铁路繁忙干线下既有框架桥顶推拆除施工技术研究——以萧甬铁路过水桥（73#桥）扩孔改造工程为例

方宇，陈伟华，石荣荣，马飞，开永旺

（1.浙江铁道建设工程有限公司，杭州310000；2.浙江交通职业技术学院，杭州311112）

1 工程概况

由于城市发展的需要， 许多旧城区都迫切需要升级、完善防洪排涝体系，一些铁路繁忙干线早年修建的线路下穿框架桥已经不能满足使用要求，这就使既有线下穿框架桥的拆除与扩建成为当前防洪排涝工程体系的重点工程[1]。 本文以萧甬铁路过水桥（73#桥）扩孔改造工程为例，研究繁忙干线下既有框架桥的顶推拆除施工技术。 本工程所处萧甬铁路为国铁Ⅰ级无缝线路、复线，需拆除的单孔既有73#桥由南北两个长度分别为5 m 和5.5 m 的框架桥连接组成，框架桥宽度为9.2 m，高度为6.2 m，箱身侧板厚度60 cm，顶板厚度55 cm，底板厚度65 cm，新建框架桥为4 孔，每孔净宽10.0 m，如图1所示。

图1 新建框架桥横断面图（单位：mm）

2 常用拆除方法对比

在开展既有线下穿框架桥的拆除施工时， 需要考虑对铁路运行的影响，应尽可能保证线路的正常运行，同时缩短作业时间。 过去常用的拆除方法主要有人工拆除、机械拆除、绳锯切割， 其中人工拆除指的是采用风镐进行破碎， 其施工面狭窄，人力投入大，施工人员的人身安全无法得到有效保障，且进度缓慢、工费巨大；机械拆除指的是使用机械将框架桥结构进行破碎、拆除，该拆除法的施工进度比人工拆除法要快，且成本较低，但对线路会产生较大的振动影响。 近年来，绳锯切割法在线路下穿框架桥拆除工程中的应用愈发广泛， 主要是在液压马达驱动下， 使用金刚石绳索对既有框架桥整体结构进行研磨切割，属于静力切割，产生的振动和噪声都较小，能在几乎无扰动的情况下将框架桥的结构分离， 施工效率也相对较高[2]。 本文所介绍的顶推拆除法，是使用简易后背或新建结构部分构件作为后背支撑， 用千斤顶将旧框架桥顶出线路影响范围， 在不影响后续新建框架桥顶进施工的情况下再将其破碎的施工方法。 经实践对比发现，顶推拆除线路下穿框架桥具有施工工期短、对线路影响小、工程造价低等诸多优点。不同各拆除方法的对比结果如表1 所示。

表1 线路下穿框架桥常用拆除方法对比

3 施工方案介绍

既有框架桥顶出施工立面如图2 所示。 本工程特点为：（1）需顶出的既有框架桥由南北两个节段组成，南北两段长度分别为5 m 和5.5 m；（2）既有箱涵顶出拆除后，新建箱涵也采用顶推法进行施工，部分施工设备与结构可共用以节省造价；（3）本工程所处萧甬铁路为国铁Ⅰ级，无缝线路，对下部结构变形沉降敏感度高。

图2 既有框架桥顶出施工立面图（单位：mm）

为了保证上部线路运行安全， 尽量缩短列车限速通过时间，施工方案应满足：（1）保证上部线路的安全、稳定运行，尽可能减小施工产生的振动， 避免对其他线路产生干扰；（2）应缩短工期，尽量减小对铁路运营的影响；（3）合理进行施工组织设计， 既有框架桥拆除施工时要尽可能利用新框架桥顶进施工所需的设备与结构，做到节省造价、绿色环保[3]。

3.1 施工工序

既有框架桥顶推拆除的施工步骤为： 施工准备及整理场地→架设便梁支撑上部线路→开挖工作坑、 制作滑板及后背梁→顶出施工作业→顶出的框架桥吊离及破碎拆除。 其中，施工准备及场地整理、开挖工作坑、制作滑板及后背梁等工序都可与后期新建框架桥的顶进作业准备相结合， 既有框架桥顶出后即可形成作业空间进行新框架桥顶进作业， 极大地缩短了整体工期。

3.2 施工方法

由于本工程需顶出的既有框架桥由南北两个节段组成，为避免顶推过程中南北节段发生相对错动造成安全隐患，故将南北两节段分开顶推，先顶出北框架桥，再顶出南框架桥。

3.2.1 安装千斤顶及顶铁

本工程顶推所采用的千斤顶为QYS600 型液压千斤顶，顶力6 000 kN，行程1 200 mm，共配备4 台千斤顶。 所采用的顶铁规格分为1 m 长与2 m 长两种， 在顶推过程中接长顶铁直至框架桥完全顶出。 顶推前先在南框架桥底部中间位置开挖出一个3.2 m×3.2 m 的坑槽用以放置2 台千斤顶及2 个1 m长顶铁，千斤顶及顶铁布置如图3 所示。

图3 千斤顶及顶铁布置示意图

3.2.2 顶铁接长

千斤顶及顶铁就位后即可开始顶推作业， 千斤顶行程1 200 mm，不断接长顶铁，3 h 内即可完成北框架桥顶出作业。顶铁接长及顶推过程如图4 所示。

图4 顶推及顶铁接长示意图

4 顶推拆除施工效果

1）顶推拆除速度快，施工效率高。 采用顶推法拆除既有框架桥所需施工人员少，同时施工人员安全有保障。 由于充分利用了新框架桥顶进施工的滑床板及后背支撑结构， 施工工期得到极大的缩短，两节框架桥的顶出在1 d 内即可完成。

北框架桥顶出后继续进行南框架桥的顶出作业，8 h 内完成南北两节段框架桥的顶推。

2）施工过程振动噪声小，施工环保。 采用顶推法推出既有框架桥全过程产生的振动影响极小，几乎不产生噪声，同时避免了扬尘污染，是一种非常环保的施工方式。

3）铁路设备安全可控。 使用便梁支撑后，采用顶推法拆除既有框架桥对上部铁路设备几乎不产生任何影响， 避免了机械破除或绳锯切割框架顶板时破碎混凝土飞溅至线路的风险，保证了施工期间的行车安全[4]。

5 结语

文章结合萧甬铁路过水桥（73#桥）扩孔改造工程状况，介绍了顶推拆除繁忙干线下穿框架桥的具体施工方法， 不仅关系到既有框架桥顶推拆除施工质量和工期， 同时也是确保铁路繁忙干线正常运行的关键所在。 顶推拆除施工方法具有施工效率高、工程造价低、振动噪声小、施工过程安全可靠等优点，特别适合于繁忙干线下穿框架桥的拆除。 目前，采用顶推法拆除线路下穿既有框架桥的施工案例仍不多见， 本项目的成功实践为今后类似工程提供了参考， 为下穿既有框架桥拆除施工提供了新的思路。