中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司
【摘要】随着交通基础建设的不断完善提高，许多诞生于上世纪六、七十年代的双曲拱桥梁已经不能适应交通货运量的增长，需要进行相关的拆除重建工作。本文对老旧双曲拱桥的拆除中的防护措施进行了论述分析。
【关键词】双曲拱桥；拆除；防护措施；安全防范；
一、前言
双曲拱桥，诞生于上世纪六、七十年代。当时中国受制于技术条件，尚不能建造大跨度的混凝土桥梁（钢桁架梁除外）。双曲拱桥最先是由无锡县交通局桥梁工程队发明创造的，这种桥吸收了我国古代石拱桥的优点，将承重受力部分结构做成横向与纵向都用拱形曲线。东亭桥是我国第一座双曲拱桥，后在全国各地推广，也是在上世纪六、七十年代左右，全国建设了大量的双曲拱桥梁。
双曲拱桥按其行车道所处的位置属于上承式拱桥。若从主拱圈的横截面上看，它是由拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分组成。由于介于拱肋之间的拱波也呈曲线形，且与主拱圈的曲线正交，故而称为双曲拱桥。当它受力时，力使沿着两个拱的方向更均匀地传递；某一局部受力过大时，双曲拱能迅速自行调整平衡，使整个双拱曲不会因局部受力过大而损坏。它的最主要特点是：将主拱圈以“化整为零”的方法按先后顺序进行施工，再以“集零为整”的方式组合成承重的整体结构。因主拱圈分期形成，呈现组合结构的受力特征，整体性较弱，在地震荷载作用下容易破坏。双曲拱桥充分发挥了预制装配的优点，可以不要拱架施工，节省木料，加快施工进度，而所耗用的工料又不多。
但是上世纪六七十年代建造的大多数双曲拱桥的桥龄都老化了，而且这种设计建造已经不能满足现代交通量增加及荷载等级的提高，许多双曲拱桥存在结构开裂、混凝土剥落等多种病害，严重影响了桥梁的使用安全。因此对老旧病害桥梁的拆除重建是很有必要的。
二、工程实例
1、工程的相关概况
拆除重建跨线桥位于永州市东安县，既有桥湘桂铁路里程为K184+408.27。设计范围内湘桂线为国家I级单线铁路，P60轨，无缝线路，钢筋混凝土枕。桥位处铁路为单线缓和曲线路堑段，铁路路基比地面低约6m。铁路两侧分布有农田，地势变化较大。既有跨线桥中心与铁路中心的交点里程为K184+408.27，既有跨线桥为钢筋混凝土双曲拱桥，与铁路交角为90°。既有桥跨度约为14m，桥下净空高度不大于6.2m，不满足日后铁路电气化改造所需要的净空限界要求。桥宽约为8.0m，通行净宽约7.0m，两端既有道路宽约5.0m，采用混凝土路面。桥主拱圈由5条拱肋组成，由拱波及横向连系梁连接，除拱肋、拱波及横向连系梁采用钢筋混凝土外，其余结构部分均为浆砌片石。桥梁拱肋处已有多处混凝土剥落，露出钢筋，本桥经由湖南省公路局和南宁铁路局桂林工务段专家鉴定后，定为四类危桥，并对其进行了交通限制，在桥梁两端均设置了限宽及警示设施，还设置了一处看守点，监看桥梁情况。为满足日后铁路电气化改造的限界要求，并消除铁路、公路运输的安全隐患，拟将既有跨线桥全部拆除并在原址旁新建一座1-20m空心板梁桥以满足交通运输需要。
拟拆除既有桥后新建1-20m简支梁桥，桥梁中心与铁路中心交点里程为K184+402.66，采用U型桥台。新建立交桥中心线与铁路交角为75°。
2、既有拱桥拆除防护设计
拆除立交桥时封闭道路交通，车辆可选择往小里程300米左右处的道路绕行。为保障既有湘桂铁路运营安全及拆除的安全、快捷，拆除时应当遵循的原则为：安全第一、按序施工、平衡对称、化整为零。拆除前应先设置支架支撑拱圈，确保拆除时拱桥结构的稳定；并在外侧搭设防护网，防止坠物危及铁路行车安全。支撑基础采用直径1.25mC25钢筋混凝土桩基础，按与桥梁中心线对称布置;桩基础上设置外径550mm钢管（壁厚10mm）竖撑，每排竖撑内侧到铁路中心线的距离分别为3.375m和5.875m，每根竖撑按中心距2.5m布置，横桥向共布置5根；竖撑加工成与工字钢对应的斜面，并在斜面上焊接1100×610×30mm钢板，钢板上再焊接I28b工字钢，然后用M20螺栓加固。每根工字钢梁由3段I28b工字钢连接组成，中轴线长度分别为5.78m、3.0m、5.78m。工字钢顶焊接I10工字钢，每根长10m，间距分别为0.2m、0.3m、0.4m及0.5m，I10工字钢上铺设10mm厚钢板，并跟工字钢焊接。钢板和拱圈之间的空隙可用轻质填充物填充，确保钢支架受力均匀。钢支架及基础的施工应在线路封闭时进行，钢支架下的净空满足客货共线铁路建筑限界(υ≤160km/h)中基本建筑限界的要求，相关加固设备均未侵入铁路建筑限界。施工人工挖孔桩时，采用P50轨3-3-3-3吊轨梁加固线路，加固过程中列车需慢行，限速为45km/h，桥上过往车辆改道绕行。施工期间由于需要拆除既有线路侧沟，在恢复线路侧沟前采用内径800mm的HDPE双壁波纹管沿钢支架基础外侧铺设作为临时过渡排水。
3、既有拱桥拆除施工步骤
拆除时先拆除桥面系及防撞墙等，应当先从跨中向两边分块平衡对称拆除，使拱圈能平衡卸载，接着平衡对称拆除拱内填料，然后对腹拱及立柱进行平衡对称拆除，接下来拆卸主拱圈上的拱波，紧接着对主拱圈上的横向联系梁和拱肋依次进行切割分离，并将拱肋逐个吊装拆除，最后拆除桥台。在拆除施工期间，一定要遵循平衡对称卸载的原则，同时加强监测工作，采取相应的防范措施，防止发生意外事故。
三、防范事故的主要措施
1、加强双曲拱桥拆除技术的培训
不少路桥专业的项目经理、技术管理人员和安全管理人员，对双曲拱桥的受力特点、安全拆除程序、拆除作业的要领不甚熟悉，加上平时对这方面的知识没有钻研，又缺少实践经验，让他们担任项目的技术员、安全员或经理，难以发现拆除过程中的技术性错误。因此，在搞好《安全生产法》《建筑法》《建设工程安全生产管理条例》等相关法律法规宣传教育的同时，有关部门要抓紧制定桥梁拆除工程安全技术规程，加大对双曲拱桥拆除技术的培训。特别是双曲拱桥在县乡公路仍被广泛应用的今天，对从事桥梁拆除建设的相关人员进行专业知识和安全施工管理技术的培训教育显得十分重要，从事这方面工作的人员也应注意相关知识的积累。
2、要加强对双曲拱桥拆除方案的审定
施工单位施工前，要向建设单位、监理单位报送详细的施工组织方案和安全技术方案，由建设单位或由建设单位按合同委托监理单位组织专家对拆除施工方案进行论证审定。方案可行时，方可由监理单位签发开工令，没有批准开工的坚决不能开工。在此基础上还要层层做好施工安全技术交底，加强对雇工、农民工的安全教育和施工安全技术要领的培训。施工单位和工程项目部要加强对施工方案执行情况的检查和监督，防止盲目蛮干，违章指挥、违章施工，要按有关规定设立安全警示标志。
结束语
综上所述，由于我国工程建设的不断完善与升级，许多既有的双曲拱桥梁必将慢慢退出我们的视野，因此对这些桥梁的拆除改造，应当引起重视，尤其要避免一些工程事故的发生。
参考文献
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