鐵路營業線上跨橋拆除安全要點研究

卜海瑞

摘 要：隨著鐵路建設數量的增加，占地現象進一步凸顯。雖然在路線設計過程中，對鐵路用地建設的需求應有所減少，但在改造后的大型鐵路樞紐站相鄰路段新增的鐵路線應選作既有運營鐵路兩側的新線位置。但是，由于孔的跨度與新建鐵路線路的位置關系相沖突，新建鐵路線路的線路位置被橋梁的墩臺占據，也導致了原有上跨鐵路公路橋梁的拆除和改造。由于橋梁拆除有許多類似的項目。因此，本文結合拆除工程，探討了跨鐵路營業線跨橋拆除施工中的安全要點。

關鍵詞：鐵路營業線;跨橋拆除;安全要點

一、施工現場情況簡述

寧西線K339+050處原先為1-30m公路跨鐵路的立交橋，考慮到該地區經濟發展的需要，提前修建了公跨鐵立交橋。該橋于2016年竣工，是寧西鐵路二線項目的一部分。原計劃連接前布頭村路，但引橋尚未建成。因此，該橋自建成以來一直沒有投入使用，也沒有任何交通功能。所以該橋拆除較簡單，目前，只考慮橋梁的拆除計劃，不考慮交通疏導等問題。

二、拆除方案的比選

由于正在拆除的橋梁是河南省東西鐵路干線寧西鐵路，交通密度相對很高，每隔7分鐘有一輛列車通過施工區域，運行間隔很短鐵路較繁忙，有一定的危險性。上跨鐵路橋的拆除通常采用起重機拆除和架橋機拆除兩種施工方案。[1]

兩種拆除方案各有優缺點，適用不同的工作條件。其中架橋機多用于拆除橋梁兩側設置引道、施工設備運輸方便、較寬的路基、較小的縱坡地段、立交橋場地要求開闊和相對平整。如果梁具有較大的自重，則需要加寬工作面，將路基整平加寬，作為架橋機組裝和臨時存梁使用。加寬工作面時有很多工作需要準備，但基本不存在安全風險。保持架橋機的工作狀態處于穩定的情況下，就能保證安全，安全管理的重點是通過架橋機。

考慮到本工程既有立交橋尚未開通，兩側路基尚未填筑，橋梁兩側已建村莊，路基填筑和施工平臺建設條件不再具備，不太適合架橋機拆除方案，最終選擇起重機拆除方案。它分為四個基本步驟。

三、起重機拆除施工方案

K339+050立交橋拆除作業分為四個步驟，具體如下：

（一）施工準備

根據施工圖紙，組織人員現場調查施工場地、作業環境和各種現場條件，熟悉施工圖紙，組織設計交底和圖紙審查;進行工程項目檢查驗收的項目劃分和編號;審核相關質量文件，細化施工技術方案和施工人員、機具的配置方案，編制施工作業技術指導書，繪制各種施工詳圖，進行必要的技術交底和技術培訓。[2]盡快與鐵路設備管理單位簽訂相關配合協議，積極聯系設計單位進行交樁，并復測。在施工前，進行光電纜防護，在設備管理單位配合下探明通信光電纜位置和埋深等，按設計要求進行遷改。施工期間設專人看護。與相關運營單位和設備管理單位保持合作暢通。同時提前通知設備管理部門，發出協調申請，告知什么時候進入現場，施工人員和機械數量是多少。

施工現場需要平整，項目選擇既有線下行線小里程處場地進行清理，清除地面垃圾、種植土和樹根后填補坑洞，平整壓實，然后用路基填料分層填筑碾壓。現場壓實處理面積為：從橋臺邊線開始，與直線平行方向40m，垂直方向25m，總面積為1000m2。

（二）橋面鋪裝層、防撞墻等拆除

安裝保護性措施，如保護性管接頭和凹槽，以減少施工對業務線設備的影響和損壞。利用相鄰業務線和天窗點的施工方案，拆除1號、2號、3號、4號橋梁的鋪裝層，防撞墻，以及梁體濕接縫和隔板的連接措施，達到梁體分離的目的。吊裝作業前，應采取臨時鋼筋焊接措施將梁體與橋梁前墻連接起來，防止施工振動等不利條件造成梁體傾斜和墜落，影響業務線的安全。

在鑿濕接頭的過程中，在每根T梁的提升位置（兩側距離梁端6m）鑿出一個直徑為400cm的半圓形缺口，以方便鋼絲繩穿線，防止鋼絲繩提升時打滑。濕接縫斷開后，濕接縫兩側T梁的主筋應焊接20mm直徑的鋼筋，在兩梁之間，設置相同間距的多根鋼筋，間隔距離為3m，設置鋼筋的目的是保持梁體的整體穩定性，保證吊梁前梁不變形。

（三）拆除既有立交橋T梁

施工前，將全地面起重機停在里程較少的橋臺右側，并啟動穩定裝置。起重機沿路線方向放置，起重機軸線距離圍欄邊緣9.4m，旋轉中心和橋臺之間的水平距離為10.8m。

每根梁體的兩端均有錨鏈錨固，設置錨鏈的目的是防止梁體左右晃動，保證吊梁過程中的安全。應緩慢提升T梁，使其逐漸提升到相應位置。舉升橫梁時，舉升橫梁會晃動，并可能與未拆卸的橫梁碰撞。提升橫梁時，盡可能將吊鉤和橫梁重心放在同一條垂直線上，并在提升橫梁和未拆除橫梁之間添加木方或木板，以減小沖擊力。

橋梁四根T梁的拆除順序如下：先1號邊梁→2號中梁→4號邊梁→最后3號中梁。

（四）橋臺拆除

拆除橋臺可以采用破碎錘，也可以采用人工風鎬，本工程選擇兩者相結合。[3]破碎錘與人工風鎬盡量靠近既有線和懸鏈線的橋臺，采用破碎錘拆除邊墻，拆卸順序嚴格按照從外到內，從上到下的施工順序。拆除墻也是按照一側完成后再拆除另一側。

四、起重機拆除方案安全性計算

根據確定起重機工作位置的第三步，轉臺中心與橫梁4重心之間的水平距離為22m（最不利距離），轉臺中心與橫梁1重心之間的水平距離為16m。

（一）地基承載力計算

起重機的吊裝橋梁計算噸位按800t大噸位，施工現場按照提高過的基礎標準。項目作業現場保持平整和排水通暢，碾壓密實，地基處理符合相關設計規范和法律法規。采用大噸位（不小于25t）壓路機碾壓密實，要求地基承載力達到150kPa以上。

（1）工作狀態下，起重機自身重量計算。

自重加相應的配重：配重選取15000kg

G1==100000kg+150000kg=250000kg。

（2）由施工圖紙可知，邊梁和3中梁體積相同，都為25.50m3，單側防撞墻體積是10.2m3。

1號梁自重=裸梁自重+防撞墻自重

G2==25.50×2500+10.2×2500=89250kg。

（3）接觸面積（單個支腿）=2.5m×3.0m=7.5m2=75000cm2，接觸面積（4個支腿）S=75000cm2×4=300000cm2。考慮到其他因素，0.2作為折減系數K取值，S'（吊裝時受力面積）=S×（1-0.2）=300000cm2×0.8=240000cm2。

（4）地基承載力計算。基底最大受力σ=（G1+G2）/S'=（250000+89250）/240000=141kPa，處于安全考慮，地基承載力取值必須達到150kPa以上。

（二）起吊重量和鋼絲繩驗算計算

（1）1片T梁的尺寸為：跨度為30m，梁寬為2m，屋面厚度為0.2m，腹板高度為1.8m，施工圖紙顯示，單片梁自重為62.15t，防撞墻自重為26t。處于吊車梁施工安全考慮和施工的可控制，計算時1號梁防撞墻按照不拆除，2號和3號梁路面層按照拆除計算，4號梁的防撞墻及路面層按照拆除計算。所以，邊梁1為8815t，邊梁4是最不利邊梁為62.15t。

（2）選擇合理的吊裝位置，選擇距梁兩端6m設置該梁的吊裝位置。

（3）計算鋼絲繩長度，根據施工圖紙的示意圖顯示，該梁的吊裝位置與中心線間的水平距離是9m，吊裝繩與豎向夾角呈現30度。由此可得單根鋼絲繩長度為：9/sin30°=16m。捆梁鋼絲繩單根長度為：（2+2×）×K=9.7m≈10m。放大系數K取值為1.5，K考慮鋼絲繩彎曲及扎接長度等因數。

（4）出于安全考慮，鋼絲繩直徑的規格選用83mm。計算如下：

采用近似公式計算，鋼絲繩的破斷拉力總和Pg=0.5d2=3444kN（其中d為鋼絲繩的直徑83mm）;鋼絲繩的破斷拉力Sb=a×Pg=0.82×3444=2824kN;a為鋼絲繩的不均勻系數，取值為0.82;可以得到單根鋼絲繩的容許拉力S=565kN。所以，計算滿足設計要求。

（5）起重機起重量驗算。當起重機臂長為47.7m，工作半徑是 16m時，133t為起重機起吊的最大重量，大于88.15t（邊梁1號梁的重量），安全系數為133/88.15=1.51>1.5，滿足設計要求。當起重機臂長為47.7m，工作半徑達到22m時，97t為起重機可以起吊的最大重量，大于62.15t（邊梁4號梁的重量），安全系數為97/62.15=1.56>1.5，滿足設計要求。所以，起重機選擇800t，滿足吊裝作業要求。

參考文獻：

[1]盧來運.上跨既有鐵路營業線舊橋拆除技術[J].南陽理工學院學報，2016，8（4）：83-86.

[2]孟春龍.跨電氣化鐵路舊橋拆除施工方法[J].科技與企業，2014（1）：155-156.

[3]曹美俊.跨既有高速公路預應力鋼筋混凝土橋梁拆除施工技術[J].中華建設，2008（12）：58-59.

[4]寧瑋，王瑾.大噸位汽車起重機起重性能計算方法研究[J].機械工程學報，2017，53（13）：90-100.