陈广飞
佛山市轨道交通发展有限公司广东省佛山市528200
摘要：城市轨道交通运营线高架桥在延伸线衔接需要、梁体出现不可修复的病害或重大缺陷等原因需要拆除时，为了减少桥梁拆除过程对运营线路的影响，确保轨道交通线路正常运营，需采取科学施工技术、合理安排拆除工艺。本论文以广州地铁某运营线路高架桥梁体拆除为实例，对桥梁拆除重点难点进行分析，对本次施工较为成功的“分割直吊法”拆梁技术进行总结分析。
关键词：轨道交通高架桥拆梁分割直吊法
一、概述
（一）项目背景
广州地铁某运营线路南延段从既有JZ站站后折返线接出，沿SS大道向东，以330m半径斜跨SS大道与JL路交叉口西南角地块，在进入JL路前，线路由高架转为地下，高架段全长295.05m。JZ站站后为平坡，为保证隧道在JL路前入地，南延以48‰的下坡从最后一孔桥梁（以下称J1号梁）接出，需对目前运营在用J1号梁进行拆除，采取统一过渡方案，确保新旧线衔接顺畅。
（二）J1号梁情况
1.桥跨参数：桥梁为25m简支梁；箱梁顶宽度9.3m；箱梁底宽度4m；箱梁高度1.7m；桥面高度14.48米；C50混凝土，132方。
2.桥面结构及设备（共30项）：钢轨及其扣件、弹条100米；车挡4个；石渣60袋；车挡报警装置1组；线路标志牌3块；感应板及其扣件4块；板式道床14块；轨道夹板4对；防水伸缩缝8.8米；接触轨56米；接地扁铝56米；接触轨中心锚结2处；端部弯头2处；膨胀接头1处；支架12处；钢轨接续线2处；疏散平台25米；桥梁端部栏杆7米；防雷扁钢50米；桥面照明灯具6盏；区间电源箱2个；低压线缆125米；信号机2个；信号线缆200米；通信线缆250米；通信支架托臂50个；通信扁钢50米；AP天线2个；AP箱1个；PIDS线缆150米。
二、施工内容及工艺流程
（一）J1号梁拆除施工内容
1.梁跨桥面设备设施拆除或迁移施工（共30项），包含：隔离带防护设置、线路拆除、接触轨拆除、疏散平台拆除、低压配电拆除、信号机迁移、车档迁移、通信拆除、PIDS拆除、线缆迁移等。
2.梁体拆除施工，包含：地基处理、支架搭设、施工防护、施工及梁体切割、梁体钻孔、梁体吊运等。
（二）J1号梁拆除工艺流程
J1号梁体拆除施工根据运营组织要求，需确保JZ站后折返、存车功能不受影响，且在拆除桥面在用设备设施时不能影响次日的正常运营，因此整个施工工序较为复杂，施工难度较大，安全风险较高。在地铁运营部门做好相应措施及许可的情况下，先在运营接口位置设置围蔽分隔，后对桥面设备设施进行拆除或迁移。为加快施工进度，地基处理、支架搭设、施工防护与既有桥跨桥面构造及设备拆除平行施工。工艺流程如下：
运营接口处围蔽分隔措施设置—J1号梁桥面设备设施拆除—J1号梁桥面设备迁移—吊机地基处理—支架搭设—施工防护—梁体切割—梁体直吊—切割块运走
三、施工技术方案分析
（一）技术准备
1.荷载计算
桥梁自重：Q1=V*γ=132*26=3432KN
桥面系自重：Q2=985KN
施工荷载：Q3=2.5*9.3*25=581KN
总荷载：Q1+Q2+Q3=3432+985+581=4998KN
2.支架布置
J1号梁体拆除前采用满堂式支撑脚手架，支架立杆间距横桥向、纵桥向全桥均为0.5m，步距全桥统一为1.2m。该支架顶部分配荷载系统由箱梁底板和翼缘板下方的竹胶板及方木组成。纵向主受力方木采用10×10cm方木，底板下方间距均为15cm。
3.支架立杆稳定性验算
由于桥梁为近似刚构结构，故将支架受力视为均布荷载，又翼缘板为薄壁梯形结构，为安全起见，将总荷载视为全部由桥梁底板支架承受故：
分布荷载q=1.2*（Q1+Q2+Q3）/S=1.2*4998/（4*（25-0.55*4））=65.76KN/m2
单个立杆所受的轴心压力：N=S1*q=0.5*0.5*65.76=16.44KN
立杆的稳定性计算：σ=N/φA≤[f]
其中N----立杆的轴心压力设计值（kN）：N=16.44kN；
φ---轴心受压立杆的稳定系数，由长细比Lo/i查表得到；
i----计算立杆的截面回转半径（cm）：i=1.59cm；
A----立杆净截面面积（cm2）：A=5.06cm2
σ-------钢管立杆最大应力计算值（N/mm2）；
[f]----钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；
L0----计算长度（m）；
l0=k1μ（h+2a）=1.217*1.168*（1200+2*500）=3127.2mm
μ----计算长度系数；μ=1.168；
k1--计算长度附加系数，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）表5.3.4取值1.217；
L0/i=3127.2/15.9=196.67；
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.186；
钢管立杆受压应力计算值σ=16440/（0.186×506）=174.6N/mm2；
钢管立杆稳定性验算σ=174.6N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求
综上所述，立杆稳定行满足要求。
（二）支架搭设施工技术要点
1.地基处理
由于桥梁下方为原有公路沥青路面及绿化带，故基础施工前需重新清理、平整场地，地基处理范围为两侧各超出支架外边缘1.0m。
绿化带范围内需将表层松土清除，然后碾压整平，采用石渣换填，填筑到沥青路面高度高以下30cm，填筑时需分层碾压密实。回填后在整平的地表面铺设10cm级配碎石垫层。碎石填筑碾压后，确定地基高程，采用20cm厚C20混凝土硬化，及时封闭，以防雨水浸泡。
为防止雨季期间雨水浸泡导致基础下沉，在支架范围内地面四周合理布设排水沟，边沟设置在支架边线外1m外。水沟宽50cm，高30cm，沟底及两侧侧壁采用M7.5砂浆进行封闭，砂浆厚度3cm。
（2）支架搭设
简支梁沿桥纵向立杆均按0.5m进行布置。横杆步距均按1.2m布置。具体布置详见图1。
图1支架横断面示意图
由测量组根据支架搭设布置图测放出纵横向钢管支架位置，立杆位置定位完成后，并进行全面水准测量。第一层脚手架搭设完毕后仔细检查其垂直度、水平度，满足规范要求后距离地面30cm左右用普通脚手架钢管搭设纵、横向扫地杆，并继续下一层支架的搭设。
搭设支架时沿高度分节、沿纵向分列的方式进行搭设剪刀撑。即高度及纵横向长度方向范围内每5-7米立杆设置一组剪刀撑，剪刀撑与地面夹角45～60°，剪刀撑与毎到立杆之间均通过旋转扣件连接牢固。剪刀撑接长时，搭接长度不小于1m，扣件不少于3个。
支架顶部标高通过可调顶托调整，如果可调顶托不能满足调整范围则配杆调整，调节杆通过扣件式钢管连接加固，顶托、底座调整高度不得超过15cm。支架搭设过程中，应经常进行检查，立杆垂直度偏差不大于支架1/500高度，横杆水平度偏差不大于1/400L。支架搭设完成后，对方木和底板铺设，之后对支架顶面精确调整，确保底板与梁底密贴。
（三）剪刀撑施工技术要点
1.每道剪刀撑宽度不应小于4跨，斜杆与地面的45～60°倾角宜在之间。
2.剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接长度不小于1m，采用不少于3个旋转扣件固定。
3.横桥向剪刀撑设置方法：沿纵向每5-7米设置一道，沿高度方向设置方法见图1满堂支架横断面图。
4.纵向剪刀撑设置方法：沿纵向每5-7米设置一道。
5.剪刀撑两根斜杆分别布置在需加固支架面两侧，保证每根斜杆与支架每根立杆能用旋转扣件固定，且斜杆与支架立杆轴心间距不得大于15cm。
6.剪刀撑低端必须落地，并垫设厚度不小于5cm的木板。
（四）梁体分割技术要点
桥梁分割-直吊，首先使用钻机开孔，贯穿顶板至腹板与翼缘板交界处，孔径10cm，如图2桥梁分割示意图所示，通过切割机将桥梁分割成5等份，桥梁切割顺序：横向，从桥梁翼缘板边缘开始沿横桥向整体切割；纵向，从大里程至小里程每5米为一条切割缝，最后钢丝绳通过钢丝绳孔吊起分割部分桥梁并放入指定场地。
图2桥梁分割示意图
（五）梁体直吊施工技术要点
1.吊车作业半径确定
箱梁分割完成采用500t吊车起吊，分割块箱梁自重：
Q起=（3532+985）/（5*0.8）=1129.5KN
起吊重量m=Q起/g=113t
2.最小作业半径的确定
吊车作业时，若吊车臂呈最大仰角贴住翼缘板起吊，此时为最小作业半径，如图3所示。
通过几何关系得，rmin=（H2-H1+h）cotα，臂长L=（H2-H1+h）/cosα，其中h=btanα，吊车最大仰角为780，故α取750；
b=9.3/2=4.65米，H2=1.7+12.78=14.48米，H1=2.06米。
故：rmin=（14.78-2.06+4.65*tan750）*cot750=8.06米，取9米。
臂长L=（14.78-2.06+4.65*tan750）/sin750=31.13米，取33米。
图3最小半径作业示意图
3.吊车位置确定
采用QAY500吊机起重116t时吊车臂长为33米，作业半径为9米时，最大起重量为135t，满足要求。
故500t吊车固定位置后有效作业半径为8.06-10米。最大作业半径如图4所示，从图中得出，现场施工时吊车必须移位一次方可完成所有作业。
图4吊车作业半径示意图
4.梁体直吊施工控制关键点
（1）起吊前对梁体穿挂的钢丝绳进行检查确认，确保穿挂正确，起吊时切割块受力均匀，并指定专人进行指挥和操作。
（2）对起重吊具进行安全检查确认，确保处于完好状态，正式起吊前应进行试吊，检查全部机具受力情况，发现问题应先将工件放回地面，故障排除后重新试吊，确认一切正常，方可正式吊装。
（3）对吊装区域内的安全状况进行检查，包括吊装区域的划定、标识、障碍、警戒区等，吊车作业时吊车臂与起吊箱梁块禁止伸入既有运营线路范围内。
（4）起重指挥必须按规定的指挥信号进行指挥，其他作业人员应清楚吊装安全操作规程和指挥信号。
（5）吊装过程中，出现故障，应立即向指挥者报告，没有指令，任何人不得擅自离开岗位。
（6）梁体切块落下的位置，必须用方木或其它材料进行支垫，确保物件落下后顺利抽取钢丝绳。
（7）梁体切块落地就位前，不许解开吊装索具，任何人不准随同吊装设备或吊装机具升降。
四、结束语
城市轨道交通运营线由于各种原因对正在投入运营的高架桥梁体进行拆除的情况不太常见，在不影响本线运营、利用夜间停运时间实施正线设备设施拆除及迁改难度较大。本文通过对运营线高架桥梁体拆除案例进行分析总结，在施工流程、工艺控制、切割—直吊法施工技术等方面形成一些经验做法，为同行业提供借鉴。
参考文献：
[1]胡艳丽.浅谈桥梁拆除施工技术控制方法.山西建筑2011
[2]罗利.受限空间城市高架桥梁拆除施工技术研究.四川建筑2015
[3]王浩，魏建东.桥梁拆除中的一些新技术和新机具.中外公路2010