铁路营业线上跨桥拆除安全要点研究

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　　摘 要：随着铁路建设数量的增加，占地现象进一步凸显。虽然在路线设计过程中，对铁路用地建设的需求应有所减少，但在改造后的大型铁路枢纽站相邻路段新增的铁路线应选作既有运营铁路两侧的新线位置。但是，由于孔的跨度与新建铁路线路的位置关系相冲突，新建铁路线路的线路位置被桥梁的墩台占据，也导致了原有上跨铁路公路桥梁的拆除和改造。由于桥梁拆除有许多类似的项目。因此，本文结合拆除工程，探讨了跨铁路营业线跨桥拆除施工中的安全要点。
　　关键词：铁路营业线;跨桥拆除;安全要点
　　一、施工现场情况简述
　　宁西线K339+050处原先为1-30m公路跨铁路的立交桥，考虑到该地区经济发展的需要，提前修建了公跨铁立交桥。该桥于2016年竣工，是宁西铁路二线项目的一部分。原计划连接前布头村路，但引桥尚未建成。因此，该桥自建成以来一直没有投入使用，也没有任何交通功能。所以该桥拆除较简单，目前，只考虑桥梁的拆除计划，不考虑交通疏导等问题。
　　二、拆除方案的比选
　　由于正在拆除的桥梁是河南省东西铁路干线宁西铁路，交通密度相对很高，每隔7分钟有一辆列车通过施工区域，运行间隔很短铁路较繁忙，有一定的危险性。上跨铁路桥的拆除通常采用起重机拆除和架桥机拆除两种施工方案。[1]
　　两种拆除方案各有优缺点，适用不同的工作条件。其中架桥机多用于拆除桥梁两侧设置引道、施工设备运输方便、较宽的路基、较小的纵坡地段、立交桥场地要求开阔和相对平整。如果梁具有较大的自重，则需要加宽工作面，将路基整平加宽，作为架桥机组装和临时存梁使用。加宽工作面时有很多工作需要准备，但基本不存在安全风险。保持架桥机的工作状态处于稳定的情况下，就能保证安全，安全管理的重点是通过架桥机。
　　考虑到本工程既有立交桥尚未开通，两侧路基尚未填筑，桥梁两侧已建村庄，路基填筑和施工平台建设条件不再具备，不太适合架桥机拆除方案，最终选择起重机拆除方案。它分为四个基本步骤。
　　三、起重机拆除施工方案
　　K339+050立交橋拆除作业分为四个步骤，具体如下：
　　（一）施工准备
　　根据施工图纸，组织人员现场调查施工场地、作业环境和各种现场条件，熟悉施工图纸，组织设计交底和图纸审查;进行工程项目检查验收的项目划分和编号;审核相关质量文件，细化施工技术方案和施工人员、机具的配置方案，编制施工作业技术指导书，绘制各种施工详图，进行必要的技术交底和技术培训。[2]尽快与铁路设备管理单位签订相关配合协议，积极联系设计单位进行交桩，并复测。在施工前，进行光电缆防护，在设备管理单位配合下探明通信光电缆位置和埋深等，按设计要求进行迁改。施工期间设专人看护。与相关运营单位和设备管理单位保持合作畅通。同时提前通知设备管理部门，发出协调申请，告知什么时候进入现场，施工人员和机械数量是多少。
　　施工现场需要平整，项目选择既有线下行线小里程处场地进行清理，清除地面垃圾、种植土和树根后填补坑洞，平整压实，然后用路基填料分层填筑碾压。现场压实处理面积为：从桥台边线开始，与直线平行方向40m，垂直方向25m，总面积为1000m2。
　　（二）桥面铺装层、防撞墙等拆除
　　安装保护性措施，如保护性管接头和凹槽，以减少施工对业务线设备的影响和损坏。利用相邻业务线和天窗点的施工方案，拆除1号、2号、3号、4号桥梁的铺装层，防撞墙，以及梁体湿接缝和隔板的连接措施，达到梁体分离的目的。吊装作业前，应采取临时钢筋焊接措施将梁体与桥梁前墙连接起来，防止施工振动等不利条件造成梁体倾斜和坠落，影响业务线的安全。
　　在凿湿接头的过程中，在每根T梁的提升位置（两侧距离梁端6m）凿出一个直径为400cm的半圆形缺口，以方便钢丝绳穿线，防止钢丝绳提升时打滑。湿接缝断开后，湿接缝两侧T梁的主筋应焊接20mm直径的钢筋，在两梁之间，设置相同间距的多根钢筋，间隔距离为3m，设置钢筋的目的是保持梁体的整体稳定性，保证吊梁前梁不变形。
　　（三）拆除既有立交桥T梁
　　施工前，将全地面起重机停在里程较少的桥台右侧，并启动稳定装置。起重机沿路线方向放置，起重机轴线距离围栏边缘9.4m，旋转中心和桥台之间的水平距离为10.8m。
　　每根梁体的两端均有锚链锚固，设置锚链的目的是防止梁体左右晃动，保证吊梁过程中的安全。应缓慢提升T梁，使其逐渐提升到相应位置。举升横梁时，举升横梁会晃动，并可能与未拆卸的横梁碰撞。提升横梁时，尽可能将吊钩和横梁重心放在同一条垂直线上，并在提升横梁和未拆除横梁之间添加木方或木板，以减小冲击力。
　　桥梁四根T梁的拆除顺序如下：先1号边梁→2号中梁→4号边梁→最后3号中梁。
　　（四）桥台拆除
　　拆除桥台可以采用破碎锤，也可以采用人工风镐，本工程选择两者相结合。[3]破碎锤与人工风镐尽量靠近既有线和悬链线的桥台，采用破碎锤拆除边墙，拆卸顺序严格按照从外到内，从上到下的施工顺序。拆除墙也是按照一侧完成后再拆除另一侧。
　　四、起重机拆除方案安全性计算
　　根据确定起重机工作位置的第三步，转台中心与横梁4重心之间的水平距离为22m（最不利距离），转台中心与横梁1重心之间的水平距离为16m。
　　（一）地基承载力计算
　　起重机的吊装桥梁计算吨位按800t大吨位，施工现场按照提高过的基础标准。项目作业现场保持平整和排水通畅，碾压密实，地基处理符合相关设计规范和法律法规。采用大吨位（不小于25t）压路机碾压密实，要求地基承载力达到150kPa以上。
　　（1）工作状态下，起重机自身重量计算。
　　自重加相应的配重：配重选取15000kg
　　G1==100000kg+150000kg=250000kg。 　　（2）由施工图纸可知，边梁和3中梁体积相同，都为25.50m3，单侧防撞墙体积是10.2m3。
　　1号梁自重=裸梁自重+防撞墙自重
　　G2==25.50×2500+10.2×2500=89250kg。
　　（3）接触面积（单个支腿）=2.5m×3.0m=7.5m2=75000cm2，接触面积（4个支腿）S=75000cm2×4=300000cm2。考虑到其他因素，0.2作为折减系数K取值，S'（吊装时受力面积）=S×（1-0.2）=300000cm2×0.8=240000cm2。
　　（4）地基承载力计算。基底最大受力σ=（G1+G2）/S'=（250000+89250）/240000=141kPa，处于安全考虑，地基承载力取值必须达到150kPa以上。
　　（二）起吊重量和钢丝绳验算计算
　　（1）1片T梁的尺寸为：跨度为30m，梁宽为2m，屋面厚度为0.2m，腹板高度为1.8m，施工图纸显示，单片梁自重为62.15t，防撞墙自重为26t。处于吊车梁施工安全考虑和施工的可控制，计算时1号梁防撞墙按照不拆除，2号和3号梁路面层按照拆除计算，4号梁的防撞墙及路面层按照拆除计算。所以，边梁1为8815t，边梁4是最不利边梁为62.15t。
　　（2）选择合理的吊装位置，选择距梁两端6m设置该梁的吊装位置。
　　（3）计算钢丝绳长度，根据施工图纸的示意图显示，该梁的吊装位置与中心线间的水平距离是9m，吊装绳与竖向夹角呈现30度。由此可得单根钢丝绳长度为：9/sin30°=16m。捆梁钢丝绳单根长度为：（2+2×）×K=9.7m≈10m。放大系数K取值为1.5，K考虑钢丝绳弯曲及扎接长度等因数。
　　（4）出于安全考虑，钢丝绳直径的规格选用83mm。计算如下：
　　采用近似公式计算，钢丝绳的破断拉力总和Pg=0.5d2=3444kN（其中d为钢丝绳的直径83mm）;钢丝绳的破断拉力Sb=a×Pg=0.82×3444=2824kN;a为钢丝绳的不均匀系数，取值为0.82;可以得到单根钢丝绳的容许拉力S=565kN。所以，计算满足设计要求。
　　（5）起重机起重量验算。当起重机臂长为47.7m，工作半径是 16m时，133t为起重机起吊的最大重量，大于88.15t（邊梁1号梁的重量），安全系数为133/88.15=1.51>1.5，满足设计要求。当起重机臂长为47.7m，工作半径达到22m时，97t为起重机可以起吊的最大重量，大于62.15t（边梁4号梁的重量），安全系数为97/62.15=1.56>1.5，满足设计要求。所以，起重机选择800t，满足吊装作业要求。
　　参考文献：
　　[1]卢来运.上跨既有铁路营业线旧桥拆除技术[J].南阳理工学院学报，2016，8（4）：83-86.
　　[2]孟春龙.跨电气化铁路旧桥拆除施工方法[J].科技与企业，2014（1）：155-156.
　　[3]曹美俊.跨既有高速公路预应力钢筋混凝土桥梁拆除施工技术[J].中华建设，2008（12）：58-59.
　　[4]宁玮，王瑾.大吨位汽车起重机起重性能计算方法研究[J].机械工程学报，2017，53（13）：90-100.
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