VOPEN-307H繩鋸切割法在橋涵拆除中的應(yīng)用

鄧宏偉

(中鐵六局集團(tuán)有限公司 北京100036)

VOPEN-307H繩鋸切割法在橋涵拆除中的應(yīng)用

鄧宏偉

(中鐵六局集團(tuán)有限公司 北京100036)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，橋涵拆除技術(shù)日趨完善，傳統(tǒng)的拆除設(shè)備和工藝已不符合施工要求?？紤]到有些必要的拆除工作會在城市人口密集區(qū)進(jìn)行，為了最大限度降低施工噪音對社區(qū)居民的干擾影響，并加快施工進(jìn)度，就要優(yōu)先考慮選用新型設(shè)備和工藝開展拆除工作。橋涵拆除中所用VOPEN-307H金剛石繩鋸機(jī)，具備低噪音、少污染、安全易操作、速度快捷等諸多優(yōu)點(diǎn)，在毗鄰社區(qū)施工中發(fā)揮了極大作用，為橋涵拆除工作的順利進(jìn)行提供了有利保障。

繩鋸 金剛石 VOPEN-307H(沃鵬) 拆除

1 工程概況

本框架橋?yàn)槟像R連道下穿京九鐵路，相交處京九線鐵路里程為 K3+780.5(對應(yīng)柳廣線里程為K2+970)，下穿京九下行線、京九上行線、柳廣線、4道、5道等5股線路。由于廣安門車站貨場已拆遷，目前橋位處由原先11股道設(shè)計(jì)變更后只保留了最東側(cè) 5股鐵路線。鐵路東側(cè)按原設(shè)計(jì)制作的 1、2號橋涵頂?shù)轿缓?，因受到下穿公路縱坡、節(jié)點(diǎn)、公路限界等條件限制，東側(cè)紅線以外剩余橋涵箱體過長，不能保證路面凈空以及通車視野要求，經(jīng)建設(shè)、勘察設(shè)計(jì)單位綜合實(shí)際研究，決定對1號箱體就位后頂板由東向西切除 18.49,m，切除頂板后剩余南北兩側(cè)豎墻保留作為順接公路擋土墻。切割平面圖如圖1所示。

2 橋體拆除因素

①目前橋位處在貨場拆遷后只有5股線路，公路下穿鐵路在橋西兩端以3.49%,縱坡與東、西兩側(cè)路口平交。②東側(cè)頂進(jìn)段 1、2號框架橋在貨場拆遷前已按原設(shè)計(jì)完成澆筑和養(yǎng)護(hù)，尚未進(jìn)行頂進(jìn)，變更設(shè)計(jì)無法重新按現(xiàn)有鐵路線路條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以利用原設(shè)計(jì)東側(cè)頂進(jìn)段 1、2號框架實(shí)現(xiàn)公路下穿鐵路的目的。框架橋沿鐵路方向總長為 30.6,m，沿公路方向總長 62.85,m，5股道最少安全距離為 29.98,m，因此在兩節(jié)橋頂進(jìn)就位后去除兩側(cè)人行道及附屬，橋體剩余18.49,m，富余量過長，不符合下穿公路順接施工規(guī)劃設(shè)計(jì)要求。③為了滿足鐵路運(yùn)營需要，設(shè)計(jì)考慮框架橋主體邊緣距離最外側(cè)鐵路中心線不小于 5,m，為了滿足鐵路東側(cè)公路縱坡設(shè)計(jì)要求，后節(jié)即1號框架除保留西端以外，東側(cè)由東向西 18.49,m(含 1.45,m懸臂)頂板在兩節(jié)框架頂進(jìn)就位后將予以切除。

圖1 切割平面圖Fig.1 Cutting floor plan

②作業(yè)流程為：拆除時按照先外后內(nèi)，南北兩箱室平衡的原則進(jìn)行。頂板切除的位置線詳見圖 2(灰線為切割線)。

圖2 切割立面圖Fig.2 Cutting vertical view

3 方案選定及設(shè)計(jì)

3.1 方案選定

由于該橋涵緊鄰社區(qū)，施工時需考慮文明施工、噪音污染等環(huán)境保護(hù)措施，通過綜合分析，拆除該橋部分結(jié)構(gòu)，采用繩鋸機(jī)水平及豎向切割拆除，并在橋底上鋪設(shè)素土，鋼筋混凝土切割采用金剛石繩鋸機(jī)及水鉆排孔切割配合施工。

金剛石繩鋸切割機(jī)的主要特點(diǎn)：①制造技術(shù)先進(jìn)，適用于大型鋼筋混凝土分解和小面積切割；②采用先進(jìn)的自控變頻裝置，全自動切割控制，切割速度快，操作安全簡便；③配備電腦程序裝置，確保行走驅(qū)動電機(jī)保持恒定拉力；④可根據(jù)切割需要 360,°旋轉(zhuǎn)切割裝置，完成水平、垂直、傾斜3種作業(yè)工藝。⑤采用手搖驅(qū)動定位裝置，實(shí)現(xiàn)分離切割定位微調(diào)需求；⑥根據(jù)被切割體的不同特點(diǎn)，可調(diào)整切割的線速度和切割速度；⑦利用導(dǎo)向輪可在復(fù)雜的自然環(huán)境條件下完成高難度的切割作業(yè)；⑧該機(jī)可以兩人同時操作多臺設(shè)備，大幅度提高作業(yè)效率。

3.2 方案設(shè)計(jì)

①依據(jù)頂板布局現(xiàn)場放樣，切割路線規(guī)劃為：對于頂板，以4.0,m×4.0,m見方為1個切割單元，厚度約為 0.85,m，在切割交點(diǎn)處用水鉆垂直下鉆Ф0.6,m圓孔，在圓孔部位固定繩鋸機(jī)，依據(jù)上述原則，在實(shí)際切割范圍內(nèi)，依序標(biāo)注切割路線。

4 切塊重量計(jì)算

根據(jù)現(xiàn)場勘察確定，作業(yè)環(huán)境臨近京九既有鐵路線，不允許使用大噸位吊裝機(jī)械，可采用金剛石繩鋸輔以水鉆切割分塊的方式進(jìn)行拆除施工。切割砼塊的體積可依據(jù)箱涵內(nèi)部凈空高度產(chǎn)生的重力沖擊力而定，砼塊的重量暫定不超過 40,t。外型尺寸的要求對于板為：長度與寬度均為 4.0,m(W＝4.0×4.0× 0.85×2.5＝34,t)。

5 施工準(zhǔn)備

①首先進(jìn)行施工機(jī)具的調(diào)試與人員的入場安全教育培訓(xùn)，落實(shí)施工所需電源、水源以及施工現(xiàn)場周圍安全防護(hù)措施。在箱涵底板上鋪墊≥2,m的素土，以防繩鋸墜落砼塊起到緩沖作用以減少對箱涵底板的重力沖擊。②在拆除范圍外側(cè) 2,m，以黃色警示帶隔離，并設(shè)安全警示標(biāo)志。③項(xiàng)目部成立安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，以項(xiàng)目經(jīng)理為組長，總工和副經(jīng)理為副組長，安質(zhì)部長、工程部長及工班長為組員，確保安全施工。④需準(zhǔn)備的施工機(jī)具如表1所示。

表1 施工機(jī)具Tab.1 Construction tools

6 施工方法

6.1 施工工藝

確定切割斷面位置——固定繩鋸機(jī)——固定導(dǎo)向輪——安裝金剛石繩索、連接相關(guān)操作系統(tǒng)——設(shè)置安全防護(hù)欄——切割。

6.2 施工方法

6.2.1 確定切割斷面位置

根據(jù)切割路線，每隔4,m用水鉆鉆1個Φ60的透孔，以便于繩條穿過。取適當(dāng)位置安裝膨脹螺絲，用來固定切割機(jī)與導(dǎo)輪。

金剛石繩鋸的操作由專人進(jìn)行，切割前將水鉆鉆機(jī)所需水、電配備到現(xiàn)場，要求施工人員嚴(yán)格按照切割位置線進(jìn)行切割，孔位準(zhǔn)確，位置偏差不得超過10,mm?？着c孔之間的搭結(jié)系數(shù)不超過15%,。

6.2.2 固定繩鋸機(jī)及導(dǎo)向輪

用 M16化學(xué)錨栓固定繩鋸主腳架及輔助腳架，導(dǎo)向輪安裝一定要穩(wěn)定，且輪的邊緣一定要和穿繩孔的中心線對準(zhǔn)，以確保切割面的有效切割速度，嚴(yán)格執(zhí)行安裝精度要求。

6.2.3 安裝繩索

根據(jù)已確定的切割形式將金剛石繩索按一定順序纏繞在主動輪及輔助輪上，注意繩子的方向應(yīng)和主動輪驅(qū)動方向一致。金剛石繩鋸使用前須連接一個閉合的循環(huán)。其操作方法及步驟為：①兩頭裸露鋼絲繩長度＝接頭長度。②將兩頭裸露鋼絲繩插入鋼質(zhì)接頭，接頭和相鄰的串珠應(yīng)無縫隙。③采用金剛石繩鋸專用液壓鉗，將接頭扣壓緊?？蹓簳r，先將接頭中部置于液壓鉗內(nèi)扣壓，每轉(zhuǎn)動 90,°扣壓一次；然后將接頭兩端置于液壓鉗中依次扣壓；最后，再將接頭中部再次置于液壓中扣壓。④扣壓后檢查接頭，用角磨機(jī)等將飛邊和毛刺去除干凈。

6.2.4 相關(guān)操作系統(tǒng)的連接及安全防護(hù)技術(shù)措施

根據(jù)現(xiàn)場情況，水、電、機(jī)械設(shè)備等相關(guān)管路的連接應(yīng)正確規(guī)范、相對集中，走線擺放嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程，以防機(jī)多、人多，輔助設(shè)備、材料亂擺、亂放，造成事故隱患。繩索切割過程中，繩子運(yùn)動方向的前面一定用安全防護(hù)攔防護(hù)，并在一定區(qū)域內(nèi)設(shè)安全標(biāo)志，以提示行人不要進(jìn)入施工作業(yè)區(qū)域。

6.2.5 切割

啟動電動馬達(dá)，通過控制盤調(diào)整主動輪提升張力，保證金剛石繩適當(dāng)繃緊，供應(yīng)循環(huán)冷卻水，再啟動另一個電動馬達(dá)，驅(qū)動主動輪帶動金剛石繩索回轉(zhuǎn)切割。切割過程中必須密切觀察機(jī)座的穩(wěn)定性，隨時調(diào)整導(dǎo)向輪的偏移，以確保切割繩在同一個平面內(nèi)。

6.3 切割參數(shù)

切割過程中通過操作控制盤調(diào)整切割參數(shù)，確保金剛石繩運(yùn)轉(zhuǎn)線速度在 20,m/s左右，另一方面切割過程中應(yīng)保證足夠的沖洗用水源，以實(shí)現(xiàn)對金剛石繩的冷卻，并把磨削下來的粉屑帶走。切割操作做到速度穩(wěn)定、參數(shù)穩(wěn)定、設(shè)備穩(wěn)定。

6.4 切割過程中應(yīng)注意的問題

①如遇到卡繩、斷繩等現(xiàn)象要及時解決，分析原因：金剛石繩磨損嚴(yán)重，是否需要更換；切割過程由于砼體自重傾斜失衡擠壓切縫從而夾斷金剛石繩；切縫與繩索切割部位是否因摩擦溫度過高未進(jìn)行冷水降溫而斷裂等。查找原因，快速解決，不影響施工。②安全防護(hù)措施一定要嚴(yán)格、嚴(yán)密，以防斷掉的金剛石繩索由于張力作用斷裂瞬間彈出傷人?，F(xiàn)場除做好必要的防護(hù)措施外，嚴(yán)禁無關(guān)人員入內(nèi)。③頂板切割期間，嚴(yán)禁箱涵底部及周邊站人或通行，設(shè)立安全警示標(biāo)志，并派專人看守。④考慮砼塊自重，不足以滿足用搭設(shè)支架的方式來撐住切下的砼塊，因此在頂板切割前，要保證頂板垂直下方的底板表面堆積厚度不小于2,m的素土，以保證切割下來的砼塊墜落后不會沖擊損害底板；縮短砼塊下落的距離和時間，起到緩沖作用，減少對周邊建筑物的震動干擾。⑤箱涵內(nèi)落下的砼塊要及時用挖掘機(jī)勾運(yùn)出箱涵，避免再次墜落的砼塊撞擊重疊產(chǎn)生碎石飛濺傷人。

6.5 VOPEN-307H(沃鵬)型繩鋸機(jī)組件主要技術(shù)參數(shù)(見表2)

表2 VOPEN-307H(沃鵬)型繩鋸機(jī)組件主要技術(shù)參數(shù)Tab.2 Main technical parameters of VOPEN-307H(WOPENG)wire saw components

7 金剛石繩鋸切割拆除法與傳統(tǒng)拆除法對比

通過金剛石繩鋸切割法在橋涵拆除中的應(yīng)用，不難比較傳統(tǒng)拆除法與金剛石繩鋸切割拆除法的優(yōu)劣差異。對比情況如表3所示。

8 結(jié) 語

可以看出，繩鋸切割拆除法通過在橋涵拆除中的應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)分離拆除法，這為今后鋼筋混凝土構(gòu)筑物的拆除又提供了一條途徑。在既有拆除又有加固不傷害保留部位的工程中，繩鋸切割拆除法具備快速、環(huán)保、低噪音、安全、簡易可操控性的拆除優(yōu)勢，不僅在平面上應(yīng)用較為廣泛，而且在豎直立面墻上依然可以固定機(jī)器進(jìn)行切割操作。綜合以上諸多優(yōu)點(diǎn)，該方法將越來越多地應(yīng)用于各種鋼筋混凝土構(gòu)筑物的拆除。

［1］ JGJ 33—2001 建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程[S]. 2001.

［2］ TB 10303—2009鐵路橋涵工程施工安全技術(shù)規(guī)程[S]. 2009.

［3］ 勾紅葉，許會燕，李凱強(qiáng)，等. 基于次序定律的既有鐵路橋梁新疲勞壽命評估方法[J]. 土木工程學(xué)報，2015(9)：76.

The Application of VOPEN-307H Wire Saw Cutting Method in Bridge and Culvert Demolition

DENG Hongwei
(China Railway Sixth Group Co.，Ltd.，Beijing 100036，China)

With the development of science and technology，bridge and culvert demolition technology is being perfected and traditional equipment and technology can no longer meet the current construction requirements．Considering some demolition operations in urban populated areas，newly developed equipment and technology should be given priority so as to lower the impact of construction noises and accelerate the construction speed．VOPEN-307H diamond wire saw cutting machine，mostly applied in the demolition of bridges and culverts，features low noise，less pollution，easy operation，good safety and convenience，plays a great role in community adjacent construction and provides a strong safeguard for demolition operations.

wire saw；diamond；VOPEN-307H；demolition

U445.6

A

1006-8945(2016)01-0026-04

2015-12-20