京臺(tái)改擴(kuò)建工程主線跨市政道路橋梁拆除施工技術(shù)

王 東

(中交二公局萌興工程有限公司，陜西 西安 710065)

0 前 言

京臺(tái)高速公路泰安至棗莊(魯蘇界)段改擴(kuò)建工程項(xiàng)目主體工程施工(第6標(biāo)段)起點(diǎn)樁號(hào)K618+200，終點(diǎn)樁號(hào)K636+500，路線長(zhǎng)18.3 km，沿線途經(jīng)棗莊市滕州市、高新區(qū)、薛城區(qū)，其中K621+720～K624+500段采用左幅新建、右幅利用既有老路的單側(cè)分離加寬方案，長(zhǎng)度2.78公里；其余段落采用雙側(cè)拼寬方案。拼寬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載采用公路-Ⅰ級(jí)；全線按雙向八車道高速公路改擴(kuò)建，設(shè)計(jì)速度120 km/h，改擴(kuò)建后路基寬度42 m。項(xiàng)目跨越市政道路需要拆除重建橋梁為14座，結(jié)構(gòu)形式為簡(jiǎn)支梁橋和現(xiàn)澆橋兩種。具體情況見表1。

表1 需拆除橋梁基本情況統(tǒng)計(jì)表

1 高速公路保通方案

項(xiàng)目路段內(nèi)跨越路網(wǎng)密集、間距接近，且現(xiàn)狀京臺(tái)高速縱斷填土高度已較低，在線外修保通便道工程規(guī)模無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)，且額外增加一定數(shù)量的臨時(shí)用地和拆遷，故棗莊高架橋保通采用單側(cè)先行拼寬后拆除的雙向四車道保通方案。市政道路施工期間分階段實(shí)施封閉繞行，單獨(dú)制定保通方案。以棗莊高架橋段為例，施工第一階段與主線段落基本一致，首先在A幅現(xiàn)狀橋基礎(chǔ)、橋涵基礎(chǔ)上直接拼寬7 m，設(shè)臨時(shí)護(hù)欄，重新劃分車道。施工第二階段，將車輛轉(zhuǎn)換至A幅雙向四車道通行；B幅老路既有路基挖除，一次性完成20.5 m高架橋施工。第三階段B幅高架橋施工完成，車輛轉(zhuǎn)換至B幅高架橋上雙向四車道通行，A幅挖除既有老路和拼寬部分完成另外半幅高架橋施工。根據(jù)保通方案，本標(biāo)段橋梁拆除分兩個(gè)階段進(jìn)行：第一階段拆除右幅橋梁；第二階段拆除左幅及保通橋。

2 拆除方案比選

舊橋拆除選用兩個(gè)拆除方案比較：切割吊運(yùn)法，機(jī)械破碎拆除法。

方案1支架切割拆除法：老橋?yàn)楝F(xiàn)澆橋，需搭設(shè)支架；為簡(jiǎn)支梁的簡(jiǎn)易支架切割吊運(yùn)。支架搭設(shè)過(guò)程中需要中斷交通，支架搭設(shè)完成后需進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換，拆除工期較長(zhǎng)。

方案2機(jī)械破碎拆除法：無(wú)需大型設(shè)備在舊橋上，拆除工期較短，對(duì)交通影響較小。

基于舊橋所處的地理位置和周邊環(huán)境，針對(duì)舊橋拆除進(jìn)行方案比選見表2。

表2 拆除方案對(duì)比一覽表

綜上所述，現(xiàn)澆梁橋選用機(jī)械破碎拆除的方案經(jīng)濟(jì)高效、切實(shí)可行；其他橋均為簡(jiǎn)支梁空心板采用機(jī)械破除吊運(yùn)法拆除。

3 拆除施工

3.1 現(xiàn)澆梁橋拆除

(1)拆除原則及要求

拆除原則，“安全第一、施工有序，平衡對(duì)稱、化整為零，由上而下、逐步卸載，先建后拆、后建先拆”。拆除要求，拆除范圍：該橋破壞性拆除全部結(jié)構(gòu)。其中，橋墩拆除至現(xiàn)有地面標(biāo)高，兩側(cè)橋臺(tái)拆至樁基礎(chǔ)。拆除主體結(jié)構(gòu)前的預(yù)拆除時(shí)保證橋梁的穩(wěn)定和人員的安全。確保作業(yè)人員、周邊人員及建筑、設(shè)施的絕對(duì)安全。切實(shí)加強(qiáng)施工過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)安全保障措施，嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程，確保施工安全。

(2)連續(xù)梁破碎拆除的工藝流程

圖1 工藝流程

(3)連續(xù)梁分步驟實(shí)施拆除作業(yè)

臨時(shí)封閉市政大道道路交通：在臨時(shí)封閉市政大道道路之前，做好所有準(zhǔn)備工作，外圍的道路封閉等工作尋求交警各相關(guān)管理部門負(fù)責(zé)實(shí)施，項(xiàng)目部全力配合；施工范圍內(nèi)由我施工單位自行負(fù)責(zé)實(shí)施。在臨時(shí)封閉A匝道后，立即在A匝道路面上填砂位置150 m外兩側(cè)位置采用水馬全封閉道路，水馬上方設(shè)置紅藍(lán)警示爆閃燈，并安排專人值班，以防有誤入車輛沖進(jìn)施工區(qū)域。

在市政大道上鋪設(shè)墊層：先在施工范圍內(nèi)的市政大道道路上鋪設(shè)彩條布，彩條布上滿鋪竹笆，再鋪40 cm左右厚的砂，以防止破碎的混凝土碎渣跌落損傷A匝道的瀝青路面，同時(shí)在鑿巖機(jī)作業(yè)斷面上填筑5 m寬1 m高的砂以抬高鑿巖機(jī)的工作高度，方便鑿巖機(jī)施工。

彩條布、竹笆等預(yù)先分別放置在臨時(shí)便道旁，封閉市政大道后立即安排人員、設(shè)備從兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行施工。

鑿巖機(jī)就位、鑿除：路面保護(hù)完成后上橋把老橋的護(hù)欄及翼緣板進(jìn)行拆除，為鑿巖機(jī)提供舉升高度，然后采用16臺(tái)鑿巖機(jī)分置于主線上跨市政大道道路橋的兩側(cè)，同時(shí)對(duì)稱進(jìn)行主線上跨市政大道道路橋舊橋上部結(jié)構(gòu)的機(jī)械鑿除施工。

鑿除順序?yàn)椋鹤o(hù)欄→箱梁翼緣板→箱梁邊腹板→箱梁兩側(cè)頂板→箱梁兩側(cè)底板→箱梁兩中腹板→箱梁中間頂板→箱梁中間底板，鑿除的每項(xiàng)作業(yè)都必須從跨中向兩側(cè)進(jìn)行，且同跨鑿巖機(jī)必須同步、對(duì)稱進(jìn)行施工。最后只剩下箱梁中頂板、中底板時(shí)，方可從跨中斷開箱梁，讓梁體自然下垂。箱梁拆除完成后，只留6臺(tái)鑿巖機(jī)從主線兩側(cè)同時(shí)拆除1#、2#、3#、4#墩立柱和其下混凝土基礎(chǔ)。交叉配備2臺(tái)機(jī)械液壓鉗(舊橋兩側(cè)各一臺(tái))、6套氣割設(shè)備進(jìn)行鋼筋的切斷工作。

由工程概況中箱梁、護(hù)欄、橋面鋪裝的工程數(shù)量推算，考慮施工時(shí)的不確定性因素，按7 h控制。

廢渣清理：鑿巖機(jī)鑿除完成后全部撤至主線兩側(cè)，留4臺(tái)挖掘機(jī)、2臺(tái)裝載機(jī)進(jìn)場(chǎng)清理鑿除落下的廢渣(所填砂及廢渣約800 m3)，先用裝載機(jī)將大堆的廢渣裝運(yùn)到便道，后用挖掘機(jī)清理小堆的廢渣到便道外。1#、2#、3#、4#墩在鑿除墩身和混凝土基礎(chǔ)時(shí)，挖掘機(jī)可以同時(shí)挖運(yùn)路上的廢渣，以節(jié)省最后清理廢渣時(shí)間。

路面清理、恢復(fù)交通：路面上的廢渣用機(jī)械清理的差不多時(shí)，人工(每側(cè)安排15人左右)上路進(jìn)行清理，如土工布、彩條布等，并用掃帚打掃路面，然后采用灑水車進(jìn)行沖刷，恢復(fù)原交通狀態(tài)。同時(shí)安排4人拆除臨時(shí)設(shè)置標(biāo)志標(biāo)牌、照明設(shè)施，確保行車安全。

恢復(fù)交通：整個(gè)破碎拆除及廢渣清理工作控制在23 h 30 min內(nèi)完成，還有30 min作為機(jī)動(dòng)時(shí)間切實(shí)保證市政大道(19∶00以后)的正常交通通行。橋臺(tái)的拆除可安排白天進(jìn)行施工。需重點(diǎn)做好揚(yáng)塵控制和作業(yè)區(qū)安全管理。

(4)左幅老橋拆除順序方法

左幅老橋拆除順序方法相同，不同點(diǎn)在于：①拆除左幅時(shí)右幅新橋已通車，新橋比老橋高約2 m，鑿巖機(jī)在內(nèi)側(cè)舉升空間足夠，無(wú)需在橋面上拆除內(nèi)側(cè)板梁；②左幅拆除時(shí)連同保通橋一起拆除。

3.2 簡(jiǎn)支梁橋拆除

(1)簡(jiǎn)支梁破碎拆除的工藝流程

圖2 工藝流程

(2)簡(jiǎn)支梁分步驟實(shí)施拆除作業(yè)

臨時(shí)封閉市政大道道路交通，和在市政大道上鋪設(shè)墊層與現(xiàn)澆梁橋做法相同。

鉸縫破除：用鑿巖機(jī)順著鉸縫的方向?qū)⑴f橋老的鉸縫破除開。

梁板吊裝：鉸縫破除完畢后用130 t汽車吊將板梁逐片吊出，放在橋臺(tái)位置破碎。通過(guò)計(jì)算16 m空心板梁重量約為25 t，查100 t汽車吊的性能表可知，100 t汽車吊滿足吊裝能力。

蓋梁、立柱破除：板梁吊裝完成后，采用2臺(tái)鑿巖機(jī)同時(shí)對(duì)1#、2#蓋梁和立柱進(jìn)行鑿除。

路面清理、恢復(fù)交通：將蓋梁、立柱破碎下的混凝土渣清理至施工便道上。同時(shí)安排4人用鐵鍬、掃把清理路面，確保行車安全。

恢復(fù)交通：整個(gè)破碎拆除及廢渣清理工作控制在23 h 30 min內(nèi)完成，剩余30 min機(jī)動(dòng)時(shí)間，切實(shí)保證市政道路的正常交通通行。

非跨路部分拆除方法和順序相同，且不受橋下交通影響。可安排白天進(jìn)行施工。需重點(diǎn)做好揚(yáng)塵控制和作業(yè)區(qū)安全管理。

4 施工主要安全措施

針對(duì)橋梁拆除的施工特點(diǎn)及各施工現(xiàn)場(chǎng)情況，首先要進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)分析評(píng)價(jià)，并制定對(duì)策措施，實(shí)行清單化安全管理。施工中具體還采取了如下管控措施。

4.1 拆除施工安全管理

作業(yè)人員必須持證作業(yè)，作業(yè)前由作業(yè)班組長(zhǎng)檢查安全裝備和設(shè)施的牢靠性。拆除作業(yè)工作應(yīng)由專人指揮，統(tǒng)一安排，分工明確，做到有條不紊。安全工作由專人負(fù)責(zé)管理，對(duì)相關(guān)施工作業(yè)人員簽定安全責(zé)任書。做好事前安全、技術(shù)交底工作，加強(qiáng)施工人員的安全認(rèn)識(shí)，明確安全控制點(diǎn)及安全防范措施。正確穿戴安全防護(hù)用品，高空作業(yè)人員應(yīng)系好安全帶。職工作業(yè)時(shí)應(yīng)注意做到“四不”傷害，加強(qiáng)自我保護(hù)意識(shí)。

4.2 拆除施工時(shí)主線高速安全防護(hù)措施

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，考慮右側(cè)待拆橋梁與左側(cè)行車主線距離較近，防止作業(yè)時(shí)混凝土碎渣飛濺至高速主線路面影響行車安全，擬定在中分帶處用鋼管加密目網(wǎng)設(shè)置安全防護(hù)屏障。防護(hù)屏障長(zhǎng)50 m，高度為2 m。為保證防護(hù)屏障的穩(wěn)定性，將立桿與中分帶波形護(hù)欄柱綁扎在一起。

圖3 拆除施工主線高速安全防護(hù)設(shè)施示意圖

5 結(jié)束語(yǔ)

穿越城區(qū)高速公路改擴(kuò)建工程舊橋拆除施工工期緊、安全環(huán)保要求高，在傳統(tǒng)橋梁拆除技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，如何做好統(tǒng)籌并創(chuàng)造性、安全性地開展工作至關(guān)重要。本次施工技術(shù)方案的實(shí)施總結(jié)，對(duì)類似工程提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。