跨越运营铁路预应力连续梁利用SPMT模块车拆除方案研究

方帅

摘要 既有跨铁路桥梁改造工程中，在确保铁路运营安全的条件下，老桥拆除施工较复杂，因此在设计中需进行深入分析，根据铁路运营情况、现场环境条件确定适用的拆除方案，并针对既有铁路安全运营做好必要的安全措施。文章以实际上跨运营铁路预应力连续梁拆除工程为例，提出一种针对预应力连续箱梁跨线桥利用自行式液压模块车（SPMT）的拆除方法，为今后类似拆桥工程的设计与施工提供参考。

关键词 运营铁路；连续箱梁；拆桥；模块车

中图分类号 U445.6文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）08-0034-04

0 引言

近年来，随着经济的高速、高质量发展，城郊、城际间互联互通的需求快速增长，早期修建的许多公路、市政道路出现了通行能力差、服务水平低的问题，不能满足社会和经济发展的需要，需要进行改扩建，既有桥梁拆除工程日益增多。在跨铁路桥梁拆除中，尚未采用SPMT模块车进行拆除，但近年来，SPMT模块车拆桥在市政、公路桥梁改扩建项目中已多次利用，基于其具有载重大、自动化程度高的特点，可在涉铁项目中进行推广应用。该文以某高速公路改扩建为背景，对上部预应力连续梁拆除方案进行研究。

1 工程概况

现状高速公路采用分幅桥梁上跨在运营铁路，左幅桥梁跨径布置为（20+2×34+22）m，右幅桥梁跨径布置为（22+2×34+20）m，长度均为110 m。跨铁路联上部结构采用预应力混凝土现浇连续梁，单箱双室，结构高度1.65 m。下部结构主墩采用独柱墩接承台加桩基础，桥梁断面见图1。

既有铁路等级为国铁Ⅰ级，直线地段，混凝土轨枕，有砟轨道，路基填方，高约5.0 m，现状高速公路梁底至铁路轨顶净空约6.75 m。

2 主要拆除方法

目前，既有跨越铁路桥梁拆除方法主要有中断铁路爆破拆除、中断铁路机械破除、搭设临时防护棚架拆除、SPMT模块车驮运移除[1]。这些方法均有优缺点并存在一定的局限性，方案比较见表1。

综上分析，针对此类上跨铁路桥梁荷载大、不具备分段拆除条件的项目，在不影响铁路正常运营的条件下，SPMT模块车拆桥工法与传统拆桥技术相比，具有成本低、工期短、对环境影响小、不影响铁路安全运营等技术优势，尤其是对于不能中断运营的铁路上方桥梁，SPMT模块车拆桥方案具有得天独厚的优势。

3 拆除施工步骤及关键技术措施

采用SPMT模块车拆桥，在运营铁路上方完成箱梁的顶升和驮运，综合考虑SPMT模块车顶升箱梁的方式、布车的合理性以及箱梁自身的受力和变形[2]。

3.1 设备选型

根据既有现浇箱梁重量估算：2 352.6 t，托架重量估算：220 t，总重约：2 572.6 t。模块车配车如下：采用SPMT车组进行桥梁拆移，SPMT配置为8台PPU+72轴线，分为8组，中间4组为每组1台PPU+12轴线，两侧4组为每组1台PPU+6轴线，每轴线载荷为40 t，则最大承重为2 880 t＞2 572.6 t。模块车之上设置三排六根600 mm法兰式钢管支撑，钢管外径457 mm，壁厚15 mm，剪刀撑采用18号槽钢连接，钢管上设置3I40b分配梁，详细布置见图2。

3.2 行走区域基础设计

SPMT模块车行走区域地基采用分层回填的方式进行素土填筑，每层层厚约30 cm，压实度≥96%，然后再填筑一层60 cm碎石土层+20 cmC30混凝土垫层作为行走面层，素土及碎石土除在靠近铁路两侧及墩柱周围采用小型打夯机夯实外，其余均采用机械压实。

在铁路路肩两侧浇筑混凝土条基，条基断面尺寸为2×1.5 m，在条基上铺设路基箱，铁轨与路基箱之间架空，路基箱采用厚15 cm标准的6.5 m节段进行拼装，在铁路路基与路基箱之间铺设沙袋。地基处理及铁路路基防护断面见图3。

3.3 拆除顺序

3.3.1 准备工作

SPMT模块车行走区域内进行地基处理，并对铁路路基进行防护。6组SPMT模块车拼装及车上驮运支架组装，机械设备调试及性能检测，利用第一个封锁点将6组SPMT模块车移至左幅110 m现浇梁正下方。

3.3.2 箱梁顶升

为保证各组之间模块车的轴压基本一致，在正式顶升之前，应进行试顶升。按80%的载荷控制油压进行试顶升，观察各分组油压差，反复几次后调节各组油压差在3 MPa内。荷载调整均匀后，对现浇箱梁按105%载荷开展预顶升。

为保证上部梁体能够横向移出，梁体整体向上顶升20 cm。采取分级顶升的方式，共分四级进行顶升，每级顶升高度为5 cm，顶升速度控制在每分钟20～50 mm。整个同步顶升过程中对SPMT模块车、支架及现浇梁进行施工监控，确保顶升过程中现浇梁结构安全。顶升立面见图4。

3.3.3 快速移运

根据铁路封锁时间、施工场地范围划定等特点，规划可行的移运路线。在充分了解SPMT模块车驮运系统性能的基础上，结合该工程的实际需求，选取落梁拆解区域兼做现浇箱梁的存放地点，驮运就位后在存放地点直接进行梁体拆解，以此减少移运的时间。

3.3.4 二次分解

现浇箱梁运至后场落梁拆解区域，箱梁和驮梁支架整体卸落于后场支撑基础上，模块车退出，驮运结束。箱梁分解采用凿岩机破碎，破碎后的梁体分解后装车运走。

3.3.5 轨道上设施的清理

现浇箱梁运至后场落梁拆解区域后，安排汽车吊、工人进行轨道上方设施的清理工作，路基箱采用汽车吊装车运走，确保铁轨上不存有其他杂物。路基箱基础采用人工镐头的方式凿除路肩以上部分，经工务部门验收同意后及时恢复铁路两侧的临时硬隔离。

4 连续梁体系转换计算

现浇箱梁顶升过程中存在支点位置的调整，箱梁因内部预应力和自身重力作用，结构受力体系发生变化，在结构受力变化后，易出现钢筋混凝土结构破坏、梁体过度下挠等问题，对运营铁路造成安全风险。因此，对既有梁体建模分析和计算，需在体系发生转换后，分析箱梁结构的受力姿态、预应力筋分布等情况[3]，具体分析如下。

4.1 计算建模

按照杆系单元进行箱梁体系转换计算，共计梁单元63个，节点64个，有限元计算模型见图5。

分别对既有现浇箱梁现状及模块车顶升过程两种工况进行分析、计算，体系转换两个工况约束布置见图6～7。

4.2 结果分析

根据计算结果，在箱梁顶升过程中，上下翼缘法向应力结果见图8，最大为11.6 MPa，满足规范要求。

根据计算结果，箱梁顶升过程中，挠度结果见图9，最大为7.4 mm，满足规范要求。

5 结论

为邻近铁路施工安全提供保障，需要对铁路加强监测，判别拆桥过程中各测量值是否超过控制标准，并根据各测量值随时间变化规律预测发展趋势，保证铁路运营安全。对于既有跨越运营铁路桥梁，其拆除施工对周围既有结构、环境、居民、交通等均有很大不利影响，拆除旧桥面临着影响行车安全、机械倾覆、高处坠落的较大风险，以往常用拆桥方法均存在需中断铁路、影响环境等局限性。该文针对跨越运营铁路拆除面临的各项风险及难点，结合SPMT模块车快速、高效、安全的特点，首次在跨越运营铁路桥梁工程中应用SPMT模块车完成拆桥工作，对类似工程具有一定的指导意义。

参考文献

[1]王浩， 魏建东. 桥梁拆除中的一些新技术和新机具[J]. 中外公路， 2010（2）： 164-166.

[2]李洪斌， 李富春， 张克浩， 等. 75 m大型预制混凝土箱梁SPMT转运施工技术[J]. 施工技术， 2020（17）： 17-21.

[3]李亚民. 跨高速连续梁主跨整体拆除施工技术[J]. 世界桥梁， 2018（5）： 74-78.