跨鐵路繁忙營(yíng)業(yè)線人行混凝土天橋拆除關(guān)鍵施工技術(shù)

祝東明 張大祥

中鐵建工集團(tuán)有限公司 廣東 廣州 511400

鐵路營(yíng)業(yè)線施工需要更加復(fù)雜的審核審批流程以及周密的施工計(jì)劃、現(xiàn)場(chǎng)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(yíng)業(yè)線人行天橋拆除關(guān)鍵施工技術(shù)，是根據(jù)項(xiàng)目周邊特點(diǎn)及營(yíng)業(yè)線施工計(jì)劃要求等情況確定的一種拆除施工技術(shù)，解決了跨營(yíng)業(yè)線和鄰近營(yíng)業(yè)線進(jìn)行大型構(gòu)件整體吊裝施工和鐵路線路保護(hù)等技術(shù)難題，為以后此類工程施工提供了相應(yīng)的參考。

1 項(xiàng)目背景

1.1 項(xiàng)目概況

背景項(xiàng)目位于鐵路株洲站內(nèi)，既有人行天橋位于株洲站北側(cè)，橫跨1—15股道，覆蓋1—6站臺(tái)，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，天橋凈寬3.75 m和4.40 m，凈高8～9 m，長(zhǎng)度約160 m。施工中心里程為JGSK1 618＋521.56。本關(guān)鍵技術(shù)主要針對(duì)繁忙營(yíng)業(yè)線滬昆線及京廣線的8—12股道上方區(qū)域的人行天橋拆除，即圖1中的拆除區(qū)域三。

圖1 拆除區(qū)域布置

本段天橋長(zhǎng)44 m，寬4.4 m，為簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，整體質(zhì)量約294 t（計(jì)算取值300 t），橫跨8、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、12五條股道。由于線路無(wú)法同時(shí)長(zhǎng)期封鎖，且跨距較遠(yuǎn)，一般大型吊機(jī)無(wú)法吊起，采用對(duì)梁體進(jìn)行分割后分段吊裝的措施，利用切割機(jī)及繩鋸沿縱向?qū)⑻鞓蚯懈畛蓛刹糠郑▓D2）。在分割前，為確保整體穩(wěn)定性，在天橋支座兩端搭設(shè)支撐架，并在2段梁段設(shè)置固定點(diǎn)與橋墩進(jìn)行臨時(shí)固定。首先在第1個(gè)天窗點(diǎn)拆除南側(cè)部分（遠(yuǎn)離履帶吊部分），在第2個(gè)天窗點(diǎn)拆除北側(cè)部分（靠近履帶吊部分）。

圖2 拆除區(qū)域三天橋分割示意

本跨結(jié)構(gòu)凈空約9 m，由2條預(yù)應(yīng)力主梁架于兩端支墩上，為主要受力構(gòu)件，長(zhǎng)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(zhǎng)3.5 m，高1.0 m，寬0.4 m，中部每隔4～5 m設(shè)置1條長(zhǎng)3.50 m、高1.05 m、寬0.15 m的橫隔板，共計(jì)9條。

1.2 周邊現(xiàn)狀概況

待拆人行天橋原為鐵路員工內(nèi)部通道，現(xiàn)已停止使用。天橋橫跨株洲站普速場(chǎng)與城際場(chǎng)，其中城際場(chǎng)已封鎖，普速場(chǎng)根據(jù)運(yùn)輸計(jì)劃申請(qǐng)逐步封鎖施工。拆除8—12股道上方天橋，需要將履帶吊架設(shè)在Ⅺ道外側(cè)已封鎖的城際場(chǎng)，對(duì)相應(yīng)場(chǎng)地的接觸網(wǎng)進(jìn)行拆除，對(duì)部分設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

2 難點(diǎn)及特點(diǎn)

1）營(yíng)業(yè)線吊裝外部協(xié)調(diào)關(guān)系復(fù)雜，方案報(bào)審流程等手續(xù)煩瑣，需要嚴(yán)格按照營(yíng)業(yè)線管理細(xì)則實(shí)施。在實(shí)施前需要編制詳細(xì)的專項(xiàng)施工方案并進(jìn)行專家論證，同時(shí)組織工務(wù)、供電、車站等產(chǎn)權(quán)單位開展方案匯報(bào)會(huì)，解決各單位提出的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。完成方案后需報(bào)各相關(guān)站段、處進(jìn)行方案審批，與此同時(shí)需要同相關(guān)產(chǎn)權(quán)單位簽訂安全協(xié)議和配合協(xié)議等，結(jié)合運(yùn)輸條件和嚴(yán)格的營(yíng)業(yè)線現(xiàn)場(chǎng)管控細(xì)則方可進(jìn)行相關(guān)的作業(yè)。

2）保證行車及人身安全是吊裝作業(yè)的前提，是管理的重中之重。假設(shè)出現(xiàn)營(yíng)業(yè)線相關(guān)等級(jí)事故將會(huì)給公司帶來(lái)較嚴(yán)重的損失，所以針對(duì)吊裝的安全防護(hù)管控重點(diǎn)，需在吊裝前嚴(yán)格調(diào)查周邊接觸網(wǎng)、電纜、給水設(shè)備等影響吊裝的作業(yè)環(huán)境，通過(guò)拆除、覆蓋、遷移等措施進(jìn)行保護(hù)。同時(shí)做好風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，并制定相應(yīng)的應(yīng)急措施。

3）確保吊裝設(shè)備基礎(chǔ)、吊裝設(shè)備及吊裝構(gòu)件的穩(wěn)定性是吊裝管控的重點(diǎn)。對(duì)吊裝設(shè)備基礎(chǔ)需要進(jìn)行承載力計(jì)算，回填道碴需要進(jìn)行搗鼓處理以確保密實(shí)，防止沉降；對(duì)拼裝完成后的吊裝設(shè)備進(jìn)行整體驗(yàn)收，確保吊裝設(shè)備合格；偏心構(gòu)件應(yīng)在吊裝捆綁過(guò)程中捆綁穩(wěn)固，防止失穩(wěn)撞擊另一半構(gòu)件而導(dǎo)致事故發(fā)生，同時(shí)另一半構(gòu)件需進(jìn)行臨時(shí)加固，以確保整體安全。

3 施工要點(diǎn)

3.1 總體施工流程

施工準(zhǔn)備→接觸網(wǎng)拆除→滿堂架平臺(tái)搭設(shè)→上部附屬物拆除→臨時(shí)支撐加固→橋面板切割→橫隔板及端橫梁切割→分片吊運(yùn)拆除

3.2 施工準(zhǔn)備

本工程屬于營(yíng)業(yè)線施工，需要對(duì)相應(yīng)股道進(jìn)行封鎖，按普速鐵路管理，開工前，嚴(yán)格履行施工申報(bào)審批手續(xù)，將編制的專項(xiàng)營(yíng)業(yè)線施工方案，報(bào)請(qǐng)相關(guān)設(shè)備管理單位、監(jiān)理及建設(shè)單位審批，并與有關(guān)單位簽訂安全、配合協(xié)議。本吊裝部分為繁忙干線和干線封鎖2 h以內(nèi)的大型上跨鐵路結(jié)構(gòu)物施工，按Ⅱ級(jí)施工考慮，制定詳細(xì)的施工計(jì)劃和配合計(jì)劃。

3.3 鋼軌、軌枕、接觸網(wǎng)防護(hù)

1）吊裝拆除作業(yè)前需搭設(shè)滿堂支撐平臺(tái)，支撐平臺(tái)在股道區(qū)域內(nèi)需對(duì)股道進(jìn)行相應(yīng)防護(hù)。

2）拆除區(qū)域股道天橋正下方投影向兩側(cè)延伸3 m，利用φ48.3 mm×3.6 mm的鋼管搭設(shè)支撐防護(hù)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(shè)平整、穩(wěn)固，邊角懸空處利用木楔填實(shí)，支撐架體支座直接落于鋼上時(shí)要焊接加固。

4）鋼軌支撐防護(hù)架采用φ48.3 mm×3.6 mm的鋼管搭設(shè)，搭設(shè)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(cè)各錯(cuò)開100 mm，兩側(cè)各外延100 mm加設(shè)立桿。

5）要求鋼軌支撐防護(hù)架搭設(shè)平整，上部橫桿標(biāo)高一致，鋼板鋪設(shè)平整。

6）在拆除作業(yè)及防護(hù)作業(yè)過(guò)程中，嚴(yán)禁硬質(zhì)物件與鋼軌直接接觸。

7）施工完畢后需恢復(fù)行車前，對(duì)線路進(jìn)行檢查及養(yǎng)護(hù)，發(fā)開通確認(rèn)電報(bào)，組織各單位進(jìn)行聯(lián)合檢查，確認(rèn)開通條件，達(dá)到開通條件后，方可恢復(fù)相應(yīng)封鎖道行車。

3.4 滿堂支撐架及臨時(shí)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(gè)部分，受偏心力，滿堂支撐架搭設(shè)主要用作橋梁切割后的臨時(shí)支撐，支撐主要分為4個(gè)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(zhì)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(yù)留螺栓孔，橋墩及端梁植入化學(xué)錨栓，與橋面結(jié)構(gòu)采用螺栓連接。

③ 支撐架范圍內(nèi)橫隔板利用木跳板或硬質(zhì)墊塊支撐。

④ 支撐架范圍內(nèi)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(zhǎng)方向布置，注意留出切割縫位置。

3）支撐架設(shè)計(jì)。本工程天橋拆除前，需在對(duì)應(yīng)拆除的天橋投影范圍搭設(shè)滿堂支撐架，支撐架不進(jìn)行天橋結(jié)構(gòu)承重受力，僅用于天橋分割后臨時(shí)加固支撐受力及工人作業(yè)平臺(tái)。搭設(shè)范圍分2段，東側(cè)長(zhǎng)10 m，位于待拆天橋東頭至Ⅺ道區(qū)域；西側(cè)長(zhǎng)8 m，位于待拆天橋西頭至8道區(qū)域。西側(cè)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(shè)位置示意

3.5 天橋結(jié)構(gòu)切割分離

3.5.1 橋面切割防護(hù)

1）使用彩條布對(duì)下方軌道進(jìn)行覆蓋，覆蓋范圍超出施工作業(yè)范圍不小于5 m。

2）對(duì)未拆除的接觸網(wǎng)承力索添加保護(hù)套防護(hù)，防護(hù)范圍超出施工作業(yè)范圍不小于5 m。

3）對(duì)未拆除的接觸網(wǎng)線在施工過(guò)程中及時(shí)用水沖洗，天窗點(diǎn)結(jié)束前統(tǒng)一進(jìn)行再次清洗，保證將泥漿清理干凈。

4）泥漿水引至Ⅺ道西側(cè)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(qū)域須在天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行施工（Ⅸ、Ⅹ道上方區(qū)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(jì)橋面板16 m、橫隔板4塊。因Ⅸ、Ⅹ道同時(shí)停電條件難以滿足，計(jì)劃申請(qǐng)單股道停電，每股道所需天窗點(diǎn)3個(gè)。

圖6 Ⅸ、Ⅹ道要點(diǎn)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(jìn)行橫隔板的切割，然后進(jìn)行橋面板的切割，最后對(duì)兩端端橫梁進(jìn)行切割，至此切割完成（圖7）。

圖7 天橋結(jié)構(gòu)切割示意

1）橋面板采用混凝土切割機(jī)切割，橫隔板及端橫梁利用繩鋸切割。

2）切割作業(yè)需在支撐架設(shè)完畢后實(shí)施。

3）Ⅸ、Ⅹ股道上方區(qū)域的切割需在天窗點(diǎn)內(nèi)完成。

3.6 吊裝場(chǎng)地選擇及場(chǎng)地處理

1）根據(jù)計(jì)算，履帶吊作業(yè)傳至下部的承載力為125 kPa，現(xiàn)場(chǎng)采用原土地基＋毛石等硬質(zhì)材料分層壓實(shí)＋厚0.5 m級(jí)配石分層壓實(shí)進(jìn)行處理，履帶吊行走路徑及吊裝場(chǎng)地上部滿鋪路基板。

2）地基處理區(qū)域攤鋪面積超出路基板鋪設(shè)區(qū)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(qū)域按層厚不大于0.3 m進(jìn)行分層壓實(shí)，壓實(shí)采用壓路機(jī)多次往返壓實(shí)，振動(dòng)力不得小于300 kN，保證壓實(shí)后輪印深度不大于1.5 cm。

4）攤鋪完成后對(duì)地基承載力進(jìn)行檢測(cè)，保證壓實(shí)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(jìn)行拼裝，拼裝場(chǎng)地在遠(yuǎn)離Ⅺ道區(qū)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(yè)可在Ⅺ道封鎖前提前進(jìn)行，當(dāng)拼裝高度超過(guò)15 m時(shí)，須在Ⅺ道封鎖、接觸網(wǎng)停電拆除后實(shí)施。

3）拼裝作業(yè)過(guò)程中需保證駐站及防護(hù)人員到位，來(lái)車時(shí)立即停止作業(yè)。

3.8 吊裝吊機(jī)選擇

1）切割后每部分天橋質(zhì)量約130 t。計(jì)算考慮吊裝質(zhì)量150 t，天橋長(zhǎng)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(jī)選擇400 t履帶吊后配重130 t。起吊半徑選擇20 m，臂長(zhǎng)選擇54 m，則起吊質(zhì)量為274 t，滿足要求；落吊半徑選擇26 m，臂長(zhǎng)選擇54 m，則起吊質(zhì)量為206 t，滿足要求。

3.9 吊裝工藝

3.9.1 吊點(diǎn)設(shè)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(diǎn)對(duì)稱設(shè)置在兩端頭，距兩端頭約為4 m。

2）天橋兩端預(yù)埋吊鉤或穿孔固定繩索，通過(guò)繩索人工調(diào)整下落至指定區(qū)域。

3.9.2 吊裝鋼絲繩選擇

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

3.9.3 天窗點(diǎn)內(nèi)作業(yè)安排

1）吊裝天窗點(diǎn)時(shí)間115 min，天窗點(diǎn)開始前，履帶吊移動(dòng)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(fù)責(zé)人下達(dá)地線掛接完畢，可以開始吊裝作業(yè)命令后，旋轉(zhuǎn)、抬臂至待吊裝天橋正上方，作業(yè)人員開始掛接吊索。待掛接完畢，并經(jīng)技術(shù)人員確認(rèn)后，施工負(fù)責(zé)人下達(dá)起吊命令，開始垂直起吊至指定高度，然后緩緩吊至臨時(shí)堆放場(chǎng)地。吊裝嚴(yán)格按照既定的計(jì)劃封鎖點(diǎn)進(jìn)行吊裝作業(yè)。

2）在梁端靠近12股道側(cè)設(shè)置2根纜風(fēng)繩，在吊裝過(guò)程中通過(guò)2根纜風(fēng)繩對(duì)吊裝姿態(tài)進(jìn)行糾偏。

3）首先在第1個(gè)天窗點(diǎn)拆除南側(cè)部分（遠(yuǎn)離履帶吊部分），在第2個(gè)天窗點(diǎn)拆除北側(cè)部分（靠近履帶吊部分）。

4）吊裝作業(yè)完畢后，履帶吊行駛至指定位置，準(zhǔn)備下一階段吊裝。

3.9.4 注意事項(xiàng)

1）作業(yè)開始前對(duì)機(jī)械狀態(tài)、吊繩、吊索進(jìn)行檢查，保證機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)正常，吊繩、吊索完好。

2）構(gòu)件起吊時(shí)，吊車臂轉(zhuǎn)到構(gòu)件頂上垂直吊離，當(dāng)構(gòu)件被提升5～10 cm時(shí)，暫停起吊，檢查受力點(diǎn)是否牢固，中心是否偏移，確保無(wú)誤后，再繼續(xù)起吊。

3）當(dāng)構(gòu)件垂直起吊至高出定位點(diǎn)時(shí)才能轉(zhuǎn)臂到就位正上方，嚴(yán)防磕碰。

4）構(gòu)件起吊和下降時(shí)，嚴(yán)禁人員站在構(gòu)件下方，構(gòu)件上嚴(yán)禁站人及放置其他材料和機(jī)具設(shè)備。

4 主要安全措施要點(diǎn)

1）按規(guī)定與路局有關(guān)部門簽訂相關(guān)安全協(xié)議，明確雙方各自的安全責(zé)任。對(duì)涉及的既有線施工管理負(fù)責(zé)人、技術(shù)員、安全員、工班長(zhǎng)、領(lǐng)工員、防護(hù)員、駐站聯(lián)絡(luò)員等須經(jīng)路局相關(guān)單位組織的既有線施工安全知識(shí)培訓(xùn)合格，方可上崗。

2）按照路局批準(zhǔn)的施工安全防護(hù)方案，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施到位，并經(jīng)常進(jìn)行檢查維護(hù)，嚴(yán)禁不按規(guī)定設(shè)置好防護(hù)就開工。上跨、鄰近既有營(yíng)業(yè)線路的施工作業(yè)，必須做好各種機(jī)械、材料安全防護(hù)和加固工作，嚴(yán)禁超限或滑落。現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人和安全員每天對(duì)天窗施工情況進(jìn)行總結(jié)。

3）嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的施工方案、范圍和批準(zhǔn)的封鎖要點(diǎn)計(jì)劃組織施工，停電作業(yè)嚴(yán)格按照?qǐng)?zhí)行停電作業(yè)程序流程，嚴(yán)格遵守在調(diào)度令天窗時(shí)間內(nèi)上道作業(yè)，嚴(yán)禁早點(diǎn)搶工，保證做到不誤點(diǎn)、不延點(diǎn)并提前15～20 min撤離所有機(jī)具、材料和人員。必須達(dá)到既有線或客運(yùn)專線營(yíng)運(yùn)線路放行條件，并經(jīng)設(shè)備管理單位確認(rèn)后方可開通運(yùn)行。

4）制定材料機(jī)具侵限、接觸網(wǎng)斷線、軌道電路短接、大型機(jī)械傾覆、觸電等安全事故應(yīng)急措施和相應(yīng)的預(yù)案。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本工程可以看出，針對(duì)營(yíng)業(yè)線路上跨結(jié)構(gòu)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(guān)于營(yíng)業(yè)線施工的管理制度和辦法，厘清營(yíng)業(yè)線施工管理流程，特別是在開工條件、施工計(jì)劃申報(bào)、施工方案審批、安全配合協(xié)議簽訂、現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)及現(xiàn)場(chǎng)施工管控要求等方面進(jìn)行全面的梳理及交底。在計(jì)劃管控方面要有嚴(yán)格的時(shí)間觀念，必須遵守天窗點(diǎn)管控要求。在施工條件上爭(zhēng)取封鎖占道施工，將營(yíng)業(yè)線施工工況轉(zhuǎn)變?yōu)猷徑鼱I(yíng)業(yè)線施工工況，減少安全風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)對(duì)滿足整體吊裝條件的構(gòu)件盡可能地選擇整體吊裝方案施工，從而減少營(yíng)業(yè)線施工封鎖的時(shí)間，加快施工進(jìn)度。

跨繁忙營(yíng)業(yè)線人行天橋拆除關(guān)鍵施工技術(shù)在該工程的應(yīng)用，對(duì)超短工期和特殊的營(yíng)業(yè)線施工環(huán)境的人行天橋進(jìn)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(shí)積累了營(yíng)業(yè)線路封鎖占道、線路防護(hù)、手續(xù)辦理、溝通協(xié)調(diào)等方面的施工經(jīng)驗(yàn)，可供同類型工程借鑒。