某改擴建工程橋梁上構(gòu)拆除工藝研究

吳佳文

摘要：文章結(jié)合廣西南寧經(jīng)欽州至防城港段改擴建工程實例，介紹了橋梁上構(gòu)拆除施工工藝流程與方法。

關(guān)鍵詞：橋梁;施工;方法;拆除

中圖分類號：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.09.044

文章編號：1673-4874（2019）09-0157-04

0引言

近年來，橋梁改擴建工程在逐漸增多，如何保質(zhì)保量地完成改擴建工程成為人們重視的問題。在整個施工過程中，橋梁上構(gòu)拆除是較為重要的施工部分，同時也是很多從業(yè)者關(guān)注的問題。本文將結(jié)合工程實際對廣西南寧經(jīng)欽州至防城港段改擴建工程橋梁上構(gòu)拆除工藝進(jìn)行介紹，以此為同行提供參考。

1橋梁概況

1.1橋梁基本情況

廣西南寧經(jīng)欽州至防城港段改擴建工程是在原建的高速公路路基寬度的基礎(chǔ)上，在路基兩側(cè)擴寬，擴建后的橋梁寬度為42m。

K1+260.661梁屋中橋橋梁上部結(jié)構(gòu)為簡支橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)，其中16m邊梁最重，為25.6t（包括橋面鋪裝），擬定采用單臺160t汽車吊按照順序逐跨拆除梁板。

K1+260.661梁屋中橋原橋概況：梁屋中橋橋梁上部結(jié)構(gòu)為3×16m先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心梁橋，橋長約83m，下部結(jié)構(gòu)采用重力式橋臺，柱式墩。梁屋中橋跨越河道為木棉溝，河道旁有小路通過。

1.2 需拆除上構(gòu)主要工程量（見表1）

2工藝流程（見圖1）

3 施工方法

梁板拆除的方法為：采用單臺160t汽車吊按照順序逐跨拆除梁板。梁板和橋面鋪裝一起整體拆除，以一片空心板梁為一個單元切割拆除。縱向上的拆除順序為從遠(yuǎn)離破碎場的一側(cè)向靠近破碎場的一側(cè)逐跨順序拆除。在原橋面左幅（右幅）上擺放吊車進(jìn)行吊裝作業(yè)。160t汽車吊作業(yè)半徑為16m，伸臂長31.2m，可起吊28t重量>25.6t。

3.1施工交通組織

原橋為雙向四車道擴建為雙向八車道，均為兩側(cè)加寬.施工組織為：先完成左右幅橋梁的墩柱，然后對交通進(jìn)行轉(zhuǎn)換，封閉左幅（右幅）橋梁施工區(qū)域，將交通引導(dǎo)至右幅（左幅）實行雙向二車道通行。然后進(jìn)行左幅（右幅）橋梁上構(gòu)和蓋梁的拆除重建。完成左幅（右幅）建設(shè)之后，將交通轉(zhuǎn)換至左幅（右幅），再對右幅（左幅）進(jìn)行橋梁重建。具體封閉車道進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換詳見相應(yīng)的交通組織專項施工方案。

3.2 拆除防撞墻、設(shè)置臨時防撞設(shè)施

如果不拆除防撞墻，在拆梁時起吊邊梁的時候，會由于梁體不對稱，造成梁體的傾斜，帶來不可預(yù)知的安全隱患。所以，在拆梁之前需拆除防撞墻。由于防撞墻重量較輕，且拆除防撞墻時，橋梁整體剛度未減小，拆除后橋梁結(jié)構(gòu)是安全的。內(nèi)、外側(cè)防撞護(hù)欄均采用金剛繩鋸切割法分段切割吊裝拆除，每隔4m為一段，每節(jié)段重量約2.96t，采用汽車吊進(jìn)行吊裝.每段設(shè)置兩個φ100m的吊裝孔，采用切割機從梁端起點方向往梁端終點方向退著切割施工。首先與垂直橋面方向切割，然后用汽車吊吊緊需切割段后沿著防撞墻與橋面相交面切割。每完成一塊切割吊裝后再進(jìn)行下一塊切割，由自卸車運輸至指定的破碎場進(jìn)行破碎。

因本項目橋梁左右幅共用內(nèi)側(cè)護(hù)欄，所以在拆除左幅（右幅）內(nèi)側(cè)護(hù)欄之前，在距左幅（右幅）護(hù)欄內(nèi)側(cè)1m處安裝移動式鋼護(hù)欄防護(hù)，確保橋梁半幅拆除后剩余半幅橋上的行車安全。如圖2所示。

3.3160t汽車吊就位

（1）本舊橋16m梁板的拆除工程吊裝采用單臺160t吊車吊除的方案，每跨吊裝吊車站位一次。

（2）根據(jù)現(xiàn)場地基情況、吊梁位置等因素將吊車安置穩(wěn)定。

（3）吊車就位后在汽車吊支腿下鋪設(shè)枕木或鋼板。

（4）吊車在未起吊梁板之前，應(yīng)提前做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作：

①檢查鋼絲繩是否有損傷，各緊固螺釘是否松動及皮帶松緊程度.

②吊車手剎是否制動，吊車放下支架后，全部輪胎均需離開地面，工作半徑有效高度以外5m內(nèi)障礙物應(yīng)予以清除。

③工作前空負(fù)荷運行5min以上，檢查工作機構(gòu)運行是否正常，安全裝置是否可靠。

④運行時檢查吊車吊臂伸長或收縮是否正常、鋼絲繩排列是否齊整、地基是否堅硬、吊車的支腿是否穩(wěn)妥、腳下枕木是否墊穩(wěn)、吊機機身是否平穩(wěn)等。以上準(zhǔn)備工作檢查就緒后方可進(jìn)行吊梁作業(yè)。

（5）吊車就位及試運行時應(yīng)平穩(wěn)，不能急起急落。就位后，經(jīng)找正、墊平，符合要求后，方可進(jìn)行吊裝.

3.4 拆除梁板

用金剛繩鋸切割機直接將梁與梁（板與板）之間的鉸縫切斷。梁板由外向內(nèi)逐片拆除，每次只拆除一片梁。

16m空心板邊梁最重為25.6t（包括橋面鋪裝），采用160t汽車吊按照架梁的逆向順序進(jìn)行拆梁作業(yè)。具體施工流程如下：

（1）在梁與梁連接的翼緣板濕接縫中心和墩頂中心線上畫切割線，在每片梁的吊裝孔處做鉆孔標(biāo)志并鉆孔。吊裝孔位置位于每片梁的1/4和3/4處的腹板兩側(cè)。吊裝孔直徑為15cm（見圖3）.

（2）采用金剛繩鋸沿翼緣板濕接縫中心上所畫的切割線進(jìn)行切割。

（3）用切割設(shè)備沿位于墩頂?shù)默F(xiàn)澆連續(xù)段中心線位置切割梁體。

（4）采用單臺160t吊車擺放在原橋面上，吊車將梁體吊放到橋底場地。

（5）梁體縱向上的拆除順序為從遠(yuǎn)離破碎場的一側(cè)向靠近破碎場的一側(cè)逐跨順序拆除。

3.5梁板的起吊和存放

（1）梁板分片切割分離后，采用分片吊裝，吊放到橋底存放區(qū)方式進(jìn)行。

（2）試吊

①待汽車吊就位后，指揮人員指揮吊臂停至指定位置，現(xiàn)場施工人員將吊繩固定在梁兩端。

②在吊裝的過程中用方木對鋼絲繩與梁的接觸點部位進(jìn)行保護(hù)，以免破壞梁板結(jié)構(gòu)和鋼絲繩。

③吊車首先落鉤，系好鋼絲繩后，吊車緩慢起鉤，當(dāng)?shù)跗鹆喊?-10cm后，吊車停頓3-5min無問題后，方可繼續(xù)起吊通過變幅、旋轉(zhuǎn)等動作將梁體進(jìn)行吊裝作業(yè)。

④運行時檢查吊車吊臂伸長或收縮是否正常、鋼絲繩排列是否齊整、地基是否堅硬，吊機的支腿是否穩(wěn)妥、腳下枕木是否墊穩(wěn)、吊機機身是否平穩(wěn)等。以上準(zhǔn)備工作檢查就緒后，方可進(jìn)行吊梁作業(yè)。

（3）吊梁作業(yè)

①吊車在現(xiàn)場試運行后，從需拆除的第一片梁位置開始吊梁，梁板吊起的過程中應(yīng)盡量保持梁板的水平，避免吊起梁板與其他梁板間發(fā)生碰撞。當(dāng)構(gòu)件吊離原位15Cm左右時，應(yīng)懸停檢查各部位受力情況，如無異常后方可繼續(xù)起吊，通過變幅、旋轉(zhuǎn)等動作將梁板放置到橋底存放區(qū)。

②在起吊過程中，由專人進(jìn)行指揮，嚴(yán)格按照編號進(jìn)行起梁，在將梁板平穩(wěn)放到橋底存放區(qū)后，再進(jìn)行下一片梁的起吊準(zhǔn)備工作。

3.6鋼絲繩的選擇

吊裝鋼絲繩選用應(yīng)具有足夠的安全系數(shù)，依據(jù)吊裝物質(zhì)量選定適用。

3.6.1鋼絲繩承受的最大力值

吊裝16m空心板梁采用架橋機兩點兜底吊起吊（四肢吊索起吊），梁體最大重量為25.6t（包括橋面鋪裝+梁體）。

鋼絲繩與水平面的夾角一般為45°-60°，最小≥30°。鋼絲繩的安全系數(shù)取6-10。

單根鋼絲繩承受的拉力為：F=25.6t/（4xsin 30°）=12.8t

3.6.2鋼絲繩選定

鋼絲繩選擇4根6×37股（1+6+12+18）繩纖維芯鋼絲繩。繩徑φ39.0mm，公稱抗拉強度為1850MPa，該鋼絲繩的總斷面面積為564.63mm，長度8m（見表2）。

3.6.3 鋼絲繩吊裝能力驗算

鋼絲繩破斷拉力計算公式為：

鋼絲繩破斷拉力總和=公稱抗拉強度（MPa）x鋼絲總斷面積（mm5） （1）

鋼絲繩破斷拉力=鋼絲繩破斷拉力總和x換算系數(shù) （2）

鋼絲繩的公稱抗拉強度分別為1400MPa、1550MPa、1700MPa、1850MPa和2000MPa。

鋼絲繩的安全載重系數(shù)和安全載重重力計算公式為：

鋼絲繩安全載重力=鋼絲繩破斷拉力/安全載重系數(shù) （3）

由表2鋼絲繩參數(shù)可知，直徑φ39.0mm，6×37股繩芯鋼絲繩鋼絲總斷面積為564.63mm。

由鋼絲繩破斷拉力和鋼絲繩安全載重力計算式可知：

鋼絲繩破斷拉力總和=公稱抗拉強度（MPa）×鋼絲總斷面積（mm）=1850×564.63=1044.565kM

查《路橋施工計算手冊》附表3-35可得，換算系數(shù)為0.82，則：

鋼絲繩破斷拉力=1044.565kN×0.82=856.543kN

查《路橋施工計算手冊》附表3-36可得安全載重系數(shù)為6.0，則：

鋼絲繩安全載重力=856.543kN/6=142.757kN≈1.3t>12.8t

因此，本方案架橋機安拆作業(yè)中選用φ39.0mm，6×37股繩芯鋼絲繩（公稱抗拉強度為1850MPa）能滿足16m空心板梁吊裝要求。

3.7 卡環(huán)選擇

根據(jù)鋼絲繩受力情況，選擇卡環(huán)的型號為弓形卸扣S（6）-M52型。根據(jù)鋼絲繩受力情況，單根鋼絲繩最大安全載重力為14.3t（見表3），選擇卡環(huán)的型號為弓形卸扣S（6）-M52型（S-BW17-11/2），額定起重重量為17t，>14.3t，滿足要求。

4結(jié)語

舊橋拆除過程中，由于歷史原因，大量資料遺失，不可預(yù)見的風(fēng)險因素較多，危險性較大。因此，在前期策劃和專項施工方案編制的過程中，要精心組織，科學(xué)規(guī)劃，合理投入人力、物力，在保證安全這一關(guān)鍵性前提下，快速、順利、高質(zhì)量地完成舊橋的拆除工作，為后續(xù)工程的開展提供工作面。