既有跨铁路线桥拆除技术
2021-09-14钱若霖
钱若霖 苏 佩
(陕西工业职业技术学院土木工程学院,陕西 咸阳 712000)
随着我国交通运输不断发展,公路交通量增长迅速,早期建设的混凝土旧桥已经无法满足繁重的交通荷载[1-2],且随着服役时间的增加,桥梁结构受到外部环境的侵蚀,出现大量病害导致其耐久性降低,甚至丧失承载能力,形成危桥。对于这类危桥,其空间受力状态不明确,且其周边环境复杂,若采用常规的拆除方式,如切割吊装、机械破碎法和爆破法[3],会产生大量振动噪音和建筑垃圾,不符合绿色文明的施工理念且施工效率较低,安全性能降低,对于跨线桥,更会造成长时间的交通中断,波及范围更广,造成经济成本的增加[4-7]。因此对于既有跨铁路线旧桥的拆除,应充分考虑绿色文明施工的理念,采用高效环保的施工组织、工艺和措施,以保证安全、快速、有效地拆除旧桥[8]。
1 工程概况
既有跨陇海线旧桥(对应既有陇海线K1066+855,影响范围为K1066+600~K1067+100),桥宽10m,跨径20m,上部为6片T梁组成,桥台为U型片石混凝土,基础为明挖扩大基础。由于旧桥图纸缺失,现场勘测得到相关参数包括有每片梁宽1.6m,高1.3m,一片梁约重24T,梁体设2道端隔板,3道中隔板,混凝土梁铺装层厚度17cm,重量60t,人行道总重约41t,此次移梁总重量约245t,梁底距既有线轨顶高度为7.2m,两侧桥台距既有上、下行线中心距离分别为5.13m、4.81m。
图1 既有跨线桥鸟瞰图
图2 既有跨线桥近景
此次旧桥拆除应充分考虑施工空间场地狭窄、病害桥梁受力不明确、周围环境影响范围和陇海线列车通行等因素,常规的拆除工艺出现局限性,应设计合理的施工拆除方案,保障施工安全。
2 施工方案
本次跨线桥拆除采用SPJ900 架桥机逆作法拆除旧桥。架桥机位于桥台两侧,所占场地面积较小,最大限度降低对周围居民的影响。旧桥采用型钢组合构件作为枕梁,钢箱梁作为托梁,利用锚杆对旧桥梁体整体绑扎,再与架桥机已有锚杆固定,拆除设备如图3 和图4 所示。整体拆除工艺避免了梁体破碎的噪声污染以及碎落块掉落至铁路线对行车安全造成的风险,且提高了拆除效率,符合绿色文明施工的理念。
图3 型钢组合构件绑扎梁体示意
图4 架桥机整体设置示意
拆除作业需要与通信段、电务段、供电段等多家单位配合完成,包括施工地段通信、电务光电缆径路、有影响施工的光电缆提前迁移,还有施工前期的交通保畅组织方案、施工期间接触网停电与防电设备安装等。涉及作业内容有物理隔离安拆、架桥机安拆、过孔及回退、桥面防抛网及人行道护栏拆除、部分人行道凿除、提梁设备安装、既有T梁拆除等。
3 跨线桥拆除施工工艺
3.1 既有设备迁改及防护
通信电缆沿下行线侧路肩敷设,在桥下采用电缆槽包裹,不影响T 梁拆除。电务电缆在桥梁施工范围内沿上行线敷设,物理隔离施工前进行探挖,若影响施工,制定防护措施后再施工物理隔离。
既有桥梁东西两侧人行道上均有电缆,东侧电缆约66 根,西侧电缆5根,为中国移动、中国联通、广电网络、供电局等单位在用电缆,拆除T梁施工前需提前将电缆进行过渡迁改。
建筑段给水管沿陇海上行线路肩铺设通北侧桥台,施工前需探明其管道具体位置并对其进行防护。
3.2 具体施工流程
既有T梁拆除采用SPJ900架桥机进行整体移除,架桥机最大宽18.5m,最大高13.1m,允许最大作业纵坡2%,吊梁升降速度0.5m∕min,主机过孔最大走行速度3m∕min,桁车空载最大走行速度10m∕min。
首先在桥梁南北两端桥面上设定位置吊装3 根H500×200型钢组焊件作为上压梁,对应梁底吊装1 根700×600 钢箱梁作为下托梁,每端上压梁与下托梁间在两侧用4根Φ40PSB830精轧螺纹钢进行拴接将梁体固定成一个整体;同时在北侧远离线路的旧桥路面上完成架桥机拼装,然后架桥机由北向南跨到设定位置后固定支腿,再安装吊具、锁定吊点,将T 梁整体吊起向北侧移动穿过架桥机中支腿至远离线路位置,然后落梁并将梁体拆解清运出现场,最后架桥机回退至北侧远离线路位置并拆除,完成T梁拆除施工。
3.2.1 点外封闭
点外先沿南北桥台周围设置封闭围挡,利用破碎锤凿除两端枕梁位置路面混凝土,同时人工配合小型机械凿除既有桥梁梁端伸缩缝处混凝土,将梁体与路分离开。
3.2.2 点内施工梁体吊装位置
施工前需在线路上对应施工范围内铺设彩条布,防止施工产生碎渣或脏水污染线路,且施工完成后必须将施工垃圾及时清理出线路。
人工配合小型机械凿除桥面影响H500×200型钢组焊件上压梁摆放位置处人行道、铺装层,拆除部分防抛网,保证上压梁放置位置准确,上压梁底与T梁顶接触面水平无明显高低错台,两端压梁间距17.1m,吊梁分别与上、下行线距离3.85m、3.53m。
在梁面设定位置放样定出孔位,利用取芯机钻取直径12cm的孔作为吊杆的作业孔,共8 个孔,另外在外侧对应位置各钻1个孔作为安装吊杆孔,共8个孔,平均钻1个孔需要约15min,计划采用3台取芯机施工。
3.2.3 浇筑混凝土梁
在南端桥台设定位置浇筑截面为680cm×144cm×100cm的C30 钢筋混凝土枕梁,北端桥台设定位置浇筑截面为700cm×400cm×100cm的C30钢筋混凝土枕梁,混凝土梁沿桥梁中轴线对称布置,南北两侧枕梁中心距桥台胸墙距离分别为2.4m、12.5m,施工时需在南北两侧桥台对应枕梁位置利用挖机开挖基坑,并对基底承载力进行检测。
3.2.4 组装钢构件
点内吊车将下托梁先吊至线路上且在物理隔离外侧放置,下托梁落地之前平整地面,吊放过程中安排专人在其两端用缆风绳对其进行拉拽,保证其平稳下落至指定位置,点外人工利用滑轮等工具将其纵移至梁底对应位置,然后吊车将上压梁直接吊装就位。
在上压梁两端放置2 台卷扬机,通过钢丝绳垂直起吊下托梁至梁底,需时间30min,下托梁上提前固定好的吊杆从对应孔穿过与上吊梁进行锁定形成一个整体,需时间20min。人工利用吊篮分别从1#孔位从地面上至梁底,将从2#孔位下穿的吊杆吊具组装完整。
3.2.5 架桥机移梁
在既有桥北侧路面上安装架桥机,架桥机前端距离北侧桥台胸墙12.5m,安装完成后进行调试检测,调试检测完成后整体沿桥轴线向南行走过跨,行走距离为34.9m。过跨至预定位置后将架桥机各支腿分别固定在已施工枕梁上,并将前后天车吊具分别与梁面上两端已安装好的吊具进行连接固定。
吊具安装到位后进行试吊,将梁提起30cm 左右,若试吊过程正常则将梁放下,待下一个点再移除;若试吊不顺利,则应解决梁体起吊过程中存在的问题,待下一个天窗点内继续作业,期间设专人防护。
点内T 梁提升高度6m 后,利用前后天车同时驱动向北移动,使梁体顺桥向穿过中支O型腿向北移出陇海线,直到梁体前端完全离开北侧桥台台尾且梁体后端距架桥机后支3.7m时,再将梁整体下放至路面上,整个施工过程中点内梁体纵移距离为36m。
3.2.6 T梁凿除与架桥机拆除
在架桥机中支及两侧各6m范围内搭设围挡,破碎锤对梁体进行凿除,利用挖机、装载机将碎渣清理出现场。梁体全部移除后,点内架桥机后退过孔拆除,过孔距离34.9m。
4 结语
随着我国交通事业的发展,部分老旧桥梁不再适合现有的交通荷载,旧桥拆除过程中会不可避免地出现工期要求高、施工场地复杂的条件,我们应秉承绿色施工建设理念,结合桥址特点,综合分析并因地制宜,采取相应施工工法进行作业,以期把对既有交通、环境等的影响降至最低。
本文桥梁工程采用的架桥机逆作法拆除方案,有效降低对周围环境的影响,以对铁路线影响最小为目标,最大限度地降低了安全隐患,保证了线路的正常安全运营;同样保障了路面交通以及周围居民的正常生活,体现了绿色文明施工建设理念,为同类桥梁施工拆除提供借鉴和参考。