U形下穿道上跨橋拆除施工技術

王昭勇 楊紹遜

1 工程概況

該設計方案對原來的會展中心二期市政工程“環道+主線下穿”的方案進行調整,取消了會展環道,僅保留主線下穿道,并將下穿道出口設置于現“U”形下穿道南側橋臺,較原方案提前約200 m出地面,通過對現有“U”形下穿道局部改造,可以達到盡快恢復地面交通的目的。拆除范圍示意圖如圖1所示:左線:K0+211.028～K0+256.044;右線:K0+237.694～K0+282.705(陰影部分為拆除部分)。

2 “U”形下穿道上跨橋(拆除橋梁)概況

原橋梁為預應力混凝土簡支梁橋,跨度47.40 m,其梁高采用3.0 m。該橋分為左右兩幅,每一幅橋均采用雙箱多室的橋梁布置,箱與箱之間的翼緣板剛性連接,每個箱梁自成一獨立的橋梁。原蓋梁跨度較大,墩與墩之間最大距離18.6 m,蓋梁采用預應力混凝土。但當中間部分的箱梁、蓋梁拆除后,蓋梁的受力體系發生變化,其預應力體系也遭到破壞。為了保證蓋梁的受力,使其在原有的普通鋼筋體系下也能夠滿足要求,設計采用增加支承、減少蓋梁跨度的辦法來達到受力平衡。因此在新建橋墩滿足支承作用后,拆除部分的箱梁分兩次進行拆除,先拆除右幅的箱梁后待交通轉換后拆除左幅的箱梁,最后拆除中間部分的蓋梁。

3 拆橋技術工藝

3.1 施工準備

了解該橋的基本概況及各部分構件的工程量,掌握橋梁的結構及受力特點。對該橋拆除部分進行現場測量放線,并用醒目線條標注出拆除范圍。采取搭設支架法三階段拆除,支架搭設后,第一階段人工配合小型機具鑿除橋面路面及鋪裝結構,若有管網,應進行保護;第二階段找出預應力錨點,釋放預應力,拆除橋梁結構;第三階段拆除橋臺和蓋梁部分。

3.2 人行道部分改造為車行道和保留部分人行道的改造

在拆除橋梁之前須對右行道右側人行道部分及左行道左側綠化帶改造為行車道,使得剩下部分的車行道得以加寬,為施工期間保證主線交通暢通提供了條件,對剩下部分的人行道改造應保證施工期間人員的通行。

3.3 橋面鋪裝的鑿除和伸縮縫的分割

1)中央分隔帶及瀝青混凝土面層、橋面鋪裝拆除。瀝青混凝土面層拆除由橋梁中部向兩端進行。橋面鋪裝采用人工持風鎬、鏨鑿工具等小型機具將基層混凝土鑿除,拆除范圍的橋梁縱橫向對稱進行。2)伸縮縫的分割。伸縮縫的分割采用氧氣和乙炔進行分割處理,為了防止在分割過程中產生大量的熱量造成保留部分變形,采取在分割過程中停頓間隙,分幾次分割。

3.4 新建橋墩施工及支座頂升

作為保留部分橋梁起支撐作用的新建橋墩,樁基部分為φ 1 800,采用人工挖孔成樁,橋墩為φ 1 500。待墩柱施工完畢后進行支座頂升施工:1)澆筑楔形混凝土,植入鋼筋安裝支座上鋼板,并塞焊連接;2)將支座連同下鋼板頂升至指定位置,并用型鋼支撐于建好的橋墩之下;3)澆筑橋墩二次混凝土,將下鋼板及型鋼包裹(見圖2)。

3.5 箱梁拆除

拆除橋梁為預應力混凝土簡支梁橋,其跨度為47.40 m。首先將要拆除的箱梁用滿堂支架支撐起來,支撐必須滿足受力要求,不能在箱梁體系轉換瞬間產生支架變形和沉降。箱梁體系轉變后,用退錨機進行退錨,由于錨固端鋼絞線只有2 cm～3 cm長,無法直接進行退錨,在退錨之前須鑿除其中一端錨具后10 cm～20 cm混凝土,然后用退錨機對每束鋼絞線間隔退錨。

滿堂支架的參數為:除端部橫梁立桿橫向間距或排距加密Lb=0.30 m 外,其余 Lb=0.60 m;采用的鋼管類型φ 48×3.50;腳手架步距1.2 m;橋面瀝青面層和鋪裝層拆除后,按照設計坐標放樣出理論拆除線和實際拆除線,并用醒目線條標注,必須保證實際拆除線在翼緣范圍內,人工配合大型切割機將翼緣板切開,用液壓鉗將鋼筋剪斷,使拆除部分和保留部分橋梁各自處于一個體系中,不致在拆除過程中影響保留部分橋梁。

箱梁分左右兩幅兩次拆除,首先拆除右幅,拆除時必須縱向、橫向對稱進行,混凝土渣塊的吊裝必須按照拆除先后順序,縱橫向對稱進行起吊裝運。人工配合大型切割機、液壓鉗等機械將箱梁切割成若干小塊,并用液壓鉗將鋼筋剪斷,每塊重量約2 t。將運輸車輛擺放在左幅上由塔吊將小塊混凝土裝車運至指定場地并破碎為零。拆除左幅的方法與拆除右幅相同,只是運輸車輛擺放在已經拆除的“U”形下穿道橋下。

3.6 墩柱和蓋梁拆除

1)根據設計,當中間部分的蓋梁拆除后,保留部分的橋梁僅獨墩支承,蓋梁處于雙懸臂狀態,并且其懸臂長度較大,因此設計在原橋墩左右兩側各補充一個橋墩。2)中間部分的蓋梁拆除后,留下的兩個橋墩可以剔打至新蓋梁底標高并預留好鋼筋接頭同后期的蓋梁澆筑在一起。由于僅僅依靠以上兩個橋墩同樣導致新建蓋梁懸臂長度過大(＞11.0 m),因此在兩側又各補充一個橋墩,以滿足蓋梁受力要求。

因此,對于②號軸,需要新建橋墩6個,同時利用原有的所有橋墩。施工工序為:

1)封閉交通。按照圖紙提供的坐標以及平面尺寸,在現場實地放線,看圖紙上的信息與現場是否吻合,切割的位置確保位于翼緣范圍,若圖紙與現場吻合,制定詳細的橋梁拆除方案,進行下道施工。2)在指定范圍內拆除(切割)橋梁,拆除時應制定詳細的施工方案,由于橋梁上部拆除時對橋下有一定的安全影響,橋梁拆除時橋下嚴禁有人員進入,并禁止任何施工,一定要保證拆除時的施工不會影響到保留部分的橋梁以及下部蓋梁等。3)橋梁拆除完畢,施工下部橋墩至指定位置,注意橋墩鋼筋預留(工序三、四可以在工序二之前進行,但不可與工序二同時施工)。4)澆筑楔形混凝土,植入鋼筋,安裝支座上鋼板,并塞焊連接,將支座連同下鋼板頂升至指定位置,并用型鋼支撐于建好橋墩之上,澆筑橋梁二次混凝土。5)退錨,解除預應力,然后將指定范圍內的蓋梁拆除,剔打兩個橋墩至新建蓋梁高度,注意預留鋼筋長度,澆筑蓋梁混凝土。

拆除蓋梁前,必須完成工序一至工序四。由于蓋梁體積較大必須采用支架架設支撐,為了確保保留利用的橋墩不會在蓋梁拆除工程中損壞,首先采用TM J-50T退錨機退錨解除蓋梁預應力。其次采用人工配合切割機和小型工具鑿除不需要利用的部分,即拆除兩個橋墩至新建蓋梁高度范圍部分,并按照設計要求預留鋼筋,使其與蓋梁分離開來。最后將指定范圍內的蓋梁切成若干小塊,用吊車裝車運至指定地點將其破碎為零。

3.7 橋臺拆除

根據上部結構拆除以及保留部分確定的范圍,對相應范圍內的橋臺進行改造。其中上部結構保留的部分所對應的橋臺將原樣保留,上部結構拆除的部分所對應的橋臺將被拆除至新建橋梁橋臺臺口標高加以利用。按照圖紙坐標要求放樣出橋臺拆除部分,拆除順序為從上往下,從兩側往中間進行。首先人工剔打,理論拆除線與實際拆除線之間的部分必須由人工剔打修整,其余部分可以采用風鎬或者鑿巖機,切割機輔助進行施工,并用液壓鉗剪斷鋼筋,劃整為零,裝載機、運輸車輛配合,隨拆隨運,將其運至指定地點。但嚴禁采用爆破施工。

4 結語

重慶國際會展中心市政工程“U”形下穿道上跨橋拆除施工技術可靠、措施得當,有效保障了施工安全,圓滿完成了拆除任務,為同類工程施工拆除提供借鑒和參考。

[1]李紹宏,賈樟祿.切割法拆除城市橋梁的施工工藝和方法[J].公路與汽運,2003(4):20.

[2]白盛澤.公路舊橋拆除[J].黑龍江工程學報,2003(5):8-10.

[3]黃宏偉.橋梁加固與維修[D].重慶:重慶交通大學碩士論文,2005.

[4]田山坡.鋼筋混凝土桁架拱橋安全拆除的方案研究[J].山西建筑,2009,35(5):280-281.