袁萌,劉峰
(1.東莞市路橋投資建設(shè)有限公司,廣東東莞 523000;2.廣東鴻高建設(shè)集團(tuán)有限公司,廣東東莞 523000)
近年來,隨著粵港澳大灣區(qū)建設(shè)的不斷推進(jìn),灣區(qū)城市將加快高速公路改擴(kuò)建及市政道路配套建設(shè),現(xiàn)有道路的通行能力已逐漸不能滿足城市日益增長的需要,因此,許多公路舊橋?qū)⑦M(jìn)行拆除重建工作[1]。目前,國內(nèi)的拆橋工藝尚未形成統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。本文以東莞市道滘大橋舊橋拆除為例,通過拆橋工藝比選,確定采用浮吊分塊切割拆除的總體施工方案,重點(diǎn)闡述掛梁及T梁拆除、浮吊船設(shè)置及吊裝能力驗(yàn)算等關(guān)鍵技術(shù)在逆作法橋梁拆除施工中的應(yīng)用。
道滘大橋位于廣東省東莞市東北部,橋梁全長694m,共35跨,橋?qū)?2.5m,雙向兩車道,于1992年1月建成通車,承擔(dān)著東莞西部地區(qū)連接的重任。隨著交通量日益增長,道滘大橋舊橋通行能力已不能滿足人們的交通出行需要,且舊橋曾多次遭受過往船舶撞擊,2007年被檢測單位評定為五類危橋,存在嚴(yán)重安全隱患,2013年10月經(jīng)相關(guān)部門批準(zhǔn)該橋作為搶險工程拆除重建。
橋梁主橋(16#~19#墩)上部結(jié)構(gòu)為T構(gòu)加掛梁組合體系,掛梁為30m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁,梁板高2m,梁底寬180~400mm,引橋?yàn)榱菏綐?,上部為簡支T梁,雙柱式橋墩,橋梁橫斷面布置為:1.25m(人行道)+10m(行車道)+1.25m(人行道);橋跨組合為:15跨×16m簡支T梁+60mT構(gòu)(其中半跨掛梁30m)+90mT構(gòu)(其中半跨掛梁30m)+60mT構(gòu)(其中半掛梁30m)+15跨×16m簡支T梁,見圖1。
基于道滘大橋上跨Ⅲ級內(nèi)河航道,受臨時通行船只及相關(guān)環(huán)保要求,對現(xiàn)場文明施工環(huán)保要求高,擬采用浮吊分塊切割工藝或架橋機(jī)提運(yùn)切割進(jìn)行主梁拆除施工。
掛梁及T梁預(yù)先縱向分割劃線,每節(jié)橋面分為1—5#梁,1#梁體整體切割(其余梁塊參照方法施工),并設(shè)置8個吊裝孔,切割沿1#梁與2#梁中軸線位置進(jìn)行,逆作法先切斷橋面板,再切斷橫隔板。采用兩艘200t浮吊對構(gòu)件吊裝,250t平板拖船運(yùn)輸被切割構(gòu)件,見圖2、圖3。
圖1 道滘大橋舊橋示意圖
圖2 浮吊吊裝示意圖
圖3 吊裝孔設(shè)置圖
舊橋T梁及掛梁采用180t/40m架橋機(jī)進(jìn)行拆除,橋面板及掛梁整體切割采用蝶式切割機(jī)先進(jìn)行縱、橫向切割,每段設(shè)置4個吊裝孔,縱向拆除順序以逆作法對稱平衡施工為原則,橫向拆除順序?yàn)橄戎辛汉筮吜?。T構(gòu)懸澆箱梁采用80t履帶吊在棧橋上站位,分塊切割吊裝,分塊混凝土重量控制在吊重范圍以內(nèi)[2]。
結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況,保證河道通航影響及安全性,并經(jīng)過專家評審后,同意選用浮吊分塊切割工藝,優(yōu)勢在于施工便捷工期短,無需辦理特種設(shè)備手續(xù),無需采取全封航措施,安全性更高等。
首先在取得當(dāng)?shù)刂鞴懿块T批準(zhǔn)后,對道滘大橋舊橋交通進(jìn)行全封閉,航道實(shí)行間歇性封閉施工,舊橋拆除施工順序?yàn)闃蛎娓綄俨糠郑鳂驋炝杭癟梁拆除,再進(jìn)行主橋下構(gòu)及部分樁基拆除[3]。其中,橋梁上部結(jié)構(gòu)包括:欄桿、人行道、橋面板、掛梁和T梁;橋梁下部結(jié)構(gòu)包括:蓋梁、墩柱、系梁、承臺及樁基礎(chǔ)。逆向法拆除施工的重點(diǎn)為主橋T構(gòu)按新橋現(xiàn)澆施工設(shè)計的反向作業(yè),同時需保持分塊分段對稱拆除,以保證T構(gòu)拆除平穩(wěn)、安全。待主橋與引橋絕對分離后,引橋拆除可同步作業(yè),為滿足相關(guān)環(huán)保要求,拆除后混凝土及鋼筋需集中破碎處理,并統(tǒng)一清運(yùn),見圖4。
由于主橋跨中1#掛梁受船舶撞擊嚴(yán)重,在1#掛梁上采用雙拼33M貝雷梁進(jìn)行加固。在拆除掛梁前需拆除雙拼33M貝雷梁,貝雷梁離右幅新橋約5m,可直接采用25t吊車在新橋橋面上拆除貝雷梁。正式切割作業(yè)前,需在橋面板上測量放樣標(biāo)注定位吊裝孔及切割線位置。按照先邊中跨后邊跨的原則,首先拆除主橋第18跨的全掛梁,后拆除第17跨和19跨的半掛梁,經(jīng)研究測算,采用兩艘200t浮吊對構(gòu)件吊裝,采用8根φ42mm鋼絲繩通過預(yù)鉆的吊孔兜底吊住T梁,船吊緩慢起吊,將構(gòu)件吊起脫離橋體,再利用250t平板拖船運(yùn)輸被切割構(gòu)件。
T梁拆除:以某跨1#梁拆除為例,200t船吊浮位于一側(cè),吊裝孔設(shè)置完成后船吊將構(gòu)件吊住,采用鏈鋸切割構(gòu)件,切割分為縱向和橫向切割,縱向切斷與2#梁的連接,橫向切斷1#梁兩個端頭伸縮縫與T構(gòu)位置的連接,其余掛梁(T梁)的切割方法按上述進(jìn)行[4]。
掛梁(T梁)吊裝計算:施工組織采用兩艘200t浮吊對構(gòu)件吊裝,250t平板拖船運(yùn)輸被切割構(gòu)件,兩臺船舶停靠于掛梁一側(cè)。掛梁構(gòu)件按原竣工圖計算重量,預(yù)應(yīng)力T梁重量為62t、橋面鋪裝重量:30m×0.08m×2.44m×25kN/m3≈146kN≈14.6t,即T梁總重量=62+14.6=76.6t,兩臺200t船吊抬吊,滿足起吊要求。
圖4 逆作法拆橋總體方案
T構(gòu)吊裝計算:200t船舶吊船垂直停于T構(gòu)正面,吊船將構(gòu)件吊住后,采用機(jī)械切割構(gòu)件。T構(gòu)箱梁按原竣工圖計算重量,預(yù)應(yīng)力T構(gòu)懸澆箱梁段最大重量為58t,橋 面 鋪 裝 重 量:2.9m×0.08m×11.5m×25kN/m3≈66.7kN≈6.7t,T構(gòu)懸澆塊總重量=58+6.7=64.7t,船吊選用200t,滿足施工起吊要求。
主橋水中T構(gòu)采用船吊對箱梁構(gòu)件進(jìn)行逐塊切割拆除,根據(jù)舊橋原竣工圖紙,T構(gòu)左右兩側(cè)為對稱懸澆預(yù)應(yīng)力箱梁,由十二節(jié)組成,原箱梁施工順序?yàn)椋孩瘛颉蟆2鸪丛┕ろ樞蚰嫦蜻M(jìn)行,順序?yàn)椋孩瘢恳还?jié)作為一個獨(dú)立段切割,切割時預(yù)應(yīng)力僅解除該獨(dú)立段。在切割過程中,下一節(jié)段作為切割節(jié)段的支撐平臺,確保該節(jié)段頂板鋼束和腹板鋼束在切割過程中不被切割到錨頭而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力失效,梁段的切割位置需做到與該施工時的梁段施工縫錯開一定距離(距離原施工縫向橋跨中央方向偏移30cm)[5]。T構(gòu)左右兩側(cè)為對稱懸挑箱梁,同一編號構(gòu)件左右同時施工,箱梁懸澆段逐塊切割時,先采用200t船吊將需切割梁段吊住,待該梁段切割完成后,梁段與T構(gòu)脫離,此時已被船吊完全吊住,船吊將梁段緩慢吊起。將切割梁段吊至平板船并運(yùn)至指定堆放點(diǎn)破碎,然后再重復(fù)進(jìn)行下一個梁段的切割拆除作業(yè),見圖5。
圖5 現(xiàn)場主橋T構(gòu)拆除
主墩水中墩身及承臺采用水上船載炮機(jī)結(jié)合5t沖錘破碎,具體施工步驟為:
(1)結(jié)合潛水員水下調(diào)查結(jié)果,使用水上挖掘機(jī)分次逐級破碎已拆除橋梁段的水下橋墩、承臺及樁基,破碎深度約為河床底部以上的設(shè)計清除深度;
(2)主墩的結(jié)構(gòu)拆除完后,進(jìn)行清混凝土撈碴水下作業(yè)。
(3)按航道及海事要求,需對清渣段的施工水域進(jìn)行局部掃床、水下測量的驗(yàn)收[6]。
按施工圖要求,岸上引橋拆除工程包括:橋面板、T梁、蓋梁、立柱等。引橋上部結(jié)構(gòu)為16mT梁,每跨5片梁,緊靠腹板的兩側(cè)位置采用鉆孔抽芯機(jī)設(shè)置4個吊孔,每個孔為3個φ10cm的孔相連;采用1臺200t汽車吊拆除,在便道上通過鋼絲繩吊住需拆除的邊梁,用碟鋸、鏈鋸切斷邊梁的縱向、橫向連接(包括橋面板),吊車把T梁吊裝至平板拖車上運(yùn)至指定堆放點(diǎn),剩余該跨的T梁從一邊到另一邊按順序依次拆除。拆完一跨橋面板和T梁后,采用相同方法依次拆除其余孔位的橋面板和T梁。引橋下部結(jié)構(gòu)采用1臺200t汽車吊進(jìn)行拆除,主要分為蓋梁和墩柱(切平地面)兩部分內(nèi)容,先進(jìn)行蓋梁拆除,后進(jìn)行立柱拆除。橋墩立柱的拆除采用長臂挖掘機(jī)和鏈鋸切割配合,在立柱切割到2/3時,用長臂挖掘機(jī)將結(jié)構(gòu)物往遠(yuǎn)離新橋側(cè)推移,確保立柱切斷后向遠(yuǎn)離新橋向傾倒[7]。
本文結(jié)合工程實(shí)例,通過施工工藝比選確定浮吊分塊切割方案,并重點(diǎn)闡述了拆橋過程中的重難點(diǎn)。東莞市道滘大橋舊橋已于2018年7月順利拆除,證實(shí)了上述施工方案安全及質(zhì)量可行,可為同類橋梁拆除施工提供參考。