淺談柔性系桿拱橋拆除施工技術(shù)

王新明

（中鐵二十二局集團(tuán)第三工程有限公司，福建 廈門 361000）

0 前言

該橋位于某市二環(huán)西路，為交通要道，跨越寬度180m河道，需保證行車及船只通行進(jìn)行拆除，施工難度極大。優(yōu)先施工新橋兩側(cè)輔橋，道改至輔橋通行，再拆除該系桿拱橋并原位新建主橋。經(jīng)過多次開會(huì)研究，選用逆向工序法拆除施工。該方案保障了既有橋梁拆除過程中的安全同時(shí)保證原位新建橋梁的如期完成。

1 工程概況

1.1 工程簡介

既有橋長304.86m，跨徑布置：（20+40+60+40+20）m，上部結(jié)構(gòu)采用五跨連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土三室箱梁，箱梁全寬27m,底寬17m,梁高2.05m，采用拱梁結(jié)構(gòu)，橋墩通過八根砼柱支撐，單箱三室箱梁橫縱布置預(yù)應(yīng)力，主橋結(jié)構(gòu)形式為予應(yīng)力混凝土連續(xù)梁拱組合式橋梁,拱肋形式在橋面上為單根鋼管混凝土拱(單肋),在橋面以下為雙肋分叉的鋼筋混凝土。

根據(jù)老橋梁圖紙中吊桿張拉力的說明，吊桿中每根鋼絞線的張拉力為195.5KN，單根吊桿中有9 根鋼絞線，即每根吊桿的張拉力為F=195.5×9=1759.5KN。

2 既有系桿拱橋拆除的總體思路

總體思路采用逆向工序法拆除施工，首先對(duì)既有橋梁原施工工藝及方法詳細(xì)了解，然后采用鋼管立柱對(duì)既有橋梁進(jìn)行恢復(fù)支撐，拆除梁體吊桿，繩鋸分割法將既有橋分解成塊，運(yùn)輸車轉(zhuǎn)運(yùn)至棄渣場進(jìn)行機(jī)械再次破碎分解。

3 詳細(xì)拆除方案

3.1 既有橋梁原施工情況調(diào)查

該施工步驟尤為重要，在方案確定前將老橋原施工方案進(jìn)行詳細(xì)研究，查找該橋原施工的支架形式、是否在施工完成后在河道內(nèi)存有遺留物，盡可能的找到原施工負(fù)責(zé)人，確保拆橋支架方案的可行性，調(diào)查清楚后及時(shí)進(jìn)行拆橋支架的設(shè)計(jì)。

3.2 測量放樣及水磨鉆取孔施工

3.2.1 既有橋梁平面位置復(fù)核

為保障既有橋梁整個(gè)施工過程精確測量，單獨(dú)布設(shè)控制網(wǎng)，拆除前應(yīng)仔細(xì)核對(duì)橋梁平面尺寸。檢核無誤后方可進(jìn)行下一步工作。

檢核辦法:①利用既有橋梁圖紙?zhí)峁┑臄?shù)據(jù),將橋梁各個(gè)結(jié)構(gòu)的平面圖以實(shí)際坐標(biāo)錄入CAD 中進(jìn)行復(fù)核。②利用坐標(biāo)正反算原理,依據(jù)圖紙橋梁墩臺(tái)樁號(hào),對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)尺寸復(fù)核。

3.2.2 鋼孔位放樣

準(zhǔn)備鋼釘、記號(hào)筆、細(xì)線，當(dāng)用全站儀將樁位中心定好后砸入鋼釘,在鋼釘上做出中心標(biāo)記,在距離鋼釘約2m 的位置(堅(jiān)實(shí)牢固不被破壞的地方)砸入護(hù)樁（鋼釘）用細(xì)線兩兩交叉綁扎,并且細(xì)線交叉點(diǎn)正好落在鋼釘標(biāo)記處也就是樁位中心,精準(zhǔn)無誤后,方可進(jìn)行水磨鉆孔施工。

3.2.3 水磨鉆取孔施工

施工時(shí)如遇因取孔破壞既有橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線,現(xiàn)場技術(shù)人員應(yīng)對(duì)比圖紙?jiān)敿?xì)記錄破壞鋼絞線的根數(shù)及對(duì)應(yīng)圖紙的位置，全過程進(jìn)行橋梁變形監(jiān)測，工程部做好相關(guān)技術(shù)指導(dǎo)。

3.3 鋼管樁插打

該橋拆除支架需要具有進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)及計(jì)算，根據(jù)既有橋梁拆除支架計(jì)算書，選用合理的立柱形式、工字鋼橫梁及相關(guān)設(shè)備，鋼管樁材料選用Φ630mm、壁厚10mm 無損傷螺旋管，吊裝設(shè)備選用70t 履帶吊配合120 振動(dòng)錘，站位與既有橋梁橋面上，采用釣魚法縱向從橋梁兩側(cè)向跨中進(jìn)行鋼管樁插打，為保障既有橋梁拆除安全，水磨鉆取孔應(yīng)配合鋼管樁插打進(jìn)度，即水磨鉆應(yīng)橫向成排鉆孔完成后，立即插打鋼管樁并完成鋼管樁支架支撐搭設(shè)，再進(jìn)行往跨中方向下排鋼管樁支架施工。

打樁時(shí)，利用既有橋梁取孔作為矯正樁導(dǎo)向架控制樁的垂直度。若開始階段樁位不正或傾斜，調(diào)正或?qū)摴軜栋纬鲋匦虏宕颉ｅN擊至樁頂高出橋面60-80 cm時(shí)，停止錘擊，進(jìn)行接樁，再用同樣步驟直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度（見計(jì)算書）為止。

3.4 工字鋼橫梁架設(shè)

鋼管樁插打至設(shè)計(jì)深度后，沿既有橋梁梁底往下43cm（工字鋼高度加3cm）位置作為標(biāo)高割除多余鋼管樁，鋼管樁頂焊接封頂鋼板（采用70×70cm，厚度2cm的鋼板），架設(shè)工字鋼橫梁，工字鋼采用小型浮船運(yùn)輸至橋底安裝部位，龍門吊通過打樁孔吊裝工字鋼進(jìn)行安裝。

3.5 安裝牛腿頂升梁體

鋼管樁兩側(cè)（縱向）進(jìn)行牛腿焊接，利用牛腿安裝千斤頂進(jìn)行梁體預(yù)頂升，頂升力達(dá)到120t 后橫梁頂部分段安裝填充鋼管，保障支架與橫梁之間填充密實(shí)，同時(shí)利用分段位置作為繩鋸縱向分割梁體作業(yè)空間。

3.6 拆除既有鑒湖大橋翼板

因既橋翼板無縱向預(yù)應(yīng)力筋，且縱向支架間距較大（約17m），翼板切割后落于支架上無法保證自身穩(wěn)定性（有折斷可能），同時(shí)為減少既有橋拆除支架的載重，配合支架搭設(shè)進(jìn)度，在已完成支架部分后開始翼板切割拆除，拆除時(shí)利用既有橫梁作為懸挑梁，搭設(shè)工字鋼橫梁懸掛切割兩橫梁之間的翼板，切割后用龍門吊吊至場外。

3.7 搭設(shè)鋼管混凝土支架

3.7.1 鋼管拱安裝支架設(shè)計(jì)

鋼管拱安裝支架采用四根直徑為377mm 的螺旋焊管組焊成200×300cm 的鋼管支墩，鋼管間采用12.6 槽鋼聯(lián)接。擬定將主跨60m 拱分為5 段，輔跨40m 分為3 段，主跨設(shè)置支架3 處，輔跨支架設(shè)置2 處。

3.7.2 支架安裝

放樣全橋的設(shè)計(jì)中心線，確定支架各立桿的中心點(diǎn)。鋼管采用法蘭盤及膨脹螺栓與既有橋面固定。為保證支架的穩(wěn)定，支架沿既有橋梁橫截面方向設(shè)置纜風(fēng)繩拉錨于拆除支架立柱上，沿既有橋梁縱向立柱之間用槽鋼連接。

3.8 吊桿拆除

在梁體支架施工時(shí)對(duì)既有梁體增加了向上的頂力，單管頂力120t，支架立管共計(jì)64 根，約7680t，梁體總重7430t，釋放吊桿應(yīng)力后，對(duì)吊桿采用直接切割處理，切割前首先進(jìn)行吊桿應(yīng)力監(jiān)測，確認(rèn)在吊桿已無受力，切割采用氧焊將拱頂部位錨頭熔斷，使吊桿自然下落，再對(duì)梁面位置進(jìn)行切割。吊桿的拆除順序?yàn)橛煽缰邢騼蓚?cè)對(duì)稱拆除。

3.9 剩余梁體拆除

箱梁采用繩據(jù)分塊切割，單塊重量根據(jù)起重設(shè)備能力計(jì)算每個(gè)分塊重量。剩余2m 寬梁體的拆除原則為由對(duì)應(yīng)支架支撐點(diǎn)直接切割，切割后由龍門吊調(diào)運(yùn)出現(xiàn)場。

3.10 下部結(jié)構(gòu)拆除

墩身采用繩鋸已支座為單元進(jìn)行切割，切割后調(diào)運(yùn)至地面進(jìn)行就地分解。

4 既有橋梁拆除過程安全控制

4.1 既有橋梁拆除前制定專項(xiàng)監(jiān)測方案，監(jiān)控既有橋梁吊桿應(yīng)力及梁體變形情況。

4.2 既有橋梁取孔過程中記錄損壞量體內(nèi)預(yù)應(yīng)力的位置及根數(shù)并全過程監(jiān)測梁體變形情況。

4.3 既有橋梁支架恢復(fù)完成后全面檢查整體支架的密實(shí)度及支架立柱的應(yīng)力監(jiān)測。

4.4 繩據(jù)分解梁體時(shí)嚴(yán)禁重型機(jī)械上橋進(jìn)行運(yùn)輸及其他作業(yè)。

5 結(jié)束語

本文以柔性系桿拱橋拆除為例進(jìn)行了總結(jié)，筆者認(rèn)為在該類既有橋梁拆除中采用逆向工序法最為安全保守，建議在類似工程采用該方法進(jìn)行施工可有效降低施工風(fēng)險(xiǎn)。