跨線天橋快速拆除施工技術(shù)應(yīng)用

李蘭平

（廣東冠粵路橋有限公司，廣州511450）

1 引言

傳統(tǒng)的跨線天橋拆除方法有爆破法、機(jī)械鑿除法等。這些方法都有明顯的弊端，即會破壞路面、交通封閉時間長、次數(shù)多、安全風(fēng)險較高、粉塵污染、噪聲大等[1]。對于改擴(kuò)建高速公路，其施工中舊路需要運(yùn)營。因此，急需選擇合適的拆除方法。沈陽至海口國家高速公路水口至白沙段改擴(kuò)建工程T3 合同段內(nèi)天橋，經(jīng)過反復(fù)比選分析施工方法，采用自行式模塊車（SPMT)技術(shù)拆除跨線天橋。

2 工程概況

T3 標(biāo)段改擴(kuò)建工程起點(diǎn)樁號K3246+599.966，標(biāo)段沿開陽高速原路線途經(jīng)陽江市陽東區(qū)那龍鎮(zhèn)、合山鎮(zhèn)、北慣鎮(zhèn)、江城區(qū)的崗列街道、中洲街道，于白沙街道與陽茂高速相接，終點(diǎn)樁號K3282+338.653，全長35.739 km。有5 座跨線車行天橋，因改擴(kuò)建公路跨度要求需要拆除移位重建，其中T3#-1舊橋為變截面鋼筋混凝土連續(xù)箱橋梁，橋梁跨度為16.4 m+34.4 m+16.4 m，橋面寬度為8 m，主梁高1～2 m，梁底凈空5.3 m。主橋與高速公路正交。

3 自行式模塊車（SPMT）概述

自行式模塊車(SPMT)主要用于造船、石油、化工、鋼鐵、橋梁等工程建造和設(shè)備生產(chǎn)過程中大型或重型貨物運(yùn)輸。模塊車可以根據(jù)實(shí)際工況，選擇不同模塊組合成各種噸位和形式的運(yùn)輸車，以滿足各種工況需要。模塊車能駛?cè)胴?fù)載托架下，用其頂升系統(tǒng)頂升起負(fù)載并轉(zhuǎn)運(yùn)到指定地方后將其放下，這一過程不需要吊機(jī)或任何其他起重設(shè)備。模塊車驅(qū)動、頂升、轉(zhuǎn)向采用“機(jī)-電-液”一體的控制、傳動形式。該車配有1 個無線主遙控器和1 個無線應(yīng)急遙控器，其向前或向后行駛具有相同效率。2 臺或多臺動力模塊車可實(shí)現(xiàn)并車拼接，并由一個人完全操控車輛，完成不同運(yùn)輸任務(wù)[1]。

4 馱運(yùn)支架及落梁支架制作

4.1 馱運(yùn)支架制作

馱運(yùn)支架采用標(biāo)準(zhǔn)桿件拼裝，由標(biāo)準(zhǔn)鋼管立柱、標(biāo)準(zhǔn)連系桿、車頂分配梁及頂層分配梁組成。標(biāo)準(zhǔn)鋼管立柱為φ609 mm×16 mm 的鋼管，兩端設(shè)置2 cm 厚法蘭盤，主要長度有0.2 m、0.3 m、0.5 m、1 m、2 m、4 m 等。根據(jù)T3#-1 天橋梁底凈高、切割梁體自重以及模塊車頂層寬度制作鋼管立柱與連系桿組合體系。連系桿水平桿及斜桿均采用16#a 槽鋼，立柱上設(shè)置含有4 個螺栓孔的節(jié)點(diǎn)板，與槽鋼采用螺栓連接。頂層分配梁采用3 拼25#a 工字鋼，長7 m。車頂分配梁采用3 拼36#a工字鋼，長7.5 m。馱運(yùn)支架頂端與梁體之間縫隙采用橡膠墊+ 方木填塞，并在頂層分配梁上焊接限位塊，防止楔形方木滑移。

4.2 落梁支架制作

落梁支架在存梁上布置，從綜合便捷性、經(jīng)濟(jì)性方面考慮，選擇落梁支架與馱梁支架共用，T3#-1 天橋依據(jù)模塊車馱梁高度以及梁體自重，計算得出落梁支架高度與馱梁高度相差1.5 m，支點(diǎn)數(shù)量24 個，均采用標(biāo)準(zhǔn)鋼管，按照設(shè)定位置，用地腳螺栓將其固定在平整地梁上。

5 跨線天橋快速拆除施工工藝

5.1 準(zhǔn)備工作

5.1.1 存梁區(qū)及臨時支架基礎(chǔ)處理

根據(jù)施工技術(shù)特點(diǎn)，T3#-1 天橋需要在合理位置建設(shè)存梁區(qū)，為方便施工，選擇舊橋址附近高速公路的外側(cè)。參考既定切除箱梁方案，設(shè)置長40 m，寬20 m 的場地與高速公路邊緣同標(biāo)高，便于模塊車行走。采用20 cm 厚C30 混凝土硬化，并設(shè)置6 個條形枕梁，提高地基承載力，確保落梁安全穩(wěn)定。

天橋邊跨、中跨梁底需搭設(shè)鋼管支架，起支撐作用。支撐固定于擴(kuò)大基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)高0.4 m，寬3 m，長6.5 m。達(dá)到開挖深度后采用小型夯機(jī)進(jìn)行人工夯實(shí)，確保地基承載力達(dá)到150 kPa 以上，方可硬化。

梁體移運(yùn)時，模塊車轉(zhuǎn)至存梁區(qū)，需經(jīng)過中央分隔帶。經(jīng)過計算分析，存梁區(qū)對應(yīng)區(qū)域（長14.5m，寬3 m）采用C30 混凝土硬化，厚度為0.2 m。

5.1.2 梁體預(yù)切割及搭設(shè)支架

為縮短高速公路交通封閉時間，同時保證梁體能順利移運(yùn)，需對箱梁進(jìn)行預(yù)切割，邊跨兩側(cè)及跨中（中分帶）位置搭設(shè)臨時支架。結(jié)合T3#-1 跨線橋結(jié)構(gòu)形式，中跨是橫跨高速公路部位。因此，切割中跨兩側(cè)箱梁斷面即可，單個橫斷面又分為3個切割區(qū)域。利用水鉆將兩側(cè)各鉆4 個直徑為10 cm 的工藝孔，鉆孔過程中進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，保證梁體預(yù)切過程中梁體結(jié)構(gòu)安全。

5.2 交通管制

嚴(yán)格按照規(guī)范要求編制交通管制專項方案，經(jīng)過專家論證，通過審核，并經(jīng)相關(guān)單位簽字后方可實(shí)施。項目部專職安全員協(xié)助路政交警進(jìn)行封路與解封。5 座天橋新建與拆除分為2批次，第一批次拆除2 座，新建4 座，第二批次拆除3 座，新建1 座。其中T3#-1 就是第一批拆除的天橋。封路前一天備齊交通設(shè)施，安全標(biāo)識牌等材料。允許封路第一時間按照要求封閉相關(guān)出入口，確保社會車輛不再上高速。封閉時間定為07.00～17:00，共計10 h，社會車輛通過325 國道導(dǎo)行。

5.3 正式切割

切割設(shè)備安裝和各項準(zhǔn)備工作完成后開始切割。先前后左右對稱切割邊腹板，采用φ12 mm 鋼筋作為硬牽引將鏈鋸穿過頂板、底板工藝孔，收緊鏈鋸使鏈鋸與板頂、板底設(shè)計切割線保持一致。切割時邊切割邊塞墊鋼板，防止截面卡繩。切割過程中控制切割速率，確保兩端切割同步，同時對梁體、馱運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行施工監(jiān)控，確保結(jié)構(gòu)、設(shè)備安全。切割邊腹板后，再采用同樣的方法對稱切割中腹板。

5.4 模塊車組拼

T3#-1 移運(yùn)箱梁長36.5 m，質(zhì)量約564 t，擬采用24 軸線模塊車進(jìn)行馱運(yùn)。24 軸線模塊車總額定載質(zhì)量960 t，通過計算，車梁總質(zhì)量為747 t，滿足模塊車承載力要求，模塊車?yán)碚撚蛪簽?9.5 MPa。

5.5 牽引力校核

T3#-1 箱梁質(zhì)量564 t，驗算T3#-1 模塊車牽引力。4 臺6 軸線模塊車共8 個牽引軸。

T3#-1 車梁總質(zhì)量：564+4.5×24+8×2+59=747 t（查出廠資料得知）；摩擦阻力：747×9.81×5%=370 kN（37 t）；

SPMT 最大牽引力為：12×9.81×8=960 kN（96 t）；牽引力安全倍數(shù)為：96/37=2.6?？紤]2%的坡度時：總阻力為：37+747×sin(arctan0.02)=520 kN（52 t）；牽引力安全倍數(shù)為：96/52=1.8，滿足要求。

5.6 馱運(yùn)系統(tǒng)精確就位

馱運(yùn)系統(tǒng)以低高度姿態(tài)移運(yùn)至梁底后，通過如下方式進(jìn)行精確定位：定位1，模塊車前輪達(dá)到預(yù)設(shè)邊緣線；定位2，模塊車間距為設(shè)計值；定位3，采用北斗導(dǎo)航復(fù)核模塊車位置。

5.7 預(yù)頂升

荷載調(diào)整均勻后，對梁體進(jìn)行預(yù)頂升。為防止箱梁下沉被卡，箱梁頂升油壓按105%載荷進(jìn)行控制，采取分級頂升的方式，各分級荷載及油壓對應(yīng)值見表1。

表1 各分級荷載及油壓對應(yīng)值

箱梁切割后進(jìn)行正式頂升，為保證上部梁體能夠橫向移出，暫定梁體整體向上頂升20 cm。采取分級頂升的方式，分別為1 cm、5 cm、10 cm、15 cm、20 cm，控制頂升速度為20～50 mm/min。

梁體同步頂升，結(jié)構(gòu)由連續(xù)梁轉(zhuǎn)換為帶懸臂端的簡支梁體系，整個同步頂升過程中對模塊車、馱運(yùn)支架及箱梁進(jìn)行監(jiān)控，確保整個頂升過程中結(jié)構(gòu)安全。

5.8 梁段快速移運(yùn)技術(shù)

按既定方案及存梁區(qū)與舊橋位置關(guān)系，先沿模塊車布置方向直行51 m，然后橫向行駛16 m（通過中分帶，如圖1 所示）?？v坡保持不變，模塊車前后輪高差無變化；橫坡由雙向12.5 m 橫坡（2%）變化至單向12.5 m 橫坡（2%），2 組模塊車車輪高差變化25 cm；行駛過程模塊車自適應(yīng)高差為60 cm，路徑狀況滿足自適應(yīng)要求，移運(yùn)過程梁體姿態(tài)無變化。

圖1 2 組6 軸線自行式模塊車運(yùn)輸T3#-1 天橋中跨箱梁通過中分帶

中心逆時針旋轉(zhuǎn)90°至梁體與高速公路平行?？v坡為0.005%，變化幾乎為0，2 組模塊車車輪高差無變化；橫坡由雙向12.5 m 橫坡（2%）變化至平整，2 組模塊車車輪高差變化為25 cm；行駛過程模塊車自適應(yīng)高差為60 cm，路徑狀況滿足自適應(yīng)要求，移運(yùn)過程梁體姿態(tài)無變化。

5.9 箱梁落架及控制要點(diǎn)

再直行13 m 模塊車到達(dá)存梁區(qū)，至落梁支架正上方完成落梁。縱坡、橫坡都不變。行駛過程模塊車自適應(yīng)高差為60 cm，路徑狀況滿足自適應(yīng)要求，移運(yùn)過程梁體姿態(tài)無改變，整個運(yùn)梁過程安全、穩(wěn)定。下面是落梁時的控制要點(diǎn)：

1）模塊車按既有移運(yùn)軌跡，將箱梁節(jié)段移運(yùn)至落梁處。移運(yùn)至落梁支架上方前，先判斷車頂分配梁底標(biāo)高是否高過落梁支架頂標(biāo)高，并保證有5 cm 的凈空。必要時需先將梁體頂升后再移運(yùn)至梁頂。

2）提前在梁底落梁支撐點(diǎn)上畫十字標(biāo)記，落梁前通過微調(diào)模塊車位置，使梁底十字標(biāo)記在落梁支架正上方。

3）降低模塊車高度至車頂分配梁接近支架頂面，觀察各支架頂面與車頂分配梁底面之間的間隙，在相應(yīng)位置塞墊鋼板，保證各支點(diǎn)同步落梁。

4）緩慢降低模塊車高度，直至模塊車與馱運(yùn)支架脫空，完成體系轉(zhuǎn)換。體系轉(zhuǎn)換過程中，對梁體及落梁支架進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，確保體系轉(zhuǎn)換過程中落梁支架、梁體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

5）確保結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定后，降低模塊車高度至最低，移出模塊車，完成落梁。

5.10 邊跨及主墩

邊跨和主墩位置在舊高速公路外，不受交通管制時間影響。因此本次拆建天橋過程中不需要考慮，后續(xù)施工將采取切割設(shè)備，汽車吊配合運(yùn)輸車裝置集中進(jìn)行機(jī)械鑿除。

5.11 清理及恢復(fù)交通

開放交通之前，作業(yè)人員務(wù)必將路面上的雜物，如散落碎石、垃圾、樹枝等清理干凈，同時需要將中分帶臨時支架吊運(yùn)至場地外。清理過程中要設(shè)專人進(jìn)行管理和監(jiān)督，確保高速公路路面干凈無障礙物。對于未封閉區(qū)域，采用新澤西護(hù)欄封閉，確保開通交通后行駛安全，待路政交警驗收合格之后，方可開通交通。

6 結(jié)語

綜上所述，采用自行式模塊車技術(shù)拆除跨線天橋，可在短時間內(nèi)完成橋梁拆除。整個拆除過程安全穩(wěn)定，既沒有對舊路造成破壞，又能快速清理路面，恢復(fù)交通。巧妙地應(yīng)用科技手段，安全、經(jīng)濟(jì)、高效、快捷地拆除跨線天橋，打破傳統(tǒng)思維模式，為推廣應(yīng)用模塊車技術(shù)拆除跨線天橋奠定基礎(chǔ)。施工前要重點(diǎn)把控技術(shù)要點(diǎn)，通過分析待拆除舊橋的結(jié)構(gòu)形式，編制可行性施工專項方案。施工過程中重點(diǎn)控制切割箱梁、模塊車行駛軌跡及落梁等工作。嚴(yán)格按照道路封閉要求，施工區(qū)域禁止人、車通行，并設(shè)置警示標(biāo)志和安全標(biāo)志，加強(qiáng)施工安全監(jiān)管，確保施工人員生命安全，保障橋梁工程拆除工作順利進(jìn)行。