中铁大桥局武汉桥梁特种技术有限公司 湖北武汉 430074
摘要：以南京长江大桥公路桥维修改造施工为例，在保障既有铁路安全的前提下，对公铁两用桥公路桥面既有混凝土桥面板拆除施工中桥面板分块切割、吊装孔设置、限位解除、整体吊装等关键施工技术进行了系统性研究总结，旨在为类似公铁两用桥公路桥混凝土桥面板拆除施工提供实践借鉴。
关键词：公铁两用桥；混凝土桥面板拆除；吊装施工
1、前言
随着国家经济的快速发展及城市人口增加，城市桥梁交通日益饱和，均存在超负荷运营的现状，公路桥面经常存在不同程度混凝土破损、开裂等系列病害。对于城市公铁两用桥，为提高公路桥面的行车舒适性、荷载等级，同时保障既有铁路线运行安全，对既有公铁两用桥公路面破损混凝土桥面板拆除更换，是公铁两用桥维修改造过程中的一大难题。本文以南京长江大桥公路桥面混凝土桥面板拆除施工为例，对公铁两用桥原混凝土桥面板拆除施工各项关键技术进行了系统性研究总结。
2、工程概况
南京桥位于南京市鼓楼区和浦口区之间，正桥全长1576m，共10跨，自北向南依次为1孔128m简支钢桁梁和3联3×160m连续钢桁梁。
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图1南京长江大桥正桥立面及平面布置图（单位：m）
原公路面轻质钢筋混凝土板，位于钢梁上弦，总宽20m，其中行车道宽15m，两侧人行道板各宽2.5m。公路钢纵梁上放置预制的陶粒轻质混凝土桥面板，桥面板与纵梁间用水泥砂浆进行调平填充，两者每隔约50cm设直径22mm的连接螺杆一对。
公路正桥桥面板沿纵桥向每3.6m一段、横桥向分为4块，厚度13cm，在支点位置（钢纵梁）加厚。桥面板采用分块预制后现场拼接（纵向湿接缝的主钢筋采用环形接头连接、横向接缝中的钢筋采用搭接）。人行道板和行车道板间采用环形钢筋及纵横向钢筋网连接成整体。
原行车道板由13cm厚250级粉煤灰陶粒轻质钢筋混凝土板+5cm厚300级混凝土铺装垫层+2cm厚沥青砂防磨层组成，未设置防水层，平均厚度约20cm。
原人行道板由8cm厚250级混凝土预制人行道板，面层由300#水泥砂浆铺砌10*10cm红缸砖。
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图2 南京长江大桥公路正桥行车道板横截面构造（单位：cm）
3、铁路面安全防护准备
为确保在既有混凝土桥面板拆除中，不影响铁路桥铁路运营安全，同时，提供桥面施工作业平台。在公路桥面与铁路面之间搭设铁路防护棚架，全范围内对既有铁路进行隔离和防护。
正桥防护棚架由两部分组成，包括主桁外侧吊挂平台和主桁内侧平台，内外侧平台错台布置。主桁外侧吊挂平台由上下锚梁、对拉螺杆、吊杆、下横梁、纵向分配梁、两侧栏杆及面层组成，主桁内侧平台由纵向分配梁和面层组成。正桥防护棚架结构如下图所示。
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图3 正桥铁路防护棚架布置图
4、混凝土桥面板拆除关键技术
4.1 主要施工方法
充分考虑正桥桥面板所在区域的结构特点、吊机吊装条件及可操作性，在满足吊装过程安全可控的前提下，将混凝土桥面板分割成合适的尺寸。桥面板划分为A、B、C、D四个区域，横缝间距为2米，桥面板最大块重量约为4.81t/块，采用30t吊机吊装。桥面板切除以正桥中心位置（5#附近）为起始分别向南北岸倒退切割拆除，横向切割后再进行纵向切割。首先进行下游侧分块桥面板拆除施工，待上下游侧拆除区域大于25米后，便同步开展上游侧分块桥面板拆除。
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图4 桥面系拆除平面布置示意图
桥面板拆除作业主要流程：
桥面板切割分块→吊装孔设置→安全网挂设→限位解除→桥面板吊装→外运。
4.2 桥面板切割施工
考虑使用30t汽车吊，进行桥面板倒退吊装拆除，工作半径10m，吊臂31m，最大吊重为7.5t。既有混凝土桥面板横断面分四部分，纵桥向2m分段，单块桥面板最重达4.81t，吊装安全系数达1.56＞1.3，满足设计及规范要求。
根据桥面板分块需求，人行道板的横向切缝采用液压绳锯切割系统进行施工，行车道板纵横切缝采用走形式混凝土切割机进行。
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图5 桥面板切割分块施工图
混凝土切割前，在切割区域下方棚架面层上铺设防水布及集水槽，使切割过程中的冷却水汇集至棚架边缘中集水槽，经沉淀处理后集中排放。切割完成后转移至下一个切割区域。
4.3 桥面板吊装孔设置
根据桥面板的截面形式及其尺寸大小，依据CAD模型中桥面板分块形心计算，确定各分块桥面板重心位置，按照吊装过程中桥面板弯矩最小及平衡稳定的原则，合理设置钢丝绳及吊装孔，确保桥面板重心位于起吊钢丝绳垂线上。
吊装孔采用水钻设备实施，沿两板的切割缝位置进行钻孔施工，每块桥面板设置4个圆形吊装孔，孔径约50mm，吊装孔部位尺寸可视实际情况进行适当调整。
4.4 安全网挂设
在正桥钢纵梁下方、铁路防护棚架上方挂设高强钢丝安全网，对拆除节间进行全覆盖防护。钢丝网规格型号为TC/3/65，即由直径为3.0mm的钢丝、按网孔内切圆直径65mm编织成的长20m、宽8m的高强度钢丝网。
钢丝网具有高韧性、高防护强度，易铺展性，在施工区域设置隔离防护，确保桥面板拆除过程中，对破碎混凝土块起到兜吊作用。
4.5 桥面板限位解除
根据调查原桥面板纵向每隔50cm设直径22mm的连接螺杆一对。由于锚栓使用时间已几十年，部分螺帽与螺杆均已锈蚀，无法采用扳手进行解除，拟采用氧割切除螺帽后用千斤顶解除桥面板与纵梁间的约束。若相邻桥面板分块间由仍有局部钢筋连接，可采用火焰切割机进行切割断开。
4.6 桥面板吊装施工
（1）钢丝绳选型
根据桥面板的分块情况，桥面板最大块尺寸为5.22m×2.0m，最大块桥面板重量4.81t，直径选用Φ20（6×19类，抗拉强度1670Mpa）钢丝绳为主要的吊装用钢丝绳，单根钢丝绳长度按10m考虑。
由桥面板分块情况可知，钢丝绳与桥面板的最小夹角α≈62°，最重块桥面板吊装过程中，钢丝绳承担的最大拉力F=13.62kN
由GB8918-2006查得，6×19类钢丝绳，公称抗拉强度1670Mpa，直径20mm的纤维芯钢丝绳破断力为220kN。
钢丝绳安全系数：K=220/13.62=16.15，可以满足现场桥面板吊装的安全需求。
（2）桥面板吊装
吊装前，确保钢丝绳及吊具性能合格，布置合理。具备吊装条件后，进行试吊装，将单块桥面板提升约5cm，静置约2分钟，检查吊机及桥面板的起吊工作状态。
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图6 桥面板吊装施工图
试吊满足要求后，进行正式吊装。起吊桥面板，旋转吊机平稳将其放置于运板车上后松钩。
4.7 桥面板运输及破碎处理
桥面板装运时，每次装运2～3块，在平板车上抄垫枕木，各层桥面板间也需抄垫方木并用钢丝绳固定牢固，确保桥面板摆放平稳。
将桥面板运输至弃渣场凿除破碎，每次运输2～3块。
5、结语
本工程在确保铁路运营安全的前提下，通过对既有钢混凝土桥面板状况进行调查分析，合理选择切割分块方案，根据经济性、适用性及工期进度要求，统筹调配资源，使用起重吊装、静力切割等设备，圆满的完成了南京长江大桥公路桥混凝土桥面板的拆除施工，系统性总结了公铁两用桥既有混凝土桥面板拆除施工关键技术，可以对类似公铁两用桥改造施工提供了借鉴意义。
参考文献：
［1］ GB50755-2012.《钢结构工程施工规范》.2012
［2］JGJ 276-2012.《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》.2012。
［3］ 凌庆基.观澜大桥旧桥拆除方案的比选与施工［J］．广东公路交通，2008.
［4］ 李耀生.旧桥拆桥方案探析［J］．城市道桥与防洪，2014.
［5］ 苏柱仲.某大桥旧桥拆桥方案探析［J］．建设科技，2013