鐵路橋梁箱梁拆除方法研究

文/余斌

1 前言

隨著我國經濟的高速發展，基礎設施、交通路網以前所未有的規模在全國鋪展建設開來。大跨徑預應力連橋梁具有整體性能好、結構剛度大、變形小、抗震性能好的特點，特別是具有主梁變形撓曲線平緩、橋面伸縮縫少、行車舒適等優點。同時，其結構形式較其他類型橋梁相對簡易、工程施工難度不高、造價偏低等，種種優勢使得該類橋型在公路、城市和鐵路橋梁工程建設中被廣泛采用。目前，由于設計規劃等原因，部分鐵路橋梁已不能滿足正常的使用要求，因此我們需要對既有的鐵路橋梁進行拆除，以滿足正常的使用要求。

2 工程概況

某鐵路橋梁32m 單線簡支箱梁，梁體截面為單箱單室、直腹板、等高等寬簡支箱梁，梁高為2.6m（不含排水坡高度）。另外，箱梁頂寬7.6m，底寬3.8m；頂板厚25～45cm，底板厚28～60cm，腹板厚30～90cm；支座中心線至梁端0.75m。因擴能改造，需對原有橋梁進行拆除后重新施工雙線橋梁[1]。

3 施工工藝

根據橋址所處區域，采用支架法進行梁體拆除，主梁分為三個節段，每個節段下放設置單獨的支架，以保證梁體拆除時的安全。梁體切割采用繩鋸切割的方式，梁體切割完成后，用吊車將每個節段的梁體吊離至支架，待平穩放到地面上后，再采用破碎錘破碎完成的方式。

梁體拆除施工工藝流程圖如下：支架搭設→清除道砟及鋼軌拆除→線鋸分塊切割梁體→梁體吊裝及卸落。

3.1 施工支架設計

根據吊車的起吊能力及梁體每延米的重量，將這32m 簡支箱梁等分成3 塊進行切割；另外，需等間距搭設鋼管柱支架4 排，具體的支架布置詳見圖1。

圖1 拆除支架側面圖

施工載荷：根據原設計圖紙，單跨簡支箱梁混凝土方量178.97m3，重474.27t。分3 節拆除，每節重量為158.09t，計算時考慮1.2 的分項系數，并按189.708t 考慮。臨時支架單側設置2 個支點，單點載荷為P=189.708/2/2=47.42t[2]。

3.2 基礎施工

支架施工前，在兩個橋墩之間增加四個條形基礎支撐平臺（1m×4.5m×0.5m），鋼管立柱通過法蘭與基礎連接牢固，法蘭盤采用20mm 鋼板加工，加勁肋采用12mm 鋼板。條形基礎采用C25 鋼筋混凝土，設計條形基礎地基承載力為300KPa，條形基礎上下兩層主筋為HRB400Φ16 鋼筋，間距15cm，鋼筋保護層厚度5cm。箍筋采用HPB300ф8 鋼筋，間距30cm，上下層鋼筋之間設置HPB300ф8 鉤筋，間距30cm，梅花形布置[3]。

圖2 拆除支架計算滿足要求

拼裝支架處的地基平整度要求無明顯起伏不平、凹坑、突起等，且臨時基礎能與臨時支架底板鋼板面良好接觸、承受支架壓力。拼裝支架與臨時混凝土基礎采用地腳螺栓連接。支架計算可知立柱最大的軸向力為17.7t 時，擬定此時支架立柱下面墊一塊1000mm×1000mm×16mm 鋼板，鋼板與臨時素混凝土基礎采用M24×650 地腳螺栓固結；素混凝土臨時基礎采用C30 混凝土，素混凝土臨時基礎采用C30 混凝土，規格為1m×4.5m×0.5m[4]。C30 混凝土抗壓強度設計值fC= 14.3N/mm2，抗拉強度設計值ft= 1.43N/mm2。

3.2.1 基礎地基換填后，需分層壓實處理，并采用觸探儀進行檢驗，其基礎承載力特征值f＞180Kpa。

3.2.2 基底承載力計算：P=(35.4×9.8+5.625×9.8)/（4.5×0.5）=162.3kpa＜180KPa， 穩 定 性 滿 足要求。

3.3 支架搭設

條形基礎支架立柱采用單排2 根Φ630mm 無縫鋼管，壁厚為8mm。無縫鋼管與條形基礎連接方式為膨脹螺栓連接，膨脹螺栓直徑24mm、300mm 長，按鋼管柱位置打孔埋設膨脹螺栓，并通過膨脹螺栓將法蘭盤和條形基礎連接起來。Φ630mm 無縫鋼管下端與法蘭盤進行焊接，并在四周焊接加勁肋以加固；法蘭盤采用20mm 鋼板，長寬為87cm。各條形基礎上的兩根Φ630mm 鋼管柱之間設置3 道[14 槽鋼焊接連接，間距4m，水平連接之間斜向同樣采用[14 槽鋼焊接連接，每個切割點附近的兩排鋼管柱之間水平方向、斜向同樣用[14 槽鋼水平連接。各接觸面之間進行滿焊，且焊接牢固，從而保證焊接質量[5]。

鋼管柱垂直度保證措施：根據鋼管立柱平面布置圖，對鋼管柱位置進行測量放樣，鋼管柱每安裝一節，測量人員立即對鋼管柱進行復測，測量鋼管柱位置有無偏位。安裝完成后，對鋼管柱再次進行復測，以保證鋼管柱的垂直度。鋼管柱的搭設高度，根據現場實測條形基礎頂面與梁底的高差，再扣除I40 工字鋼及鋼管柱頂面1cm 厚鋼板高度，即現場每排鋼管柱的搭設高度。

鋼管柱及縱橫向連接安裝完成后，在鋼管柱頂部安裝70cm×70cm 的1cm 厚鋼板，再安裝I40a 雙拼工字鋼橫梁（工字鋼要求進行整體焊接，焊縫距離為1m，每道焊縫長度為10cm），長為5.5m。橫梁限位方式：鋼管柱在砂桶頂面設置2 排4 塊三角鋼板擋塊，三角鋼板與砂桶頂面鋼板兩側進行滿焊。

3.4 拆除鋼軌及清除道砟

支架搭設完成后，聯系重慶工電段及各設備管理單位再次對橋上的設施設備進行排查，確保所有的線纜設備等遷改完成。安排專業工人利用鋸軌機對3#～4#跨、4#～5#跨梁面的6 道的鋼軌進行拆除，拆除后轉運至安全地點統一保管存放。另外，安排人工對梁面道砟進行清理，并利用軌道車等設備將道砟轉運至營業線外進行存放。

3.5 線鋸分塊切割梁體

根據已搭設完成的鋼管柱的位置，確定線鋸開始切割的位置。切割的時候按照順序①→②→③進行切割，每片梁切割2 次。切割時利用灑水車從施工便道進入，停在橋下，以降低線鋸損耗、灑水降塵[6]。此外，先切割的梁體應先放置在鋼管柱上，待所有的梁體全部切割完成后，再統一安排吊車進行吊裝。

圖3 線鋸施工分塊示意圖

3.6 梁體吊裝及卸落

結合現場吊裝高度等實際情況，擬采用1 臺300T汽車吊配合1 臺220T 汽車吊負責梁體的吊裝及卸落，2 臺吊車每吊可卸落量約250t，切割后單塊梁體重量約180t，滿足要求。吊裝前，先對兩側橋梁翼緣板靠近腹板處進行取芯鉆孔，作為吊點；并對鋼絲繩的狀態進行仔細檢查，檢查其是否存在斷絲、是否安裝防脫掛鉤等問題。吊裝時，采用“一機一人”防護安排，專人進行看守，加強與吊裝司機的溝通指揮，并配合牽引繩進行牽引控制，避免吊物擺動造成既有設備或者構筑物損傷。吊裝之后的梁體統一卸落至8 道外的空的場坪上進行存放。

4 結語

該橋目前已完成拆除，拆除時采用支架法繩鋸切割的方式，確保了橋梁拆除施工的安全。該拆除方法對相關梁體拆除施工具有一定的指導作用。同類型橋梁施工時，通過調節梁體節段和梁體重量、合理設計支架形式、吊裝方式等，能夠具有較好的適用性且科學合理。