李先業(yè)

摘 要：結(jié)合蘭州市東崗立交橋拆除還建工程，分析了舊橋拆除工程的特點(diǎn)，從安全性、經(jīng)濟(jì)性、工期等方面進(jìn)行了分析，提出了合理的拆除方案，分析了新建跨鐵路線橋梁的特點(diǎn)和周邊環(huán)境，將跨線疊合梁橋優(yōu)化為鋼桁梁頂推技術(shù)，優(yōu)質(zhì)高效的完成了建設(shè)任務(wù)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：城市跨鐵路橋;拆除還建;優(yōu)化方案;經(jīng)濟(jì)性分析

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市道路與鐵路的立交工程越來(lái)越多[1]。目前的立交工程分為三類(lèi)[2]，一是通過(guò)下穿隧道的方式通過(guò)鐵路，二是建設(shè)跨線立交橋工程跨越鐵道，三是通過(guò)平面交叉道口的方式跨越鐵路，從安全和交通工程角度考慮，用的最多的為跨線橋梁和下穿隧道工程，由于鐵路的交通屬性和特點(diǎn)，跨線工程施工不能造成鐵路營(yíng)業(yè)線的中斷，這對(duì)跨越鐵路橋梁工程的施工帶來(lái)了很高的要求，造成施工成本大，安全風(fēng)險(xiǎn)要求高，雖然部分技術(shù)人員研究了跨鐵路橋梁建造的方案和成本問(wèn)題[2-6]，也提出了好多的方案，但是工程背景不一樣，設(shè)計(jì)和施工方案要因地制宜，切合實(shí)際。因此，合理的設(shè)計(jì)和施工方案是跨鐵路線建設(shè)的核心問(wèn)題，既要保證安全和質(zhì)量，又要降低建設(shè)成本。本文結(jié)合蘭州市東崗立交橋拆除還建工程，對(duì)方案如何分析選擇進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，為類(lèi)似工程提供參考經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

蘭州市東崗立交橋位于蘭州東崗東路，西起甸子街，東至南山公路，全長(zhǎng)約1 000 m，橋梁地處黃河南岸Ⅱ級(jí)階地，跨越既有的隴海鐵路和包蘭鐵路，由于建設(shè)年代久，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，在近些年大噸位和大流量車(chē)流的運(yùn)營(yíng)過(guò)程出現(xiàn)橋墩下沉，梁板開(kāi)裂等質(zhì)量問(wèn)題，不能滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)的要求，也對(duì)既有鐵路安全運(yùn)營(yíng)造成威脅，需要拆除重建，消除安全隱患的同時(shí)，解決蘭州東大門(mén)交通擁堵問(wèn)題。

新建的蘭州市東崗立交橋工程為雙向六車(chē)道，全長(zhǎng)595 m，橋面寬度35 m，橋跨結(jié)構(gòu)分為6聯(lián)，第一、二、三、五聯(lián)跨徑為3×30 m預(yù)應(yīng)力混凝土等截面單箱多室直腹板箱梁，第四聯(lián)為3×35 m預(yù)應(yīng)力混凝土等截面單箱多室直腹板箱梁，梁頂板設(shè)置橫坡，底板水平，梁頂寬25 m，挑臂端部厚度0.25 m，箱頂板厚度0.25 m，底板厚度0.25 m，腹板厚度0.4 m～0.6 m;第六聯(lián)采用23+42+35+30 m連續(xù)鋼箱梁上跨既有隴海鐵路和包蘭鐵路，鋼箱梁梁高1.8 m，外形與連續(xù)箱梁基本保持一致，頂、底板鋼板厚度均為16 mm，腹板厚度為14 mm。全橋基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，其中跨鐵路橋樁徑為2.5 m，其余部分樁徑為1.5 m;立柱采用矩形截面獨(dú)柱墩，截面尺寸2 m×2 m?？缭借F路既有線拆除和新建工程是本項(xiàng)目施工的難點(diǎn)，也是本項(xiàng)目成本控制的重點(diǎn)。

2 工程經(jīng)濟(jì)性分析

2.1 拆除工程經(jīng)濟(jì)性分析

拆除的東崗立交橋?yàn)槎嗫绾?jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，上跨既有包蘭和隴海鐵路，拆除過(guò)程中封閉交通，確保鐵路的安全運(yùn)營(yíng)和鐵路軌道及電力電氣化設(shè)施是拆除工程的最大安全風(fēng)險(xiǎn)，在拆橋過(guò)程中如何維持橋梁整體和局部穩(wěn)定性，如何利用短暫的鐵路天窗點(diǎn)完成跨線段結(jié)構(gòu)拆除是拆除工程的核心問(wèn)題。結(jié)合立交橋特點(diǎn)，參照國(guó)內(nèi)同類(lèi)工程的施工方法，征求鐵路運(yùn)營(yíng)單位意見(jiàn)，分析切割吊裝法、原位破碎法和爆破法拆除施工的安全性、經(jīng)濟(jì)性、工期和對(duì)環(huán)境的影響程度，選擇最合理的施工方案，在保證安全的同時(shí)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 新建工程的經(jīng)濟(jì)性分析

上跨既有鐵路橋梁施工主要受到鐵路高敏感區(qū)域安全施工影響較大，經(jīng)過(guò)排查對(duì)比發(fā)現(xiàn)，跨既有線梁體存在設(shè)計(jì)不合理的情況，設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)理念主要考慮城市立交橋設(shè)計(jì)方案和施工技術(shù)，對(duì)跨越既有鐵路線設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，采用了疊合梁設(shè)計(jì)方案，施工難度倍增。沒(méi)有從經(jīng)濟(jì)角度、施工風(fēng)險(xiǎn)方面考慮，對(duì)鐵路天窗點(diǎn)施工人員、設(shè)備、技術(shù)的成熟度、安全風(fēng)險(xiǎn)、工期考慮欠佳，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工方案的優(yōu)化，降低安全風(fēng)險(xiǎn)和建造成本。

3 工程經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)化

3.1 拆除方案優(yōu)化

結(jié)合拆除工程的實(shí)際情況，綜合分析[7]切割吊裝法、原位破碎法和爆破法拆除施工的安全性、經(jīng)濟(jì)性、工期和對(duì)環(huán)境的影響程度，如表1所示。

原位破碎法在經(jīng)濟(jì)上優(yōu)于切割吊裝法，主要原因是吊車(chē)使用時(shí)間短、減少人工切割時(shí)間及費(fèi)用。如：切割吊裝法需兩臺(tái)50 t吊車(chē)，每臺(tái)月租賃價(jià)格9萬(wàn)元左右，兩個(gè)月需要36萬(wàn)元。人工使用神鋸將梁體一片一片切割需要360個(gè)工日，需花費(fèi)10萬(wàn)元，工期長(zhǎng)，安全性低。而原位破碎法將整個(gè)梁體與橋墩分割后落地，破碎錘進(jìn)行原地面破碎，不需將梁體分解吊落，施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，安全性較高，主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表2所示。

綜合比選中，優(yōu)先考慮安全風(fēng)險(xiǎn)低且對(duì)鐵路影響小的方案，兼顧其它指標(biāo)后，認(rèn)為原位破碎法的指標(biāo)比較均衡，鐵路運(yùn)營(yíng)部門(mén)也同意臨近既有線部分采用原位破碎法施工。

3.2 新建工程的經(jīng)濟(jì)性分析

新建東崗立交橋跨越隴海鐵路和包蘭鐵路段設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)支疊合梁，大跨度跨線疊合梁橋的施工難點(diǎn)如下：（1）基礎(chǔ)采用Φ1.5 m鉆孔灌注樁，臨近既有鐵路線，場(chǎng)地受限，大型機(jī)械無(wú)法開(kāi)展工作;（2）隴海鐵路和包蘭鐵路行車(chē)量較大，天窗點(diǎn)不足，疊合梁橋工期較長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足天窗點(diǎn)要求;（3）因東崗立交橋?yàn)槌鞘械缆窐蛄?，連接城市主干道，同時(shí)也是蘭州的東大門(mén)，周邊施工場(chǎng)地有限，沒(méi)有條件設(shè)置制梁場(chǎng)，建設(shè)成本非常高;（4）疊合梁跨越既有干線鐵路吊裝只能在天窗點(diǎn)施工，鐵路天窗為2小時(shí)，不能滿(mǎn)足施工需要，且機(jī)械作業(yè)半徑大，會(huì)影響鐵路電氣化設(shè)備，安全風(fēng)險(xiǎn)極大;（5）現(xiàn)澆梁板仍然為既有鐵路天窗點(diǎn)施工，施工功效太低。

經(jīng)過(guò)分析設(shè)計(jì)方案，綜合考慮技術(shù)難度、施工效率、裝備水平及安全風(fēng)險(xiǎn)，采用鋼箱梁頂推施工，可以很大程度上避免疊合梁橋施工的種種弊端。鋼箱梁施工方案特點(diǎn)如下：（1）鋼箱梁采用節(jié)段拼裝，可在既有鐵路影響范圍外施工，安全風(fēng)險(xiǎn)低，質(zhì)量有保障;（2）該方案施工時(shí)，僅在天窗點(diǎn)內(nèi)施工導(dǎo)梁，施工工序簡(jiǎn)單，安全風(fēng)險(xiǎn)低，成本較低;（3）頂推技術(shù)成熟，使用千斤頂頂推，避免大型機(jī)械干擾鐵路電氣化設(shè)備，施工工期較短，相對(duì)較為經(jīng)濟(jì);（4）該方案施工避免建設(shè)制梁場(chǎng)，節(jié)省臨時(shí)用地，能夠滿(mǎn)足市政工程綠色施工要求。

經(jīng)過(guò)兩種方案的對(duì)比分析，鋼箱梁施工方案的安全風(fēng)險(xiǎn)更低，可以節(jié)約制梁場(chǎng)臨時(shí)用地2畝，節(jié)約工期7個(gè)月，減少鐵路天窗點(diǎn)施工180小時(shí)，節(jié)約直接建設(shè)成本98萬(wàn)元，間接成本約240萬(wàn)元，安全措施費(fèi)約60萬(wàn)元，主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比如下表3所示。

以上論述不難看出，疊合梁與鋼箱梁建設(shè)成本的優(yōu)劣。疊合梁從樁基、支墩及梁體澆筑所花費(fèi)直接費(fèi)成本較鋼箱梁高;疊合梁比鋼箱梁施工工期長(zhǎng)，間接費(fèi)用相對(duì)增加;由于疊合梁既有線施工，安全措施成本高于鋼箱梁施工。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)工程實(shí)際情況，結(jié)合安全、對(duì)交通影響程度、既有鐵路影響因素、施工技術(shù)水平、方案的合理性、工期、建設(shè)成本等因素的綜合分析，優(yōu)化了原有的設(shè)計(jì)和施工方案，優(yōu)質(zhì)高效的完成蘭州市東崗立交橋拆除還建工程，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，總結(jié)出了以下結(jié)論：

（1）跨越鐵路等高風(fēng)險(xiǎn)橋梁工程的拆除工程，首先要考慮安全風(fēng)險(xiǎn)因素，采用原位破碎法拆除橋梁的方法更適合鐵路跨線橋拆除施工需要，節(jié)約建設(shè)成本約210萬(wàn)元。

（2）跨越既有鐵路線橋梁建設(shè)中，要盡量采用鋼箱梁+頂推的方案，能夠保證鐵路安全的同時(shí)，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，降低建設(shè)成本，本項(xiàng)目采用鋼箱梁頂推方案代替疊合梁方案，節(jié)約綜合成本約400萬(wàn)，節(jié)約工期約7個(gè)月，取得了最大效益。

（3）在激烈的建筑市場(chǎng)環(huán)境中，要重視技術(shù)手段，充分發(fā)揮專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)，綜合分析設(shè)計(jì)方案的合理性和經(jīng)濟(jì)性，在確保安全的條件下，盡量采用成熟的施工方案，降低建設(shè)成本，使得建設(shè)工程項(xiàng)目效益最大化。

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