鵝公巖軌道專用橋頂推鋼平臺多機具協同拆除施工技術

牛娜娜

中鐵二十二局集團第五工程有限公司 重慶 400700

目前對于深水復雜環境下的頂推鋼平臺拆除研究工作主要集中在對于單項工程的研究上面，而本次的施工項目重慶鵝公巖軌道大橋工程屬于已運營軌道專用橋，整個拆除項目不僅施工環境復雜，而且需要多個拆除工作的協同有序開展，而目前關于復雜深水環境條件下已運營軌道專用橋頂推鋼平臺多機具協同拆除施工研究較少，為此本次研究分別從墊梁拆除、滑道梁拆除、分配梁拆除和鋼管立柱及連接系拆除四個方面詳細論述了復雜深水環境條件下已運營軌道專用橋頂推鋼平臺多機具協同拆除施工技術。

1.工程概況

重慶軌道交通環線鵝公巖軌道大橋，是世界上最大跨度的自錨式懸索橋，位于鵝公巖公路大橋上游70m，凈距45m，是重慶軌道環線南環線上控制性工程。大橋成橋中跨采用懸拼施工。邊跨鋼箱梁頂推施工方案，分別在長江的東、西兩岸，設置3組、4組頂推鋼平臺，作為頂推過程中鋼箱梁中間支撐，具體的頂推支架橫向布置圖見圖1。鑒于大橋建成后即開通運營，對向行車密度較大4′40″/單列，頂推鋼平臺的拆除，既要在長江里實施水上作業，橋上又不能投用大型起重吊裝設備，且沿江風力較大兼變幻無常，均對80米高平臺拆除作業，提出了非常高的要求。

圖1 頂推支架橫向布置圖

2.技術難點分析

鵝公巖軌道專用橋頂推鋼平臺拆除主要面臨的難點主要集中在以下5個方面：

⑴工程地處市區，施工場地受限，且沿線結構物較多，人流量大，特別是兩岸分別跨越南濱路、九濱路及成渝鐵路，施工受周邊環境影響大。

⑵橋址處頂推支架靠近長江，河床高程變化大，支架拆除受洪水及三峽水庫蓄水泄洪的影響大，只能在枯水期進行施工。

⑶頂推平臺高度高，鋼結構體量大，對拆除設備要求高。

⑷支架被鋼梁覆蓋，施工凈空小，整個上部結構拆除很難使用大型的吊裝設備，主要采用可以采用卷揚機、葫蘆等設備進行作業。

⑸拆除工作位于高空、缺乏人員作業操作平臺，存在著較大的操作風險和安全風險。

3.頂推鋼平臺拆除的影響因素分析

頂推鋼平臺拆除施工需要綜合考慮洪水、航運、地質、周邊施工環境等客觀因素對工期的影響而確定的，對周邊環境調查結果如下：

⑴既有結構物影響情況調查

西岸頂推支架比鄰既有成渝鐵路線、九濱路；東岸頂推支架比鄰南濱路。西岸頂推支架臨時墩1、2位于成渝鐵路兩側保護區內，臨時墩3位于九龍坡濱江護坡上，臨時4位于P13主墩靠江側，江邊岸灘處；東岸頂推支架臨時墩1位于南濱路邊坡上，臨時墩3位于P14主墩兩側。主橋西側210米北邊跨鋼箱梁在成渝鐵路重慶南至重慶間K500+860處上跨鐵路，跨度210m，最窄處22m，跨鐵路處最寬24.1m。橋梁中心線與鐵路線路中心線交角73°，該段線路為直線，60軌，2型枕，左側有一根接觸網電桿，距線路中心3.4米，接觸網導線距軌面7.8米，該段線路路基屬半堤半塹地段。鋼梁頂推施工期間，在梁體四周掛防護網和搭設防護欄桿，防止物體下落砸到過往船只。頂推支架及跨路支架要求滿鋪竹膠板或花紋防滑鋼板。臨邊防護欄桿高 1.2m，立柱及頂部橫桿采用 60*40 方鋼，其它橫桿采用 30*30 方鋼。護欄底部安裝踢腳板，踢腳板采用光圓鋼板，踢腳板高 30cm，距離地面 8mm。防護欄桿搭設完后用密目網四周密封，并設置安全警示牌和標志牌。頂推支架臨邊防護實際工況圖見圖2，跨路臨邊防護實際工況圖見圖3。

圖2 頂推支架臨邊防護實際工況圖

圖3 跨路臨邊防護實際工況圖

⑵通航情況分析

鵝公巖軌道專用橋位于啞巴洞碼頭和重慶港務公司碼頭下游，航運繁忙，航道情況復雜，中低水位和高水位狀態下橋位處航道布置如下圖。西岸頂推支架臨時墩4遠離主航道，不影響通航；東岸頂推支架臨時墩3靠近主航道邊緣，已經進行通航安全評估并通過評審。根據調查，洪汛期間長江漂浮物主要為雜草、樹枝或樹干。

圖4 中、低水位航道圖

圖5 高水位航道圖

4.頂推鋼平臺拆除施工技術

鵝公巖輕軌專用橋東、西岸頂推平臺結構形式相同，支架拆除必須自上而下按順序進行，先搭的后拆，后搭的先拆。細部拆除順序為：依次先吊除墊梁、滑道梁和分配梁，然后按照連接系按照高度，分節段拆除連接系和立柱，直至拆除完成，根據前面的難點分析和影響因素分析，最終制定的整體拆除方案如圖6所示。

圖6 頂推平臺拆除施工工藝流程

4.1 墊梁拆除

鵝公巖輕軌專用橋兩岸頂推平臺滑道梁上各有7種形式的墊梁，墊梁采用鋼板焊接成空心箱型截面，并內襯加勁鋼板，墊梁寬度1.4m，高度1.45m～1.85m，長度1.0m～2.9m，墊梁最重5.29t。墊梁沿橋梁中心對稱布置，每種形式墊梁共4個，拆除時可根據現場地質條件，先拆除上游側墊梁，下游側墊梁可滑移至上游側進行拆除，也可按照上游拆除方法直接就地拆除。墊梁拆除前先清理墊梁上抄墊材料，抄墊材料主要為鋼板及竹膠板，可人工直接倒運至指定位置堆碼，然后割除墊梁與滑道梁之間焊縫。將墊梁用千斤頂頂起，并在墊梁底放置圓鋼，通過倒鏈牽引墊梁至鄰近分配梁上方。

梁底焊接吊耳，卷揚機鋼絲繩通過吊耳處定滑輪與墊梁前端連接并向外側拖拽，在墊梁后端通過10t倒鏈帶緊，防止墊梁移動過程中失穩。當墊梁移動至滑道梁外側時，停止移動。先將帶緊倒鏈2，后拆除倒鏈1。繼續牽引墊梁，當墊梁脫離滑道梁后，緩慢將墊梁放置于分配梁上方。重新布置滑車組，繼續牽引墊梁直至墊梁脫離分配梁后，解除倒鏈2。卷揚機下放墊梁至地面。

4.2 滑道梁拆除

西岸臨時墩4滑道梁由滑道梁1、滑道梁2、滑道梁3組成，滑道梁沿橋梁中心線對稱布置，各兩道；其中滑道梁1尺寸為16.0*1.2*1.8m，重21.25t；滑道梁2尺寸為14.0*1.2*1.8m，重23.92t；滑道梁3尺寸為25.15*0.9*0.9m，重25.89t。滑道梁先拆除滑道梁3，再拆除滑道梁2及滑道梁1；先拆除外側滑道梁，然后將內側滑道梁橫移至外側滑道梁位置，利用預先設置的吊點進行拆除。

滑道梁因長度長、重量大，拆除時需對滑道梁沿縱橋向分段，分段前在鋼箱梁底板上設置臨時吊點，兩分段滑道梁臨時吊點可沿滑道梁中心線左右偏出一段距離，以便與后期分段鋼箱梁蕩移下放。臨時吊點設置后，在吊點上布置定滑輪，然后設置鋼絲繩將滑道梁整體與鋼箱梁底板固定，開始沿滑道梁分割線用氣割對滑道梁進行分段，最后利用卷揚機將分段滑道梁提升一段距離，利用纜風繩使分段滑道梁擺動一定角度避開下部分配梁，然后垂直下放分段滑道梁至地面。滑道梁拆除示意圖見圖7所示。

圖7 滑道梁拆除示意圖

4.3 分配梁拆除

西岸臨時墩4分配梁由分配梁1、分配梁2組成，橫橋向布置，共4道；其中分配梁1尺寸為15.0*0.9*0.9m，重12.6t；分配梁2尺寸為15.0*0.9*0.7m，重9.6t。

分配梁采用整體拆除。分配梁拆除前，先在支架橫橋向地面設置卷揚機，然后在鋼箱梁底板上設置臨時吊點，臨時吊點應在分配梁正上方往外側偏移1m左右位置，便于拆卸物下落；同時應仔細清除分配梁底側邊與鋼管立柱柱頂之間的焊縫，焊縫清理完畢后，先緩慢緩慢收緊卷揚機鋼絲繩，慢慢提升分配梁，當分配梁脫離鋼管立柱頂后，方可下放分配梁至地面。分配梁拆除示意圖見圖8所示。

圖8 分配梁拆除示意圖

4.4 鋼管立柱及連接系拆除

鋼管立柱采用1020*?12mm螺旋鋼管，連接系采用529*8mm、426*6mm螺旋鋼管。鋼管立柱共4排，每排4列，共計16根，每根長約74.7m。橫橋向每排連接系沿高度方向設置4道，每2道連接系間接10m，連接系呈“之”字形設置，每道連接系高度10m。單排鋼管立柱及連接系拆除方式與分配梁相同，因臨時墩4鋼管立柱較高，且鋼管立柱頂柱頭有局部加強，重量大。根據卷揚機起重能力，將鋼管立柱沿高度方向劃分為9個分段，第1分段先拆除立柱頂柱頭，拆除高度約1.43m；單個柱頭重約4.7t，橫向4個柱頭可沿支架橫橋向中心線分兩次進行拆除。第2分段拆除高度約9.1m,拆除重量約13.6t。第3～8分段長度約10m,拆除重量約不超過15.5t。每分段鋼管立柱拆除至地面后，就地分解，然后利用汽車吊及平板車轉運至指定地點存放。

臨時墩4鋼管立柱共4排，為保證支架拆除過程中結構的穩定性，第1排（最外側）鋼管立柱拆除一定高度后，可陸續往里側拆除兩排鋼管立柱接縱向連接系，然后拆除里側鋼管立柱。當臨時墩4鋼管立柱拆除到一定高度，且現場汽車吊能滿足拆除要求時，可采用汽車吊輔助拆除。鋼管立柱及連接系拆除示意圖見圖9所示。

圖9 鋼管立柱及連接系拆除示意圖

5.經濟效益分析

該施工方案在重慶軌道交通環線鵝公巖軌道大橋頂推拆除中成功實施，拆除施工進度得到保證，且過程沒出現任何安全問題。整個頂推拆除過程沒有任何施工作業與新建橋交通有沖突，消除對已建成通車側橋的影響。工藝原理清晰、結構簡單、操作方便，保證操作的安全、快捷，節省施工成本約 800 萬元，節省施工工期，為總體工期的實施提供有力幫助，取得良好的社會效益。

6.結語

通過本次的多機具協同拆除施工技術，有效的克服了復雜深水環境條件下已運營軌道專用橋頂推鋼平臺的難點，保質保量的完成了拆除施工。實踐表明，該項技術方案的應用，有效保證了特殊環境條件下的拆除作業安全。