上作业过程中，作业人员由高处坠落事故的发生，故在2#钢梁顶部，设置安全带悬挂锁1条，安全带悬挂锁为9 mm 钢丝绳，作为桥上作业人员安全带的悬挂点，安全带悬挂锁每跨与钢梁设置3处焊接点。