鐵路繁忙干線下既有框架橋頂推拆除施工技術研究
——以蕭甬鐵路過水橋（73#橋）擴孔改造工程為例

方宇，陳偉華，石榮榮，馬飛，開永旺

（1.浙江鐵道建設工程有限公司，杭州310000；2.浙江交通職業技術學院，杭州311112）

1 工程概況

由于城市發展的需要， 許多舊城區都迫切需要升級、完善防洪排澇體系，一些鐵路繁忙干線早年修建的線路下穿框架橋已經不能滿足使用要求，這就使既有線下穿框架橋的拆除與擴建成為當前防洪排澇工程體系的重點工程[1]。 本文以蕭甬鐵路過水橋（73#橋）擴孔改造工程為例，研究繁忙干線下既有框架橋的頂推拆除施工技術。 本工程所處蕭甬鐵路為國鐵Ⅰ級無縫線路、復線，需拆除的單孔既有73#橋由南北兩個長度分別為5 m 和5.5 m 的框架橋連接組成，框架橋寬度為9.2 m，高度為6.2 m，箱身側板厚度60 cm，頂板厚度55 cm，底板厚度65 cm，新建框架橋為4 孔，每孔凈寬10.0 m，如圖1所示。

圖1 新建框架橋橫斷面圖（單位：mm）

2 常用拆除方法對比

在開展既有線下穿框架橋的拆除施工時， 需要考慮對鐵路運行的影響，應盡可能保證線路的正常運行，同時縮短作業時間。 過去常用的拆除方法主要有人工拆除、機械拆除、繩鋸切割， 其中人工拆除指的是采用風鎬進行破碎， 其施工面狹窄，人力投入大，施工人員的人身安全無法得到有效保障，且進度緩慢、工費巨大；機械拆除指的是使用機械將框架橋結構進行破碎、拆除，該拆除法的施工進度比人工拆除法要快，且成本較低，但對線路會產生較大的振動影響。 近年來，繩鋸切割法在線路下穿框架橋拆除工程中的應用愈發廣泛， 主要是在液壓馬達驅動下， 使用金剛石繩索對既有框架橋整體結構進行研磨切割，屬于靜力切割，產生的振動和噪聲都較小，能在幾乎無擾動的情況下將框架橋的結構分離， 施工效率也相對較高[2]。 本文所介紹的頂推拆除法，是使用簡易后背或新建結構部分構件作為后背支撐， 用千斤頂將舊框架橋頂出線路影響范圍， 在不影響后續新建框架橋頂進施工的情況下再將其破碎的施工方法。 經實踐對比發現，頂推拆除線路下穿框架橋具有施工工期短、對線路影響小、工程造價低等諸多優點。不同各拆除方法的對比結果如表1 所示。

表1 線路下穿框架橋常用拆除方法對比

3 施工方案介紹

既有框架橋頂出施工立面如圖2 所示。 本工程特點為：（1）需頂出的既有框架橋由南北兩個節段組成，南北兩段長度分別為5 m 和5.5 m；（2）既有箱涵頂出拆除后，新建箱涵也采用頂推法進行施工，部分施工設備與結構可共用以節省造價；（3）本工程所處蕭甬鐵路為國鐵Ⅰ級，無縫線路，對下部結構變形沉降敏感度高。

圖2 既有框架橋頂出施工立面圖（單位：mm）

為了保證上部線路運行安全， 盡量縮短列車限速通過時間，施工方案應滿足：（1）保證上部線路的安全、穩定運行，盡可能減小施工產生的振動， 避免對其他線路產生干擾；（2）應縮短工期，盡量減小對鐵路運營的影響；（3）合理進行施工組織設計， 既有框架橋拆除施工時要盡可能利用新框架橋頂進施工所需的設備與結構，做到節省造價、綠色環保[3]。

3.1 施工工序

既有框架橋頂推拆除的施工步驟為： 施工準備及整理場地→架設便梁支撐上部線路→開挖工作坑、 制作滑板及后背梁→頂出施工作業→頂出的框架橋吊離及破碎拆除。 其中，施工準備及場地整理、開挖工作坑、制作滑板及后背梁等工序都可與后期新建框架橋的頂進作業準備相結合， 既有框架橋頂出后即可形成作業空間進行新框架橋頂進作業， 極大地縮短了整體工期。

3.2 施工方法

由于本工程需頂出的既有框架橋由南北兩個節段組成，為避免頂推過程中南北節段發生相對錯動造成安全隱患，故將南北兩節段分開頂推，先頂出北框架橋，再頂出南框架橋。

3.2.1 安裝千斤頂及頂鐵

本工程頂推所采用的千斤頂為QYS600 型液壓千斤頂，頂力6 000 kN，行程1 200 mm，共配備4 臺千斤頂。 所采用的頂鐵規格分為1 m 長與2 m 長兩種， 在頂推過程中接長頂鐵直至框架橋完全頂出。 頂推前先在南框架橋底部中間位置開挖出一個3.2 m×3.2 m 的坑槽用以放置2 臺千斤頂及2 個1 m長頂鐵，千斤頂及頂鐵布置如圖3 所示。

圖3 千斤頂及頂鐵布置示意圖

3.2.2 頂鐵接長

千斤頂及頂鐵就位后即可開始頂推作業， 千斤頂行程1 200 mm，不斷接長頂鐵，3 h 內即可完成北框架橋頂出作業。頂鐵接長及頂推過程如圖4 所示。

圖4 頂推及頂鐵接長示意圖

4 頂推拆除施工效果

1）頂推拆除速度快，施工效率高。 采用頂推法拆除既有框架橋所需施工人員少，同時施工人員安全有保障。 由于充分利用了新框架橋頂進施工的滑床板及后背支撐結構， 施工工期得到極大的縮短，兩節框架橋的頂出在1 d 內即可完成。

北框架橋頂出后繼續進行南框架橋的頂出作業，8 h 內完成南北兩節段框架橋的頂推。

2）施工過程振動噪聲小，施工環保。 采用頂推法推出既有框架橋全過程產生的振動影響極小，幾乎不產生噪聲，同時避免了揚塵污染，是一種非常環保的施工方式。

3）鐵路設備安全可控。 使用便梁支撐后，采用頂推法拆除既有框架橋對上部鐵路設備幾乎不產生任何影響， 避免了機械破除或繩鋸切割框架頂板時破碎混凝土飛濺至線路的風險，保證了施工期間的行車安全[4]。

5 結語

文章結合蕭甬鐵路過水橋（73#橋）擴孔改造工程狀況，介紹了頂推拆除繁忙干線下穿框架橋的具體施工方法， 不僅關系到既有框架橋頂推拆除施工質量和工期， 同時也是確保鐵路繁忙干線正常運行的關鍵所在。 頂推拆除施工方法具有施工效率高、工程造價低、振動噪聲小、施工過程安全可靠等優點，特別適合于繁忙干線下穿框架橋的拆除。 目前，采用頂推法拆除線路下穿既有框架橋的施工案例仍不多見， 本項目的成功實踐為今后類似工程提供了參考， 為下穿既有框架橋拆除施工提供了新的思路。