繁忙干线拆除既有桥完善架空体系施工技术

繁忙干线拆除既有桥完善架空体系施工技术

李超

中国通号（郑州）电气化局郑州铁路工程有限公司河南郑州450000

摘要：既有线架空顶进施工中会遇到新修桥梁代替旧桥的情况，线路架空时偶尔受上、下行线线路高差和旧桥标高的影响，导致相邻纵梁落位出现高差，使架空体系不能形成一个整体，进而影响新建箱桥顶进施工。在确保既有线路行车安全和不扰动既有线路标高的前提下，拆除桥墩、下落旧桥梁板，将旧桥桥位处架空体系整体平稳下落并和两端架空体系衔接上。通过细化拆除旧桥专项方案解决相邻纵梁存在高差而无法拼接的问题，使架空体系形成一个整体。

关键词：既有线；架空顶进；下穿立交；旧桥拆除；整体架空

引言：近年来，随着城市的发展，道路规划日新月异，原设计规划的旧桥无法满足城市交通需求。新建箱桥下穿既有铁路施工中，遇到既有线路架空体系完成后顶出架空范围内旧桥的案例，此工法已经日趋成熟。但是也有受上、下行线线路高差和旧桥标高影响，架空体系无法一次形成整体。本文就小孔径既有旧桥拆除、整体架空既有复线铁路施工技术进行探讨。

1.工程概况

1.1工程简介

郑州市豫一路下穿京广铁路箱涵工程，孔跨样式1×11.5m＋2×16m＋1×11.5m，与京广铁路交叉里程为K687+316，道路与铁路交角69.6°。主体箱桥长24.58m，顺铁路桥长61.6m，架空体系长度7×16m=112m。京广铁路里程K687+330处有一2×5.2m简支梁铁路桥，该桥为上、下行线分离式双幅桥，每孔2片简支梁，共计8片。

1.2既有线概况

在施工范围内京广上行线位于直线段，纵坡为1.8‰（向南为上坡）；京广下行线位于曲线地段，曲线半径R=12800m，曲线长L=91m，超高H=5mm，计划正矢F=4mm，纵坡为3.9‰（向南为上坡）。经现场勘测，京广上、下行线受线路纵向坡度影响，在旧桥范围内，两股道线路高差自北向南呈12.3cm～15.5cm渐变。具体见下表所示：

表1-1线路标高一览表

1.3旧桥概况

既有旧桥上部结构为混凝土低高度梁，下部结构为混凝土重力式墩，桥台为浆砌片石桥台，基础均为扩大基础。单片梁结构尺寸520cm长×188cm宽×105cm高（含挡砟墙），每片梁自重10t，桥下净空150cm。根据现场实地勘测，旧桥范围内上行线轨顶标高116.752m，下行线轨顶标高116.921m，上行线梁顶标高116.117m，下行线梁顶标高116.244m。上行线轨底至旧桥梁面顶高差46cm，下行线轨底至旧桥梁面顶高差50cm，上、下行线轨底最低点标高和旧桥梁面最高点高差仅有33cm。

2.架空体系设置

线路架空采用“纵横梁”法加固。两线间纵梁设置双拼Ⅰ100工字钢，外侧纵梁采用单根Ⅰ100工字钢；纵梁支点的横抬梁组采用5根[3703]杆件拼装，普通横梁采用单根[3703]杆件，间距0.6m，旧桥范围上、下行线普通横梁分开穿设。旧桥处纵梁受上、下行线线路高差和下行线桥面标高影响，下行线旧桥处有一组纵梁比其余架空体系高出10cm至17cm不等（见图2-1），架空体系不能形成整体。

图2-1下行线旧桥处纵梁高差示意图

由此可以看出要使架空体系形成一个整体，就需要破除既有桥墩，使旧桥梁板平稳下落。旧桥梁板下落后继续将横抬梁组向上行线方向穿设至设计位置。利用天窗点封锁下行线，将高出的1组16m长架空体系下落，及时用联接板将两端的纵梁等强连接。

3.拆除桥墩、旧桥梁板下落

拆除旧桥首先架空线路，解除旧桥梁板对线路的受力支撑；其次在旧桥梁板下落前对既有桥墩台破除处理。旧桥梁板和架空体系间的空隙小，梁板下落时须保证均匀下落，避免对架空体系的扰动，造成线路变形，带来行车安全隐患。桥梁板下落时要注意作业人员人身安全。

3.1旧桥梁板搭设支点

旧桥梁板长520cm，梁底宽100cm，为确保桥下作业人员人身安全，破除旧桥墩台前，在旧桥梁板底搭设两个125cm×125cm的枕木垛支点，两支点中心距离梁板端头162.5cm，支点搭设完成确保加固牢靠后方可开始破除旧桥墩台，见图4-1。

图4-1桥墩台破除前支点搭设示意图

3.2破除既有桥墩台

3.2.1旧桥墩台尺寸

既有桥墩基础为挤密木桩放大基础，桥墩身为浆砌片石，桥墩台帽为圆端型混凝土结构；既有桥台基础为挤密木桩放大基础，桥台身为浆砌片石，桥墩台帽为方形混凝土结构。桥墩：直线段300cm长×120cm宽×60cm高，桥台台帽长420cm长×55cm宽×60cm高，墩台基础为浆砌片石结构。

图4-2旧桥墩台尺寸示意

3.2.2桥墩台破除

受桥下净空影响大型施工机械无法施展，并且大型破碎机械施工扰动较大，桥墩混凝土破除采用高效无声破碎剂，配合人工进行破除。

高效无声破碎剂是一种具有高膨胀性能的粉状无机材料，经回转窑煅烧，以氧化钙为主体，加入适量外加剂共同粉磨制成。根据季节温度采用HSCA-Ⅲ型，适用温度-5℃～15摄氏度，24小时膨胀压≥25mpa。

（1）钻孔

人工用空压机带动风枪在桥墩台混凝土结构部位按照20cm间距钻孔布眼，眼孔深度按照60cm进行钻孔，钻孔布置见图4-3所示。

图4-3桥台钻孔布置图

（2）填料

由于桥墩台钻孔为水平钻孔，在填料搅拌时水灰比可适当减小至0.2～0.23，人工均匀搅拌成胶凝状，用木棍捣满孔眼。

图4-4人工填料图

填料注意事项：

①在填料前检查下行线横梁和旧桥梁板间缝隙是否存在杂物（保证3～5cm以上缝隙），避免无声破碎剂强度上升后顶起既有线路。

②由于墩台身为浆砌片石基础，浆砌片石有一定的缝隙，根据无声破碎剂强度先后顺序，在填料时先填下方和外侧一排孔眼，间隔两个小时后对上侧一排孔眼填料，

让桥墩身混凝土受力后向浆砌片石基础下方膨胀。

③施工时作业人员佩戴乳胶手套与护目镜。填料完成及时采用高标号水泥将孔眼封堵上。

图4-5桥墩台破碎图

3.3梁板下落

待无声破碎剂将桥墩台混凝土撑开后，人工开始破除桥墩台，准备下落旧梁板。在两端头搭设100cm×100cm的枕木垛，枕木垛顶分别设置50t千斤顶2台，千斤顶有效顶程15cm。操作步骤：

第一步：同时开启两端的千斤顶，在千斤顶有效受力后，在两端支点加垫木板（3cm～5cm厚），并用4根木杆撑住梁体两端用于稳梁。

第二步：撤出中间两支点第一层枕木（此时可以在加薄板调整高度）。

第三步：去掉梁端稳梁用的4根木杆撑，分层撤出千斤顶周围加垫的木板，同时缓慢回落千斤顶。

如此往复，利用千斤顶的顶程将旧桥梁板落至原地面50cm高的位置。

图4-6旧桥梁板下落支点示意图

3.4梁板下落安全措施

在梁板下落过程中，主要的考虑桥下操作人员人身安全和行车安全两方面。

（1）人身安全

①作业人员防护用品佩戴齐全；

②梁板下4处枕木垛支点搭设稳固牢靠；

③操作人员严禁在梁体正下方进行作业，一律站在外侧进行操作；

④落梁时由专人统一进行指挥，指挥人员和每个支点处各配备1台对讲机，便于统一指挥。

（2）行车安全

①在梁板下落前，架空体系须经过验收合格；

②主要控制梁体整体均匀下落，避免因操作不当导致梁体一头高一头低碰撞到架空体系，影响线路行车安全。

4.架空体系形成整体

旧桥梁板下落到位后，开始使上、下行线架空体系形成一个整体，首先将横抬梁组按照单根分次下落并穿至设计位置，最后利用单线封锁点将剩余8m长普通横梁随纵梁整体下落。下落到位后，及时将纵梁联结加固，完成112m长整体架空体系。

4.1横抬梁组下落并穿至设计位置

横抬梁组由5根24米[3703]杆件拼装而成，旧桥范围内两横抬梁组先架空穿至两线间支点桩，需继续向上行线方向移动8.6米，两横抬梁组下落高度分别为11.5cm和14cm。横抬梁组单根分次向前穿设施工于慢行点内进行。

解开横抬梁组捆绑结构体系，落下一根向前穿设一根，在预告来车时，立即停止作业，并及时用木枕支撑空隙。穿设到位及时加固牢靠，随后开始下落第二根，始终保持梁组内4根横抬梁受力（架空跨度3.5米+2.9米=6.4米）。直至5根全部穿至设计位置。到位后及时将横抬梁组捆绑成整体。

4.2纵梁、普通横梁整体下落

纵梁、普通横梁整体下落在下行线封锁点内进行。需要下落16米纵梁2根，8米普通横梁12根，总重24.8t，下落时采用4台50t千斤顶进行高度调整。纵梁下落高度：下行线外侧纵梁南端下落17.3cm，北端下落10cm；下行线内侧纵梁南端下落14.2cm，北端下落11.6cm。待下落到位后安排人员将横梁与钢轨间缝隙进行加固牢靠。

（1）施工前准备工作

①清理下落高度范围内障碍物，避免体系下落受阻。

②封锁点前可提前将升降纵梁用的千斤顶安装到位。

③纵梁、普通横梁整体下落，利用下行天窗封锁线路。封锁点前为防止纵、横梁下落引起线路下沉变形，在10.4米旧桥范围内利用下落旧桥梁板作为基础，在轨枕下方设置3道支撑木枕，每道2个支撑点（支撑高度提前量测准确），共计6个支撑点。

图4-7枕木垛支撑轨底

④将12根普通横梁编号，提前计算空隙高度，下垫木枕备料，待架空体系下落到位后可及时进行加固。

图4-8横梁支垫木枕编号图

⑤线路封锁后将纵梁和钢轨间横向木杆撑松开。

（2）整体下落纵横梁（天窗点120分钟）

①第一步：指挥人员统一指挥，同时开启4台千斤顶（南端位于低位支点的千斤顶可适当少开）。对两端头及9、10号横抬梁组等支点进行卸载。

②第二步：抽出两端及9、10号横抬梁组上方的支垫木板。

③第三步：指挥人员统一指挥，缓慢回拧泄压阀，下落顺序按照高差大小由高到低下降，降落至和最小高差一致后再统一下落。下落依靠纵横梁自身重量缓慢下降至设计高度。

④第四步：

架空范围下落横梁共计12根，分3个组（每组4根），每组安排2名作业人员。负责横梁U型吊卡加固、横梁和钢轨间垫木板绝缘垫加固。纵梁两端支点和横抬梁组处支点检查加固，安排2组，每组4个人。

⑤第五步：安排2名巡养人员和4名作业人员对线路参数进行复核检查调整。

⑥第六步：加固完成，去掉线路轨枕下方6个支撑点。由施工负责人

协同设备管理单位对线路设备进行检查验收，合格后签认开通验收记录表。

同时由施工负责人对设备状态、工机具清理、人员撤离、防护撤除进行检查，确认开通条件，并将照片传递到驻站联络员，驻站联络员确认后方可销记。

至此，下行线旧桥处1组16m架空体系下落至设计位置，完成和两端架空体系的纵向联结，形成112m线路整体架空体系。

结束语：既有线下穿铁路立交桥，时常遇到既有旧桥的拆除，旧桥拆除需要结合现场实际情况来定拆除方案，本文主要针对跨径较小，自重不大的桥梁拆除。本工程施工关键点在于旧桥梁板下落和架空体系下落过程中对既有线路的安全保证措施，注意梁体不均匀下落导致顶起线路和架空体系下落后及时对线路进行加固。控制这两点就可以确保既有线路行车安全。

参考文献：

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[5]《地道桥设计与施工》.李家稳.中国铁道出版社.2015.

[6]游宝坤.静态爆破技术-无声破碎剂及其应用[M].北京：中国建材工业出版社.2008.