錢若霖 蘇 佩
(陜西工業職業技術學院土木工程學院,陜西 咸陽 712000)
隨著我國交通運輸不斷發展,公路交通量增長迅速,早期建設的混凝土舊橋已經無法滿足繁重的交通荷載[1-2],且隨著服役時間的增加,橋梁結構受到外部環境的侵蝕,出現大量病害導致其耐久性降低,甚至喪失承載能力,形成危橋。對于這類危橋,其空間受力狀態不明確,且其周邊環境復雜,若采用常規的拆除方式,如切割吊裝、機械破碎法和爆破法[3],會產生大量振動噪音和建筑垃圾,不符合綠色文明的施工理念且施工效率較低,安全性能降低,對于跨線橋,更會造成長時間的交通中斷,波及范圍更廣,造成經濟成本的增加[4-7]。因此對于既有跨鐵路線舊橋的拆除,應充分考慮綠色文明施工的理念,采用高效環保的施工組織、工藝和措施,以保證安全、快速、有效地拆除舊橋[8]。
既有跨隴海線舊橋(對應既有隴海線K1066+855,影響范圍為K1066+600~K1067+100),橋寬10m,跨徑20m,上部為6片T梁組成,橋臺為U型片石混凝土,基礎為明挖擴大基礎。由于舊橋圖紙缺失,現場勘測得到相關參數包括有每片梁寬1.6m,高1.3m,一片梁約重24T,梁體設2道端隔板,3道中隔板,混凝土梁鋪裝層厚度17cm,重量60t,人行道總重約41t,此次移梁總重量約245t,梁底距既有線軌頂高度為7.2m,兩側橋臺距既有上、下行線中心距離分別為5.13m、4.81m。

圖1 既有跨線橋鳥瞰圖

圖2 既有跨線橋近景
此次舊橋拆除應充分考慮施工空間場地狹窄、病害橋梁受力不明確、周圍環境影響范圍和隴海線列車通行等因素,常規的拆除工藝出現局限性,應設計合理的施工拆除方案,保障施工安全。
本次跨線橋拆除采用SPJ900 架橋機逆作法拆除舊橋。架橋機位于橋臺兩側,所占場地面積較小,最大限度降低對周圍居民的影響。舊橋采用型鋼組合構件作為枕梁,鋼箱梁作為托梁,利用錨桿對舊橋梁體整體綁扎,再與架橋機已有錨桿固定,拆除設備如圖3 和圖4 所示。整體拆除工藝避免了梁體破碎的噪聲污染以及碎落塊掉落至鐵路線對行車安全造成的風險,且提高了拆除效率,符合綠色文明施工的理念。

圖3 型鋼組合構件綁扎梁體示意

圖4 架橋機整體設置示意
拆除作業需要與通信段、電務段、供電段等多家單位配合完成,包括施工地段通信、電務光電纜徑路、有影響施工的光電纜提前遷移,還有施工前期的交通保暢組織方案、施工期間接觸網停電與防電設備安裝等。涉及作業內容有物理隔離安拆、架橋機安拆、過孔及回退、橋面防拋網及人行道護欄拆除、部分人行道鑿除、提梁設備安裝、既有T梁拆除等。
通信電纜沿下行線側路肩敷設,在橋下采用電纜槽包裹,不影響T 梁拆除。電務電纜在橋梁施工范圍內沿上行線敷設,物理隔離施工前進行探挖,若影響施工,制定防護措施后再施工物理隔離。
既有橋梁東西兩側人行道上均有電纜,東側電纜約66 根,西側電纜5根,為中國移動、中國聯通、廣電網絡、供電局等單位在用電纜,拆除T梁施工前需提前將電纜進行過渡遷改。
建筑段給水管沿隴海上行線路肩鋪設通北側橋臺,施工前需探明其管道具體位置并對其進行防護。
既有T梁拆除采用SPJ900架橋機進行整體移除,架橋機最大寬18.5m,最大高13.1m,允許最大作業縱坡2%,吊梁升降速度0.5m∕min,主機過孔最大走行速度3m∕min,桁車空載最大走行速度10m∕min。
首先在橋梁南北兩端橋面上設定位置吊裝3 根H500×200型鋼組焊件作為上壓梁,對應梁底吊裝1 根700×600 鋼箱梁作為下托梁,每端上壓梁與下托梁間在兩側用4根Φ40PSB830精軋螺紋鋼進行拴接將梁體固定成一個整體;同時在北側遠離線路的舊橋路面上完成架橋機拼裝,然后架橋機由北向南跨到設定位置后固定支腿,再安裝吊具、鎖定吊點,將T 梁整體吊起向北側移動穿過架橋機中支腿至遠離線路位置,然后落梁并將梁體拆解清運出現場,最后架橋機回退至北側遠離線路位置并拆除,完成T梁拆除施工。
3.2.1 點外封閉
點外先沿南北橋臺周圍設置封閉圍擋,利用破碎錘鑿除兩端枕梁位置路面混凝土,同時人工配合小型機械鑿除既有橋梁梁端伸縮縫處混凝土,將梁體與路分離開。
3.2.2 點內施工梁體吊裝位置
施工前需在線路上對應施工范圍內鋪設彩條布,防止施工產生碎渣或臟水污染線路,且施工完成后必須將施工垃圾及時清理出線路。
人工配合小型機械鑿除橋面影響H500×200型鋼組焊件上壓梁擺放位置處人行道、鋪裝層,拆除部分防拋網,保證上壓梁放置位置準確,上壓梁底與T梁頂接觸面水平無明顯高低錯臺,兩端壓梁間距17.1m,吊梁分別與上、下行線距離3.85m、3.53m。
在梁面設定位置放樣定出孔位,利用取芯機鉆取直徑12cm的孔作為吊桿的作業孔,共8 個孔,另外在外側對應位置各鉆1個孔作為安裝吊桿孔,共8個孔,平均鉆1個孔需要約15min,計劃采用3臺取芯機施工。
3.2.3 澆筑混凝土梁
在南端橋臺設定位置澆筑截面為680cm×144cm×100cm的C30 鋼筋混凝土枕梁,北端橋臺設定位置澆筑截面為700cm×400cm×100cm的C30鋼筋混凝土枕梁,混凝土梁沿橋梁中軸線對稱布置,南北兩側枕梁中心距橋臺胸墻距離分別為2.4m、12.5m,施工時需在南北兩側橋臺對應枕梁位置利用挖機開挖基坑,并對基底承載力進行檢測。
3.2.4 組裝鋼構件
點內吊車將下托梁先吊至線路上且在物理隔離外側放置,下托梁落地之前平整地面,吊放過程中安排專人在其兩端用纜風繩對其進行拉拽,保證其平穩下落至指定位置,點外人工利用滑輪等工具將其縱移至梁底對應位置,然后吊車將上壓梁直接吊裝就位。
在上壓梁兩端放置2 臺卷揚機,通過鋼絲繩垂直起吊下托梁至梁底,需時間30min,下托梁上提前固定好的吊桿從對應孔穿過與上吊梁進行鎖定形成一個整體,需時間20min。人工利用吊籃分別從1#孔位從地面上至梁底,將從2#孔位下穿的吊桿吊具組裝完整。
3.2.5 架橋機移梁
在既有橋北側路面上安裝架橋機,架橋機前端距離北側橋臺胸墻12.5m,安裝完成后進行調試檢測,調試檢測完成后整體沿橋軸線向南行走過跨,行走距離為34.9m。過跨至預定位置后將架橋機各支腿分別固定在已施工枕梁上,并將前后天車吊具分別與梁面上兩端已安裝好的吊具進行連接固定。
吊具安裝到位后進行試吊,將梁提起30cm 左右,若試吊過程正常則將梁放下,待下一個點再移除;若試吊不順利,則應解決梁體起吊過程中存在的問題,待下一個天窗點內繼續作業,期間設專人防護。
點內T 梁提升高度6m 后,利用前后天車同時驅動向北移動,使梁體順橋向穿過中支O型腿向北移出隴海線,直到梁體前端完全離開北側橋臺臺尾且梁體后端距架橋機后支3.7m時,再將梁整體下放至路面上,整個施工過程中點內梁體縱移距離為36m。
3.2.6 T梁鑿除與架橋機拆除
在架橋機中支及兩側各6m范圍內搭設圍擋,破碎錘對梁體進行鑿除,利用挖機、裝載機將碎渣清理出現場。梁體全部移除后,點內架橋機后退過孔拆除,過孔距離34.9m。
隨著我國交通事業的發展,部分老舊橋梁不再適合現有的交通荷載,舊橋拆除過程中會不可避免地出現工期要求高、施工場地復雜的條件,我們應秉承綠色施工建設理念,結合橋址特點,綜合分析并因地制宜,采取相應施工工法進行作業,以期把對既有交通、環境等的影響降至最低。
本文橋梁工程采用的架橋機逆作法拆除方案,有效降低對周圍環境的影響,以對鐵路線影響最小為目標,最大限度地降低了安全隱患,保證了線路的正常安全運營;同樣保障了路面交通以及周圍居民的正常生活,體現了綠色文明施工建設理念,為同類橋梁施工拆除提供借鑒和參考。