跨鐵路繁忙營業線人行混凝土天橋拆除關鍵施工技術

祝東明 張大祥

中鐵建工集團有限公司 廣東 廣州 511400

鐵路營業線施工需要更加復雜的審核審批流程以及周密的施工計劃、現場管控措施和安全保證措施，以確保行車和人身安全。

本文跨鐵路繁忙營業線人行天橋拆除關鍵施工技術，是根據項目周邊特點及營業線施工計劃要求等情況確定的一種拆除施工技術，解決了跨營業線和鄰近營業線進行大型構件整體吊裝施工和鐵路線路保護等技術難題，為以后此類工程施工提供了相應的參考。

1 項目背景

1.1 項目概況

背景項目位于鐵路株洲站內，既有人行天橋位于株洲站北側，橫跨1—15股道，覆蓋1—6站臺，結構形式為鋼筋混凝土框架結構，天橋凈寬3.75 m和4.40 m，凈高8～9 m，長度約160 m。施工中心里程為JGSK1 618＋521.56。本關鍵技術主要針對繁忙營業線滬昆線及京廣線的8—12股道上方區域的人行天橋拆除，即圖1中的拆除區域三。

圖1 拆除區域布置

本段天橋長44 m，寬4.4 m，為簡支結構，整體質量約294 t（計算取值300 t），橫跨8、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、12五條股道。由于線路無法同時長期封鎖，且跨距較遠，一般大型吊機無法吊起，采用對梁體進行分割后分段吊裝的措施，利用切割機及繩鋸沿縱向將天橋切割成兩部分（圖2）。在分割前，為確保整體穩定性，在天橋支座兩端搭設支撐架，并在2段梁段設置固定點與橋墩進行臨時固定。首先在第1個天窗點拆除南側部分（遠離履帶吊部分），在第2個天窗點拆除北側部分（靠近履帶吊部分）。

圖2 拆除區域三天橋分割示意

本跨結構凈空約9 m，由2條預應力主梁架于兩端支墩上，為主要受力構件，長44.0 m，高2.3 m，寬0.7～2.4 m，為工字形梁；兩端部各1條橫隔梁，長3.5 m，高1.0 m，寬0.4 m，中部每隔4～5 m設置1條長3.50 m、高1.05 m、寬0.15 m的橫隔板，共計9條。

1.2 周邊現狀概況

待拆人行天橋原為鐵路員工內部通道，現已停止使用。天橋橫跨株洲站普速場與城際場，其中城際場已封鎖，普速場根據運輸計劃申請逐步封鎖施工。拆除8—12股道上方天橋，需要將履帶吊架設在Ⅺ道外側已封鎖的城際場，對相應場地的接觸網進行拆除，對部分設備進行保護。

2 難點及特點

1）營業線吊裝外部協調關系復雜，方案報審流程等手續煩瑣，需要嚴格按照營業線管理細則實施。在實施前需要編制詳細的專項施工方案并進行專家論證，同時組織工務、供電、車站等產權單位開展方案匯報會，解決各單位提出的風險問題。完成方案后需報各相關站段、處進行方案審批，與此同時需要同相關產權單位簽訂安全協議和配合協議等，結合運輸條件和嚴格的營業線現場管控細則方可進行相關的作業。

2）保證行車及人身安全是吊裝作業的前提，是管理的重中之重。假設出現營業線相關等級事故將會給公司帶來較嚴重的損失，所以針對吊裝的安全防護管控重點，需在吊裝前嚴格調查周邊接觸網、電纜、給水設備等影響吊裝的作業環境，通過拆除、覆蓋、遷移等措施進行保護。同時做好風險識別，并制定相應的應急措施。

3）確保吊裝設備基礎、吊裝設備及吊裝構件的穩定性是吊裝管控的重點。對吊裝設備基礎需要進行承載力計算，回填道碴需要進行搗鼓處理以確保密實，防止沉降；對拼裝完成后的吊裝設備進行整體驗收，確保吊裝設備合格；偏心構件應在吊裝捆綁過程中捆綁穩固，防止失穩撞擊另一半構件而導致事故發生，同時另一半構件需進行臨時加固，以確保整體安全。

3 施工要點

3.1 總體施工流程

施工準備→接觸網拆除→滿堂架平臺搭設→上部附屬物拆除→臨時支撐加固→橋面板切割→橫隔板及端橫梁切割→分片吊運拆除

3.2 施工準備

本工程屬于營業線施工，需要對相應股道進行封鎖，按普速鐵路管理，開工前，嚴格履行施工申報審批手續，將編制的專項營業線施工方案，報請相關設備管理單位、監理及建設單位審批，并與有關單位簽訂安全、配合協議。本吊裝部分為繁忙干線和干線封鎖2 h以內的大型上跨鐵路結構物施工，按Ⅱ級施工考慮，制定詳細的施工計劃和配合計劃。

3.3 鋼軌、軌枕、接觸網防護

1）吊裝拆除作業前需搭設滿堂支撐平臺，支撐平臺在股道區域內需對股道進行相應防護。

2）拆除區域股道天橋正下方投影向兩側延伸3 m，利用φ48.3 mm×3.6 mm的鋼管搭設支撐防護架，支撐架上方鋪16#工字鋼，間距900 mm布置，與支撐架橫距一致（圖3）。

圖3 軌道支撐架示意

3）要求工字鋼鋪設平整、穩固，邊角懸空處利用木楔填實，支撐架體支座直接落于鋼上時要焊接加固。

4）鋼軌支撐防護架采用φ48.3 mm×3.6 mm的鋼管搭設，搭設高度要保證上部受力橫桿底部高于鋼軌面不小于50 mm，保證不與鋼軌接觸。支撐架立桿縱距600 mm，股道上方橫距2 700 mm，軌枕兩側各錯開100 mm，兩側各外延100 mm加設立桿。

5）要求鋼軌支撐防護架搭設平整，上部橫桿標高一致，鋼板鋪設平整。

6）在拆除作業及防護作業過程中，嚴禁硬質物件與鋼軌直接接觸。

7）施工完畢后需恢復行車前，對線路進行檢查及養護，發開通確認電報，組織各單位進行聯合檢查，確認開通條件，達到開通條件后，方可恢復相應封鎖道行車。

3.4 滿堂支撐架及臨時支撐

1）天橋切開后重心位置距橋最外邊線取值712.85 mm。

2）切割后橋梁分割為2個部分，受偏心力，滿堂支撐架搭設主要用作橋梁切割后的臨時支撐，支撐主要分為4個部分（圖4）：

圖4 端梁處支撐示意

① 端橫梁部分在東西兩頭利用硬質墊塊支撐。

② 端橫梁部分在東西兩頭施作鋼板支座固定，鋼板支座定制加工，采用滿焊連接，預留螺栓孔，橋墩及端梁植入化學錨栓，與橋面結構采用螺栓連接。

③ 支撐架范圍內橫隔板利用木跳板或硬質墊塊支撐。

④ 支撐架范圍內橋面部分利用滿堂支撐架支撐，主楞采用φ48.3 mm×3.6 mm雙鋼管沿橋面寬布置，次楞采用50 mm×100 mm方木沿橋長方向布置，注意留出切割縫位置。

3）支撐架設計。本工程天橋拆除前，需在對應拆除的天橋投影范圍搭設滿堂支撐架，支撐架不進行天橋結構承重受力，僅用于天橋分割后臨時加固支撐受力及工人作業平臺。搭設范圍分2段，東側長10 m，位于待拆天橋東頭至Ⅺ道區域；西側長8 m，位于待拆天橋西頭至8道區域。西側支撐架與Ⅸ道中心最小距離為3.16 m（圖5）。

圖5 支撐架搭設位置示意

3.5 天橋結構切割分離

3.5.1 橋面切割防護

1）使用彩條布對下方軌道進行覆蓋，覆蓋范圍超出施工作業范圍不小于5 m。

2）對未拆除的接觸網承力索添加保護套防護，防護范圍超出施工作業范圍不小于5 m。

3）對未拆除的接觸網線在施工過程中及時用水沖洗，天窗點結束前統一進行再次清洗，保證將泥漿清理干凈。

4）泥漿水引至Ⅺ道西側水溝中，防止污染道碴道床。

3.5.2 切割施工條件

橋梁切割部分區域須在天窗點內進行施工（Ⅸ、Ⅹ道上方區域，如圖6所示），施工范圍定為兩股道中心線左右4 m，需切割工程量共計橋面板16 m、橫隔板4塊。因Ⅸ、Ⅹ道同時停電條件難以滿足，計劃申請單股道停電，每股道所需天窗點3個。

圖6 Ⅸ、Ⅹ道要點施工范圍示意

3.5.3 切割順序

切割由中部向兩端施工，首先進行橫隔板的切割，然后進行橋面板的切割，最后對兩端端橫梁進行切割，至此切割完成（圖7）。

圖7 天橋結構切割示意

1）橋面板采用混凝土切割機切割，橫隔板及端橫梁利用繩鋸切割。

2）切割作業需在支撐架設完畢后實施。

3）Ⅸ、Ⅹ股道上方區域的切割需在天窗點內完成。

3.6 吊裝場地選擇及場地處理

1）根據計算，履帶吊作業傳至下部的承載力為125 kPa，現場采用原土地基＋毛石等硬質材料分層壓實＋厚0.5 m級配石分層壓實進行處理，履帶吊行走路徑及吊裝場地上部滿鋪路基板。

2）地基處理區域攤鋪面積超出路基板鋪設區域不小于3 m，直接高差不得大于0.3 m，可采用緩坡形式，坡度不得大于45°。

3）攤鋪區域按層厚不大于0.3 m進行分層壓實，壓實采用壓路機多次往返壓實，振動力不得小于300 kN，保證壓實后輪印深度不大于1.5 cm。

4）攤鋪完成后對地基承載力進行檢測，保證壓實度不得小于125 kPa。

3.7 履帶吊拼裝

1）履帶吊擬采用80 t汽車吊進行拼裝，拼裝場地在遠離Ⅺ道區域，履帶吊拼裝邊線擬定距離Ⅺ道18 m。

2）拼裝底部履帶吊及操作室等作業可在Ⅺ道封鎖前提前進行，當拼裝高度超過15 m時，須在Ⅺ道封鎖、接觸網停電拆除后實施。

3）拼裝作業過程中需保證駐站及防護人員到位，來車時立即停止作業。

3.8 吊裝吊機選擇

1）切割后每部分天橋質量約130 t。計算考慮吊裝質量150 t，天橋長44.4 m，起吊半徑19.3 m（依照20 m選擇），落吊半徑25.17 m（依照26 m選擇），起吊高度約8 m，起升最高高度43 m。

2）吊機選擇400 t履帶吊后配重130 t。起吊半徑選擇20 m，臂長選擇54 m，則起吊質量為274 t，滿足要求；落吊半徑選擇26 m，臂長選擇54 m，則起吊質量為206 t，滿足要求。

3.9 吊裝工藝

3.9.1 吊點設置

1）吊裝利用2根鋼絲繩起吊，鋼絲繩與橋連接采用鋼絞線穿梁的方式，吊點對稱設置在兩端頭，距兩端頭約為4 m。

2）天橋兩端預埋吊鉤或穿孔固定繩索，通過繩索人工調整下落至指定區域。

3.9.2 吊裝鋼絲繩選擇

起吊作業半徑按20 m計算，臂長54 m（可提升高度50 m），提升高度43 m，吊裝鋼絲繩長度30.1 m（不含綁扎主梁長度），角度54°。每股鋼絲繩受力924 kN，計算受力1 109 kN（系數1.2），鋼絲繩為特殊定制，要求滿足參數要求，本工程選用6×61＋1構造類型的雙股鋼絲繩，鋼絲繩抗拉強度選用1 700 MPa等級，滿足吊裝要求。

3.9.3 天窗點內作業安排

1）吊裝天窗點時間115 min，天窗點開始前，履帶吊移動至指定吊裝位置，掛接好吊鉤，吊臂抬起，但注意不可侵入未封鎖股道。待施工負責人下達地線掛接完畢，可以開始吊裝作業命令后，旋轉、抬臂至待吊裝天橋正上方，作業人員開始掛接吊索。待掛接完畢，并經技術人員確認后，施工負責人下達起吊命令，開始垂直起吊至指定高度，然后緩緩吊至臨時堆放場地。吊裝嚴格按照既定的計劃封鎖點進行吊裝作業。

2）在梁端靠近12股道側設置2根纜風繩，在吊裝過程中通過2根纜風繩對吊裝姿態進行糾偏。

3）首先在第1個天窗點拆除南側部分（遠離履帶吊部分），在第2個天窗點拆除北側部分（靠近履帶吊部分）。

4）吊裝作業完畢后，履帶吊行駛至指定位置，準備下一階段吊裝。

3.9.4 注意事項

1）作業開始前對機械狀態、吊繩、吊索進行檢查，保證機械運轉正常，吊繩、吊索完好。

2）構件起吊時，吊車臂轉到構件頂上垂直吊離，當構件被提升5～10 cm時，暫停起吊，檢查受力點是否牢固，中心是否偏移，確保無誤后，再繼續起吊。

3）當構件垂直起吊至高出定位點時才能轉臂到就位正上方，嚴防磕碰。

4）構件起吊和下降時，嚴禁人員站在構件下方，構件上嚴禁站人及放置其他材料和機具設備。

4 主要安全措施要點

1）按規定與路局有關部門簽訂相關安全協議，明確雙方各自的安全責任。對涉及的既有線施工管理負責人、技術員、安全員、工班長、領工員、防護員、駐站聯絡員等須經路局相關單位組織的既有線施工安全知識培訓合格，方可上崗。

2）按照路局批準的施工安全防護方案，現場實施到位，并經常進行檢查維護，嚴禁不按規定設置好防護就開工。上跨、鄰近既有營業線路的施工作業，必須做好各種機械、材料安全防護和加固工作，嚴禁超限或滑落。現場負責人和安全員每天對天窗施工情況進行總結。

3）嚴格按照批準的施工方案、范圍和批準的封鎖要點計劃組織施工，停電作業嚴格按照執行停電作業程序流程，嚴格遵守在調度令天窗時間內上道作業，嚴禁早點搶工，保證做到不誤點、不延點并提前15～20 min撤離所有機具、材料和人員。必須達到既有線或客運專線營運線路放行條件，并經設備管理單位確認后方可開通運行。

4）制定材料機具侵限、接觸網斷線、軌道電路短接、大型機械傾覆、觸電等安全事故應急措施和相應的預案。

5 結語

通過本工程可以看出，針對營業線路上跨結構的拆除或是天橋的吊裝方案選擇，需要提前籌劃。另外，需要全面掌握鐵路局關于營業線施工的管理制度和辦法，厘清營業線施工管理流程，特別是在開工條件、施工計劃申報、施工方案審批、安全配合協議簽訂、現場安全防護及現場施工管控要求等方面進行全面的梳理及交底。在計劃管控方面要有嚴格的時間觀念，必須遵守天窗點管控要求。在施工條件上爭取封鎖占道施工，將營業線施工工況轉變為鄰近營業線施工工況，減少安全風險；同時對滿足整體吊裝條件的構件盡可能地選擇整體吊裝方案施工，從而減少營業線施工封鎖的時間，加快施工進度。

跨繁忙營業線人行天橋拆除關鍵施工技術在該工程的應用，對超短工期和特殊的營業線施工環境的人行天橋進行了吊裝拆除，不僅極大地降低了施工成本，而且保證了行車和人身安全，同時積累了營業線路封鎖占道、線路防護、手續辦理、溝通協調等方面的施工經驗，可供同類型工程借鑒。