铁路狭长地段3-72m钢桁梁拖移拆除技术.pdf

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铁路狭长地段3-72m钢桁梁拖移拆除技术1 铁路狭长地段3-72m钢桁梁拖移拆除技术2 铁路狭长地段3-72m钢桁梁拖移拆除技术3 铁路狭长地段3-72m钢桁梁拖移拆除技术4 铁路狭长地段3-72m钢桁梁拖移拆除技术5 铁路狭长地段3-72m钢桁梁拖移拆除技术6
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・桥涵工程・铁路狭长地段3-72Ill钢桁粱拖移拆除技术张部伟(中铁二十五局集团第--T程有限公司湖南衡阳421002)Ⅲ摘要原广深线石龙大桥系单线铁路大桥,由3跨跨径为72ⅢⅣm的钢桁梁组成,随着现新建广深、线的开通营运,该桥已废弃停用,根据业主要求须在不中断通航的前提下予以拆除。本文结合该桥结构形式,研究采用将3跨简支钢桁梁加固联结成单跨连续粱的方法,论述铁路狭长地段采用整体拖移法拆除施工的关键技术和质量、安全主要控制措施,为日后同类铁路桥梁拆除施工提供参考。关键词铁路狭长地段钢桁梁整体拖移拆除中图分类号U445.6文献标识码B———文章编号10094539(2015)增1004806DragDemolitionTechnologyof3-72mSteelTrussGirderinRailwayNarrowZoneZhangBuwei(ChinaRailway256BureauGroupCo.Ltd.,Hengyang421002,China)AbstractTheShilongBridgeoforiginalGuangzhou-Shenzhen11Ilineisasingle-linerailwaybridge,consistingofthreespanwith72mspanlengthsteeltrussgirder,withtheoperationsofnewly・built—GuangzhouShenzhenⅢlineandIV,thebridgehasbeenabandonedanddisabled.Accordingtotherequirementsoftheowner,itwillberemovedonthebasisofun-interruptednavigation.Combinedwiththestructureformofthebridge,thispapercarriesonaresearchonjointingthreespansimplysupportedsteeltrussgirderintoasinglespancontinuousbeams,andexpoundsthemaincontrolmeasuresofkeytechnologyandqualityandsafetyondemolitionconstructionwiththeoveralldragmethodinnarrowzone,whichpro-videsareferenceforfuturesimilarconstructionofrailwaybridgedemolition.Keywordsrailwaynarrowzone;steeltrussgirder;theoveralldrag;demolition1工程概况广深铁路石龙北单线铁路大桥于1911年3月建成通车,由于桥梁运载能力不足、桥梁梁底高程低于航道通航要求等因素至今已不能满足发展的ⅢⅣ需要。随着新建广深、线的开通,该单线铁路大桥已废弃,各航道主管单位要求拆除该桥以保障通航高度需求。拟拆除的单线钢桁梁大桥位于原Ⅲ—线K67+589.34(中心里程),原桥跨径布置为120—m+372.24—m+120m,本桥钢桁梁主桁为三角形桁式结构,高11In,节间长8m,中心距5.75m,杆件截面为H型,如图1所示。本次拆除的施工任务为中间第2、3、4跨的钢桁固——收稿日期:20150102ⅢⅣ梁。因原钢梁桥与广深石龙北新、线相隔距离仅为8~19m,场地属典型的铁路夹心狭长型布置,在拆桥施工过程中极易造成危及既有线的安全隐患。考虑在施工期间不能封锁河道(通航量较大),该桥拆除方案拟采用整体拖拉法施工工艺,即将3孔简支梁拼接成1孔连续梁,向南岸(深圳端)拖拉进行拆除。图1广深铁路石龙北单线大桥旧景铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2015{增1)万方数据・桥涵工程・2拖拉拆除施工总体方案结合现场铁路狭长地形并考虑业主工期要求,在不影响通航前提下(即不能在河道内设置临时支墩),经多种方案技术经济比选后,决定采用先将简支梁连接加固成连续梁,为防止尾端(广州端)下绕…度过大造成钢桁梁折弯,在单线铁路大桥尾端连接长36m、高4m导梁将钢桁梁整体拖拉至深圳端路基后再拆除的施工方案。即将3跨简支钢桁梁顶升加固拼装成单跨连续梁,然后采取拖拉法布设滑道,最后用设置在另一端(深圳端)的电动卷扬机将钢桁梁拖拉到深圳端的路基上进行拆除。加固拼接纵横梁高1.29m,采用纵梁间断布置。在主桁上下面均设置平面纵向连接体系,杆件断面为T形,跨中设置制动联结系。钢梁两端设桥门架,中部设门架横联以加强整体稳定性。拼装的导梁全长48m(其中12m用于与桥梁搭接联结),用万能杆件拼装。钢导梁在大桥广州端路基上拼装。旧钢桁梁拖拉到达深圳端路基后,钢梁的拆除采用人工配合一台50t汽车吊在深圳端狭窄地段进行。拖拉滑道布置为连续上滑道、间断下滑道,下滑道坡度设置为一2.5%o~一3%0,拖拉采用5t的电动卷扬机安放在路基上,拖拉钢丝绳“”布置为走12的滑车组,保险卷扬机置于原路基的“”北头端钢梁后方,保险钢丝绳采用走2设置。3施工拆除流程及主要步骤本钢桁梁拆除采用拖拉法拆除施工,拖拉到位后采用人工配合一台50t汽车吊拆除,拆除施工工艺流程如图2所示。3.1钢梁加固3.1.1吊杆加固吊杆加固采用万能杆件及特制节点板进行,加固方法是在吊杆中部用万能杆件和特制节点板将吊杆和斜杆连接起来,以减小其自由长度,提高其稳定性,满足钢梁拖拉的施工应力需要。该部分加固杆件在钢梁拖拉就位后拆除。吊杆加固的特制节点板由有资质的机械制造厂家加工生产制造,万能杆件由施工单位自备。3.1.2钢梁与钢梁之间的连接加固连接加固件及板材质必须与钢梁的材质一致,铁道建筑技术FLAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY加固处包括跨与跨之间的上下弦连接起来,采用栓焊叠加连接,将3跨钢梁连为一体,保证钢梁拖拉时的整体稳定性。加固件焊接安装见如图3所示。I万能杆件备料枕木、连接杆件备料拖拉材料备料1●1I万能杆件钢桁梁及跨与跨之间I清理矫正连结接固、设置上滑道.拖拉材料检查验收钢梁桥附属件拆除搭设拖拉滑道枕木跺●●桥墩枕木跺搭设拖拉滑道安装●顶起钢桁梁及时搭设拼装枕木跺、设置下滑道●钢桁梁与导梁连接一l拼装以及导梁拼装●拖拉保险卷扬机安装l一—~西笈葫歪磊希iIT1钢桁梁试拖拉●钢桁梁拖拉(深圳端第一、二跨拖至路基)+钢桁梁杆件拆除(深圳端第一跨拆除)●钢桁梁拖拉(第三跨及导梁拖至路基)●钢桁梁杆件、导梁及拖拉滑道拆除图2钢桁梁拆除施工工艺流程3.2方木垛布置钢桁梁的拖拉拆除施工共需布置拖拉方木垛4个,方木垛布置位置分别为1#、2#墩、3#、4#墩及路基上,方木垛全部用素枕搭设,位于钢梁下弦杆下(满布布置),桥墩上平面尺寸为:长X宽×高=7.5mX4.0m×2m,其中桥墩上方木垛搭设高度已经根据现场调查确定为2m;为降低桥墩上方木垛高度,路基上方木垛按4层布设,间距均按16m搭设,即平面尺寸为:长×宽×高=7.5mx3.0mx0.8ITI,现场布置如图4所示。为保证拖拉时钢梁横向稳定,在搭设方木垛时,要同时考虑保险方木垛的布置。保险方木垛搭设在钢梁主桁下方,高度应低于下弦杆10em左右。搭设保险枕木垛。搭设方木垛时,各层素枕之间必须用木板垫实并用扒钉抓牢。搭设的枕木垛所需的枕木数量共为300m3。2015l增1149万方数据・桥涵工程・图3钢梁连接加固现场图4方木垛布置现场3.3导梁拼装导梁全长48m,用万能杆件拼成,断面为2m×4m,杆件的组合分别为4N1、4N2、4N3、4N4、2N5、4N6、4N7;联结杆件的节点板采用N8、N11、N13、N19、N20;特制杆件采用NTl、NT2、NT6、N,17。导梁“”下部同上滑道接触位置采用4N1拼装成工字形,以便于上滑道的安装,如图5所示。其中导梁与主梁间通过特制件搭接12m。联结所需的特制件联系有资质的机械制造厂家加工生产,并经现场丈量连接各部件的结构尺寸、提供详细图纸交给厂家加工生产,厂家加工完成后一同发运至施工现场。导梁的拼装用人工配合50t汽车吊拼装,施工时可在路基上拼装成单元后用吊车起吊对位拼装,螺栓的施拧用风动扳手进行,为保证螺栓施拧质量,防止拖拉期间导梁下挠度过大,影响导梁上墩,导梁拼装过程中必须将导梁垫平,全部螺栓必须安装齐全并施拧到位,如图6所示。图5导梁拼装现场图6导梁与主梁连接现场导梁与主梁连接为栓接,连接点为主梁的纵梁,连接螺栓为高强度螺栓L2J,连接所需的高强度螺栓由施工单位自筹,根据实际情况可新购也可利用以前钢梁施工中剩余的高强度螺栓。在导梁拼装过程及钢梁拖拉过程中必须在全桥范围内及时安装好安全网,确保施工人员、过往车辆、河道船舶的通航安全。铁道建筑技术3.4拖拉滑道拖拉滑道由上滑道和下滑道组成。上滑道采用16mm钢板焊接在钢桁梁下弦杆上。下滑道布置采用P50钢轨、方木、扒钉等组成,如图7所示。3.5拖拉卷扬机及钢丝绳的布置本桥钢梁的拖拉采用10t电动卷扬机(备用一台)为动力,安装在深圳方向(即拖拉方向)桥台后路基上;制动卷扬机采用一台10t电动卷扬机,安装在路基端钢梁前方上,与地龙的角度不大于300。为保证电动卷扬机的稳定,在2台电动卷扬机后方均设置地龙,地龙采用卧式地龙,截面尺寸均按5m×5m×5m开挖埋设,灌筑2m厚C25混凝土,上面进行压重,如图8所示。拖拉钢丝绳采用+20rain钢丝绳。图7拖拉滑道现场图8拖拉卷扬机及钢丝绳布3。6钢梁拖拉钢梁的拖拉采用分次拖拉法。结合现场施工实际情况,将拖拉到位的第一跨拆除后,再将后两跨一起拖拉到位拆除旧J。3.6.1准备工作拖拉前,应对方木垛进行中线和水平测量,以使其达到拖拉所要求的状态。在拖拉方木垛顶面画出桥梁中心线,以便拖拉时随时检测桥梁中线,控制钢梁的拖拉方向。转向滑车与钢梁前端端横梁用632钢丝绳连接,拖拉主地龙用632钢丝绳与—卷扬机连接。顶梁安放24组辊轴,试拖拉。3.6.2钢梁拖拉钢梁的拖拉利用一台电动卷扬机进行,拖拉时牵引用力要均匀,速度要一致,若有偏移及时调整辊轴倾斜的程度进行校正。后方保险绞车的放绳速度要同拖拉速度一致,防止拖拉钢丝绳同保险钢丝绳同时受力的情况发生。钢梁拖拉到位后,在落梁前,应先拆除全部辊轴及下滑道。落梁时梁的每端均用2台油顶顶梁,RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2015f增7J万方数据・桥涵工程・交替地降低方木垛高度,直到将钢梁降低到路基面预留的枕木垛高度300~400mm上为止,枕木垛搭设要平整稳定,增加钢桁梁的稳定性。3.7钢桁梁的拆除钢桁梁拖拉到位后,采用一台50t的汽车吊在北端配合人工进行拆除。在拆除之前,先将在广州方向桥台下处和150m范围路基下方处的场地整平,便于拆除的钢梁杆件存放。钢梁拆除时,必须按单元框架的顺序逐步拆除,施工人员必须系好安全带以及戴好安全帽。由于在既有线旁施工,必须严格按照既有线施工的规定施工。拆除的钢梁杆件必须堆码整齐。3.8导梁及滑道的拆除钢桁梁拆除后,将导梁和剩余的下滑道拆除。3.8.1导梁的拆除由于受地形的限制,导梁的拆除采用人工进行。拆除导梁时,可先将部分N3、N4、N5等杆件拆除放到地面上后,再进行其他杆件的拆除。3.8.2滑道的拆除下滑道的拆除在钢梁拖拉完成后进行,上滑道不拆除。由于桥下是河道,拆除的下滑道轨及枕木垛只有放置桥墩上,然后采用在桥墩上立独脚扒杆,拉一根+17.5的钢丝绳到河中船上,将枕木和滑道轨用船卸到河堤上,因此,滑道和枕木的拆除要安排好时间并作好河道封航防护措施。4主要机械设备及劳动力配备4。1施工机械设备配置根据本工程工程项目、工程数量、施工进度安排、工程特点等因素及施工进度计划,选择先进、状态良好的机械设备投入本工程施工,确保上场率100%,出勤率90%以上,主要机械设备富余量达20%以上,如表1所示。机械设备根据工程实际进度和监理工程师的要求进行动态调整。表1主要机械设备配置序号材料名称规格型号单位数量l柴油发电机组120kW口l2电动空压机3mm2台23风动扳手8kg台104电焊机315台65电动卷扬机5t口2续表1序号材料名称规格型号单位数量6液压千斤顶100t套327汽车吊车50t△1口8挖机220口l9指挥车厶l口10皮卡车△l口ll货车△l口4.2劳动力配置根据本工程主要工程内容和工程数量,结合各专业分工的合理性、连续性,共安排3个施工架子队进场施工,3个架子队队分别为:钢结构加固架子队、钢结构顶升拖拉架子队、钢结构拆除架子队。施工劳动力配置见表2。表2劳动力配置序号名称单位数量1现场指挥人员名32技术人员名63调度人员名24领工员名55材料员名56总务及后勤名67医务名38司机名59装吊工名40lO普工名6011电焊工名1012看守员名5合计名1505钢桁梁拆除关键技术及安全措施5.1钢桁梁顶升施工(1)首先在钢桁梁端面横梁中间搭建800mmx800mm的钢桁梁保险枕木垛,使用液压顶将钢桁梁30mlTl逐次顶起200mm左右,边顶升边用30mm的方木插入保险跺塞紧钢桁梁,详见图9、lO所示。图9钢桁梁顶升纵断面图图10钢桁梁顶升横断面图铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2015f增1J51万方数据・桥涵工程・(2)此时拆除钢桁梁支座。(3)拆除钢桁梁支座后立即在支座位置下搭建1700mmx3000mm的拖拉滑道枕木垛,并用薄方木塞紧钢桁梁底部。(4)重复(1)、(3)步骤直至钢桁梁顶升至距台面2]00mm高时塞紧保险跺,安装拖拉滑道。(5)每跨梁用4个液压顶同时顶升,在岸上用水平仪控制4个顶升点的基本同步,4个点的顶升高差不得超过40mm。(6)三跨桥梁12个滑道支撑点高差不得超过10mm。5.2三跨钢桁梁间的连接加固施工安全措施钢桁梁顶升施工完成后,将连接钢板运至钢桁梁端部连接处,现场拼接上弦连接杆、竖杆、短斜杆。使用手拉葫芦将杆件吊至上弦位置和钢桁梁上弦节点焊接连接Mj。因连接上弦杆件长16m重4t,竖杆高11m重2t,靠近既有线钢桁梁侧的连接杆吊装时,先使用钢丝绳及索具螺旋扣将其两端按起升高度位置斜拉在钢桁梁的另一侧杆件上,确保连接长杆件在人工吊装过程中不发生偏转倒向既有线钢桁梁上。捆绑吊装如图11所示。———卜』型Lr采。、粼今。g=,i!图11钢桁梁捆绑吊装示意5.3钢桁梁拖拉施工安全措施(1)在每个滑道支撑钢轨上刻画与拖拉方向垂直的画线,用于滑道上垂直放置滚轮的参考线。(2)在钢桁梁中线上每隔15m悬吊中线吊锤。在岸上使用经纬仪全程监控拖拉偏移量。(3)拖拉时的拖拉速度控制在100mm/min以内。(4)每拖拉1m停止拖拉,检查每个支撑滑道的偏移量。当钢桁梁拖拉偏移量超过30mm时停止拖拉,使用液压顶将桥梁顶起,重新调整滑道上滚轮的角度。确保拖拉全程的钢桁梁偏移量控制在30mm以内。(5)拖拉平面图显示当第一个拖拉墩上钢桁梁52铁道建篱技术偏移量达到30mm时,桥梁尾部的导梁最尾端将偏移100ram。此时对钢桁梁整体拖拉依然处于安全状态内。整体拖拉布置如图12所示。图12钢桁梁整体拖拉示意5.4重大危险源及其施工措施和应急预案(1)钢桁梁拆除中重大危险源之一是:在顶升钢桁架时,墩顶垫木垛严重水平位移甚至垮塌,或千斤顶的顶升速度差异较大,造成梁体侧翻甚至断裂,轻者影响航运安全,重者由于梁体侧翻影响既ⅢⅣ有广深、线钢桥安全。为消除这一安全隐患,应采取以下必要措施:墩顶凿毛处理后,应采用C25混凝土整平工作面(应充分利用既有钢支座下锚螺栓作为纵向限位装置);垫木应采用密实、大小一致、平直的和经过加工的方木组成,纵横交错布置,各根方木、各层方木之间应采用马钉、螺栓连接成整体;顶梁采用分段整体水平顶升法,每次顶升高度略大于方木厚度(约250mm)一横梁端部塞人顶铁后落梁_塞入方木一顶升_纵桁梁端部塞人顶铁后落梁一移除横梁端部顶铁_下层缺……口处补塞方木_上层塞方木,循环施工,直至将梁体顶升至预定高度。每次顶升时,应加强观测,下弦杆端部高程差不得超过10mm。该阶段应急预案是:应事前准备各种不同厚度顶铁,当突发千斤顶故障引发钢桁梁倾斜超标时,及时塞人等厚顶铁或硬垫块,保持梁体稳定。(2)钢桁梁拆除的重大危险源之二是:在拖拉钢桁架时,墩顶钢桁架梁严重水平横移,甚至侧翻造成梁体断裂垮塌,轻者影响航运安全,重者由于ⅢⅣ梁体侧翻影响既有广深、线钢桥安全。为消除这一安全隐患,应采取以下必要措施:墩顶处除方木垛应连接成整体外,下滑道应与方木垛连接可靠,每滑道纵向高差宜小于2mm,两滑道横向高程差应小于5“mm;纵向拖拉梁体时,采用前”拖后拽分段拖拉就位拆除法,拖拉台座和稳定台RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2015f增TJ万方数据・桥涵工程・座宜采用由1.5nl挖孑L桩,桩长不宜小于5m,横梁0.8mx1.0m(可按构造要求配置钢筋),左右桁架中心线处各布置一根拖拉索和稳定索。每次拖拉长度8000mm,拖拉速度不宜大于500mm/min。拖拉前应在每跨跨中、原桥梁支座处、导梁末端等桁架下弦杆处设置明显观测标志。拖拉时,墩顶下弦杆横移量应控制30mm以内;当横移量超过20mm时,应停止拖拉,检查原因,一般可通过调整左右索拉力来纠偏。在弱下弦杆x1顶底面节点板处,尽可能增加焊接钢板加固范围,以防止其压在辊轴上滚动时局部失稳。该阶段应急预案是:拖拉时,墩顶下弦杆横移量达到50mm时,应立即停止拖拉作业,采用千斤顶进行复位。6结束语广深铁路石龙北单线铁路大桥于2013年11月———————・卜-卜一-卜-・卜--+-_--+.-一・卜--+----1----4---+-+一+(上接第36页)不超过60cm,满足上部100×100mm方木支撑间距的需要。从安装数量按0号梁段与1号梁段两次浇筑需要设置。作业平台12m宽不足时,可两端交错50cm布置,以实现支架顶部较宽作业宽度。Ⅳ3分布梁在,v:主梁上的接触位置,设置挡板和斜Ⅳ撑,防止3侧向翻到。使用u形螺栓或焊接压板,防止两端悬臂延伸段倾覆。(5)眠分布梁安装后,搭设作业平台和安全围栏。安全围栏采用50mm角钢和+16mm钢筋制作,维护高度不低于1.5In。支架搭设后,应进行预压试载检验。(6)待(1+0+1)号梁段完成后依次拆除临时支架。先拆除梁底模板、支撑方木楞、M分布梁,再Ⅳ拆除,v。支撑柱及2水平拉杆。拆除作业采用人工配合吊车作业。上下专人统一指挥,严防误操作。8各项施工保证措施及注意事项(1)模板支架设计按0号梁段和1号梁段交替施工受力计算的,不能承受全部荷载。在0号梁段完成后,必须将0号梁段的底模板拆除,卸掉0号梁段的荷载。避免支架承受全部荷载造成支架压溃破坏。(2)N,支撑柱的接长要求顺直、上下同心、搭接铁道建笳技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY全部拆除完毕,在整个顶升、连接、拖拉及拆除的施工过程,未发生任何安全、质量事故。该拆除技术的成功运用,证明其具有较好的推广价值和应用前景。参考文献[1]铁道第三勘察设计院.TB—10002.12005铁路桥涵设计基本规范[P].北京:中国铁道出版社,2009:33—34.[2]中铁三局集团有限公司.TB—102032002铁路桥涵施工规范[P].北京:中国铁道出版社,2006:104—112.[3]中铁三局集团有限公司.TB—104152003铁路桥涵工程施工质量验收标准[P].北京:中国铁道出版社,—2004:125129.[4]中铁十局集团有限公司.TB—103032009铁路桥涵工程施工安全技术规程[P].北京:中国铁道出版社,20101106一111.或者拼接板厚度焊缝高度均要满足钢管截面强度要求;上下端盖板焊接要保证焊缝厚度和质量。Ⅳ(3)墩身内预埋杆件4,必须安装在模板上,使用钢模板定位控制,确保预埋杆件空间位置准确。(4)N.、N2、N5杆件的焊接质量,必须满足设计要求,接触面周边满焊缝,焊缝应饱满,并应探伤、夹渣检查。(5)支架平台上应设安全围栏。围栏规格不得低于1.5m高。施工标准由现场制定施工结构。(6)0号梁段及1号梁段施工范围,设置明显警示标识,禁止无关人员入内;吊装场地禁止人员通过。Ⅳ(7)支架高度是按2杆件与墩顶平齐设置的。梁底高度及支架预压沉落值,由现场依据施工需要另行设置。ⅣⅣⅣ(8)1、2及5杆件加工制作,必须由具备钢结构专业资质人员完成,严禁现场使用乙炔、电焊粗制滥造。制造后须经相关资质人员检查验收。9结束语连续梁(32+48+32)成功合龙,模板支架设计通过实际考验,精确设计是创建优质工程的前提,质量控制是完成精品工程的保证。2015f增7J53万方数据
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