分塊靜態(tài)切割拆除法在老舊橋梁中的應(yīng)用

摘 要：隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，早期建成的部分既有道路在凈空、跨度等方面已經(jīng)不適應(yīng)目前城市發(fā)展與人民出行需求，部分舊橋在跨越既有線拆除時(shí)，涉及下方既有線路行車安全，施工難度大，且傳統(tǒng)的解體、破碎拆除方法耗時(shí)長(zhǎng)、功效低，通過(guò)跨線橋繩鋸切割分塊整體吊裝拆梁技術(shù)的研究與應(yīng)用，能快速完成既有線橋梁的整體拆除，拆除方法設(shè)計(jì)合理、投入設(shè)備少，并且施工過(guò)程安全、可靠，周期短，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

關(guān)鍵詞：靜態(tài)；利用；切割；橋梁拆除；分塊

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2024）24-0155-04

Abstract： With the rapid development of urban infrastructure， some of the existing roads built in the early stage can no longer meet the current urban development and people's travel needs in terms of clearance and span. When some old bridges are dismantled across the existing lines， it involves the traffic safety of the existing lines below， the construction is difficult， and the traditional disintegration， breaking and demolition methods take a long time and low efficiency. Through the research and application of cross-line bridge rope saw cutting and integral hoisting and dismantling beam technology， the overall demolition of existing bridges can be completed quickly， with reasonable design， less equipment input， safe， reliable， short cycle， economical and practical construction process.

Keywords： static; utilization; cutting; bridge demolition; block

某道路改建工程項(xiàng)目周邊環(huán)境復(fù)雜，上跨既有道路的橋梁拆除技術(shù)方法，本項(xiàng)目對(duì)箱梁切割后進(jìn)行抬升移出，對(duì)切割精度有嚴(yán)格要求，因此，本次拆除方法為分片劃線，水磨鉆開孔，繩鋸安裝切割吊車配合，頂升分離移除橋位，對(duì)跨線、跨河、保留部分結(jié)構(gòu)等類型老舊橋梁具有工期短、環(huán)境保護(hù)好、對(duì)既鄰營(yíng)業(yè)線施工干擾小等明顯優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。

1 工程概況

某項(xiàng)目工程原道路跨東二環(huán)老橋與新建NK3+000～NK3+055段重合，固對(duì)橋梁進(jìn)行拆除重建。跨東二環(huán)老橋上部結(jié)構(gòu)為變截面鋼筋混凝土連續(xù)板四跨，需全部拆除。

由于該項(xiàng)目為箱梁切割后進(jìn)行抬升移出，設(shè)計(jì)對(duì)切割精度有嚴(yán)格要求，施工前組織專業(yè)技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境進(jìn)行踏勘，對(duì)橋四周各種管線聯(lián)系產(chǎn)權(quán)單位進(jìn)行改遷，對(duì)跨線施工區(qū)域進(jìn)行辦理施工占道手續(xù)，對(duì)跨河區(qū)域聯(lián)系水務(wù)做好河道保護(hù)方案，滿足各方要求后，采用切割設(shè)備全液壓切割機(jī)。

2 技術(shù)方法

2.1 準(zhǔn)備

1）完成影響拆橋施工的移動(dòng)、聯(lián)通、供水和燃?xì)夤芫€過(guò)渡遷改。

2）按交管部門批準(zhǔn)的交通疏導(dǎo)方案封閉既有道路中斷交通，用圍擋圍閉作業(yè)范圍，并在拆除封閉范圍外設(shè)置內(nèi)限速墩、路障。

3）橋下設(shè)置鋼支撐，頂緊梁體。為確保拆除切割時(shí)橋體的安全穩(wěn)定，先對(duì)橋梁進(jìn)行支撐，如圖1所示。采用工字鋼、鋼板、鋼管樁、型鋼及可調(diào)頂托設(shè)備組合搭設(shè)，根據(jù)梁體切割位置布置間距、高度。工字鋼采用I45b工字鋼，在瀝青路面設(shè)置I45b雙拼工字鋼，鋼管柱上下焊接安裝1 m×1 m×1 cm厚鋼板，鋼管柱為φ630 mm×8 mm的螺旋鋼管制作而成，相鄰鋼支撐中間用I12型工字鋼焊接牢固。箱梁底腹板下可調(diào)頂托設(shè)備采用螺旋千斤頂，螺旋千斤頂安裝在I45b工字鋼上方，由螺旋千斤頂調(diào)整高度與梁底頂緊，使鋼管樁及剪刀撐受力均勻。

4）變形監(jiān)測(cè)，在立柱基礎(chǔ)上設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，每周一次觀測(cè)基礎(chǔ)有無(wú)沉降；在跨中設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，每6 h觀測(cè)一次梁變形情況。

5）人工配合機(jī)械鑿除既有橋梁梁端伸縮縫，將梁體與橋臺(tái)分離開，在鑿除范圍四周設(shè)置封閉圍擋，確保碎塊不飛濺入臨近道路，及時(shí)將棄渣清運(yùn)出場(chǎng)。

6）驗(yàn)算橋梁重量。對(duì)橋梁箱梁重量進(jìn)行驗(yàn)算，設(shè)置合理安全系數(shù)，保證拆除過(guò)程中施工安全，老橋各部位重量見表1。

7）標(biāo)定箱梁切割線和吊裝鉆孔掛位，切割箱梁頂板及底板，切割后單體砼塊重量控制在15 t內(nèi)，長(zhǎng)度控制在3 m以內(nèi)，將切割繩鋸用化學(xué)錨栓固定安裝至箱梁頂面，然后安裝導(dǎo)軌及金剛石切割繩。切割機(jī)冷卻水管從橋面引入，且有相應(yīng)的引流裝置。切割繩采用橫向下壓切割方式，確保箱梁全斷面切斷。切割工藝流程如下：梁片劃分→吊裝孔定位計(jì)算→繩鋸腳固定→繩鋸方位調(diào)整→穿金剛石繩索→系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置校正→設(shè)置安全警戒線及保護(hù)措施→切割啟動(dòng)→頂升→吊裝移梁→分塊解小→外運(yùn)。

2.2 拆除

2.2.1 切割吊運(yùn)順序

本次橋梁拆除順序?yàn)椋簶蛎媲謇怼谌缦淞鹤o(hù)欄、翼緣板切割吊運(yùn)→第二跨箱梁護(hù)欄、翼緣板切割吊運(yùn)→第二跨箱體切割吊運(yùn)→第三跨箱體切割吊運(yùn)→2#橋墩切割吊運(yùn)→原地破除第一跨、第四跨及橋墩→清理、外運(yùn)廢渣。

在鋼支架與箱梁達(dá)到接觸壓力后，采用2臺(tái)繩鋸?fù)瑫r(shí)對(duì)箱梁進(jìn)行切割，切割位置靠近支座橫向中心位置由上向下切斜，斜切角度為2°。

拆除時(shí)，應(yīng)認(rèn)真檢查是否斷電，保證施工人員安全。施工前，用噴灑的方法濕潤(rùn)橋體，以減降塵土。對(duì)上部防拋網(wǎng)、護(hù)欄、翼板進(jìn)行對(duì)稱切割。切割后單體砼塊重量控制在15 t內(nèi)，長(zhǎng)度控制在3 m以內(nèi)，從小里程往大里程順序切割吊運(yùn)，采用汽車吊（80 t）吊裝，裝車運(yùn)離，第二跨及第三跨箱梁切割平面如圖2所示。

2.2.2 橋梁拆除流程

第一步： 封閉第三跨交通，施工進(jìn)場(chǎng)，場(chǎng)地做好圍擋措施；切割護(hù)欄及翼緣板，同時(shí)架設(shè)第三跨中間鋼支撐柱，翼板、護(hù)欄鉆孔穿索吊運(yùn)出場(chǎng)，如圖3所示。

第二步：封閉第三跨交通，開放第二跨交通，場(chǎng)地做好圍擋措施；先拆除第二跨箱梁護(hù)欄、翼緣板，鉆孔吊運(yùn)出場(chǎng)；第二跨距墩柱邊1.5 m位置，兩端搭設(shè)鋼支撐，延橋梁中心線順橋向切割箱梁，在距墩柱0.5 m位置橫橋向切斷箱梁，鉆孔吊運(yùn)至旁邊空地，切割吊運(yùn)出場(chǎng)，如圖4所示。

第三步：開放第二跨交通，封閉第三跨交通，場(chǎng)地做好圍擋措施；同第二跨搭設(shè)鋼支撐，拆除箱梁，吊運(yùn)出場(chǎng)，如圖5所示。

第四步：拆除吊運(yùn)2#墩柱，同時(shí)破碎第一跨及第四跨箱梁，清理外運(yùn)，如圖6所示。

第五步：場(chǎng)外破除1#、3#橋墩，清理現(xiàn)場(chǎng)、廢渣外運(yùn)，如圖7所示。

2.2.3 裝吊裝繩和金剛石繩索

1）安繩鋸穿孔前先在巖體切割位置處打設(shè)水平、豎直鉆孔；按照梁片分段圖，定位劃線，鉆取穿繩孔，以便于鏈條穿過(guò)。

2）金剛石繩鋸由具備上崗資格的專業(yè)技術(shù)人員持證上崗，切下的梁塊用吊車及時(shí)吊離現(xiàn)場(chǎng)，留出最大的操作空間，繩鋸的主動(dòng)輪及輔助輪上，時(shí)刻保持注意觀察，注意安裝纏繞方向的一致性與協(xié)調(diào)性。

3）水鉆安裝與操作，施工用水直接從河中取水，水鉆固定采用膨脹螺栓，開孔方向角度與繩鋸切割穿繩角度保持一致，便于繩鋸的運(yùn)行，吊裝孔位置若遇穿繩孔，可適當(dāng)調(diào)整，但需經(jīng)過(guò)重新計(jì)算確定，切下的梁塊用吊車直接運(yùn)出現(xiàn)場(chǎng)。

2.2.4 節(jié)段切割

1）切割前應(yīng)根據(jù)確定的切割面劃線表示，并測(cè)量初始高程。切割時(shí)應(yīng)及時(shí)在割縫處插打鋼楔，防止切斷的梁塊擠壓鏈鋸將其卡住。

2）繩鋸為機(jī)械式原理，切割時(shí)可調(diào)整操作盤實(shí)時(shí)控制，保持金剛石繩適當(dāng)繃緊，循環(huán)水與馬達(dá)為其提供動(dòng)力及必要的冷卻，切割過(guò)程中派專人進(jìn)行觀察，保持機(jī)身穩(wěn)定，使得繩鋸切割時(shí)繩與切割方向在同一平面，不得發(fā)生扭曲，卡繩等現(xiàn)象。

2.2.5 吊運(yùn)

橋梁拆除采取半幅封閉施工，為了減少對(duì)交通的影響，故對(duì)本次拆除施工做了詳細(xì)部署：①交通組織；②拆除橋梁上部結(jié)構(gòu)；③加大人員、設(shè)備投入，在確保安全的前提下迅速完成拆除施工；④施工區(qū)域封閉施工，盡可能減小對(duì)過(guò)往車輛的影響。

2.2.6 箱梁吊運(yùn)計(jì)算

在梁片穿繩線或切割孔邊300 mm處，或距離橋臺(tái)邊、橋墩中心線1 000 mm處，安裝吊裝鋼絲繩，如圖8所示。

1）吊車選用。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，梁體擬采用2臺(tái)150 t吊車進(jìn)行吊裝，混凝土量為23.04 m3，鋼筋混凝土系數(shù)為2.6 t/m3，T梁自重23.04×2.6=59.9 t。根據(jù)130 t吊車主臂起重表查表驗(yàn)算得出，150 t汽車吊，臂長(zhǎng)25 m時(shí)，工作半徑3～10 m，起重量140-33.8=106.2 t。

2）起重計(jì)算。設(shè)吊車最大起重量為Q1，翼板、護(hù)欄自重為Q2，吊車最小起重量Q1=33.8×2=77.6 t。T梁自重Q2=23.04×2.6=59.9 t，即Q1≥Q2，故本項(xiàng)目采用2臺(tái)150 t吊車滿足安全吊裝要求。

3）鋼絲繩的選用。砼體積23.04 m3，系數(shù)2.6，重量59.9 t，根據(jù)吊裝作業(yè)要求時(shí)，吊索為兩端起吊安裝。每端重量59.9÷2=24.95 t，采用兜底吊裝吊裝夾角為30°，采用2根鋼絲繩。

鋼絲繩實(shí)際拉力計(jì)算公式

P=Q/ncos，

式中：P為每根鋼絲繩所受的拉力；Q為起重設(shè)備的重力；n為使用鋼絲繩的根數(shù)；a為鋼絲繩與鉛垂線的夾角。

本次吊裝每根鋼絲繩實(shí)際拉力

P=（24.95×9.8）÷4cos30°=71 kN，破斷拉力計(jì)算公式：[S]=S0/K。

S0=[S]×K=71×6=426 kN。

查鋼絲繩性能參數(shù)見表2，故使用6×19+1－Ф34鋼絲繩，最小抗拔拉力為679×0.75=509.25 kN滿足安全吊裝要求。

3 安全措施

1）橋面設(shè)施拆除的作業(yè)安全。先行封閉橋下交通，設(shè)置臨時(shí)封閉標(biāo)識(shí)，禁止車輛及行人通過(guò)橋底，由專業(yè)技術(shù)工人拆除橋面管線等障礙物。

2）進(jìn)場(chǎng)施工前進(jìn)行安全技術(shù)培訓(xùn)及交底，交代工程安全隱患、施工注意安全措施、預(yù)防措施和施工重難點(diǎn)等；派專職安全員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，時(shí)刻保持警惕。

3）構(gòu)件的吊裝設(shè)立指揮小組，建立項(xiàng)目崗位責(zé)任制，明確責(zé)權(quán)。

4）在拆除施工過(guò)程中固定指揮人員，操作人員。指揮者應(yīng)隨時(shí)觀測(cè)老橋在拆除中的變化，指揮及時(shí)正確果斷，統(tǒng)一信號(hào)。

4 結(jié)論

本項(xiàng)目通過(guò)詳細(xì)的施工方案和專家論證評(píng)審，在工期內(nèi)圓滿安全高效地完成了拆除任務(wù)，獲得了參建單位及社會(huì)的一致好評(píng)，既保證了施工安全，又保證了橋下快速路不間斷交通行駛的安全。

相比常規(guī)方法縮短工期共計(jì)1.5個(gè)月，減少項(xiàng)目各項(xiàng)管理成本約50萬(wàn)元，此技術(shù)的成功應(yīng)用，不僅降低了施工作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)，更減小了對(duì)上跨既有線路影響程度并縮短了工期，效果非常明顯。該技術(shù)在為繁忙的城市快速路改造中上跨橋梁的拆除、及線路重疊改建工程局部切割部分構(gòu)件的保護(hù)性拆除工程，提供了非常寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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