康 笠,王曉宏
(中交路橋華北工程有限公司,北京 101100)
為了保證周圍設(shè)施的安全性,我國很多連續(xù)梁橋一般不采用爆破拆除方法。早期的大跨度變截面三跨連續(xù)梁橋工程拆除具有較大的風(fēng)險性,難以有效掌握拆除過程中的預(yù)應(yīng)力損失和工作性能等,這些不確定因素使得連續(xù)箱梁橋在拆除過程中存在較多安全隱患,若拆除方法不正確,會造成嚴(yán)重的風(fēng)險,甚至出現(xiàn)較大的安全事故。當(dāng)前,為了保證橋梁拆除工作的安全高效開展,需要對其拆除方法進(jìn)行分析。當(dāng)前,大跨度的連續(xù)梁橋拆除工作處于初級階段,理論知識嚴(yán)重匱乏,基于此文章以我國當(dāng)前的某座大橋拆除工程作為研究背景,對其拆除經(jīng)驗進(jìn)行了分析。
該連續(xù)梁橋工程全長約210m,采用的是雙幅橋并列設(shè)計模式,每幅橋的寬度約15m,其主橋的長度為130m,施工時采用的是懸臂澆筑法,該橋梁為我國早期的連續(xù)橋梁工程之一,同時也是我國重要的基礎(chǔ)設(shè)施。該橋梁主橋界面為單箱雙室直腹板模式,箱梁的頂板寬度為15m,底板寬度達(dá)到了8m,懸臂的長度為3.5m。箱梁的設(shè)計高度為1.8~3.2m,兩邊的邊腹板厚度約0.3m,中腹板的厚度約0.2m。橋梁的設(shè)計為水路橋梁,中心位置處的水深大約為5m,是當(dāng)前比較繁忙的一條航運水路。
在進(jìn)行拆除施工的過程中,為了保證拆除工作的正常開展,需要對其拆除順序進(jìn)行合理的規(guī)劃,既要保證不會對水路運輸造成影響,同時還需要保證拆除工作的安全性。首先在橋梁兩側(cè)設(shè)置封閉式防護(hù)裝置,同時設(shè)立交通警戒標(biāo)識。預(yù)拆除工作前,首先需要對橋面的路燈和護(hù)欄等附屬設(shè)施進(jìn)行拆除,同時避免拆除過程中出現(xiàn)附屬裝置墜落問題。然后是對左右兩側(cè)的對稱部分進(jìn)行夾碎或者切割操作,破除箱梁兩側(cè)的翼緣板。對第二聯(lián)進(jìn)行支架和支付的安裝,保證頂層的承托和固緊。然后是對支撐栓進(jìn)行切割拆除,將箱梁和橋墩之間的連接取消掉,對箱梁的預(yù)應(yīng)力切割線和吊裝鉆孔位置進(jìn)行標(biāo)記并施工,切除箱梁。通過吊車等設(shè)備將切除掉的箱梁部分進(jìn)行調(diào)離,放置在封閉的輔道上。對于第一聯(lián)的橋下管道和線路,則需要通過廢舊的輪胎等對其進(jìn)行防護(hù),降低箱梁塌落對其造成沖擊而產(chǎn)生影響。第一聯(lián)的預(yù)應(yīng)力箱梁需要采用機(jī)械拆除方法將其進(jìn)行破碎,將其中的鋼筋和混凝土進(jìn)行分離整理。最后將拆除完的廢渣等清理完畢。
大橋拆除過程中,要保證橋面交通的正常運行,一般情況下采用的是封閉半幅的方法,將所有的交通轉(zhuǎn)移至另一側(cè)開展。先將北半幅拆除完成,待北側(cè)新橋重建完成之后,再對其進(jìn)行交通轉(zhuǎn)移,拆除南半幅橋梁。橋梁下的航道運輸需要間斷性封航,同時根據(jù)主管部門的要求規(guī)定航道的開放時間,既保證航道的開放,又保證橋梁拆除工作的正常開展。
在切割的過程中,需要用冷水對其進(jìn)行降溫,保證設(shè)備的正常進(jìn)行。此外,對機(jī)械破碎等產(chǎn)生的垃圾也需要及時清理,在拆除施工前需要對其進(jìn)行接水和通電,保證施工現(xiàn)場的正常水電供應(yīng)。此外,對切割和除塵產(chǎn)生的污水,可以通過切割區(qū)域的擋水墻設(shè)施進(jìn)行阻擋,然后組織排水工作,防止污水對橋下河道水質(zhì)產(chǎn)生較大污染。
該橋梁采用的是懸臂澆筑方法施工,在對主橋進(jìn)行拆除時需要嚴(yán)格按照其建造工序開展,首先需要開展的是對其主墩墩梁進(jìn)行固結(jié),并根據(jù)橋梁使用需求搭設(shè)臨時的支墩,然后是對其中跨合攏段進(jìn)行切割,并轉(zhuǎn)換體系,保證橋梁的結(jié)構(gòu)能形成建造時的整體長度需求,保證橋梁仍然能正常使用。接著對橋墩的對稱梁截面劃分節(jié)段,依次對其進(jìn)行切割和調(diào)運等,并對破碎的橋墩材料進(jìn)行運輸。在拆除工作開展前,需要對邊跨梁段進(jìn)行鋼管支架結(jié)構(gòu)的搭設(shè),此次搭設(shè)長度為426m,而對水中的邊跨梁則需要搭設(shè)貝雷支架,保證分割和拆除施工過程中橋梁的整體不會受到影響。梁段切割是當(dāng)前最為成熟的工藝,其采用的是液壓靜力切割技術(shù),能保證橋梁拆除過程中的安全性和穩(wěn)定性等。
(1)對臨時水中支架進(jìn)行設(shè)計,在這一階段,支架的組成包括兩個基礎(chǔ)和縱橫向的貝雷架,長度設(shè)計為426m,支架的壁厚約8mm的鋼管樁,將其打入河床,有效增強(qiáng)臨時支架的穩(wěn)定性,鋼管樁之間采用的是縱橫向剪刀撐連接方式。
(2)岸上臨時支撐架的施工,對這一支墩的設(shè)計,其一般采用的是混凝土擴(kuò)大版式基礎(chǔ),通過鋼管搭設(shè)而形成,每一組臨時墩都是采用的橫橋向4根,而對縱橋向的設(shè)計,其需要根據(jù)設(shè)計需求設(shè)置兩排同尺寸的鋼管,這樣能保證臨時支撐架的支撐效果。對不同支撐之間的連接,其采用的是14#槽鋼剪刀撐,通過連接來實現(xiàn)其整體性。下部的混凝土裝置采用的是打木樁方法對其進(jìn)行夯實,同時將地腳螺栓等預(yù)先埋在混凝土中,方便后續(xù)鋼管的固定和連接,鋼管的頂端位置要設(shè)置封頭法蘭盲板,以固定鋼管頂端和箱梁。
(1)墩梁固結(jié)。在主跨合攏段拆解之后,橋梁的縱向預(yù)應(yīng)力已經(jīng)解除,這時的橋梁自重荷載逐漸向著塊體傳送,為了使主墩支點能夠保持良好的受力穩(wěn)定性,需要對支座兩側(cè)的梁段進(jìn)行平衡維持,但由于拆解過程中存在各種不確定因素,加上橋梁的主墩較為薄弱,需要對其進(jìn)行安全保護(hù),一般可以通過分割梁段前的鋼板組合疊加模式對其兩側(cè)的梁底和墩頂進(jìn)行填塞,保證其密實性。
(2)梁段分割原則。對箱梁的分割工作,其需要保證浮吊的吊裝重量滿足當(dāng)前的施工需求,并以此確定需要吊裝的階段長度。在進(jìn)行分割作業(yè)的過程中,為了防止切割設(shè)備切到設(shè)備的錨頭,需要對切割位置進(jìn)行準(zhǔn)確的劃分,一般情況下需要將切割位置放置在拆除節(jié)段方向偏移0.5m。
(3)切割原理和工藝流程。對金剛石繩鋸切割工藝,其采用的是金剛石繩索在液壓馬達(dá)的驅(qū)動下能形成高速的研磨切割體,通過這一操作能實現(xiàn)對橋梁的切割工作。使用金剛石,其主要是因為其硬度較大,能實現(xiàn)對混凝土物體的切割,同時液壓馬達(dá)的驅(qū)動能為金剛石繩索的切割提供平穩(wěn)的動力,從而保證高壓油管的正常使用,且這一切割操作產(chǎn)生的噪音較小,能在保證不擾動切割物體的情況下對其進(jìn)行切割作業(yè)。此外,通過這一切割作業(yè),其還能將切割過程中產(chǎn)生的各種研磨碎屑帶走,從而保證切割作業(yè)的潔凈。在切割工作開展之前,需要從橋墩的上橫梁中心線位置向兩側(cè)劃定具體的切割順序和切割大小,然后根據(jù)箱梁實體進(jìn)行排版。排版過程中應(yīng)保證每一塊箱梁的重量不超過30t。這種切割方法在作業(yè)的過程中,需要對預(yù)應(yīng)力箱梁內(nèi)的剛豎線進(jìn)行對稱逐根切除,只有切除過程較為緩慢,才能保證箱梁的預(yù)應(yīng)力不會出現(xiàn)突然釋放等問題,從而最大限度地保證切割時橋梁整體的安全性。
(4)切割施工要點。①對固定繩鋸機(jī)和導(dǎo)向輪,為了保證連續(xù)梁橋施工拆除出工作的正常進(jìn)行,需要選擇M16化學(xué)錨栓對其進(jìn)行固定,導(dǎo)向輪的安裝需要保持穩(wěn)定,同時導(dǎo)向輪的邊緣需要同穿繩孔的中心線保持一致,保證切割工作時的速度,提高切割的精度。②繩索的安裝工作,在進(jìn)行繩索安裝時需要根據(jù)已經(jīng)確定的切割方式對金剛石繩索進(jìn)行纏繞,纏繞時需要按照一定的順序?qū)⒅鲃虞喓洼o助輪纏繞完成,同時確保繩子的方向和主動驅(qū)動輪的方向一致,這樣才能保證切割作業(yè)的正常開展。③切割作業(yè),切割時啟動電動馬達(dá),然后通過調(diào)整主動輪的張力來保證金剛石繩索的正常運行,同時在切割過程中還需要保證循環(huán)冷卻水的正常供應(yīng),在此基礎(chǔ)上啟動另一個電動馬達(dá),由驅(qū)動主動輪帶動金剛石繩索進(jìn)行切割作業(yè)。操作人員在切割過程中需要對金剛石繩索的穩(wěn)定性等進(jìn)行觀察,及時調(diào)整導(dǎo)向輪,從而保證切割繩索始終保持在同一個平面內(nèi)。
不同的連續(xù)梁橋本身的設(shè)計和工期等要求不同,拆除方法也存在較大的差別。為了保證橋梁拆除的安全性和經(jīng)濟(jì)性等,需要對其拆除方法進(jìn)行綜合性考慮,選擇安全、經(jīng)濟(jì)且合理的拆除方法,最大限度地保證橋梁拆除的安全性和經(jīng)濟(jì)性。文章采用的臨時支撐和液壓靜力切割等方法,在整個施工過程中對周圍環(huán)境的影響較小,且施工較為安全,可以有效減少拆除施工的成本,同時為其他橋梁的拆除施工提供借鑒。