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        跨鐵路繁忙營業(yè)線人行混凝土天橋拆除關(guān)鍵施工技術(shù)

        2021-10-14 02:11:10祝東明張大祥
        建筑施工 2021年6期
        關(guān)鍵詞:履帶吊支撐架天橋

        祝東明 張大祥

        中鐵建工集團(tuán)有限公司 廣東 廣州 511400

        鐵路營業(yè)線施工需要更加復(fù)雜的審核審批流程以及周密的施工計(jì)劃、現(xiàn)場管控措施和安全保證措施,以確保行車和人身安全。

        本文跨鐵路繁忙營業(yè)線人行天橋拆除關(guān)鍵施工技術(shù),是根據(jù)項(xiàng)目周邊特點(diǎn)及營業(yè)線施工計(jì)劃要求等情況確定的一種拆除施工技術(shù),解決了跨營業(yè)線和鄰近營業(yè)線進(jìn)行大型構(gòu)件整體吊裝施工和鐵路線路保護(hù)等技術(shù)難題,為以后此類工程施工提供了相應(yīng)的參考。

        1 項(xiàng)目背景

        1.1 項(xiàng)目概況

        背景項(xiàng)目位于鐵路株洲站內(nèi),既有人行天橋位于株洲站北側(cè),橫跨1—15股道,覆蓋1—6站臺,結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),天橋凈寬3.75 m和4.40 m,凈高8~9 m,長度約160 m。施工中心里程為JGSK1 618+521.56。本關(guān)鍵技術(shù)主要針對繁忙營業(yè)線滬昆線及京廣線的8—12股道上方區(qū)域的人行天橋拆除,即圖1中的拆除區(qū)域三。

        圖1 拆除區(qū)域布置

        本段天橋長44 m,寬4.4 m,為簡支結(jié)構(gòu),整體質(zhì)量約294 t(計(jì)算取值300 t),橫跨8、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、12五條股道。由于線路無法同時(shí)長期封鎖,且跨距較遠(yuǎn),一般大型吊機(jī)無法吊起,采用對梁體進(jìn)行分割后分段吊裝的措施,利用切割機(jī)及繩鋸沿縱向?qū)⑻鞓蚯懈畛蓛刹糠郑▓D2)。在分割前,為確保整體穩(wěn)定性,在天橋支座兩端搭設(shè)支撐架,并在2段梁段設(shè)置固定點(diǎn)與橋墩進(jìn)行臨時(shí)固定。首先在第1個(gè)天窗點(diǎn)拆除南側(cè)部分(遠(yuǎn)離履帶吊部分),在第2個(gè)天窗點(diǎn)拆除北側(cè)部分(靠近履帶吊部分)。

        圖2 拆除區(qū)域三天橋分割示意

        本跨結(jié)構(gòu)凈空約9 m,由2條預(yù)應(yīng)力主梁架于兩端支墩上,為主要受力構(gòu)件,長44.0 m,高2.3 m,寬0.7~2.4 m,為工字形梁;兩端部各1條橫隔梁,長3.5 m,高1.0 m,寬0.4 m,中部每隔4~5 m設(shè)置1條長3.50 m、高1.05 m、寬0.15 m的橫隔板,共計(jì)9條。

        1.2 周邊現(xiàn)狀概況

        待拆人行天橋原為鐵路員工內(nèi)部通道,現(xiàn)已停止使用。天橋橫跨株洲站普速場與城際場,其中城際場已封鎖,普速場根據(jù)運(yùn)輸計(jì)劃申請逐步封鎖施工。拆除8—12股道上方天橋,需要將履帶吊架設(shè)在Ⅺ道外側(cè)已封鎖的城際場,對相應(yīng)場地的接觸網(wǎng)進(jìn)行拆除,對部分設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

        2 難點(diǎn)及特點(diǎn)

        1)營業(yè)線吊裝外部協(xié)調(diào)關(guān)系復(fù)雜,方案報(bào)審流程等手續(xù)煩瑣,需要嚴(yán)格按照營業(yè)線管理細(xì)則實(shí)施。在實(shí)施前需要編制詳細(xì)的專項(xiàng)施工方案并進(jìn)行專家論證,同時(shí)組織工務(wù)、供電、車站等產(chǎn)權(quán)單位開展方案匯報(bào)會(huì),解決各單位提出的風(fēng)險(xiǎn)問題。完成方案后需報(bào)各相關(guān)站段、處進(jìn)行方案審批,與此同時(shí)需要同相關(guān)產(chǎn)權(quán)單位簽訂安全協(xié)議和配合協(xié)議等,結(jié)合運(yùn)輸條件和嚴(yán)格的營業(yè)線現(xiàn)場管控細(xì)則方可進(jìn)行相關(guān)的作業(yè)。

        2)保證行車及人身安全是吊裝作業(yè)的前提,是管理的重中之重。假設(shè)出現(xiàn)營業(yè)線相關(guān)等級事故將會(huì)給公司帶來較嚴(yán)重的損失,所以針對吊裝的安全防護(hù)管控重點(diǎn),需在吊裝前嚴(yán)格調(diào)查周邊接觸網(wǎng)、電纜、給水設(shè)備等影響吊裝的作業(yè)環(huán)境,通過拆除、覆蓋、遷移等措施進(jìn)行保護(hù)。同時(shí)做好風(fēng)險(xiǎn)識別,并制定相應(yīng)的應(yīng)急措施。

        3)確保吊裝設(shè)備基礎(chǔ)、吊裝設(shè)備及吊裝構(gòu)件的穩(wěn)定性是吊裝管控的重點(diǎn)。對吊裝設(shè)備基礎(chǔ)需要進(jìn)行承載力計(jì)算,回填道碴需要進(jìn)行搗鼓處理以確保密實(shí),防止沉降;對拼裝完成后的吊裝設(shè)備進(jìn)行整體驗(yàn)收,確保吊裝設(shè)備合格;偏心構(gòu)件應(yīng)在吊裝捆綁過程中捆綁穩(wěn)固,防止失穩(wěn)撞擊另一半構(gòu)件而導(dǎo)致事故發(fā)生,同時(shí)另一半構(gòu)件需進(jìn)行臨時(shí)加固,以確保整體安全。

        3 施工要點(diǎn)

        3.1 總體施工流程

        施工準(zhǔn)備→接觸網(wǎng)拆除→滿堂架平臺搭設(shè)→上部附屬物拆除→臨時(shí)支撐加固→橋面板切割→橫隔板及端橫梁切割→分片吊運(yùn)拆除

        3.2 施工準(zhǔn)備

        本工程屬于營業(yè)線施工,需要對相應(yīng)股道進(jìn)行封鎖,按普速鐵路管理,開工前,嚴(yán)格履行施工申報(bào)審批手續(xù),將編制的專項(xiàng)營業(yè)線施工方案,報(bào)請相關(guān)設(shè)備管理單位、監(jiān)理及建設(shè)單位審批,并與有關(guān)單位簽訂安全、配合協(xié)議。本吊裝部分為繁忙干線和干線封鎖2 h以內(nèi)的大型上跨鐵路結(jié)構(gòu)物施工,按Ⅱ級施工考慮,制定詳細(xì)的施工計(jì)劃和配合計(jì)劃。

        3.3 鋼軌、軌枕、接觸網(wǎng)防護(hù)

        1)吊裝拆除作業(yè)前需搭設(shè)滿堂支撐平臺,支撐平臺在股道區(qū)域內(nèi)需對股道進(jìn)行相應(yīng)防護(hù)。

        2)拆除區(qū)域股道天橋正下方投影向兩側(cè)延伸3 m,利用φ48.3 mm×3.6 mm的鋼管搭設(shè)支撐防護(hù)架,支撐架上方鋪16#工字鋼,間距900 mm布置,與支撐架橫距一致(圖3)。

        圖3 軌道支撐架示意

        3)要求工字鋼鋪設(shè)平整、穩(wěn)固,邊角懸空處利用木楔填實(shí),支撐架體支座直接落于鋼上時(shí)要焊接加固。

        4)鋼軌支撐防護(hù)架采用φ48.3 mm×3.6 mm的鋼管搭設(shè),搭設(shè)高度要保證上部受力橫桿底部高于鋼軌面不小于50 mm,保證不與鋼軌接觸。支撐架立桿縱距600 mm,股道上方橫距2 700 mm,軌枕兩側(cè)各錯(cuò)開100 mm,兩側(cè)各外延100 mm加設(shè)立桿。

        5)要求鋼軌支撐防護(hù)架搭設(shè)平整,上部橫桿標(biāo)高一致,鋼板鋪設(shè)平整。

        6)在拆除作業(yè)及防護(hù)作業(yè)過程中,嚴(yán)禁硬質(zhì)物件與鋼軌直接接觸。

        7)施工完畢后需恢復(fù)行車前,對線路進(jìn)行檢查及養(yǎng)護(hù),發(fā)開通確認(rèn)電報(bào),組織各單位進(jìn)行聯(lián)合檢查,確認(rèn)開通條件,達(dá)到開通條件后,方可恢復(fù)相應(yīng)封鎖道行車。

        3.4 滿堂支撐架及臨時(shí)支撐

        1)天橋切開后重心位置距橋最外邊線取值712.85 mm。

        2)切割后橋梁分割為2個(gè)部分,受偏心力,滿堂支撐架搭設(shè)主要用作橋梁切割后的臨時(shí)支撐,支撐主要分為4個(gè)部分(圖4):

        圖4 端梁處支撐示意

        ① 端橫梁部分在東西兩頭利用硬質(zhì)墊塊支撐。

        ② 端橫梁部分在東西兩頭施作鋼板支座固定,鋼板支座定制加工,采用滿焊連接,預(yù)留螺栓孔,橋墩及端梁植入化學(xué)錨栓,與橋面結(jié)構(gòu)采用螺栓連接。

        ③ 支撐架范圍內(nèi)橫隔板利用木跳板或硬質(zhì)墊塊支撐。

        ④ 支撐架范圍內(nèi)橋面部分利用滿堂支撐架支撐,主楞采用φ48.3 mm×3.6 mm雙鋼管沿橋面寬布置,次楞采用50 mm×100 mm方木沿橋長方向布置,注意留出切割縫位置。

        3)支撐架設(shè)計(jì)。本工程天橋拆除前,需在對應(yīng)拆除的天橋投影范圍搭設(shè)滿堂支撐架,支撐架不進(jìn)行天橋結(jié)構(gòu)承重受力,僅用于天橋分割后臨時(shí)加固支撐受力及工人作業(yè)平臺。搭設(shè)范圍分2段,東側(cè)長10 m,位于待拆天橋東頭至Ⅺ道區(qū)域;西側(cè)長8 m,位于待拆天橋西頭至8道區(qū)域。西側(cè)支撐架與Ⅸ道中心最小距離為3.16 m(圖5)。

        圖5 支撐架搭設(shè)位置示意

        3.5 天橋結(jié)構(gòu)切割分離

        3.5.1 橋面切割防護(hù)

        1)使用彩條布對下方軌道進(jìn)行覆蓋,覆蓋范圍超出施工作業(yè)范圍不小于5 m。

        2)對未拆除的接觸網(wǎng)承力索添加保護(hù)套防護(hù),防護(hù)范圍超出施工作業(yè)范圍不小于5 m。

        3)對未拆除的接觸網(wǎng)線在施工過程中及時(shí)用水沖洗,天窗點(diǎn)結(jié)束前統(tǒng)一進(jìn)行再次清洗,保證將泥漿清理干凈。

        4)泥漿水引至Ⅺ道西側(cè)水溝中,防止污染道碴道床。

        3.5.2 切割施工條件

        橋梁切割部分區(qū)域須在天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行施工(Ⅸ、Ⅹ道上方區(qū)域,如圖6所示),施工范圍定為兩股道中心線左右4 m,需切割工程量共計(jì)橋面板16 m、橫隔板4塊。因Ⅸ、Ⅹ道同時(shí)停電條件難以滿足,計(jì)劃申請單股道停電,每股道所需天窗點(diǎn)3個(gè)。

        圖6 Ⅸ、Ⅹ道要點(diǎn)施工范圍示意

        3.5.3 切割順序

        切割由中部向兩端施工,首先進(jìn)行橫隔板的切割,然后進(jìn)行橋面板的切割,最后對兩端端橫梁進(jìn)行切割,至此切割完成(圖7)。

        圖7 天橋結(jié)構(gòu)切割示意

        1)橋面板采用混凝土切割機(jī)切割,橫隔板及端橫梁利用繩鋸切割。

        2)切割作業(yè)需在支撐架設(shè)完畢后實(shí)施。

        3)Ⅸ、Ⅹ股道上方區(qū)域的切割需在天窗點(diǎn)內(nèi)完成。

        3.6 吊裝場地選擇及場地處理

        1)根據(jù)計(jì)算,履帶吊作業(yè)傳至下部的承載力為125 kPa,現(xiàn)場采用原土地基+毛石等硬質(zhì)材料分層壓實(shí)+厚0.5 m級配石分層壓實(shí)進(jìn)行處理,履帶吊行走路徑及吊裝場地上部滿鋪路基板。

        2)地基處理區(qū)域攤鋪面積超出路基板鋪設(shè)區(qū)域不小于3 m,直接高差不得大于0.3 m,可采用緩坡形式,坡度不得大于45°。

        3)攤鋪區(qū)域按層厚不大于0.3 m進(jìn)行分層壓實(shí),壓實(shí)采用壓路機(jī)多次往返壓實(shí),振動(dòng)力不得小于300 kN,保證壓實(shí)后輪印深度不大于1.5 cm。

        4)攤鋪完成后對地基承載力進(jìn)行檢測,保證壓實(shí)度不得小于125 kPa。

        3.7 履帶吊拼裝

        1)履帶吊擬采用80 t汽車吊進(jìn)行拼裝,拼裝場地在遠(yuǎn)離Ⅺ道區(qū)域,履帶吊拼裝邊線擬定距離Ⅺ道18 m。

        2)拼裝底部履帶吊及操作室等作業(yè)可在Ⅺ道封鎖前提前進(jìn)行,當(dāng)拼裝高度超過15 m時(shí),須在Ⅺ道封鎖、接觸網(wǎng)停電拆除后實(shí)施。

        3)拼裝作業(yè)過程中需保證駐站及防護(hù)人員到位,來車時(shí)立即停止作業(yè)。

        3.8 吊裝吊機(jī)選擇

        1)切割后每部分天橋質(zhì)量約130 t。計(jì)算考慮吊裝質(zhì)量150 t,天橋長44.4 m,起吊半徑19.3 m(依照20 m選擇),落吊半徑25.17 m(依照26 m選擇),起吊高度約8 m,起升最高高度43 m。

        2)吊機(jī)選擇400 t履帶吊后配重130 t。起吊半徑選擇20 m,臂長選擇54 m,則起吊質(zhì)量為274 t,滿足要求;落吊半徑選擇26 m,臂長選擇54 m,則起吊質(zhì)量為206 t,滿足要求。

        3.9 吊裝工藝

        3.9.1 吊點(diǎn)設(shè)置

        1)吊裝利用2根鋼絲繩起吊,鋼絲繩與橋連接采用鋼絞線穿梁的方式,吊點(diǎn)對稱設(shè)置在兩端頭,距兩端頭約為4 m。

        2)天橋兩端預(yù)埋吊鉤或穿孔固定繩索,通過繩索人工調(diào)整下落至指定區(qū)域。

        3.9.2 吊裝鋼絲繩選擇

        起吊作業(yè)半徑按20 m計(jì)算,臂長54 m(可提升高度50 m),提升高度43 m,吊裝鋼絲繩長度30.1 m(不含綁扎主梁長度),角度54°。每股鋼絲繩受力924 kN,計(jì)算受力1 109 kN(系數(shù)1.2),鋼絲繩為特殊定制,要求滿足參數(shù)要求,本工程選用6×61+1構(gòu)造類型的雙股鋼絲繩,鋼絲繩抗拉強(qiáng)度選用1 700 MPa等級,滿足吊裝要求。

        3.9.3 天窗點(diǎn)內(nèi)作業(yè)安排

        1)吊裝天窗點(diǎn)時(shí)間115 min,天窗點(diǎn)開始前,履帶吊移動(dòng)至指定吊裝位置,掛接好吊鉤,吊臂抬起,但注意不可侵入未封鎖股道。待施工負(fù)責(zé)人下達(dá)地線掛接完畢,可以開始吊裝作業(yè)命令后,旋轉(zhuǎn)、抬臂至待吊裝天橋正上方,作業(yè)人員開始掛接吊索。待掛接完畢,并經(jīng)技術(shù)人員確認(rèn)后,施工負(fù)責(zé)人下達(dá)起吊命令,開始垂直起吊至指定高度,然后緩緩吊至臨時(shí)堆放場地。吊裝嚴(yán)格按照既定的計(jì)劃封鎖點(diǎn)進(jìn)行吊裝作業(yè)。

        2)在梁端靠近12股道側(cè)設(shè)置2根纜風(fēng)繩,在吊裝過程中通過2根纜風(fēng)繩對吊裝姿態(tài)進(jìn)行糾偏。

        3)首先在第1個(gè)天窗點(diǎn)拆除南側(cè)部分(遠(yuǎn)離履帶吊部分),在第2個(gè)天窗點(diǎn)拆除北側(cè)部分(靠近履帶吊部分)。

        4)吊裝作業(yè)完畢后,履帶吊行駛至指定位置,準(zhǔn)備下一階段吊裝。

        3.9.4 注意事項(xiàng)

        1)作業(yè)開始前對機(jī)械狀態(tài)、吊繩、吊索進(jìn)行檢查,保證機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)正常,吊繩、吊索完好。

        2)構(gòu)件起吊時(shí),吊車臂轉(zhuǎn)到構(gòu)件頂上垂直吊離,當(dāng)構(gòu)件被提升5~10 cm時(shí),暫停起吊,檢查受力點(diǎn)是否牢固,中心是否偏移,確保無誤后,再繼續(xù)起吊。

        3)當(dāng)構(gòu)件垂直起吊至高出定位點(diǎn)時(shí)才能轉(zhuǎn)臂到就位正上方,嚴(yán)防磕碰。

        4)構(gòu)件起吊和下降時(shí),嚴(yán)禁人員站在構(gòu)件下方,構(gòu)件上嚴(yán)禁站人及放置其他材料和機(jī)具設(shè)備。

        4 主要安全措施要點(diǎn)

        1)按規(guī)定與路局有關(guān)部門簽訂相關(guān)安全協(xié)議,明確雙方各自的安全責(zé)任。對涉及的既有線施工管理負(fù)責(zé)人、技術(shù)員、安全員、工班長、領(lǐng)工員、防護(hù)員、駐站聯(lián)絡(luò)員等須經(jīng)路局相關(guān)單位組織的既有線施工安全知識培訓(xùn)合格,方可上崗。

        2)按照路局批準(zhǔn)的施工安全防護(hù)方案,現(xiàn)場實(shí)施到位,并經(jīng)常進(jìn)行檢查維護(hù),嚴(yán)禁不按規(guī)定設(shè)置好防護(hù)就開工。上跨、鄰近既有營業(yè)線路的施工作業(yè),必須做好各種機(jī)械、材料安全防護(hù)和加固工作,嚴(yán)禁超限或滑落?,F(xiàn)場負(fù)責(zé)人和安全員每天對天窗施工情況進(jìn)行總結(jié)。

        3)嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的施工方案、范圍和批準(zhǔn)的封鎖要點(diǎn)計(jì)劃組織施工,停電作業(yè)嚴(yán)格按照執(zhí)行停電作業(yè)程序流程,嚴(yán)格遵守在調(diào)度令天窗時(shí)間內(nèi)上道作業(yè),嚴(yán)禁早點(diǎn)搶工,保證做到不誤點(diǎn)、不延點(diǎn)并提前15~20 min撤離所有機(jī)具、材料和人員。必須達(dá)到既有線或客運(yùn)專線營運(yùn)線路放行條件,并經(jīng)設(shè)備管理單位確認(rèn)后方可開通運(yùn)行。

        4)制定材料機(jī)具侵限、接觸網(wǎng)斷線、軌道電路短接、大型機(jī)械傾覆、觸電等安全事故應(yīng)急措施和相應(yīng)的預(yù)案。

        5 結(jié)語

        通過本工程可以看出,針對營業(yè)線路上跨結(jié)構(gòu)的拆除或是天橋的吊裝方案選擇,需要提前籌劃。另外,需要全面掌握鐵路局關(guān)于營業(yè)線施工的管理制度和辦法,厘清營業(yè)線施工管理流程,特別是在開工條件、施工計(jì)劃申報(bào)、施工方案審批、安全配合協(xié)議簽訂、現(xiàn)場安全防護(hù)及現(xiàn)場施工管控要求等方面進(jìn)行全面的梳理及交底。在計(jì)劃管控方面要有嚴(yán)格的時(shí)間觀念,必須遵守天窗點(diǎn)管控要求。在施工條件上爭取封鎖占道施工,將營業(yè)線施工工況轉(zhuǎn)變?yōu)猷徑鼱I業(yè)線施工工況,減少安全風(fēng)險(xiǎn);同時(shí)對滿足整體吊裝條件的構(gòu)件盡可能地選擇整體吊裝方案施工,從而減少營業(yè)線施工封鎖的時(shí)間,加快施工進(jìn)度。

        跨繁忙營業(yè)線人行天橋拆除關(guān)鍵施工技術(shù)在該工程的應(yīng)用,對超短工期和特殊的營業(yè)線施工環(huán)境的人行天橋進(jìn)行了吊裝拆除,不僅極大地降低了施工成本,而且保證了行車和人身安全,同時(shí)積累了營業(yè)線路封鎖占道、線路防護(hù)、手續(xù)辦理、溝通協(xié)調(diào)等方面的施工經(jīng)驗(yàn),可供同類型工程借鑒。

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