鵝公巖軌道專用橋頂推鋼平臺(tái)多機(jī)具協(xié)同拆除施工技術(shù)

牛娜娜

中鐵二十二局集團(tuán)第五工程有限公司 重慶 400700

目前對(duì)于深水復(fù)雜環(huán)境下的頂推鋼平臺(tái)拆除研究工作主要集中在對(duì)于單項(xiàng)工程的研究上面，而本次的施工項(xiàng)目重慶鵝公巖軌道大橋工程屬于已運(yùn)營軌道專用橋，整個(gè)拆除項(xiàng)目不僅施工環(huán)境復(fù)雜，而且需要多個(gè)拆除工作的協(xié)同有序開展，而目前關(guān)于復(fù)雜深水環(huán)境條件下已運(yùn)營軌道專用橋頂推鋼平臺(tái)多機(jī)具協(xié)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(gè)方面詳細(xì)論述了復(fù)雜深水環(huán)境條件下已運(yùn)營軌道專用橋頂推鋼平臺(tái)多機(jī)具協(xié)同拆除施工技術(shù)。

1.工程概況

重慶軌道交通環(huán)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(huán)線南環(huán)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(shè)置3組、4組頂推鋼平臺(tái)，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(yùn)營，對(duì)向行車密度較大4′40″/單列，頂推鋼平臺(tái)的拆除，既要在長江里實(shí)施水上作業(yè)，橋上又不能投用大型起重吊裝設(shè)備，且沿江風(fēng)力較大兼變幻無常，均對(duì)80米高平臺(tái)拆除作業(yè)，提出了非常高的要求。

圖1 頂推支架橫向布置圖

2.技術(shù)難點(diǎn)分析

鵝公巖軌道專用橋頂推鋼平臺(tái)拆除主要面臨的難點(diǎn)主要集中在以下5個(gè)方面：

⑴工程地處市區(qū)，施工場地受限，且沿線結(jié)構(gòu)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(huán)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(jìn)行施工。

⑶頂推平臺(tái)高度高，鋼結(jié)構(gòu)體量大，對(duì)拆除設(shè)備要求高。

⑷支架被鋼梁覆蓋，施工凈空小，整個(gè)上部結(jié)構(gòu)拆除很難使用大型的吊裝設(shè)備，主要采用可以采用卷揚(yáng)機(jī)、葫蘆等設(shè)備進(jìn)行作業(yè)。

⑸拆除工作位于高空、缺乏人員作業(yè)操作平臺(tái)，存在著較大的操作風(fēng)險(xiǎn)和安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.頂推鋼平臺(tái)拆除的影響因素分析

頂推鋼平臺(tái)拆除施工需要綜合考慮洪水、航運(yùn)、地質(zhì)、周邊施工環(huán)境等客觀因素對(duì)工期的影響而確定的，對(duì)周邊環(huán)境調(diào)查結(jié)果如下：

⑴既有結(jié)構(gòu)物影響情況調(diào)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(shí)墩1、2位于成渝鐵路兩側(cè)保護(hù)區(qū)內(nèi)，臨時(shí)墩3位于九龍坡濱江護(hù)坡上，臨時(shí)4位于P13主墩靠江側(cè)，江邊岸灘處；東岸頂推支架臨時(shí)墩1位于南濱路邊坡上，臨時(shí)墩3位于P14主墩兩側(cè)。主橋西側(cè)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(cè)有一根接觸網(wǎng)電桿，距線路中心3.4米，接觸網(wǎng)導(dǎo)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(hù)網(wǎng)和搭設(shè)防護(hù)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(hù)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(hù)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(hù)欄桿搭設(shè)完后用密目網(wǎng)四周密封，并設(shè)置安全警示牌和標(biāo)志牌。頂推支架臨邊防護(hù)實(shí)際工況圖見圖2，跨路臨邊防護(hù)實(shí)際工況圖見圖3。

圖2 頂推支架臨邊防護(hù)實(shí)際工況圖

圖3 跨路臨邊防護(hù)實(shí)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(wù)公司碼頭下游，航運(yùn)繁忙，航道情況復(fù)雜，中低水位和高水位狀態(tài)下橋位處航道布置如下圖。西岸頂推支架臨時(shí)墩4遠(yuǎn)離主航道，不影響通航；東岸頂推支架臨時(shí)墩3靠近主航道邊緣，已經(jīng)進(jìn)行通航安全評(píng)估并通過評(píng)審。根據(jù)調(diào)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(tái)拆除施工技術(shù)

鵝公巖輕軌專用橋東、西岸頂推平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式相同，支架拆除必須自上而下按順序進(jìn)行，先搭的后拆，后搭的先拆。細(xì)部拆除順序?yàn)椋阂来蜗鹊醭龎|梁、滑道梁和分配梁，然后按照連接系按照高度，分節(jié)段拆除連接系和立柱，直至拆除完成，根據(jù)前面的難點(diǎn)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(tái)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(tái)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(nèi)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(duì)稱布置，每種形式墊梁共4個(gè)，拆除時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件，先拆除上游側(cè)墊梁，下游側(cè)墊梁可滑移至上游側(cè)進(jìn)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(yùn)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(yáng)機(jī)鋼絲繩通過吊耳處定滑輪與墊梁前端連接并向外側(cè)拖拽，在墊梁后端通過10t倒鏈帶緊，防止墊梁移動(dòng)過程中失穩(wěn)。當(dāng)墊梁移動(dòng)至滑道梁外側(cè)時(shí)，停止移動(dòng)。先將帶緊倒鏈2，后拆除倒鏈1。繼續(xù)牽引墊梁，當(dāng)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(xù)牽引墊梁直至墊梁脫離分配梁后，解除倒鏈2。卷揚(yáng)機(jī)下放墊梁至地面。

4.2 滑道梁拆除

西岸臨時(shí)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(duì)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(cè)滑道梁，然后將內(nèi)側(cè)滑道梁橫移至外側(cè)滑道梁位置，利用預(yù)先設(shè)置的吊點(diǎn)進(jìn)行拆除。

滑道梁因長度長、重量大，拆除時(shí)需對(duì)滑道梁沿縱橋向分段，分段前在鋼箱梁底板上設(shè)置臨時(shí)吊點(diǎn)，兩分段滑道梁臨時(shí)吊點(diǎn)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(shí)吊點(diǎn)設(shè)置后，在吊點(diǎn)上布置定滑輪，然后設(shè)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(duì)滑道梁進(jìn)行分段，最后利用卷揚(yáng)機(jī)將分段滑道梁提升一段距離，利用纜風(fēng)繩使分段滑道梁擺動(dòng)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?；懒翰鸪疽鈭D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(shí)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(shè)置卷揚(yáng)機(jī)，然后在鋼箱梁底板上設(shè)置臨時(shí)吊點(diǎn)，臨時(shí)吊點(diǎn)應(yīng)在分配梁正上方往外側(cè)偏移1m左右位置，便于拆卸物下落；同時(shí)應(yīng)仔細(xì)清除分配梁底側(cè)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(yáng)機(jī)鋼絲繩，慢慢提升分配梁，當(dāng)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(jì)16根，每根長約74.7m。橫橋向每排連接系沿高度方向設(shè)置4道，每2道連接系間接10m，連接系呈“之”字形設(shè)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(shí)墩4鋼管立柱較高，且鋼管立柱頂柱頭有局部加強(qiáng)，重量大。根據(jù)卷揚(yáng)機(jī)起重能力，將鋼管立柱沿高度方向劃分為9個(gè)分段，第1分段先拆除立柱頂柱頭，拆除高度約1.43m；單個(gè)柱頭重約4.7t，橫向4個(gè)柱頭可沿支架橫橋向中心線分兩次進(jìn)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(zhuǎn)運(yùn)至指定地點(diǎn)存放。

臨時(shí)墩4鋼管立柱共4排，為保證支架拆除過程中結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，第1排（最外側(cè)）鋼管立柱拆除一定高度后，可陸續(xù)往里側(cè)拆除兩排鋼管立柱接縱向連接系，然后拆除里側(cè)鋼管立柱。當(dāng)臨時(shí)墩4鋼管立柱拆除到一定高度，且現(xiàn)場汽車吊能滿足拆除要求時(shí)，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(jīng)濟(jì)效益分析

該施工方案在重慶軌道交通環(huán)線鵝公巖軌道大橋頂推拆除中成功實(shí)施，拆除施工進(jìn)度得到保證，且過程沒出現(xiàn)任何安全問題。整個(gè)頂推拆除過程沒有任何施工作業(yè)與新建橋交通有沖突，消除對(duì)已建成通車側(cè)橋的影響。工藝原理清晰、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，保證操作的安全、快捷，節(jié)省施工成本約 800 萬元，節(jié)省施工工期，為總體工期的實(shí)施提供有力幫助，取得良好的社會(huì)效益。

6.結(jié)語

通過本次的多機(jī)具協(xié)同拆除施工技術(shù)，有效的克服了復(fù)雜深水環(huán)境條件下已運(yùn)營軌道專用橋頂推鋼平臺(tái)的難點(diǎn)，保質(zhì)保量的完成了拆除施工。實(shí)踐表明，該項(xiàng)技術(shù)方案的應(yīng)用，有效保證了特殊環(huán)境條件下的拆除作業(yè)安全。