解析某立交橋拆除專項方案

羅 皎

(貴州省公路工程集團有限公司)

1 引言

近年來，隨著社會的不斷發展，橋梁的拆除數量不斷增多，與此同時，對拆除的技術以及施工管理的要求也不斷增高。在拆除過程中既要確保安全問題和拆除的完成度，又要控制爆破危害對周圍環境的影響，所以選擇適合的方法以及實施方案是非常重要的。隨著一大批復雜建筑物爆破拆除的成功實施，爆破行業既贏得了經濟效益又贏得了社會效益，與此同時也成為立交橋拆除的一種常用的方法和手段。

2 工程概況

某立交橋始建于1988年，地處市中心地段。隨著城市的建設與發展需求，該立交橋已經不能滿足當前的交通需求，因此，當地政府決定將其拆除。與這段立交橋相連的還有座立交橋同樣也要拆除，兩立交橋有長達130 m的連接部分。此工程位于市最繁華的商業中心，兩側有商場、店面、政府部門的建筑物等，外緣的橋面與店面的距離僅為8～20 m。立交橋的下路面還埋有多種市政管線。綜合該立交橋的本身特點以及周邊的環境等各方面的因素，決定采用爆破的方法拆除該立交橋。該立交橋為鋼筋混凝土結構，橋面為連續上升的結構，最低處2.6 m，最高處6 m，橋板寬約為8～14 m，橋面板厚度約為0.60 m。橋下是由引橋及圓柱形橋墩組成的，其中圓形橋墩的直徑為0.7 m。同時，該立交橋路面以下埋有許多市政管線橫穿立交橋，包括自來水管、通信管線、電纜、燃氣管線路等，埋深約為0.6～1.0 m。

3 工程特點

立交橋周邊環境復雜，橋面距最近的商鋪只8 m;立交橋呈交叉、旋轉上升狀，橋面最高位6 m，每隔15 m都設有施工縫。由于其結構特性，只要原地倒塌爆破即可，不需要考慮向某個方向傾倒的問題，且橋面的寬度遠大于前面的厚度。

4 爆破的方案

立交橋為鋼筋混凝土結構。立交橋拆除的方案需根據周邊的環境來確定，該立交橋出于市中心地段，周邊環境復雜，交通壓力大，需要爆破拆除和機械拆除同時進行。橋墩的拆除選用雷管一次性炸碎的方案。應用炸碎支撐重力的橋墩的方案，使橋梁整體垮塌，該方法有利于機械群組多點平行作業。實施過程中可利用爆破不同段位，使橋面在原地先后垮塌，并且由于有時間差的關系，橋面會破裂成塊狀。之后再利用液壓移動破碎機將橋面板破碎解體，從而以最短的工期恢復該地段的交通。

5 爆破參數

為了確保安全的爆破，要先設計一系列的參數，如用藥量、炮孔的計算以及橋墩的爆破點確定等都是非常重要的，直接決定爆破的效果。

(1)藥量計算可以按下式計算式中q為單個炮孔的裝藥量，g;K為固定常數，表示單位炸藥用量，K=600 g/m3;a為相鄰各個炮眼的間距，m;R為橋墩的截面半徑，m。

(2)鋼筋混凝土梁柱的爆破時，鄰各個炮眼的間距a一般取1.0～1.5 W，在該立交橋的爆破中取a=1.0 W，a=35 cm。由于橋墩的圓柱形的，沿中心自上而下的布置一列6個孔，最低的距地面約為0.15 m。

(3)炮孔深度L可根據公式:L=CH計算，式中H表示圓柱形橋墩的直徑，H=0.7 m;C表示邊界條件系數，通常取值為0.7。計算可得L=0.49 m，取L=50 cm。

(4)圓柱形橋墩是支撐整個立交橋的重力的部位，因此，對于圓柱形橋墩爆破高度的選擇是極其重要的，直接影響到整個爆破效果。圓柱形橋墩的爆破高度可通過下式計算

式中:H為橋墩的爆破高度;K為經驗系數，在此處取K=1.8;B為橋墩圓柱截面寬邊長度，B取直徑0.7 m;h表示柱的最小破壞高度，一般取h=12.5 d，d表示配筋的直徑，計算可得:H=1.9 m。

(5)爆破時還需計算結構的最小抵抗W，爆破的最小抵抗一般為該結構截面較短邊的邊長的一半，最小抵抗的大小也會直接影響爆破效果。此處W=D/2=35 cm。

6 起爆網絡

爆破地點是城市的鬧市區，路面下面有各種市政管道，電纜等，因此需要考慮到感應電流、散電電流等的影響，可考慮采用抗干擾性強的非導電多排爆破網絡系統。炮孔裝兩發雷管，多排孔利用時間差分段起爆使其到達原地倒塌。起爆時兩段用兩個雷管起爆，中間采取瞬發雷管的方法進行爆破。從引橋開始分段起爆，分為15個段位，時差在2～10 HS。

7 爆破安全

7.1 飛石防護

由于拆除立交橋所涉及的范圍較廣，且立交橋橋墩分散，使得需要爆破的位置較多，因此，飛石的防護工作顯得尤為重要。爆破過程中，產生飛石的原因主要有立柱部位的爆破、立交橋坍塌過程中鋼筋的彎曲折斷以及橋板的倒塌觸地等。對此，需要采取有效的覆蓋防護措施:在橋墩的爆破部位采取多層覆蓋防護，外層為竹跳板，鐵線捆扎連成一體，近體第一層為草袋，二層為麻袋;另外，還需在橋面下方搭建防護墻，用于遮擋因爆破而產生的飛石，其高度約為爆破高度的1.5倍;有些商鋪有大面積的玻璃窗戶，則需增設一層防護竹跳板。除了有效的防護措施之外，還需根據爆破條件，合理確定爆破參數，嚴格控制單孔裝藥量，不能過大，這樣才能保證爆破安全。

7.2 爆破震動

爆破拆除之前，應該測量立交橋周圍最近建筑物與立交橋最大裝藥量爆破位置之間的距離。假設建筑物所允許的偉大震動速度按3 cm/s選取，落振動速度計算公式

式中:V為塌落引起的地面振速，cm/s;R為觀測點至沖擊地面中心的距離，m;M為下落構件質量，t;δ為地面介質破壞強度，一般取10 MPa;g為重力加速度，取值為9.8 m/s;H為構件的高度，m;β、Kt為塌落振動速度衰減指數和系數。設計中，最大同段藥量為6根橋墩同時起爆，經計算爆破震動不會造成危害。

7.3 空氣沖擊波

在爆破過程中，爆破所使用的藥量決定了空氣中沖擊波的強度。為了避免空氣沖擊波對爆破產生影響，因此應嚴格控制爆破時所使用的藥量，減小空氣沖擊波所帶來的破壞。

7.4 管線防護

由于立交橋下埋設了自來水管、電纜以及通信管線等，所以在拆除立交橋時需考慮到管線的防護工作。施工人員在爆破之前須做好準備工作，根據各單位所提供的管線埋設資料，在管線所在區域地面鋪設1.2～1.4 cm的鋼板，然后在鋼板上設置沙包墊，厚約為0.8～1.5 m左右，這樣才能有效防止因爆破對市政管線所產生的影響。

8 爆破效果

爆破之后，立交橋左右兩邊對稱倒塌，從東面引橋開始到中央的環形橋部位逐漸塌落。橋面部分基本破裂成塊狀，爆破過程中產生的飛石沒有飛遠，使得周圍建筑物沒有受到任何損壞，與此同時，由爆破產生的震動也很小，以爆破為中心方圓40 m外沒有絲毫的震感。因此爆破取得了成功。

9 結語

通過以上專項方案分析可知，城市立交橋的拆除采取爆破橋墩原地塌落的方法是行得通的。通過采取該爆破方案，達到橋墩與橋面混凝土可同時破碎的目的，使得在有限的時間之內能夠加快清理運輸的速度，為為該地段提前通車節約了時間，與此同時，周邊的房屋設施也得到成功的保護。所以為解決橋梁拆除中工作量大以及安全措施方面的問題，采取本方法是較為理想的拆除方式。

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