跨铁路繁忙营业线人行混凝土天桥拆除关键施工技术

祝东明 张大祥

中铁建工集团有限公司 广东 广州 511400

铁路营业线施工需要更加复杂的审核审批流程以及周密的施工计划、现场管控措施和安全保证措施，以确保行车和人身安全。

本文跨铁路繁忙营业线人行天桥拆除关键施工技术，是根据项目周边特点及营业线施工计划要求等情况确定的一种拆除施工技术，解决了跨营业线和邻近营业线进行大型构件整体吊装施工和铁路线路保护等技术难题，为以后此类工程施工提供了相应的参考。

1 项目背景

1.1 项目概况

背景项目位于铁路株洲站内，既有人行天桥位于株洲站北侧，横跨1—15股道，覆盖1—6站台，结构形式为钢筋混凝土框架结构，天桥净宽3.75 m和4.40 m，净高8～9 m，长度约160 m。施工中心里程为JGSK1 618＋521.56。本关键技术主要针对繁忙营业线沪昆线及京广线的8—12股道上方区域的人行天桥拆除，即图1中的拆除区域三。

图1 拆除区域布置

本段天桥长44 m，宽4.4 m，为简支结构，整体质量约294 t（计算取值300 t），横跨8、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、12五条股道。由于线路无法同时长期封锁，且跨距较远，一般大型吊机无法吊起，采用对梁体进行分割后分段吊装的措施，利用切割机及绳锯沿纵向将天桥切割成两部分（图2）。在分割前，为确保整体稳定性，在天桥支座两端搭设支撑架，并在2段梁段设置固定点与桥墩进行临时固定。首先在第1个天窗点拆除南侧部分（远离履带吊部分），在第2个天窗点拆除北侧部分（靠近履带吊部分）。

图2 拆除区域三天桥分割示意

本跨结构净空约9 m，由2条预应力主梁架于两端支墩上，为主要受力构件，长44.0 m，高2.3 m，宽0.7～2.4 m，为工字形梁；两端部各1条横隔梁，长3.5 m，高1.0 m，宽0.4 m，中部每隔4～5 m设置1条长3.50 m、高1.05 m、宽0.15 m的横隔板，共计9条。

1.2 周边现状概况

待拆人行天桥原为铁路员工内部通道，现已停止使用。天桥横跨株洲站普速场与城际场，其中城际场已封锁，普速场根据运输计划申请逐步封锁施工。拆除8—12股道上方天桥，需要将履带吊架设在Ⅺ道外侧已封锁的城际场，对相应场地的接触网进行拆除，对部分设备进行保护。

2 难点及特点

1）营业线吊装外部协调关系复杂，方案报审流程等手续烦琐，需要严格按照营业线管理细则实施。在实施前需要编制详细的专项施工方案并进行专家论证，同时组织工务、供电、车站等产权单位开展方案汇报会，解决各单位提出的风险问题。完成方案后需报各相关站段、处进行方案审批，与此同时需要同相关产权单位签订安全协议和配合协议等，结合运输条件和严格的营业线现场管控细则方可进行相关的作业。

2）保证行车及人身安全是吊装作业的前提，是管理的重中之重。假设出现营业线相关等级事故将会给公司带来较严重的损失，所以针对吊装的安全防护管控重点，需在吊装前严格调查周边接触网、电缆、给水设备等影响吊装的作业环境，通过拆除、覆盖、迁移等措施进行保护。同时做好风险识别，并制定相应的应急措施。

3）确保吊装设备基础、吊装设备及吊装构件的稳定性是吊装管控的重点。对吊装设备基础需要进行承载力计算，回填道碴需要进行捣鼓处理以确保密实，防止沉降；对拼装完成后的吊装设备进行整体验收，确保吊装设备合格；偏心构件应在吊装捆绑过程中捆绑稳固，防止失稳撞击另一半构件而导致事故发生，同时另一半构件需进行临时加固，以确保整体安全。

3 施工要点

3.1 总体施工流程

施工准备→接触网拆除→满堂架平台搭设→上部附属物拆除→临时支撑加固→桥面板切割→横隔板及端横梁切割→分片吊运拆除

3.2 施工准备

本工程属于营业线施工，需要对相应股道进行封锁，按普速铁路管理，开工前，严格履行施工申报审批手续，将编制的专项营业线施工方案，报请相关设备管理单位、监理及建设单位审批，并与有关单位签订安全、配合协议。本吊装部分为繁忙干线和干线封锁2 h以内的大型上跨铁路结构物施工，按Ⅱ级施工考虑，制定详细的施工计划和配合计划。

3.3 钢轨、轨枕、接触网防护

1）吊装拆除作业前需搭设满堂支撑平台，支撑平台在股道区域内需对股道进行相应防护。

2）拆除区域股道天桥正下方投影向两侧延伸3 m，利用φ48.3 mm×3.6 mm的钢管搭设支撑防护架，支撑架上方铺16#工字钢，间距900 mm布置，与支撑架横距一致（图3）。

图3 轨道支撑架示意

3）要求工字钢铺设平整、稳固，边角悬空处利用木楔填实，支撑架体支座直接落于钢上时要焊接加固。

4）钢轨支撑防护架采用φ48.3 mm×3.6 mm的钢管搭设，搭设高度要保证上部受力横杆底部高于钢轨面不小于50 mm，保证不与钢轨接触。支撑架立杆纵距600 mm，股道上方横距2 700 mm，轨枕两侧各错开100 mm，两侧各外延100 mm加设立杆。

5）要求钢轨支撑防护架搭设平整，上部横杆标高一致，钢板铺设平整。

6）在拆除作业及防护作业过程中，严禁硬质物件与钢轨直接接触。

7）施工完毕后需恢复行车前，对线路进行检查及养护，发开通确认电报，组织各单位进行联合检查，确认开通条件，达到开通条件后，方可恢复相应封锁道行车。

3.4 满堂支撑架及临时支撑

1）天桥切开后重心位置距桥最外边线取值712.85 mm。

2）切割后桥梁分割为2个部分，受偏心力，满堂支撑架搭设主要用作桥梁切割后的临时支撑，支撑主要分为4个部分（图4）：

图4 端梁处支撑示意

① 端横梁部分在东西两头利用硬质垫块支撑。

② 端横梁部分在东西两头施作钢板支座固定，钢板支座定制加工，采用满焊连接，预留螺栓孔，桥墩及端梁植入化学锚栓，与桥面结构采用螺栓连接。

③ 支撑架范围内横隔板利用木跳板或硬质垫块支撑。

④ 支撑架范围内桥面部分利用满堂支撑架支撑，主楞采用φ48.3 mm×3.6 mm双钢管沿桥面宽布置，次楞采用50 mm×100 mm方木沿桥长方向布置，注意留出切割缝位置。

3）支撑架设计。本工程天桥拆除前，需在对应拆除的天桥投影范围搭设满堂支撑架，支撑架不进行天桥结构承重受力，仅用于天桥分割后临时加固支撑受力及工人作业平台。搭设范围分2段，东侧长10 m，位于待拆天桥东头至Ⅺ道区域；西侧长8 m，位于待拆天桥西头至8道区域。西侧支撑架与Ⅸ道中心最小距离为3.16 m（图5）。

图5 支撑架搭设位置示意

3.5 天桥结构切割分离

3.5.1 桥面切割防护

1）使用彩条布对下方轨道进行覆盖，覆盖范围超出施工作业范围不小于5 m。

2）对未拆除的接触网承力索添加保护套防护，防护范围超出施工作业范围不小于5 m。

3）对未拆除的接触网线在施工过程中及时用水冲洗，天窗点结束前统一进行再次清洗，保证将泥浆清理干净。

4）泥浆水引至Ⅺ道西侧水沟中，防止污染道碴道床。

3.5.2 切割施工条件

桥梁切割部分区域须在天窗点内进行施工（Ⅸ、Ⅹ道上方区域，如图6所示），施工范围定为两股道中心线左右4 m，需切割工程量共计桥面板16 m、横隔板4块。因Ⅸ、Ⅹ道同时停电条件难以满足，计划申请单股道停电，每股道所需天窗点3个。

图6 Ⅸ、Ⅹ道要点施工范围示意

3.5.3 切割顺序

切割由中部向两端施工，首先进行横隔板的切割，然后进行桥面板的切割，最后对两端端横梁进行切割，至此切割完成（图7）。

图7 天桥结构切割示意

1）桥面板采用混凝土切割机切割，横隔板及端横梁利用绳锯切割。

2）切割作业需在支撑架设完毕后实施。

3）Ⅸ、Ⅹ股道上方区域的切割需在天窗点内完成。

3.6 吊装场地选择及场地处理

1）根据计算，履带吊作业传至下部的承载力为125 kPa，现场采用原土地基＋毛石等硬质材料分层压实＋厚0.5 m级配石分层压实进行处理，履带吊行走路径及吊装场地上部满铺路基板。

2）地基处理区域摊铺面积超出路基板铺设区域不小于3 m，直接高差不得大于0.3 m，可采用缓坡形式，坡度不得大于45°。

3）摊铺区域按层厚不大于0.3 m进行分层压实，压实采用压路机多次往返压实，振动力不得小于300 kN，保证压实后轮印深度不大于1.5 cm。

4）摊铺完成后对地基承载力进行检测，保证压实度不得小于125 kPa。

3.7 履带吊拼装

1）履带吊拟采用80 t汽车吊进行拼装，拼装场地在远离Ⅺ道区域，履带吊拼装边线拟定距离Ⅺ道18 m。

2）拼装底部履带吊及操作室等作业可在Ⅺ道封锁前提前进行，当拼装高度超过15 m时，须在Ⅺ道封锁、接触网停电拆除后实施。

3）拼装作业过程中需保证驻站及防护人员到位，来车时立即停止作业。

3.8 吊装吊机选择

1）切割后每部分天桥质量约130 t。计算考虑吊装质量150 t，天桥长44.4 m，起吊半径19.3 m（依照20 m选择），落吊半径25.17 m（依照26 m选择），起吊高度约8 m，起升最高高度43 m。

2）吊机选择400 t履带吊后配重130 t。起吊半径选择20 m，臂长选择54 m，则起吊质量为274 t，满足要求；落吊半径选择26 m，臂长选择54 m，则起吊质量为206 t，满足要求。

3.9 吊装工艺

3.9.1 吊点设置

1）吊装利用2根钢丝绳起吊，钢丝绳与桥连接采用钢绞线穿梁的方式，吊点对称设置在两端头，距两端头约为4 m。

2）天桥两端预埋吊钩或穿孔固定绳索，通过绳索人工调整下落至指定区域。

3.9.2 吊装钢丝绳选择

起吊作业半径按20 m计算，臂长54 m（可提升高度50 m），提升高度43 m，吊装钢丝绳长度30.1 m（不含绑扎主梁长度），角度54°。每股钢丝绳受力924 kN，计算受力1 109 kN（系数1.2），钢丝绳为特殊定制，要求满足参数要求，本工程选用6×61＋1构造类型的双股钢丝绳，钢丝绳抗拉强度选用1 700 MPa等级，满足吊装要求。

3.9.3 天窗点内作业安排

1）吊装天窗点时间115 min，天窗点开始前，履带吊移动至指定吊装位置，挂接好吊钩，吊臂抬起，但注意不可侵入未封锁股道。待施工负责人下达地线挂接完毕，可以开始吊装作业命令后，旋转、抬臂至待吊装天桥正上方，作业人员开始挂接吊索。待挂接完毕，并经技术人员确认后，施工负责人下达起吊命令，开始垂直起吊至指定高度，然后缓缓吊至临时堆放场地。吊装严格按照既定的计划封锁点进行吊装作业。

2）在梁端靠近12股道侧设置2根缆风绳，在吊装过程中通过2根缆风绳对吊装姿态进行纠偏。

3）首先在第1个天窗点拆除南侧部分（远离履带吊部分），在第2个天窗点拆除北侧部分（靠近履带吊部分）。

4）吊装作业完毕后，履带吊行驶至指定位置，准备下一阶段吊装。

3.9.4 注意事项

1）作业开始前对机械状态、吊绳、吊索进行检查，保证机械运转正常，吊绳、吊索完好。

2）构件起吊时，吊车臂转到构件顶上垂直吊离，当构件被提升5～10 cm时，暂停起吊，检查受力点是否牢固，中心是否偏移，确保无误后，再继续起吊。

3）当构件垂直起吊至高出定位点时才能转臂到就位正上方，严防磕碰。

4）构件起吊和下降时，严禁人员站在构件下方，构件上严禁站人及放置其他材料和机具设备。

4 主要安全措施要点

1）按规定与路局有关部门签订相关安全协议，明确双方各自的安全责任。对涉及的既有线施工管理负责人、技术员、安全员、工班长、领工员、防护员、驻站联络员等须经路局相关单位组织的既有线施工安全知识培训合格，方可上岗。

2）按照路局批准的施工安全防护方案，现场实施到位，并经常进行检查维护，严禁不按规定设置好防护就开工。上跨、邻近既有营业线路的施工作业，必须做好各种机械、材料安全防护和加固工作，严禁超限或滑落。现场负责人和安全员每天对天窗施工情况进行总结。

3）严格按照批准的施工方案、范围和批准的封锁要点计划组织施工，停电作业严格按照执行停电作业程序流程，严格遵守在调度令天窗时间内上道作业，严禁早点抢工，保证做到不误点、不延点并提前15～20 min撤离所有机具、材料和人员。必须达到既有线或客运专线营运线路放行条件，并经设备管理单位确认后方可开通运行。

4）制定材料机具侵限、接触网断线、轨道电路短接、大型机械倾覆、触电等安全事故应急措施和相应的预案。

5 结语

通过本工程可以看出，针对营业线路上跨结构的拆除或是天桥的吊装方案选择，需要提前筹划。另外，需要全面掌握铁路局关于营业线施工的管理制度和办法，厘清营业线施工管理流程，特别是在开工条件、施工计划申报、施工方案审批、安全配合协议签订、现场安全防护及现场施工管控要求等方面进行全面的梳理及交底。在计划管控方面要有严格的时间观念，必须遵守天窗点管控要求。在施工条件上争取封锁占道施工，将营业线施工工况转变为邻近营业线施工工况，减少安全风险；同时对满足整体吊装条件的构件尽可能地选择整体吊装方案施工，从而减少营业线施工封锁的时间，加快施工进度。

跨繁忙营业线人行天桥拆除关键施工技术在该工程的应用，对超短工期和特殊的营业线施工环境的人行天桥进行了吊装拆除，不仅极大地降低了施工成本，而且保证了行车和人身安全，同时积累了营业线路封锁占道、线路防护、手续办理、沟通协调等方面的施工经验，可供同类型工程借鉴。