鐵路老鋼橋的快速拆除改造研究

聶寶磊

（嘉興南洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江 嘉興 314003）

0 引言

蘇州齊門路北延立交工程西側(cè)非機(jī)動(dòng)車道箱體下穿滬寧鐵路下行線94號(hào)老鋼橋，該橋已經(jīng)建造使用多年，現(xiàn)在已經(jīng)不能滿足列車提速的要求，需要改造；而且橋下狹窄、失修的道路也不能滿足鐵路南北通行的要求，根據(jù)蘇州市的規(guī)劃和設(shè)計(jì)要求，拆除老鋼橋，在原老鋼橋下施工一只穿過鐵路的箱涵，以供行人通過。

1 工程概況

老鋼橋系1973年修建滬寧復(fù)線時(shí)建設(shè)，全橋共四跨，孔跨為:1-10m復(fù)式工字復(fù)工梁+1-8.4m低高度混凝土板梁+1-20m錨栓下承板梁+1-7.3m底高度混凝土板梁。跨河孔采用打入長(zhǎng)20m，直徑40cm管樁，邊樁按5:1斜打，其他墩臺(tái)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。齊門立交工程要拆除的即為第一跨10m復(fù)式工字復(fù)工梁，復(fù)工梁間用橫隔板和肋板焊接成整體，并安裝有剪刀撐。復(fù)式工字梁滬端支墩在橋臺(tái)上，寧端支墩在橋墩上。復(fù)工梁支墩位置、復(fù)工梁端頭焊有鋼板。復(fù)工梁通過鋼板，利用支墩里預(yù)埋的螺栓固定在橋墩臺(tái)上。螺栓現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)銹蝕，不能擰松。

復(fù)工梁西端伸出支墩10cm。在拆除復(fù)式工字梁的同時(shí)，需要拆除29根橋枕并換上18根Ⅲ型枕，期間還要補(bǔ)充道砟約70m3。在鋼橋北側(cè)順橋向施工范圍內(nèi)，有8股架空電纜線，在施工時(shí)需要保護(hù)起來。

2 基本思路

先頂進(jìn)預(yù)制好的框架箱涵；再用片石混凝土將框架同鋼橋橋墩臺(tái)間的間隙封閉，養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度，澆筑L型擋砟墻；然后封鎖線路，拖出1-10m復(fù)工梁（橋枕和復(fù)工梁在連在一起拖出）；安裝L型擋砟墻，回填道砟，完成墩改臺(tái)，恢復(fù)線路。

3 材料、設(shè)備準(zhǔn)備

3.1 在鐵路上下行線間存放道砟100m3，多預(yù)備了30m3道砟，這是為了方便上道砟時(shí)的裝鏟，增大工作面，方便更多的工人同時(shí)作業(yè)，加速道砟的裝運(yùn)。另外，為了節(jié)省復(fù)工梁平移后線路下回填道砟的裝鏟時(shí)間和方便搬運(yùn)，道砟用麻袋分袋裝好30m3，碼放在鋼橋橋頭兩線中間位置。袋裝的道砟，一部分將被用來堆碼出南側(cè)的臨時(shí)擋砟墻。臨時(shí)擋砟墻在滿足Ⅲ型枕的寬度要求的情況下，盡量向線路內(nèi)側(cè)堆碼，減少了上道砟位置的寬度，有效的減少回填道砟的工作量，節(jié)約上道砟的時(shí)間，為整個(gè)鋼橋的拆除有效爭(zhēng)取了時(shí)間。

圖1 齊門路復(fù)工梁下加固設(shè)計(jì)圖

3.2 2根12.5m鋼軌做為滑道，準(zhǔn)備安裝在復(fù)工梁兩端下部的部位，并在鋼軌上抹上黃油，以減小拖拉復(fù)工梁時(shí)的摩擦阻力（如圖1所示）?；理斆娓叨瓤筛鶕?jù)復(fù)工梁底的高度通過加減竹夾板的高度來調(diào)整。要求滑道頂和復(fù)工梁底的高差滿足封鎖時(shí)落復(fù)工梁的要要求，但又不許太大。高差太大增加落復(fù)工梁的豎向行程，不確定性和不安全因素也隨之增加的。根據(jù)橋枕和鋼軌連接的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，我們把這個(gè)高差控制在3～4cm，并力求復(fù)工梁兩端等高，以避免拖拉復(fù)工梁時(shí)復(fù)工梁橫向滑動(dòng)。一但復(fù)工梁橫向偏移，就會(huì)出現(xiàn)復(fù)工梁卡在橋臺(tái)和下一跨復(fù)工梁之間的情況，將不能及時(shí)的把復(fù)工梁從軌道下拉出。

3.3 準(zhǔn)備6只千斤頂、3臺(tái)氣焊機(jī)、2把手持高速切割機(jī)、3臺(tái)0.5噸卷揚(yáng)機(jī)。其中4臺(tái)千斤頂留作封鎖時(shí)頂起鋼軌，兩臺(tái)落復(fù)工梁；2臺(tái)氣焊機(jī)是用來割斷復(fù)工梁兩端制作處的螺栓和限位鋼板，1臺(tái)備用；2把手持高速切割機(jī)備用，應(yīng)對(duì)突發(fā)情況；2臺(tái)0.5噸卷揚(yáng)機(jī)安裝在復(fù)工梁的兩端兩線間的位置，用來往兩線間拖拉復(fù)工梁，1臺(tái)備用。

4 頂進(jìn)結(jié)束后復(fù)工梁墩改臺(tái)加固

箱體頂進(jìn)結(jié)束后，上下行線之間部分，自底部向上用粘土分層回填、壓實(shí)，并在頂面澆筑20cm厚C20混凝土，硬化兩線之間的空地，以作為卷揚(yáng)機(jī)的拖拉平臺(tái)和操作平臺(tái)；鐵路線下，箱體和鋼橋橋墩、橋臺(tái)之間的空間澆筑C20素混凝土。復(fù)工梁下混凝土頂面同兩線之間混凝土頂面相平,形成一個(gè)整體操作平臺(tái)，方便安裝滑道、拖拉復(fù)工梁和封鎖時(shí)施工作業(yè)人員的行走和作業(yè)。（見圖1）在橋墩外側(cè)用漿砌片石加固形成護(hù)坡，在漿砌片石的下部采用10cm碎石墊層。

5 復(fù)工梁北側(cè)電纜的保護(hù)

在鋼橋北面就位箱體的兩側(cè)制作電纜臨時(shí)架空支架，把電纜臨時(shí)架設(shè)在支架上，然后拆除復(fù)工梁北側(cè)既有混凝土人行道道板和舊電纜支架。人行道混凝土清理后，在箱體頂面澆筑混凝土電纜槽，然后將電纜安放在電纜槽里，并蓋好蓋板。

6 復(fù)工梁北側(cè)擋砟墻、Ⅲ型枕的準(zhǔn)備

在復(fù)工梁的北側(cè)預(yù)先澆筑好正式的混凝土擋砟墻（擋砟墻在電纜槽的南面），擋砟墻的高度低于軌底40cm。擋砟墻是在滿足道床路肩放坡要求的條件下盡量向內(nèi)設(shè)置，以減少封鎖時(shí)間向線路下填道砟的工作量。為了減少在安裝Ⅲ型枕過程中抬軌枕和換軌枕的時(shí)間，在擋砟墻的外側(cè)搭設(shè)一排支架，支架與擋砟墻構(gòu)成一個(gè)工作臺(tái)。線路封鎖之前，在工作臺(tái)上對(duì)應(yīng)需安裝Ⅲ型枕位置整齊、單層排列放置混凝土Ⅲ型枕18根和相應(yīng)的扣件18組。放在平臺(tái)上的軌枕采用拖拉的方式能夠很快的拉到鐵軌下，在撬棍和扳手的配合下進(jìn)行安裝。這樣既節(jié)約封鎖時(shí)段抬軌枕的時(shí)間，又杜絕了封鎖時(shí)間內(nèi)因?yàn)闋?zhēng)分奪秒趕工而出現(xiàn)的不安全隱患。

7 復(fù)工梁的處理

復(fù)工梁自寧端向東0.3m為分界線，將復(fù)工梁分隔成東、西兩段。復(fù)工梁東段兩端用木枕墊實(shí)，并且縱向每隔2m用鋼板焊接，定位復(fù)工梁，防止復(fù)工梁偏移（見圖2）。復(fù)工梁西段用氣焊割斷取出。

線路封鎖前，復(fù)工梁東段用木枕墊實(shí)兩端，形成兩個(gè)支點(diǎn)，同時(shí)焊接好定位鋼板，保證復(fù)工梁有足夠的穩(wěn)定性，然后逐個(gè)鑿出復(fù)工梁兩端埋在橋墩臺(tái)支座里的螺栓。在鑿螺栓的同時(shí)，加強(qiáng)線路標(biāo)高和位移的觀測(cè)，在保證線路安全的情況下鑿除支座混凝土。鑿除支座時(shí)，螺栓不要完全鑿出。鑿除支座混凝土的目的是為了封鎖時(shí)能夠快速地用氣焊割斷螺栓，使復(fù)工梁與橋墩臺(tái)脫離，并使復(fù)工梁有足夠下落的空間，能夠順利落在滑道上。所以只需要鑿出螺栓的上部一段，不需要全部鑿出螺栓，這樣螺栓在沒有被割斷之前仍能起到固定復(fù)工梁的作用。

8 L型擋砟墻

圖2 鋼橋加固處理圖

將西段復(fù)工梁切斷并取出后，鑿出西段復(fù)工梁L型擋砟墻位置橋墩的鋼筋，并植入長(zhǎng)70cmΦ16鋼筋，間距20cm×20cm布置。鋼筋植入橋墩里面20cm，50cm為L(zhǎng)型擋墻的豎向主筋，然后在原西段復(fù)工梁部位綁扎L型擋砟墻鋼筋，并立模澆筑C15混凝土L型擋墻，豎向混凝土頂面澆筑至鋼軌底部以下70cm（見圖2）。L型擋砟墻寧側(cè)與相鄰跨混凝土板梁伸縮縫控制在10cm。

圖3 L型擋砟墻

拆除復(fù)工梁寧端相鄰混凝土板梁端頭的一根橋枕，并鑿除該橋枕下面的混凝土板梁鋪裝及以下混凝土20cm寬。將混凝土面鑿至與L型擋砟墻等高后，安裝預(yù)制好的鋼板擋砟蓋板。（見圖3）

9 拉出復(fù)工梁

封鎖開始前，將卷揚(yáng)機(jī)安裝到位。封鎖開始后，立即組織人員擰掉復(fù)工梁上部鋼軌扣件，并且擰松影響復(fù)工梁頂起范圍內(nèi)的鋼軌扣件（滬寧兩側(cè)均5m左右）。把卷揚(yáng)機(jī)的鋼絲繩綁牢在復(fù)工梁上。四臺(tái)千斤頂向上微微頂起鋼軌，兩臺(tái)千斤向上頂住復(fù)工梁。然后用氣焊機(jī)割斷復(fù)工梁東段兩端墩臺(tái)上面的支座螺栓和定位鋼板，抽出東段復(fù)工梁下兩端的木枕，利用千斤頂慢慢放下復(fù)工梁。待復(fù)工梁兩端都落在滑道上后，兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)同時(shí)向南（兩線之間）拖出復(fù)工梁，復(fù)工梁拖出后放置在上下行線中間，以待后來再切割運(yùn)走。卷揚(yáng)機(jī)拖拉復(fù)工梁時(shí)，要兩臺(tái)機(jī)器配合施工，同時(shí)用力，力求鋼絲繩的速度一致，否則，復(fù)工梁很容易在拖拉的過程中卡在橋臺(tái)和寧端混凝土板梁之間而無法拖動(dòng)。

10 回填道砟，安裝Ⅲ型枕，恢復(fù)線路

在復(fù)工梁拖出回填道砟影響范圍時(shí)，立即開始向箱涵頂、線路下位置鋪設(shè)道砟。一邊向中間傾倒道砟的同時(shí)，一邊在線路南側(cè)用袋裝道砟壘出一道臨時(shí)擋砟墻。臨時(shí)擋砟墻堆放的位置，在滿足鐵路Ⅲ型枕寬度要求的條件下盡量向內(nèi)堆碼，以減少封鎖時(shí)間所要鋪設(shè)道砟的量，節(jié)省時(shí)間。線路恢復(fù)通行后，再在用袋裝道砟堆碼出來的臨時(shí)擋砟墻的外側(cè)澆筑永久的混凝土擋砟墻，然后再用道砟填滿正式擋砟墻與臨時(shí)擋砟墻之間的間隙，填出路肩，達(dá)到驗(yàn)收要求。

當(dāng)南北兩側(cè)擋砟墻內(nèi)的道砟頂距軌底還有40-50cm時(shí)，開始安裝Ⅲ型枕。Ⅲ型枕已經(jīng)放在線路北側(cè)擋渣墻和外側(cè)支架搭起的平臺(tái)上，用繩子把Ⅲ型枕直接拉到鋼軌下，然后配合撬棍和扳手把Ⅲ型枕安裝在鋼軌上預(yù)先標(biāo)記好的位置處。邊擰緊扣件邊倒入道砟，直至上滿道砟。

回填道砟至軌底面時(shí)，撤掉頂起鋼軌的千斤頂，搗實(shí)道床，調(diào)整、恢復(fù)線路。

11 封鎖時(shí)間安排

11.1 在封鎖前，做好準(zhǔn)備工作:安放好千斤頂、鋼軌滑道、卷揚(yáng)機(jī)，并安排作業(yè)人員就位；

11.2 擰松鋼軌扣件，頂起鋼軌、復(fù)工梁，割斷螺栓和定位鋼板:20分鐘；

11.3 拖出復(fù)工梁:15分鐘；

11.4 回填道砟:40分鐘；

11.5 安裝Ⅲ型枕、補(bǔ)充道砟:45分鐘；

11.6 搗固道砟、線路調(diào)試和恢復(fù):30分鐘。

12 結(jié)語

該復(fù)工梁橋拆除的全過程，封鎖時(shí)間短，施工難度大，需要各個(gè)工種緊密協(xié)作，人員安排也是很重要的環(huán)節(jié)，在任何環(huán)節(jié)都不能出現(xiàn)錯(cuò)誤或延時(shí)，時(shí)間必須精確到分鐘。經(jīng)過項(xiàng)目部現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐，封鎖時(shí)間的安排還有需要商榷的地方?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際用時(shí)如下:擰松鋼軌扣件，頂起鋼軌、復(fù)工梁，割斷螺栓和定位鋼板用時(shí)15分鐘，拖出復(fù)工梁只用了6分鐘，而回填道砟階段時(shí)間用了53分鐘。接下來的安裝安裝Ⅲ型枕、補(bǔ)充道砟和搗固道砟、線路調(diào)試工作交叉進(jìn)行，用時(shí)基本按計(jì)劃進(jìn)行。