马琦
中铁一局集团新运工程有限公司 712000
摘要:本文主要介绍上跨电气化铁路营业线混凝土梁拆除施工流程和作业过程控制事项，并进行吊车安全性分析、和钢丝绳受力验算。
关键词：上跨电气化铁路 主梁 拆除 施工技术
1、工程概况
铜玉线IDK1+731处上跨渝怀铁路公路桥桥台位于新建铜仁至玉屏铁路范围内，该既有桥梁为一孔20m简支T梁桥，桥宽9m，防水混凝土路面，两侧分别有钢制防抛网及砼防撞护栏，上部结构形式为预制钢筋混凝土T梁，该桥共有T梁5片，梁间设置5道横隔板，每片T梁重约35t（含桥面铺装）。桥台为重力式“U”型桥台，扩大基础，支撑在白云质灰岩上。
桥台前墙及台帽、背墙等为钢筋混凝土，侧墙及其基础为M7.5浆砌片石，0#桥台高6.0m，1#桥台高10.0m。在桥台锥坡和铁路路堑边坡相交处设有浆砌片石挡墙，0#桥台前墙一侧挡土墙宽0.7m左右，1#桥台前墙一侧的挡土墙及其土坡宽3.0m，挡土墙下部为铁路路堑排水沟。新建铜仁至玉屏铁路此段路基开挖需先将此桥的T梁及1#桥台拆除(0#桥台不必拆除)。
既有跨线桥梁为1-20m钢筋混凝土装配式钢筋混凝土T形梁，具体参数见表1，既有旧桥情况详见图1（既有旧桥梁立面图）、图2（既有旧桥横断面图）、图3（既有旧桥现场图）。
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2、工程重点、难点分析
铜仁站区IDK1+731处跨线公路桥正下方是既有渝怀线，封锁施工过程中对既有渝怀铁路既有设备的保护、吊装设备选择、作业现场选址及吊装作业过程控制是施工的重点和难点。
3、吊装设备选择及设备承载能力计算
3.1本桥梁为：跨径为20m，装配式钢筋混凝土T形梁；依据设计图纸，该桥梁为300号钢筋混凝土梁，单片中梁裸重23.5吨，计入1.2的动力系数；不考虑桥面铺装吊装重23.5×1.2=28.2吨，单片边梁裸重21.8吨，计入1.2的动力系数；不考虑桥面铺装和人行道支承系统吊装重21.8×1.2=26.2吨，按照中梁28.2吨考虑吊车，考虑吊钩及绳索重量3.5+0.255=3.755吨，即总重为31.955吨。计划使用QAY400型汽车吊进行拆梁作业。
3.2作业面选择：QAY400吊车作业宽度为10m，按作业半径最小原则，吊车设在渝怀线路右侧桥台与道路位置处。具体见图4。
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图5 作业半径示意
3.3.2吊车吊装时，吊车主臂长为31.5m，作业半径按26m，梁端与吊车臂不存在交叉情况。
3.3.3依据QAY400吊车性能表查的吊车（半径26m，大臂31.5m）额定承载力等于41t＞31.955t，满足要求。汽车吊装性能表见下图6。
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图6 吊车性能表
3.4起吊位置支撑力计算
本工程采用400吨吊车自重84吨，配重120吨，计算每个吊车支腿对地面的承载力要求。
N=（84+120+31.955）*9.8*1.4=3237KN
A=2.5*2.5*4=25m2(支腿下垫钢板）
P吊机=3237/25=129KN/m2，取1.2赔的安全系数，为155KN/m2。
吊机支腿位于硬化的地面上及桥台上，地基承载力均大于200kn/m2满足要求。
3.5钢丝绳吊装能力检算
根据前面中梁（比边梁重）按照1.2动力系数计算结果为28.2吨，考虑吊钩及绳索重量3.5+0.255=3.755吨，即总重为31.955吨。
每端用1根24m长的钢丝绳一弯两折使用，钢丝绳与铅锤线的夹角为4.4度，钢丝绳计算荷载为：
FJ=(G*g)/(4*cos4.4)=(31.955*9.8)/4=78.3KN。
按照钢丝绳选用6×37+1-1700-φ39mm,钢丝绳安全系数k=9进行计算，其允许拉力值为FG=a*[Fg]/k=0.82*959.5/9=87.42KN
FJ=78.3KN<FG=87.42KN,即选用6×37+1-1700-φ39mm钢丝绳可行。
4、施工方法
4.1 前期准备
4.1.1房屋拆除。由地方政府及铁办进行房屋的拆除，为拆桥创造施工作面。
4.1.2封闭交通。业主组织、协调地方相关部门，在开始准备施工前10天开始封闭交通，用布告、电台、电视等多种手段公告市民，告知封闭时间段、封闭期间交通疏导方案等内容。
4.1.3桥面排水管、地方电力线迁改。桥面的排水管道、地方10KV电力线由我部迁移至施工区域以外。
4.1.4在0#桥台，1#桥台台前挡墙处安装防护栅栏，栅栏高2.0m，将人员作业区和列车行驶区隔离开来。
4.1.5桥下电力线绝缘处理。对桥下N15号杆附近的供电线，轨道上方的承力索、回流线等进行绝缘包扎，包扎长度包括既有桥面的宽度向两侧各自延伸20m。
4.1.6平整场地。道路两端封路及围挡,拆除老城区侧桥台施工范围内的围墙，平整出10m×25m范围内的临时存梁区域。
4.2搭设防电棚
4.2.1在1#桥台前面施工两个人工挖孔桩，1#台前两根人工挖孔桩施工完毕后，在桩顶上对应安装两根钢管立柱，用来支承防电棚的纵梁。并在1#台前开挖基坑施工条形基础，(条形基础距既有线中心距离为5.7m)并预埋钢管。安装钢管立柱和水平横梁及斜撑，并在内侧安装挡板，将1#桥台凿除区域和铁路运营区隔离开来。安装1#桥台台前的钢管支架平台。纵梁直接支承在挖孔桩上部的钢管立柱上。
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4.2.2在0#台桥采用台背墙后设置门式桁架作为防电棚纵梁支点的支撑体系。在桥台背墙后侧凿除部分侧墙及填料，以放置I65轻型工字钢（横梁）；为确保稳定性，对凿除孔洞采用浇筑20cm厚C20素砼回填，砼顶部整平。I65轻型工字钢（横梁）与I40轻型工字钢（吊杆）焊接成门式桁架，然后在I40轻型工字钢（吊杆）的相应位置焊接钢牛腿并用来支承纵梁，采用整体吊装将门式桁架就位，然后通过牵钉将吊杆固定在桥台侧墙上。
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4.2.3防电棚搭设过程中要防止杂物掉落，损坏既有设备。每次施工前现场负责人指定专人负责进行盯控，避免防电棚安装过程发生意外。
4.3 拆除附属设施
4.3.1拆除防撞墙和桥面沥青混凝土。现场防护人员到位后，采用小型破碎锺和风镐拆除桥面铺装和防撞墙。由于梁体横向联系较弱，凿除桥面铺装前检查梁体横向连接，必要时进行加固。凿除时顺着一个方向施工，禁止随便乱凿。小型机械机具必须有专人指挥，预防坠落事故发生。
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4.3.2在“天窗点”内拆除防护网、护栏、人行道板、悬挑梁拆除。从桥梁一侧的一端向另一端采用吊车吊装和人工氧气切割结合拆除方式拆除防护网、栏杆、人行道板、悬挑梁，拆除时用钢丝绳将其向内侧拉住，以防坠落。拆除的附属设施应及时运离现场。
4.4拆除T梁及防电棚
4.4.1梁板切割
（1）先在相邻板之间打临时连接孔，连接孔距梁板切割缝50cm，采用直径为24mm的钢筋插入连接孔内进行连接，连接孔位置及具体安装见下图所示。
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（2）桥面上用标线将板间纵缝及梁间横隔板标识出来。在横隔板对应位置沿梁缝纵向前后各40cm，切割成长×宽=80×40cm的矩形开口，使人从上面可以直接看到横隔板位置，然后工人站在挂篮中（系安全绳）利用切割机或风钻将横隔板切开。
（3）在切割线位置距离梁端3m处施工吊装孔，使用切割机对梁板进行切割，如下图所示。先切开中梁之间纵缝，然后再切开次边梁之间的纵缝，最后切边梁之间的纵缝，切缝和安装梁间临时连接钢筋交替执行，以保证梁的整体稳定性，见图所示。
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4.4.2梁板拆除
（1）吊车在老城区侧桥台上就位，吊车前端朝老城区方向进行摆放。汽车吊严格按照现场放线进行定位，架设完成后再次测量复核，确保吊车位于桥台的正中心。汽车吊试吊做最终调试，如汽车吊有异常则立即停止吊装作业并检查汽车吊排除故障，如无异常则可进行吊装作业。
（2）当拆桥所有准备工作完成后即可进行T梁的吊离工作。将吊钩移至需要转移的T梁正上方，用汽车吊的挂钩吊住绑在T梁的钢丝绳，再次确认梁体钢支座与桥台分离后，将T 梁吊起约10厘米，如汽车吊有异常则立即将T梁放落至原位，固定好T梁，并检查汽车吊排除故障，如无异常则可进行吊装作业。将T梁吊起移至桥台台尾铁路右侧的场地上。
（3）为提高T梁吊装安全，在梁的两端加槽钢固定，将既有桥T梁从左到右按1、2、5、4、3的顺序进行编号。在“天窗点”内吊离1号T梁，立即在1号梁梁端对应的桥台台帽上打孔植入钢质胀锚螺栓，在台帽上立即安装型钢支撑体系，在2号梁梁端起支撑作用。
（4）在“天窗点”内吊离2号T梁，同样在2号梁梁端对应的桥台台帽上打孔植入钢质胀锚螺栓，在台帽上立即安装型钢支撑体系，在3号梁梁端起支撑作用。循环按上述步骤吊离3号和4号梁。在4号梁吊离前，先在5号梁梁端的另一侧用钢丝绳将5号梁拉住，然后再吊离4号梁。在4号梁吊离后，立即在4号梁梁端对应的桥台台帽上打孔植入钢质胀锚螺栓，在台帽上立即安装型钢支撑体系，在5号梁梁端起支撑作用，最后吊离5号梁。 T梁吊出后采用液压破碎锤凿碎后，用汽车外运至弃渣场。
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4.5桥台拆除
4.5.1待上部T梁和防电棚支撑结构拆除完毕后，再开始铁路右侧桥台的拆除。桥台拆除前需对运营铁路线采取防护措施，以防碎块滚落，影响铁路运营安全。
4.5.2桥台拆除防护设施搭设
在桥台前墙一侧玉屏方向及铜仁方向各设置长度为10m钢管防护栏（φ50×3.5mm@40cm）形成防护栅栏，并在桥台前墙外侧开挖基坑施工条形基础，并预埋钢管。施工钢管立柱和水平横撑及斜撑，于其内侧安装挡板（5mm模版），将桥台施工区和铁路运营区隔离开来。同时在桥台前墙中部打入φ20牵钉，锚入长度不小于30cm，用结构胶固定牵钉，在牵钉和每个钢管立柱之间采用钢丝绳连接。待桥台前墙凿除至牵钉位置以上50cm处时，在桥台未开挖的路堑边坡后面打入φ50×3.5mm的钢管锚固桩，每个锚固桩采用2φ50×3.5mm钢管，入土深度不小于1.5m，共设四处锚固桩，采用钢丝绳和钢管立柱顶部连接。
4.5.3桥台凿除
台后路堑边坡开挖按铜玉铁路施工图纸所确定的路堑边坡进行开挖，桥台路面以上2m范围内的钢筋混凝土背墙和台帽采用电动风镐或切割机进行凿除，余下部分采用电动风镐或液压炮机进行分层凿除，严禁采用爆破方式凿除。
5、结束语
铜仁站区上跨渝怀铁路公路桥梁已顺利拆除，该方法在实践中得到肯定，为今后营业线拆梁提供了宝贵经验，通过不断完善和优化必将成为一种有效的施工工法。
参考文献
[1]铁路总公司《铁路营业线施工安全管理办法》（铁运［2012］280文）
[2]广铁集团《广铁集团营业线施工安全管理实施细则》(铁运［2012］310文)；
[3]《铁路技术管理规程》（TG/01-2014)普速铁路部分相关规定；
[4]《铁路建设工程安全风险管理暂行办法》（铁建设 [2010]162号）；
[5]《起重吊装工程安全技术规范》（JGJ 276-2012）；
[6]《起重机械安全规程》（GB6067-2010）等相关规定。