淺談既有霞凝跨沙河橋拆除施工技術(shù)

陽 杰

（中鐵二十三局集團有限公司，四川成都）

引言

既有霞凝跨沙河橋位于長沙市望城區(qū)通往開福區(qū)主要交通干線上的控制節(jié)點上，既有橋梁寬8.2 m，通行能力較小、設計荷載等級較低，為四類危橋，上下班高峰期與節(jié)假日交通擁堵極為嚴重，已不能滿足日俱增的交通流量，對既有霞凝跨沙河橋進行拆除重建，將既有橋面寬度從8.2 m，拓寬到30.5 m，既有雙向兩車道改建為雙向六車道，將進一步滿足周邊群眾和企業(yè)交通出行。

1 工程概況

2000 年建成通車的AK1+920-AK1+980 既有霞凝跨沙河橋，橋?qū)挒?.2 m，其中橋面凈寬8.2 m（雙向兩車道），橋梁上部結(jié)構(gòu)為與沙河正交的5 m×25 m空心板梁，沙河常水位河面寬約45 m，既有橋在沙河中立墩[1]。

圖1 既有霞凝跨沙河橋?qū)嵕昂脚?/p>

既有霞凝跨沙河橋為5 m×25 m 空心板預制梁橋跨結(jié)構(gòu)，每跨由9 片空心板組成，鉸縫連接兩塊板梁。橋墩為1.2 m 柱徑的樁柱式結(jié)構(gòu)，橋臺為肋板式結(jié)構(gòu)，混凝土路面，橋面橫斷面為0.5 m(欄)+8.2 m(機動車道)+0.5 m(護欄)。霞凝跨沙河橋周圍民房林立，東南側(cè)為灣田國際建材城，人員密集，既有橋梁拆除對環(huán)保、噪聲、振動控制要求高[2]。

2 舊橋拆除施工方案

2.1 總體施工方案

既有霞凝跨沙河橋為5 m×25 m 空心板預制梁橋跨結(jié)構(gòu)，從青竹湖路至芙蓉北路方向（5#墩臺→0#墩臺）順序拆除，完成水利相關(guān)手續(xù)辦理完畢后再進行拆除施工。

既有霞凝跨沙河橋拆除：施工首先是板梁端頭橫向處破碎清除，縱向濕接縫處橋面鋪裝層的破碎清除，防撞護欄的拆除；其次是空心板梁的拆除，JQJ40m/180T 架橋機（最大起吊重量180 t，最大架設跨度40 m）起吊、收回舊梁；最后采用挖機破碎錘進行橋臺、蓋梁與墩柱的拆除施工，其中水中墩破碎借助新橋5#、6#墩圍堰平臺作為施工平臺進行破除，挖機將混凝土碎塊裝入渣車配合通過鋼便橋通道運走[3]。

2.2 總體施工順序

（1） 總體拆除順序：既有霞凝跨沙河橋第五跨→第四跨→第三跨→第二跨→第一跨。

（2） 拆除單片梁順序：安裝調(diào)試架橋機→橋面板梁橫向、縱向接縫破碎清除→鉆開吊裝孔→橋梁縱橫向接縫的鋸斷→拆除首片梁（選擇2#-8#梁之中梁間縫最寬的一片梁作為首片吊裝梁）→拆除2#-8#梁→1#梁往內(nèi)橫移→吊裝1#梁→9#梁往內(nèi)橫移→吊裝9#梁。既有霞凝跨沙河橋橫斷面如圖2 所示。

圖2 既有霞凝跨沙河橋橫斷面

2.3 安裝架橋機

檢查配件型號、數(shù)量與架橋機清單一致后，在既有霞凝跨沙河橋5#橋臺位置，嚴格按圖紙要求、出廠說明進行架橋機拼裝組裝，做好安裝施工記錄。組裝架橋機完成后，進行性能和型式試驗。

2.4 施工準備

通過輪盤鋸切割、液壓破碎錘鑿除，將既有霞凝跨沙河橋橋跨結(jié)構(gòu)拆分為9 個單片空心板梁，JQJ40m/180T 架橋機依次將單個舊空心板梁提起、橫移、縱移、裝車運到指定地方卸車或鑿除。其具體施工步驟如下所示：

（1） 施工現(xiàn)場圍閉。拆除期間采用全封閉施工，在橋兩頭拉警戒線，設專職值班員，對行人、車輛進行疏導，防止誤入拆除施工區(qū)域。

（2） 既有橋面設施拆除。既有空心板梁兩端1.0 m 范圍內(nèi)的橋面鋪裝層至梁板頂面位置采用液壓破碎錘破除，割斷鋪裝層鋼筋，露出接縫位置。

在鋼筋砼防撞護欄縱向每5 m 彈豎向墨線，每5 m縱向分段頂面下25 cm、距5 m 分割線50 cm 位置鉆鑿吊裝孔，穿入防止向外傾覆的吊機提掛的鋼絲繩固定。圓盤鋸沿5 m 豎向墨線切割分塊，沿既有鋼筋砼防撞護欄底切割5 m 長縱向切縫，邊縱向切割邊收緊鋼絲繩，既有防撞護欄左右對稱拆除，25 t 汽車吊吊運至運渣車。

2.5 既有空心板梁間鉆孔、鋸縫

采用大型金剛輪盤鋸進行縱向接縫分割，切縫順序與拆梁順序相對應，為保證未拆橋梁的穩(wěn)定性，前一跨空心板梁拆除后再進行第二跨空心板梁的切割。25 m 空心板梁全部采用單片吊裝，空心板之間所有縱向接縫均需進行切割。

首先進行測量放線，用紅色油漆標注切縫位置，在兩跨空心板梁接頭橫縫位置彈出1 m 寬的切割線、鉸縫中心彈出墨線，施工準備工作完成后，先橫向切割兩跨空心板梁接頭的橋面鋪裝層，切斷橋跨與橋跨之間聯(lián)系，再縱向切割鉸縫。

剔出梁板板縫后對直縫隙鉆出φ12 cm 的吊裝孔，對準梁縫做好標記，然后用大型金剛輪盤踞沿標線切割橋面鋪裝層進行斷開每片。

梁板縫兩側(cè)各量10 cm，彈墨線，沿墨線圓盤鋸切割，剔除板縫兩側(cè)各10 cm 橋面鋪裝層。

既有橋面鋪裝層設計厚度為20 cm，清除頂面的3 cm 瀝青層后鋪裝層還有17 cm，大型金剛輪盤踞切割深度控制在20～22 cm，防止深度不夠不足以斷面梁板，超深傷害梁體。

2.6 舊空心板梁拆除

2.6.1 空心板梁捆綁

（1） 吊點設置。根據(jù)既有25 m 空心板梁的實際情況，采用水磨鉆Φ120 mm 吊孔，孔距離梁端80 cm。如圖3 所示。

圖3 吊點示意

（2） 鋼絲繩捆綁。人工將將鋼絲繩從橋面第一個鉆孔穿到橋下，第二個孔穿入鐵絲，橋下船上工人將鐵絲與鋼絲繩綁扎牢固，橋面上工人收緊鐵絲將鋼絲繩固定既有空心板梁端頭，空心板梁腹板陽角與鋼絲繩間用膠套管或土工布隔離。

為預防施工偏差造成吊裝過程空心板梁重量兩側(cè)不一致、梁體傾斜，穿好的鋼絲繩用天車拉緊，并將梁逐端提起1～2 cm，發(fā)現(xiàn)重心偏移，在空心板梁側(cè)面墊鋼板、木楔調(diào)整，觀察基本平衡后，再進行吊裝作業(yè)。

（3） 既有空心板梁橫移。第一片既有空心板梁吊開后，剩余梁片千斤頂頂推從Ф12 cm 孔插入8 cm以上鋼棒進行輕微橫向位移，確保梁縫間能順利穿過鋼絲繩。豎向提升既有空心板邊梁5～10 cm 后，橫移至橫斷面中間位置后再進行縱向移動，確保吊裝的安全性與架橋機的穩(wěn)定性。

（4） 鋼絲繩選擇。既有25 m 跨空心板邊梁重42.51 t（單片梁片重30.55 t，鋪裝層11.96 t），中梁單片重約38.61 t（單片梁片重26.65 t，鋪裝層11.96 t），按照吊裝重量42.51 t 計算確定。

①計算鋼絲繩實際受力：

式中：P-每根鋼絲繩所受的拉力（KN）；Q-起吊物體的重力（KN）；n-使用鋼絲繩的根數(shù)；a-鋼絲繩與鉛垂線的夾角。

起吊既有空心板時，吊具距離橋面高度約為1.5 m，鉛錘線與鋼絲繩間夾角最大取值：25m 跨空心板梁為4.4°。

②選擇鋼絲繩直徑及類型：

根據(jù)計算得到的鋼絲繩實際收到拉力P，計算鋼絲繩破斷拉力總和ΣSo，再查表找出相應的鋼絲繩直徑。

鋼絲繩的破斷拉力總和按下式計算：

式中：P-鋼絲繩的容許拉力（KN）；ΣSo-鋼絲繩的破斷拉力總和（KN）；a-鋼絲繩之間荷載不均勻系數(shù)取1.15；K-鋼絲繩安全系數(shù)，取8。

即：

根據(jù)“GB 8918-2006《重要用途鋼絲繩》表11”查得：

表1 架橋機配重過25 m 孔跨抗傾覆檢算

既有25 m 跨空心板梁拆除捆綁鋼絲繩采用φ38 mm 鋼芯鋼絲繩（抗拉強度1 960 MPa）最小破斷拉力為1 010 KN。

2.6.2 既有空心板梁拆除

起吊前檢查既有空心板梁與其他板梁及墩臺分離情況，未分離不得起吊。移動架橋機至計劃拆除的既有空心板梁正上方，鋼絲繩吊點扣在前后天車的吊鉤掛上起吊捆綁的空心板梁。架橋機的前后天車移動既有空心板梁至芙蓉北路方向的鄰跨橋面的平板車3 m位置停止，待既有空心板梁穩(wěn)定后，提升既有空心板梁底緣距離平板車控制在300 mm 位置，前移確保既有空心板梁中心與板車中線對齊，到達預定位置后，天車以0.5 m/min 低速、平穩(wěn)將既有空心板梁端落至平板車并固定好，平板車將既有空心板梁運至指定地點卸車，循環(huán)往返將整跨既有空心板梁全部拆除。整跨既有空心板梁拆除后，架橋機后退至后一跨既有空心板梁位置繼續(xù)拆除作業(yè)，至既有空心板梁全部拆除。

2.6.3 既有空心板梁處理

既有霞凝跨沙河橋空心板梁拆除為青竹湖路→芙蓉北路方向（5#臺→0#臺方向），拆除的單片既有空心板梁用平板車運至路基起點段附近的破碎區(qū)，35 t吊車兩臺起吊卸車，既有空心板梁勻速、平穩(wěn)落地，挖機配液壓破碎錘進行既有空心板梁破碎，由既有空心板梁兩端向中間進行破除，破碎至設計要求大小后運至特殊路基段進行填筑施工。

2.7 既有霞凝跨沙河橋蓋梁、橋墩拆除

既有霞凝跨沙河橋拆除上部結(jié)構(gòu)后，蓋梁及墩柱部分在新橋的圍堰上采用破碎機進行破除施工，破除的混凝土轉(zhuǎn)運至軟基換填處。

3 架橋機過跨傾覆抗傾覆計算

架橋機過跨時，移動前后天車至后支腿處，確保過跨時主梁穩(wěn)定后退，抗傾覆驗算如圖4 和表1 所示。

圖4 架橋機配重過25 米孔跨抗傾覆性檢算

由表2 可得，γ=M 穩(wěn)/M 傾=613.57/374.85=1.6，根據(jù)起重設備設計規(guī)范中抗傾覆設計要求，抗傾覆安全系數(shù)必須大于1.3，架橋機過孔時，應將起重小車置于對穩(wěn)定最有利的位置，其抗傾覆系數(shù)應不小于1.5。經(jīng)檢算，安全系數(shù)為1.6＞1.5，故符合安全要求。

結(jié)束語

工期緊、難度大、風險高的既有橋梁橋拆除施工，選擇大型金剛輪盤鋸切割、架橋機移梁，是確保安全、無噪聲、快捷、高效的舊橋拆除技術(shù)，適合人員密集、房屋林立的城市市區(qū)施工方法。隨著未來快速發(fā)展的城市建設，將出現(xiàn)越來越多的改擴建既有橋梁工程，復雜的既有橋梁周邊環(huán)境，對既有橋梁的拆除施工限制越來越多，選擇繩鋸和大型金剛輪盤鋸切割、架橋機移梁優(yōu)勢明顯，該施工技術(shù)在未來既有橋梁改擴建中必將得到廣泛應用。