淺談哈同公路依蘭鋼管拱橋的拆除與新建技術(shù)

赫榮久，周慶文

(黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司)

1 拆除鋼管拱橋

1.1 工程簡(jiǎn)介

哈同公路依蘭鋼管拱橋1995年開(kāi)始動(dòng)工，1997年8月建成通車(chē)，是東北地區(qū)第一座鋼管拱橋。此橋的建成帶動(dòng)了一方經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，同時(shí)也導(dǎo)致車(chē)流量猛增，貨車(chē)及掛車(chē)載重量嚴(yán)重超載，此橋長(zhǎng)期處于超負(fù)荷工作狀態(tài)，2009年檢測(cè)出存在諸多嚴(yán)重病害，要消除橋梁的各種病害必須從根本上改變結(jié)構(gòu)體系、提高其動(dòng)力工作性能，減少車(chē)輛過(guò)橋時(shí)引起的振動(dòng)，使橋梁結(jié)構(gòu)處于安全振動(dòng)工作狀態(tài)。最終確定拆除新建的方案：拆除原橋鋼管部分(4#墩～6#墩)的橋面鋪裝、護(hù)欄底座、欄桿、小T梁、吊桿橫梁、拱肋橫梁、拱上立柱、蓋梁、風(fēng)構(gòu)等部分，保留拱肋及吊桿，并對(duì)鋼管拱肋重新噴涂，新建4孔54 m跨徑的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁。

1.2 鋼管拱部分(4#墩～6#墩)的拆除

鋼管拱橋拆除在東北地區(qū)屬第一例，在全國(guó)來(lái)說(shuō)也是很罕見(jiàn)。對(duì)于進(jìn)行鋼管拱橋拆除無(wú)任何施工經(jīng)驗(yàn)可吸取，面臨著巨大的挑戰(zhàn)，于2011年5月接到任務(wù)后高度重視，立即成立拆除鋼管拱橋課題攻關(guān)小組，分析鋼管拱橋的受力特點(diǎn)和本工程實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)多次研究、分析、論證，制定了周密的拆除方案及應(yīng)急預(yù)案，確定鋼管拱橋拆除原則，即“對(duì)稱拆除”、“逆向施工順序拆除”、關(guān)鍵部位拆除采取“邊拆邊配重”的原則。

鋼管拱部分拆除整體堅(jiān)持“逆向施工順序拆除”即鋼管拱橋施工時(shí)后施工的部位先拆除、先施工的部位后拆除。拆除施工順序如下：4#墩基礎(chǔ)、墩身及拱座加固→拆除4#、5#、6#墩上相鄰兩孔梁板、墩上立柱及蓋梁→拆除橋面系→拆除欄桿→拆除小T梁→拆除吊桿橫梁→拆除拱上立柱橫梁及拱上立柱→拆除拱肋橫梁→拆除拱座處風(fēng)構(gòu)K撐。

(1)4#墩基礎(chǔ)、墩身及拱座加固：為防止4#墩拱座受到過(guò)大的單側(cè)水平推力而發(fā)生變形、傾覆甚至被推到，我公司在拆除工作開(kāi)始之前對(duì)4#墩基礎(chǔ)、墩身及拱座靠近鋼管拱一側(cè)進(jìn)行了加固。

(2)拆除4#、5#、6#墩上相鄰兩孔梁板、墩上立柱及蓋梁

結(jié)合本工程實(shí)際特點(diǎn)，在4#基礎(chǔ)、墩身、拱座加固施工完成后，進(jìn)行拆除4#、5#、6#墩上相鄰兩孔梁板、墩上立柱及蓋梁。拆除過(guò)程中采取“邊拆邊配重”的原則：在拱上立柱橫梁所在的位置施加荷載，保證施加荷載與拆除梁板前拱上立柱橫梁所承受的荷載相等，然后進(jìn)行原有墩上立柱蓋梁及墩上立柱的拆除。

(3)拆除橋面系

拆除橋面鋪裝砼、防撞護(hù)欄及人行道板時(shí)，采用空壓機(jī)帶風(fēng)鎬人工進(jìn)行鑿除，鑿除橋面至T梁、板梁頂面(將梁板之間橫縫、縱縫砼全部鑿除)。

(4)拆除欄桿

采用人工配合吊車(chē)進(jìn)行拆除，拆除欄桿過(guò)程中將欄桿進(jìn)行編號(hào)，以便恢復(fù)安裝，拆除后將欄桿運(yùn)至供應(yīng)場(chǎng)地并妥善保管。

(5)拆除小T梁

拆除小T梁時(shí)，堅(jiān)持“對(duì)稱拆除”的原則。以5#墩為中心，從4#'墩與5#'墩開(kāi)始向兩側(cè)對(duì)稱拆除。

(6)拆除吊桿橫梁

拆除小T梁后，進(jìn)行拆除吊桿橫梁：拆除吊桿橫梁時(shí)，按照“逆向施工順序拆除”即鋼管拱橋施工時(shí)后安裝的吊桿橫梁先拆除、先安裝的吊桿橫梁后拆除。

(7)拆除拱上立柱橫梁及拱上立柱

拆除小T梁、吊桿橫梁后，進(jìn)行拆除4#、5#、6#墩處的拱上立柱橫梁及拱上立柱;拆除此部分時(shí)，用吊車(chē)將橫梁上下游側(cè)同時(shí)吊住，然后將兩個(gè)拱上立柱底根部的連接鋼板割斷，割斷后將拱上立柱橫梁及拱上立柱整體吊起，吊移至平板拖車(chē)上將其運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)外的指定地點(diǎn)。

(8)拆除拱肋橫梁

拆除小T梁、吊桿橫梁、拱上立柱橫梁、拱上立柱后，進(jìn)行拆除4#、5#、6#墩處的拱肋橫梁;拆除此部分時(shí)，在拱肋橫梁斜下方用土石方堆出施工平臺(tái)，然后用破碎錘在平臺(tái)處對(duì)拱肋橫梁進(jìn)行鑿除;對(duì)于破碎錘無(wú)工作空間的死角位置既拱肋橫梁與拱肋交叉處節(jié)點(diǎn)、拱肋隔倉(cāng)處位置，采用風(fēng)鎬鑿除。

(9)拆除拱座風(fēng)構(gòu)K撐

拆除拱座處風(fēng)構(gòu)K撐，采用人工配合吊車(chē)拆除，拆除后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)的指定地點(diǎn)。

1.3 施工控制點(diǎn)

哈同公路依蘭鋼管拱橋的成功拆除，關(guān)鍵在于：第一、拆除施工過(guò)程中，始終把安全工作放在首位，在確保安全、萬(wàn)無(wú)一失的情況下進(jìn)行拆除施工;第二、制定周密的拆除方案及應(yīng)急預(yù)案;第三、堅(jiān)持“對(duì)稱拆除”、“逆向施工順序拆除”、關(guān)鍵部位拆除采取“邊拆邊配重”的原則。

2 新建預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁

新建橋梁結(jié)構(gòu)形式本著受力簡(jiǎn)單明確、減少后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、保證橋梁耐久性為原則，最終確定新建4孔54 m跨徑的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁橋。

2.1 搭設(shè)現(xiàn)澆箱梁支架

鋼管拱部分(4#墩～6#墩)拆除完畢后，進(jìn)行現(xiàn)澆支架施工：在單跨54 m內(nèi)設(shè)置2排直徑2 m、壁厚1.2 cm的鋼護(hù)筒;在4#/墩和5#/墩身兩側(cè)及4#墩、5#墩、6#墩拱座上設(shè)置直徑0.63 m、壁厚1.4 cm的鋼管;形成箱梁支架的臨時(shí)支撐系統(tǒng)。現(xiàn)澆支架橫縱梁均采用戰(zhàn)備梁進(jìn)行拼裝，現(xiàn)澆支架系統(tǒng)經(jīng)受力驗(yàn)算表明，支架系統(tǒng)滿足施工荷載要求，可以使用。

2.2 現(xiàn)澆箱梁施工

(1)在已鋪設(shè)好的戰(zhàn)備梁縱梁上按間距40 cm鋪設(shè)16工字鋼，整體現(xiàn)澆箱梁施工平臺(tái)寬度為16 m。

(2)預(yù)壓：根據(jù)混凝土、鋼筋、鋼絞線、模板及人群等施工荷載，計(jì)算出支架承受的總荷載，按承受總荷載120%進(jìn)行預(yù)壓，觀測(cè)支架整體沉降量及支架整體受力變形情況。

(3)鋪設(shè)模板：現(xiàn)澆箱梁底模與側(cè)模均采用竹膠板制作，底模竹膠板鋪在工字鋼上的縱向木方上，在鋪設(shè)底模前根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)標(biāo)高、支架沉降量及底模坡率計(jì)算底模標(biāo)高，鋪設(shè)底模嚴(yán)格按標(biāo)高進(jìn)行施工操作;底模鋪設(shè)完成后進(jìn)行側(cè)模施工。

(4)底板、腹板鋼筋、鋼絞線施工：底模和側(cè)模施工完成后，進(jìn)行箱梁底板、腹板鋼筋及鋼絞線施工。在鋼筋綁扎過(guò)程中注意布設(shè)箱梁預(yù)應(yīng)力管道，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)定個(gè)管道坐標(biāo)位置，使預(yù)應(yīng)力管道位置準(zhǔn)確，線形順滑。箱梁內(nèi)各部位的鋼筋如與預(yù)應(yīng)力管道發(fā)生干擾，可局部調(diào)整鋼筋的位置，管道位置固定后進(jìn)行鋼絞線穿束施工。

(5)內(nèi)模施工：待箱梁底板、腹板鋼筋施工完成后，進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁內(nèi)模施工，內(nèi)模采用木方和竹膠板板在現(xiàn)場(chǎng)加工制作，采用鋼管、木方進(jìn)行支撐加固，以防止在澆筑混凝土?xí)r內(nèi)模移位和上浮。

(6)底板、腹板澆筑混凝土：鋼筋、鋼絞線、內(nèi)模施工完成后，進(jìn)行底板雜物清理，然后進(jìn)行底板、腹板澆筑混凝土。澆筑完成后采用灑水養(yǎng)生。

(7)頂板鋼筋、鋼絞線施工：頂板鋼筋綁扎過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙管道坐標(biāo)位置進(jìn)行管道預(yù)埋，預(yù)應(yīng)力管道需位置準(zhǔn)確，線形順滑，箱梁內(nèi)各部位的鋼筋如與管道發(fā)生干擾，可局部調(diào)整鋼筋的位置，管道位置固定后進(jìn)行鋼絞線穿束。

(8)頂板澆筑混凝土：頂板模板、鋼筋、鋼絞線施工完成后，進(jìn)行模內(nèi)雜物清理，然后進(jìn)行頂板澆筑混凝土。澆筑完成后采用土工布覆蓋，灑水養(yǎng)生。

(9)待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到100%，混凝土彈性模量達(dá)到85%后，進(jìn)行箱梁的穿束張拉。

(10)張拉完成后采用手持砂輪機(jī)進(jìn)行鋼絞線切割，切割時(shí)預(yù)留3 cm。切割完成后在24 h內(nèi)進(jìn)行管道壓漿，并進(jìn)行封錨。

2.3 施工控制點(diǎn)

整個(gè)現(xiàn)澆箱梁施工過(guò)程有三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：第一，現(xiàn)澆支架設(shè)計(jì)方案必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，驗(yàn)算合格后方可允許施工;第二，必須進(jìn)行支架預(yù)壓，觀測(cè)預(yù)壓后支架整體受力變形情況與下沉量，施工過(guò)程中預(yù)留下沉量;第三，梁體混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到100%后方可張拉，預(yù)應(yīng)力張拉采取雙控，以張拉力為主、引伸量為輔。

我公司經(jīng)過(guò)不懈努力，于2011年12月末安全、順利地完成了拆除依蘭鋼管拱橋的施工任務(wù);新建現(xiàn)澆箱梁橋于2012年5月完成現(xiàn)澆施工。

3 結(jié)束語(yǔ)

依蘭鋼管拱橋的成功拆除與現(xiàn)澆箱梁的順利完成，使我們掌握了拆除鋼管拱橋和現(xiàn)澆箱梁的關(guān)鍵技術(shù)，為我們以后類(lèi)似橋梁的施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。