上跨繁忙铁路拆除简支梁桥施工工法.pdf

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1、1上跨繁忙铁路拆除简支梁桥施工工法 1 前言1 前言 随着道路车流量的增加，原有上跨铁路的公路桥梁已渐渐不能满足使用功能的要求，需要进行拆除并建设新的桥梁。上跨繁忙铁路拆梁的施工，受运营铁路的影响，推动了拆梁技术及施工工艺的更新发展。在天津市外环线京沪铁路立交桥改造工程中，中铁六局集团北京铁路建设有限公司开展技术攻关，对拆除防护屏、防撞护栏，凿除接缝，架桥机吊梁等环节进行了详细的研究论证，形成了上跨既有铁路拆架梁施工技术研究成果，确保了施工和铁路的运营安全，经济效益和社会效益显著。本研究成果参加了中国公路建设行业协会 2018 年度公路工程科技创新成果评审，经过专家鉴定成果达到国际先进水平，并

2、获得公路工程科技创新成果二等奖。现总结形成本工法。同时，施工中研发的“一种水锯床半自动走行架”已获得国家实用新型专利授权，专利号：ZL 2017 2 0395582.7。图 1 上跨铁路立交桥立面图 2 工法特点2 工法特点 2.1 跨越电气化铁路繁忙干线，线路封锁时间短，对拆除防护屏、防撞护栏、凿除接缝及架桥机吊装作业流程及卡控时间要求十分严格，对于施工安全及铁路运营安全措施必须全面细致，做到万无一失。2.2 拆除防护屏采用先拆板、后拆柱，流水作业的施工方法，减小了拆卸物掉落砸碰接触2网的风险，保证铁路设备安全。2.3 拆除防撞护栏时，先用水钻钻孔，后用绳锯切割，减少了噪声污染，同时大大减少

3、了铁路封锁的时间，降低了铁路运营风险。2.4 拆除简支 T 梁时两片梁一组，形成形，架桥机吊装时，大大增加了梁体的稳定性、安全性，同时减少了铁路封锁的时间。2.5 与其他的拆除简支梁比较，减少了铁路封锁的时间，缩短了施工工期，同时减少了对营业线的运输组织及安全的影响。2.6 本工法在降低施工成本，减少铁路运营损失方面具有显著的效果。3 3 适用范围适用范围 本工法适用于上跨铁路简支梁桥拆除施工，对于跨越铁路、公路、河流等桥梁的拆除施工具有借鉴意义。4 4 工艺原理工艺原理 根据上跨繁忙铁路简支 T 梁桥的施工环境，外观尺寸及铁路局对跨越铁路进行拆除施工的具体要求，仔细计算桥梁的混凝土重量，研讨

4、各种工况下的桥梁拆除方案，以确保线路运营安全为原则，在线路封锁有限时间完成施工任务为目标，选定合理施工工序、机具为准则进行上跨铁路的桥梁拆除施工。拆除施工在满足施工安全及铁路运营安全的前提下，最大化减少线路封锁时间，降低对铁路运营的影响，采取“分组拆除”的方式进行，将整孔梁以每 2 片梁为一组，形成稳定形，分组拆除，以满足机械吊装安全系数。采用水钻、绳锯、空压机等设备机具组合使用的方式断开“组”与“组”间连接，架桥机将“”形结构吊出，安全、快速、有效地完成简支梁桥拆除施工。5 5 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.1 工艺流程 3图 5.1 工艺流程图 5.2 操作要点 5.2

5、.1 拆除防抛屏 在施工前与铁路设备单位联系，对桥区影响范围内铁路接触网的承力索安装绝缘防护套，做好临时防护，搭设人工操作平台。线路封锁后拆除防护屏，采用手持式齿轮锯切割耐力板，先切割上沿和一侧立缝，用手持工具把耐力板拉向桥内侧并保存稳定，然后切割另一侧立缝及底缝，把耐力板整体取下、移走。使用氧气乙炔切割防护屏立柱前，先用绳索拴在立柱上，向桥内方向拉紧，防止切断后立柱掉落线路上；切割时喷火嘴要从桥外侧向内侧切割，同时安排专人采用挡板挡在立柱外侧以防止切割废渣落到桥外接触网上。5.2.2 拆除防撞护栏 防撞护栏位于铁路上方，拆除前，首先确定吊装机械，根据现场情况确定吊车作业半径及吊重，计算防撞护

6、栏的重量，然后确定防撞护栏分块长度。本工程防撞护栏每 5m 一块，先用水钻打孔，后绳锯切割，然后用 25T 吊车吊走的方法拆除。首先在既有桥面上采用化学锚栓做地锚，然后用钢筋一端焊接在防护屏拆除后的立柱预埋件上，一端焊在地锚上，把防撞护栏拉住固定。封锁线路前先利用水钻打孔，防撞护栏根部厚度为 50cm，利用水钻先打孔 40-45cm 深,剩余 5-10cm 连接，在水钻 40cm 位置用红油漆涂刷做好标记，打孔时防止超钻打透水泥浆流到铁路上。立缝为梯形，上沿厚 30cm，用水钻打孔剩余 5cm 厚，边打边量测，防止打透。在每块防撞护栏腰部钻两个吊装孔，剩余 5cm 厚。架桥机拼装及试运转桥梁下

7、做好钢轨及接触网防护措施拆除防护屏拆除防撞护栏凿除桥面铺装及接缝断开横隔板连接架桥机进行梁板吊装4 图 5.2.1 水钻打孔示意图 防撞护栏绳锯切割及吊装在线路封锁后施工，首先根据绳锯的切割效率及吊车的配备数量，以及线路封锁的时间，确定封锁时间内切割防撞护栏的数量，杜绝封锁解除施工未完现象，造成铁路运营风险。线路封锁后，首先在铁路上铺设塑料布，防止切割泥浆污染道床。用水钻打透吊装孔后，使用绳锯先切透防撞护栏立缝再切透横缝，在横缝还剩余 50cm 长时停止切割，挂好吊车钢丝绳后再切断防撞护栏，防止防撞护栏断裂侧滑到线路上。切断后用汽车吊吊到铁路以外，车辆运走。图 5.2.2 防撞护栏切割、吊装示

8、意图 5.2.3 凿除桥面铺装及接缝 每孔 8 片梁，每两片梁为一组，形成形，在端部横隔梁位置下的盖梁上垫枕木支撑 T梁，提高 T 梁的稳定性，拆除组与组之间的湿接缝及横隔梁的连接。线路封锁时间以外，采用空压机凿除盖梁上方连续缝桥面铺装，使用切割设备切断钢筋连接，使孔与孔之间纵向连接彻底分离，清除盖梁上梁缝间破除的混凝土渣块，确保没有其他影响。线路封锁时间外，在桥面上安排防护人员，利用列车间隔人工凿除横向两组梁之间 20cm宽桥面铺装层，精确找到梁与梁间的湿接缝，其他位置的桥面铺装不凿除。间 距 2m1m0.5m排 孔拉 锚 孔排 孔间 距 2.5m地 锚钢 丝 绳拉 锚 孔/吊 装 孔间距

9、5m绳锯主动轮金刚石绳穿绳孔吊运孔液压驱动顺桥向切割线5 图 5.2.3 临时支撑示意图 分别利用铁路上下行线路封闭时间拆除湿接缝。线路封闭后，在铁路上铺塑料布，在塑料布上铺竹胶板，采用破碎锤配合人工凿除湿接缝混凝土，用气割设备切断铁路上方的钢筋连接，保留两端头接缝的钢筋连接，保证梁的稳定性。5.2.4 断开横隔板的连接 断开横隔板连接前，首先确定横隔板的位置，分别位于上下行侧的横隔板的拆除利用上下行的封闭点施工，位于上下行之间的横隔板利用上下行全封锁的时间施工，接触网停电。横隔板采用绳锯切割，将金刚石绳从横隔板一侧穿过，从另一侧穿出，兜住横隔板进行切割。线路封闭后，在铁路上铺塑料布，收集切割

10、的泥水并清理到指定位置，防止污染道床。图 5.2.4 横隔梁切割示意图 5.2.5 架桥机吊梁 架桥机采用公路 NF140T/40m 架桥机，每组梁最重为 78t，安全系数为 140/78=1.81.3，安全系数满足要求。架桥机在铁路孔以外的既有旧桥面上进行组装后，纵移到被拆除的桥梁上方，待铁路封锁后，进行拆除施工。架桥机就位后确保吊梁时与架桥机外部机构不枕木支垫枕木支垫20cm桥面铺装6发生摩擦和冲突，适当增加前横移轨道及中横移轨道间距，保证梁体有足够空间能够顺利的吊出。每 2 片梁为一组，拆除顺序为先拆除次边梁，后拆除边梁。首先利用列车间隔挂好钢丝绳，安装钢丝绳时先使用绝缘绳兜住 T 梁，

11、然后绝缘绳一端系在钢丝绳上，松钢丝绳侧同时拉绝缘绳另一侧，利用绝缘绳把钢丝绳兜住 T 梁。架桥机天车拉紧钢丝绳，断开端头部位的钢筋连接。正式起吊前，进行试吊，以梁体离开支座 5cm 为宜，检查确认梁片之间没有连接或其他干扰，保证梁片顺利起吊，然后梁体落到支座上等待线路封锁。铁路封锁后架桥机天车吊起梁至架桥机横移轨道以上后，天车纵移携梁运出铁路孔，把梁装在运梁车上运走。图 5.2.5-1 架桥机拆除次边梁示意图 拆除边梁前，首先进行工况模拟，架桥机外走行轮行至外边梁腹板位置时满足起吊条件，在横移轨道上安装限位器。另外在 T 梁翼缘板下方搭设枕木垛及硬柞木与翼缘板密贴，支撑梁板，保证 T 梁拆除安

12、全。铁路封锁后，架桥机天车吊起梁 5cm 横移至架桥机桁架间，减小偏载时间，然后天车吊起梁纵移出铁路孔，装到运梁车上装车运走。7图 5.2.5-2 架桥机拆除边梁示意图 6 6 材料与设备材料与设备 本工法无需特别说明的材料，采用的机具设备见表 6。表 6 机具设备表 序号 设备名称 设备型号 单位 数量 用途 1 公路架桥机 NF140T/40m 台 1 吊装 T 梁 2 汽车吊 25t 台 2 吊装防撞护栏 3 水钻 直径 100mm 台 20 钻孔 4 金刚石绳锯 电动式 台 8 切割 5 空压机 台 3 凿除桥面铺装 6 齿轮锯 台 8 切割防护屏 7 气割 套 8 切割防护屏立柱 8

13、 电钻 台 4 安装锚栓 9 运梁车 台 4 运输 T 梁 10 绝缘绳 根 2 安装钢丝绳 11 枕木 根 20 临时支撑 12 钢丝绳 34.5mm 根 6 吊装 7 7 质量控制质量控制 7.1 桥梁拆除施工符合铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10415-2003）相关规定。7.2 检查进场的钢丝绳、绝缘绳、金刚石绳等材料质量合格证及相关检验报告，确保质量符合使用要求。7.3 封锁线路前水钻钻孔深度偏差不大于 3cm，保证封锁线路前施工安全及线路运营安全。7.4 封锁线路前凿除桥面铺装，严格控制凿除厚度，偏差不大于 2cm，防止混凝土渣块掉落铁路影响运营。7.5 横隔板切割位置以湿接缝

14、连接的中心为宜，偏差不超出 5cm，防止梁体偏重。横隔板及翼缘板下临时支撑使用的枕木及硬柞木等不得出现孔洞、扭曲、断裂等。7.6 架桥机进场后检查所有架桥机构件的质量，安装完成后请特种设备检验所进行检查验收，并进行试运转，确保架桥机安装质量满足要求。7.7 前、中支腿的横向运行轨道铺设要水平，并严格控制间距，两条轨道必须平行。7.8 架桥机工作前，应调整前、中支腿高度，使架桥机主梁纵向坡度1%。8 8 安全措施安全措施 88.1 施工前建立好安全管理制度，临近营业线施工安全管理制度及营业线施工安全管理制度。指定安全负责人及各步工序施工安全负责人，做到责任到人。一切施工按照铁路部门临近营业线及营

15、业线施工要求进行。8.2 大型机械进场后，必须经过相关特种设备部门检验合格。同时对吊装用具（钢丝绳、卡环）做好详细检查，有断丝、死弯、硬伤等现象超出要求后及时更换。8.3 封锁点外进行各项施工必须按照技术交底要求进行，并设专职防护员及现场管理人员进行全程盯控。8.4 金钢石绳锯机械施工时，制定好安全操作规程，确保施工安全及铁路设备安全。8.5 在高空作业施工的施工人员需系好安全带，穿防滑鞋，大风、大雨、大雪、大雾天气停止一切吊装作业。8.6 线路封锁解除前 15min，桥上施工的物料、机具撤离到线路外侧，对固定到桥上的设备（绳锯等）要检查确认安全状态。8.7 桥上施工所用的电缆、风镐管等由电工

16、专人负责，及时清理，防止掉落到接触网，影响行车。8.8 每天的施工内容必须在当日线路封锁的施工计划内，不得超范围、超计划施工。8.9 桥下安排专人，随时清理掉落到线间的渣块，放到封闭线路的路肩上，点毕后统一清理出线间。8.10 架桥机拆梁作业，每拆除一孔必须进行一次全面安全检查，严禁带故障工作。9 9 环保措施环保措施 9.1 封锁线路外的时间凿除混凝土选择在白天凿除，避免夜间施工，减少噪声污染。9.2 线路封锁时间内施工时，绳锯切割混凝土，在线路上做好防护，防止泥浆污染道床，封闭点后，把收集的泥水掏走，排放到指定地点。9.3 整个施工过程中所用材料必须及时回收，以免遗失，将所用材料存放到库房

17、以便其它工程继续使用。9.4 现场凿除施工采用雾炮进行降尘，防止大气污染。9.5 电气焊尽量避免晚上作业，防止光污染。1010 资源节约资源节约 本工法架桥机拆梁施工铁路要点数量少，施工周期短，架桥机停放时间短，避免了资源过多浪费。两片梁一组，凿除及切割工程量减少，节约了空压机及绳锯的使用时间。临时支9撑的枕木及硬柞木重复多次利用，节省资源。1111 效益分析效益分析 外环线京沪铁路立交桥改造工程上跨繁忙铁路拆梁施工，采用本工法节约二级点 8 个，三级点 10 个，累计节省工期 1 个月，按照建设单位要求在全运会前圆满完成工程，既保证作业安全及铁路运营安全，又大大减少铁路要点数量，降低对铁路运

18、营的影响，获得社会各界一致认可，为今后上跨铁路拆梁施工积累了宝贵的技术经验，社会效益显著。该施工方法安全可靠，工期短，易于工程推广，经济效益显著。既有桥切割费用，架桥机节省台班费用，以及节省人工费用等共计 30 万元。1212 应用实例应用实例 12.1 工程概况 天津外环线跨京沪铁路立交桥位于天津市西青区，桥梁全长 450m，共计 22 孔，分左右两幅桥，单幅桥宽 13.25m，上部结构为 T 梁，单跨 8 片 T 梁布置，本次改造加宽至 20.75m，双向 10 车道。其中第 11-12 孔跨越京沪铁路，与京沪铁路相交里程为 k143+400 处，斜交角度为 97，第 12-13 孔跨越动车走行 A 线，与铁路相交里程为 K4+650 处。上跨铁路上部结构采用公路架桥机拆除全部既有 T 梁，新架设 13 片预应力空心板梁。12.2 施工情况 该工程上跨铁路拆梁施工，从 2016 年 4 月 5 日开始铁路要点进行拆梁作业，2016 年 5月 10 日完成左幅上跨铁路拆梁施工，历时 36 天。由于采取各种措施得当，整个施工过程处于安全、稳定、快速的可控状态，确保了京沪铁路与动车走行 A 线的运营安全。得到了天津市、北京局、业主、监理公司等社会各界的一致好评。取得了显著的经济效益和社会效益。