大跨度變截面三跨連續(xù)梁橋拆除施工技術(shù)

蔣琦

（中鐵十七局集團(tuán)有限公司 江蘇蘇州 215151）

1 引言

從施工的角度講，橋梁拆除施工具有風(fēng)險(xiǎn)性高，技術(shù)難度大，工期短等特點(diǎn)，對于待拆除橋梁自身而言，預(yù)應(yīng)力的損失程度、工作性能和承載能力等結(jié)構(gòu)受力狀況難以被清楚掌握，不確定因素很多，具有較大的潛在安全隱患，如果拆除方案選擇不當(dāng)，拆除的難度及風(fēng)險(xiǎn)則會(huì)成倍增長，嚴(yán)重者甚至?xí)劤墒鹿省Ｔ谔岢匀藶楸镜慕裉欤_保橋梁拆除工程安全、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，則必須進(jìn)行系統(tǒng)的橋梁拆除施工技術(shù)探索與理論分析研究。

大跨度連續(xù)梁橋拆除施工技術(shù)目前在國內(nèi)仍處于初步研究階段，尚未建立相關(guān)拆除理論，可供參考的技術(shù)研究及文獻(xiàn)資料相對稀少，可供借鑒的案例不多，本文以蘇州老長滸大橋拆除工程為背景，依據(jù)類似橋梁拆除工程成功經(jīng)驗(yàn)，介紹變截面三跨連續(xù)梁拆除施工技術(shù)。

2 工程概況

長滸大橋位于蘇州新區(qū)，全長210m，由雙幅橋并列設(shè)置組成，單幅橋?qū)?5m，跨越升級改造后的京杭運(yùn)河，主橋長（35+60+35）130m為懸臂澆筑法施工的三跨預(yù)應(yīng)力變截面混凝土連續(xù)箱梁，北幅橋建于1991年，南幅橋建于2000年。主橋?yàn)閱蜗潆p室直腹板截面，箱梁頂板寬度15m，底板寬8m，懸臂長3.5m。頂板厚0.30m，底板厚度為0.25m。箱梁梁高1.8～3.2m；兩個(gè)邊腹板厚0.3m，中腹板厚0.2m。北側(cè)引橋采用2×20m預(yù)制安裝T梁，南側(cè)引橋采用2×20m先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁。長滸大橋立面圖見圖1，平面圖見圖2。橋位處河道寬92m，水深5～5.5m，為IV級航道，航道運(yùn)輸繁忙。

圖1 長滸大橋立面圖

圖2 長滸大橋平面圖

3 交通組織方案

老長滸大橋拆除期間橋面交通不中斷，采取封閉半幅，同時(shí)將交通轉(zhuǎn)換至另半幅的導(dǎo)行方案。先拆除北半幅，待北側(cè)新橋在原位重建完成并進(jìn)行交通再次轉(zhuǎn)換后，再拆除南半幅老橋。老橋所跨越京杭運(yùn)河在橋梁拆除期間只能間斷性封航，按照航道主管部門要求，各節(jié)段每次吊運(yùn)航道封閉時(shí)長必須控制在4h以內(nèi)。

4 主橋拆除對航道的影響

因浮吊允許起重半徑限制，主跨和部份邊跨共分為11次吊運(yùn)拆除，其中涉及主跨通航孔為5次，為確保安全，需間斷性封閉航道，施工前與航道、海事等部門協(xié)調(diào)溝通，每次/天需封航4h。

5 主橋拆除施工工藝

老長滸大橋采用懸臂澆筑法施工，主橋拆除按照其建造工序的逆次序進(jìn)行，首先實(shí)施主墩墩梁固結(jié)，搭設(shè)臨時(shí)支墩，然后切割中跨合攏段，轉(zhuǎn)換體系，使結(jié)構(gòu)形成對應(yīng)建造時(shí)懸臂最長狀態(tài)。對稱于橋墩按施工時(shí)的梁截面劃分節(jié)段依次切割、吊運(yùn)后解體破碎。拆除前岸上的邊跨梁段通過搭設(shè)φ426mm鋼管支架結(jié)構(gòu)預(yù)頂，而水中邊跨梁段則搭設(shè)貝雷支架，用以保證梁段分割及拆除過程中的整體穩(wěn)定性。梁段切割采用目前已成熟運(yùn)用的液壓靜力切割技術(shù)。

5.1 臨時(shí)支墩設(shè)計(jì)

5.1.1 臨時(shí)水中支架設(shè)計(jì)

水中臨時(shí)支架由兩個(gè)基礎(chǔ)+縱橫向貝雷架組成，基礎(chǔ)采用直徑φ426mm，壁厚δ=8mm鋼管樁打入河床中，為增加臨時(shí)支架穩(wěn)定性，鋼管樁之間設(shè)置縱橫向剪刀撐連接，水中臨時(shí)墩布置見圖3。

圖3 水中臨時(shí)墩布置圖

5.1.2 岸上臨時(shí)支撐架

岸上臨時(shí)支墩采用混凝土擴(kuò)大板式基礎(chǔ)與φ426mm鋼管（δ=8mm）、型鋼搭設(shè)而成，每組由橫橋向4根，縱橋向設(shè)置兩排同尺寸鋼管組成。支撐之間由14#槽鋼剪刀撐焊接以增加整體性。混凝土下部基礎(chǔ)施打木樁進(jìn)行基礎(chǔ)處理，夯實(shí)，其后再澆筑c30厚度0.5m鋼筋混凝土基礎(chǔ)，并預(yù)埋地腳螺栓、法蘭盤等，鋼管通過法蘭盤與混凝土基礎(chǔ)連接，鋼管頂端與箱梁接觸處設(shè)置封頭法蘭盲板，鋼管就位并調(diào)整鉛垂后與箱梁底板錨固，端部用鐵楔塞緊、墊實(shí)。支墩橫向、縱向布置及混凝土基礎(chǔ)平面圖見圖 4～6。

5.2 主橋拆除施工技術(shù)

5.2.1 墩梁固結(jié)

主跨合攏段拆解后梁體內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力解除，自重荷載傳遞到0#塊體上，為保證主墩支點(diǎn)受力穩(wěn)定，必須使支座兩側(cè)梁段維持基本平衡，但考慮到拆除過程中各種不確定因素，且主墩為薄壁墩，墩厚僅為1.5m，為了確保安全，分割梁段前采用鋼板組合疊加將薄壁墩兩側(cè)梁底與墩頂之間間隙全部填塞密實(shí)。

圖4 支墩橫橋向布置圖

圖5 支墩縱橋向布置圖

圖6 混凝土基礎(chǔ)平面圖

5.2.2 梁段分割原則

箱梁根據(jù)浮吊吊裝重量許可及原施工截面位置綜合確定各吊裝節(jié)段縱向長度。需要引起注意的是為防止切割設(shè)備切到錨頭，切割位置須在節(jié)塊連接處向拆除節(jié)段方向偏移0.5m。

5.2.3 靜力切割工藝

大節(jié)段箱梁切割采用鏈?zhǔn)角懈顧C(jī)進(jìn)行，切割斷面呈“八”字型以便切割段的整體吊裝，切割面應(yīng)平順，盡量避免出現(xiàn)鏈鋸彎曲現(xiàn)象，防止吊裝刮擦，影響起升效率。箱梁兩端切割斷面須同時(shí)進(jìn)行切割，同一斷面的4個(gè)切割點(diǎn)也必須同步進(jìn)行；為防止切割過程中切割段突然下墜沖擊，切割前將鋼絲繩吊力調(diào)整至計(jì)算拉力大小，根據(jù)箱梁切割部位變形量，逐步調(diào)整吊力，使節(jié)段箱梁始終保持平衡。同時(shí)，在頂板與底板切縫內(nèi)加塞鐵片楔子，保持切割縫隙在1cm以上，確保切割的順利實(shí)施。

5.2.4 拆除順序

拆除順序由中跨合擾段往東西兩側(cè)主墩方向進(jìn)行，即①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩11○的拆除順序，將各節(jié)段吊運(yùn)至岸上指定區(qū)域卸載，再進(jìn)行二次解體破碎轉(zhuǎn)運(yùn)出場。①～11○梁段拆除完畢后再對陸地剩余邊跨梁段實(shí)施拆除，采用自行式液壓破碎錘機(jī)械鑿除的施工方法，過程中及時(shí)灑水降塵，防止揚(yáng)塵污染，拆除順序見圖7。

圖7 拆除施工順序

5.3 吊裝設(shè)備選擇

為了盡量減少航道封閉次數(shù)，考慮橋梁高度、運(yùn)河水深等施工環(huán)境特點(diǎn)，根據(jù)計(jì)算得到的分割梁段最大吊重為346t，所配備浮吊選用500t級確保吊裝的安全性。浮吊工作尺寸見圖8～9。

圖8 浮吊平面工作尺寸示意圖

圖9 浮吊立面工作尺寸示意圖

計(jì)算得到吊裝最重分割梁段（1#、0#、1′#）重346t為最不利工況條件，吊點(diǎn)橫斷面設(shè)置詳見圖10。鋼絲繩選擇公稱抗拉強(qiáng)度1870MPa、纖維芯鋼絲繩6×37類，直徑為56mm，經(jīng)計(jì)算其最小破斷力能滿足安全性要求。

圖10 吊點(diǎn)橫斷面設(shè)置

5.4 水中墩拆除

主橋吊除后，水中蓋梁、墩柱及承臺采用大型船載破碎機(jī)（PC470型）直接進(jìn)行破碎。破碎機(jī)為PC470型，最大破碎深度可達(dá)水下8m，滿足本工程水下破碎深度要求。破碎過程中配備一艘定位抓斗挖泥船進(jìn)行混凝土碎塊打撈，將水下混凝土碎塊清除干凈，最后申請航道部門進(jìn)行驗(yàn)收。

7 結(jié)論

不同的連續(xù)梁橋拆除施工因?yàn)闃蛄罕旧碓O(shè)計(jì)、要求工期及所處環(huán)境差異等原因所選用的拆除方法亦存在諸多差別，只能通過具體情況進(jìn)行具體分析，從安全性、經(jīng)濟(jì)性及工期、橋梁邊界條件等多方面綜合考慮，選定安全、經(jīng)濟(jì)、合理的拆除方案，結(jié)果表明，本工程配備少量臨時(shí)支撐，采用的液壓靜力切割、分段吊裝的施工方法最終被證明是安全、快速、經(jīng)濟(jì)的，具有結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換平穩(wěn)，施工速度快，對周邊環(huán)境影響小，安全性能夠得到保證等優(yōu)點(diǎn)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，可為同類變截面連續(xù)梁橋的拆除施工提供借鑒。

[1]蔣漢祥.水中連續(xù)梁橋拆除施工技術(shù).城市建設(shè)理論研究：電子版，2012（13）.

[2]王旺勸，向睿，等.反澆筑順序的節(jié)段切割法在舊橋拆除中的應(yīng)用研究[J].交通科技，2007，223（4）：34～36.