方帥

摘要 既有跨鐵路橋梁改造工程中，在確保鐵路運(yùn)營(yíng)安全的條件下，老橋拆除施工較復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)中需進(jìn)行深入分析，根據(jù)鐵路運(yùn)營(yíng)情況、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件確定適用的拆除方案，并針對(duì)既有鐵路安全運(yùn)營(yíng)做好必要的安全措施。文章以實(shí)際上跨運(yùn)營(yíng)鐵路預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁拆除工程為例，提出一種針對(duì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁跨線橋利用自行式液壓模塊車（SPMT）的拆除方法，為今后類似拆橋工程的設(shè)計(jì)與施工提供參考。

關(guān)鍵詞 運(yùn)營(yíng)鐵路；連續(xù)箱梁；拆橋；模塊車

中圖分類號(hào) U445.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）08-0034-04

0 引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的高速、高質(zhì)量發(fā)展，城郊、城際間互聯(lián)互通的需求快速增長(zhǎng)，早期修建的許多公路、市政道路出現(xiàn)了通行能力差、服務(wù)水平低的問題，不能滿足社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，需要進(jìn)行改擴(kuò)建，既有橋梁拆除工程日益增多。在跨鐵路橋梁拆除中，尚未采用SPMT模塊車進(jìn)行拆除，但近年來(lái)，SPMT模塊車拆橋在市政、公路橋梁改擴(kuò)建項(xiàng)目中已多次利用，基于其具有載重大、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，可在涉鐵項(xiàng)目中進(jìn)行推廣應(yīng)用。該文以某高速公路改擴(kuò)建為背景，對(duì)上部預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁拆除方案進(jìn)行研究。

1 工程概況

現(xiàn)狀高速公路采用分幅橋梁上跨在運(yùn)營(yíng)鐵路，左幅橋梁跨徑布置為（20+2×34+22）m，右幅橋梁跨徑布置為（22+2×34+20）m，長(zhǎng)度均為110 m?？玷F路聯(lián)上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)梁，單箱雙室，結(jié)構(gòu)高度1.65 m。下部結(jié)構(gòu)主墩采用獨(dú)柱墩接承臺(tái)加樁基礎(chǔ)，橋梁斷面見圖1。

既有鐵路等級(jí)為國(guó)鐵Ⅰ級(jí)，直線地段，混凝土軌枕，有砟軌道，路基填方，高約5.0 m，現(xiàn)狀高速公路梁底至鐵路軌頂凈空約6.75 m。

2 主要拆除方法

目前，既有跨越鐵路橋梁拆除方法主要有中斷鐵路爆破拆除、中斷鐵路機(jī)械破除、搭設(shè)臨時(shí)防護(hù)棚架拆除、SPMT模塊車馱運(yùn)移除[1]。這些方法均有優(yōu)缺點(diǎn)并存在一定的局限性，方案比較見表1。

綜上分析，針對(duì)此類上跨鐵路橋梁荷載大、不具備分段拆除條件的項(xiàng)目，在不影響鐵路正常運(yùn)營(yíng)的條件下，SPMT模塊車拆橋工法與傳統(tǒng)拆橋技術(shù)相比，具有成本低、工期短、對(duì)環(huán)境影響小、不影響鐵路安全運(yùn)營(yíng)等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，尤其是對(duì)于不能中斷運(yùn)營(yíng)的鐵路上方橋梁，SPMT模塊車拆橋方案具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

3 拆除施工步驟及關(guān)鍵技術(shù)措施

采用SPMT模塊車拆橋，在運(yùn)營(yíng)鐵路上方完成箱梁的頂升和馱運(yùn)，綜合考慮SPMT模塊車頂升箱梁的方式、布車的合理性以及箱梁自身的受力和變形[2]。

3.1 設(shè)備選型

根據(jù)既有現(xiàn)澆箱梁重量估算：2 352.6 t，托架重量估算：220 t，總重約：2 572.6 t。模塊車配車如下：采用SPMT車組進(jìn)行橋梁拆移，SPMT配置為8臺(tái)PPU+72軸線，分為8組，中間4組為每組1臺(tái)PPU+12軸線，兩側(cè)4組為每組1臺(tái)PPU+6軸線，每軸線載荷為40 t，則最大承重為2 880 t＞2 572.6 t。模塊車之上設(shè)置三排六根600 mm法蘭式鋼管支撐，鋼管外徑457 mm，壁厚15 mm，剪刀撐采用18號(hào)槽鋼連接，鋼管上設(shè)置3I40b分配梁，詳細(xì)布置見圖2。

3.2 行走區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

SPMT模塊車行走區(qū)域地基采用分層回填的方式進(jìn)行素土填筑，每層層厚約30 cm，壓實(shí)度≥96%，然后再填筑一層60 cm碎石土層+20 cmC30混凝土墊層作為行走面層，素土及碎石土除在靠近鐵路兩側(cè)及墩柱周圍采用小型打夯機(jī)夯實(shí)外，其余均采用機(jī)械壓實(shí)。

在鐵路路肩兩側(cè)澆筑混凝土條基，條基斷面尺寸為2×1.5 m，在條基上鋪設(shè)路基箱，鐵軌與路基箱之間架空，路基箱采用厚15 cm標(biāo)準(zhǔn)的6.5 m節(jié)段進(jìn)行拼裝，在鐵路路基與路基箱之間鋪設(shè)沙袋。地基處理及鐵路路基防護(hù)斷面見圖3。

3.3 拆除順序

3.3.1 準(zhǔn)備工作

SPMT模塊車行走區(qū)域內(nèi)進(jìn)行地基處理，并對(duì)鐵路路基進(jìn)行防護(hù)。6組SPMT模塊車拼裝及車上馱運(yùn)支架組裝，機(jī)械設(shè)備調(diào)試及性能檢測(cè)，利用第一個(gè)封鎖點(diǎn)將6組SPMT模塊車移至左幅110 m現(xiàn)澆梁正下方。

3.3.2 箱梁頂升

為保證各組之間模塊車的軸壓基本一致，在正式頂升之前，應(yīng)進(jìn)行試頂升。按80%的載荷控制油壓進(jìn)行試頂升，觀察各分組油壓差，反復(fù)幾次后調(diào)節(jié)各組油壓差在3 MPa內(nèi)。荷載調(diào)整均勻后，對(duì)現(xiàn)澆箱梁按105%載荷開展預(yù)頂升。

為保證上部梁體能夠橫向移出，梁體整體向上頂升20 cm。采取分級(jí)頂升的方式，共分四級(jí)進(jìn)行頂升，每級(jí)頂升高度為5 cm，頂升速度控制在每分鐘20～50 mm。整個(gè)同步頂升過程中對(duì)SPMT模塊車、支架及現(xiàn)澆梁進(jìn)行施工監(jiān)控，確保頂升過程中現(xiàn)澆梁結(jié)構(gòu)安全。頂升立面見圖4。

3.3.3 快速移運(yùn)

根據(jù)鐵路封鎖時(shí)間、施工場(chǎng)地范圍劃定等特點(diǎn)，規(guī)劃可行的移運(yùn)路線。在充分了解SPMT模塊車馱運(yùn)系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上，結(jié)合該工程的實(shí)際需求，選取落梁拆解區(qū)域兼做現(xiàn)澆箱梁的存放地點(diǎn)，馱運(yùn)就位后在存放地點(diǎn)直接進(jìn)行梁體拆解，以此減少移運(yùn)的時(shí)間。

3.3.4 二次分解

現(xiàn)澆箱梁運(yùn)至后場(chǎng)落梁拆解區(qū)域，箱梁和馱梁支架整體卸落于后場(chǎng)支撐基礎(chǔ)上，模塊車退出，馱運(yùn)結(jié)束。箱梁分解采用鑿巖機(jī)破碎，破碎后的梁體分解后裝車運(yùn)走。

3.3.5 軌道上設(shè)施的清理

現(xiàn)澆箱梁運(yùn)至后場(chǎng)落梁拆解區(qū)域后，安排汽車吊、工人進(jìn)行軌道上方設(shè)施的清理工作，路基箱采用汽車吊裝車運(yùn)走，確保鐵軌上不存有其他雜物。路基箱基礎(chǔ)采用人工鎬頭的方式鑿除路肩以上部分，經(jīng)工務(wù)部門驗(yàn)收同意后及時(shí)恢復(fù)鐵路兩側(cè)的臨時(shí)硬隔離。

4 連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換計(jì)算

現(xiàn)澆箱梁頂升過程中存在支點(diǎn)位置的調(diào)整，箱梁因內(nèi)部預(yù)應(yīng)力和自身重力作用，結(jié)構(gòu)受力體系發(fā)生變化，在結(jié)構(gòu)受力變化后，易出現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞、梁體過度下?lián)系葐栴}，對(duì)運(yùn)營(yíng)鐵路造成安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)既有梁體建模分析和計(jì)算，需在體系發(fā)生轉(zhuǎn)換后，分析箱梁結(jié)構(gòu)的受力姿態(tài)、預(yù)應(yīng)力筋分布等情況[3]，具體分析如下。

4.1 計(jì)算建模

按照桿系單元進(jìn)行箱梁體系轉(zhuǎn)換計(jì)算，共計(jì)梁?jiǎn)卧?3個(gè)，節(jié)點(diǎn)64個(gè)，有限元計(jì)算模型見圖5。

分別對(duì)既有現(xiàn)澆箱梁現(xiàn)狀及模塊車頂升過程兩種工況進(jìn)行分析、計(jì)算，體系轉(zhuǎn)換兩個(gè)工況約束布置見圖6～7。

4.2 結(jié)果分析

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在箱梁頂升過程中，上下翼緣法向應(yīng)力結(jié)果見圖8，最大為11.6 MPa，滿足規(guī)范要求。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，箱梁頂升過程中，撓度結(jié)果見圖9，最大為7.4 mm，滿足規(guī)范要求。

5 結(jié)論

為鄰近鐵路施工安全提供保障，需要對(duì)鐵路加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，判別拆橋過程中各測(cè)量值是否超過控制標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)各測(cè)量值隨時(shí)間變化規(guī)律預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)，保證鐵路運(yùn)營(yíng)安全。對(duì)于既有跨越運(yùn)營(yíng)鐵路橋梁，其拆除施工對(duì)周圍既有結(jié)構(gòu)、環(huán)境、居民、交通等均有很大不利影響，拆除舊橋面臨著影響行車安全、機(jī)械傾覆、高處墜落的較大風(fēng)險(xiǎn)，以往常用拆橋方法均存在需中斷鐵路、影響環(huán)境等局限性。該文針對(duì)跨越運(yùn)營(yíng)鐵路拆除面臨的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)及難點(diǎn)，結(jié)合SPMT模塊車快速、高效、安全的特點(diǎn)，首次在跨越運(yùn)營(yíng)鐵路橋梁工程中應(yīng)用SPMT模塊車完成拆橋工作，對(duì)類似工程具有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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