復(fù)雜市域環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)人行天橋拆復(fù)建施工技術(shù)分析

謝宗昊，錢葉琳，蘇穎 （安徽省路港工程有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230000）

1 引言

施工中當(dāng)高架橋建設(shè)與已有建筑物存在位置沖突時(shí)，則必須考量高架橋路線遷改與已有建筑拆改兩者的經(jīng)濟(jì)性。為了解決復(fù)雜市域環(huán)境下人行天橋中墩樁位與新建匝道橋墩沖突問題，根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際需求優(yōu)化了現(xiàn)有施工工藝，研發(fā)了復(fù)雜市域環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)人行天橋拆復(fù)建施工技術(shù)，包括人行天橋中墩承臺(tái)及中墩拆除，新建匝道橋樁基、承臺(tái)及橋墩，并通過在匝道橋橋墩上設(shè)牛腿支撐，實(shí)現(xiàn)一墩兩用，再復(fù)建人行天橋。形成了一套復(fù)雜市域環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)人行天橋拆復(fù)建施工技術(shù)，為后續(xù)市政橋梁工程施工項(xiàng)目順利開展提供了關(guān)鍵技術(shù)支持和指導(dǎo)意義。

2 工程概況

該技術(shù)主要是依托文忠路（郎溪路-少荃街）及管廊工程一標(biāo)段，本項(xiàng)目南起包公大道，北至育秀路，地面道路起終點(diǎn)樁號(hào)（K0+397-K4+303．322），鐵路代建范圍（K2+006．317-K3+181．072），施工道路總長2．732km；主線高架橋總長2．292km；包公大道互通匝道總長度4．193km，包公大道改擴(kuò)建總長度1．18km，新海大道改擴(kuò)建總長度0．67km；共擁有三處天橋，一處改建，兩處新增。

現(xiàn)狀郎溪路人行天橋位于郎溪路與北二環(huán)交口北側(cè)，結(jié)構(gòu)為31．0m+28．5m鋼箱梁橋，兩側(cè)設(shè)梯道和坡道，下部結(jié)構(gòu)采用混凝土薄壁墩接樁基礎(chǔ)，橋梁結(jié)構(gòu)狀況良好。

由于該天橋中墩樁位與郎溪路匝道橋墩位沖突，擬對(duì)該天橋上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。具體改造方案為將中支點(diǎn)24．5m范圍內(nèi)的鋼箱梁切除，拆除中墩承臺(tái)及中墩，新建匝道橋樁基、承臺(tái)及橋墩，并在匝道橋橋墩上設(shè)牛腿支撐。匝道橋橋墩從改造后的鋼箱梁預(yù)留孔穿出，改造的鋼箱梁支撐在匝道橋牛腿上。兩側(cè)梯道、坡道均保留。

3 工藝特點(diǎn)

本工藝對(duì)原天橋箱梁進(jìn)行先拆后改再安裝，將原鋼箱梁部分切除，拆除中墩承臺(tái)及中墩，并對(duì)箱梁進(jìn)行切割改造，用于貫穿匝道橋橋墩，實(shí)現(xiàn)原有天橋二次利用。

本工藝新建匝道橋樁基、承臺(tái)及橋墩，并在匝道橋橋墩上設(shè)牛腿支撐，匝道橋橋墩從改造后的鋼箱梁預(yù)留孔穿出，改造的鋼箱梁支撐在匝道橋牛腿上，實(shí)現(xiàn)一墩兩用。

本工藝根據(jù)原天橋圖紙，結(jié)合改建天橋安裝節(jié)段分布，布置四組臨時(shí)支架，臨時(shí)支架可配備獨(dú)立裝配式混凝土基礎(chǔ)，且臨時(shí)支架采用的螺旋鋼管支撐間設(shè)置快拆式加強(qiáng)連接件，加快現(xiàn)場臨時(shí)結(jié)構(gòu)的安裝速度，縮短施工占道時(shí)間。

4 適用范圍

適用于所有鋼結(jié)構(gòu)人行天橋拆復(fù)建施工，尤其適用于復(fù)雜市域環(huán)境下高架橋新建匝道與現(xiàn)狀人行天橋位置沖突的改建施工，如圖1所示。

圖1 現(xiàn)場施工前航拍圖

5 工藝原理

復(fù)雜市域環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)人行天橋拆復(fù)建施工工藝，先將人行天橋中墩支點(diǎn)一定范圍內(nèi)的鋼箱梁切除，并拆除中墩承臺(tái)及中墩，繼而新建匝道橋樁基、承臺(tái)及橋墩，并在匝道橋橋墩上設(shè)牛腿支撐；匝道橋橋墩從改造后的鋼箱梁預(yù)留孔穿出，改造的鋼箱梁支撐在匝道橋牛腿上，兩側(cè)梯道、坡道均保留。人行天橋施工圖如圖2所示。

圖2 人行天橋施工圖

6 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

6.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→搭設(shè)臨時(shí)支架→拆除人行天橋中墩處橋面結(jié)構(gòu)→解除人行天橋中墩固結(jié)→切割人行天橋鋼結(jié)構(gòu)梁體→破除人行天橋中墩→新建匝道橋橋墩施工→人行天橋鋼結(jié)構(gòu)梁體吊裝→恢復(fù)人行天橋橋面結(jié)構(gòu)。

施工準(zhǔn)備，應(yīng)在施工前對(duì)實(shí)地進(jìn)行勘察，深入了解人行天橋的基本情況，組織相關(guān)技術(shù)人員熟悉和研究相關(guān)的圖紙和規(guī)范等資料，掌握橋梁的結(jié)構(gòu)及受力特點(diǎn)。在施工過程中要合理配備施工機(jī)械，選擇能夠與施工現(xiàn)場相適應(yīng)施工設(shè)備，并做好設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)，確保工程

項(xiàng)目的施工能力和質(zhì)量要求。

搭設(shè)臨時(shí)支架，根據(jù)原天橋圖紙，結(jié)合改建天橋安裝節(jié)段分布，共布置四組支架，在兩側(cè)拆除點(diǎn)位置位于梁底正下方分布設(shè)置兩組支架，在中墩西側(cè)梁體兩側(cè)分別設(shè)置兩組支架，便于后期改建鋼箱梁安裝。

拆除人行天橋中墩的橋面部分時(shí)，先去除欄桿、橋面鋪裝層，再解除與橋面之間的聯(lián)系，并采用沿著順橋體方向由護(hù)欄側(cè)向內(nèi)逐步對(duì)稱破除施工的方法，以提高施工人員操作的安全。另外利用履帶式液壓錘破除路面的混凝土鋪裝層，并對(duì)連接的鋼筋進(jìn)行切割，使之與梁體脫離固結(jié)聯(lián)系；灑水車灑水，嚴(yán)防揚(yáng)塵；隨后進(jìn)行鋼材切割、垃圾清掃，最后移入專門場所存放。

解除人行天橋中墩固結(jié)時(shí)，先去除梁體及支撐銜接部分的混凝土至漏出鋼筋部分，再安裝切斷設(shè)備，切斷鋼筋與支柱，然后再去除墩梁固結(jié)剩余在梁上的殘留部分，完成人行天橋中墩固結(jié)解除。

切割人行天橋鋼結(jié)構(gòu)梁體時(shí)，天橋鋼箱梁在橋面鋪裝拆除后采用人工切割，先切割主梁兩側(cè)翼板及腹板位置，最后吊裝中間段主梁。鋼箱梁拆除卸至地面后，在地面進(jìn)行分段切割，采用小節(jié)段運(yùn)輸至場外。

破除人行天橋中墩時(shí)，人行天橋中墩體積較小，故直接采用機(jī)械破碎機(jī)進(jìn)行破除，現(xiàn)場配備除塵設(shè)備，拆除結(jié)束后將破碎出的混凝土碎塊清運(yùn)干凈。

新建匝道橋橋墩施工時(shí)，新建匝道橋橋墩施工前，開挖原天橋中墩地基，根據(jù)施工方案，重新澆筑橋墩樁基承臺(tái)體系。對(duì)該橋梁實(shí)施定位前應(yīng)全面清潔承臺(tái)表面，保證面上沒有灰塵和油污，同時(shí)對(duì)承臺(tái)表面做好鑿毛處理；澆筑前按照橋墩的標(biāo)高和幾何規(guī)格將腳手架搭建在承臺(tái)上，并嚴(yán)格復(fù)核墩身兩側(cè)牛腿處模板位置和高度，采用可調(diào)桁架作為墩身模板外箍，內(nèi)部上拉采用對(duì)拉桿進(jìn)行加固。

人行天橋鋼結(jié)構(gòu)梁體吊裝如圖3 所示，原人行天橋鋼結(jié)構(gòu)梁體在重新組拼進(jìn)場前，需進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，根據(jù)新建匝道橋橋墩尺寸進(jìn)行中間梁體切割，并根據(jù)行人空間對(duì)另一側(cè)進(jìn)行外弧型擴(kuò)建。人行天橋鋼結(jié)構(gòu)橋體一般使用吊車吊裝，吊裝時(shí)，先在該橋梁牛腿永久支點(diǎn)和臨時(shí)結(jié)構(gòu)上設(shè)有測量控制點(diǎn)和線，另外還應(yīng)該在人行天橋鋼構(gòu)件梁體上適當(dāng)?shù)姆胖靡恍y量控制點(diǎn)和線。在人行天橋鋼結(jié)構(gòu)梁體吊裝時(shí)，中線和縱向距離的控制都應(yīng)該采用在工作開始前設(shè)置的控制點(diǎn)和線與鋼箱梁上設(shè)置的控制點(diǎn)和線相對(duì)的方法進(jìn)行控制，并且經(jīng)常對(duì)測量控制點(diǎn)進(jìn)行測量。鋼箱梁的高程是通過支墩上放置的兩臺(tái)千斤頂進(jìn)行調(diào)整的，在中線、縱向距離和梁的水平高度調(diào)整好之后，方可完成箱體兩頭連接部位施焊。下落支架的各點(diǎn)頂升力與下降的距離依據(jù)現(xiàn)場情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

圖3 吊裝梁體施工圖

恢復(fù)人行天橋橋面結(jié)構(gòu)，新人行天橋鋼結(jié)構(gòu)梁體安裝完成后，進(jìn)行橋面護(hù)欄安裝及路面鋪裝作業(yè)。

6.2 操作要點(diǎn)

臨時(shí)支架結(jié)構(gòu)由豎向螺旋管、橫梁（分配梁）、快拆式加強(qiáng)連接件及混凝土基礎(chǔ)組成，橫梁（分配梁）采用雙拼2HN400×200×8×13 型鋼制作；臨時(shí)支架為在縱向節(jié)段劃分處設(shè)一組雙排螺旋鋼管支撐，每組臨時(shí)支架縱橋向鋼管間距3000mm，橫橋向間距4000mm，中間布設(shè)快拆式加強(qiáng)連接件連接成整體。

在施焊前，對(duì)所有焊接件的兩頭、兩邊和焊接位置的坡口切面、焊接位置的鋼材表層以及在規(guī)定區(qū)域內(nèi)的氧化皮、銹、水、漆等阻礙焊接的污濁物均應(yīng)打磨并沖洗，要求外表露出金屬材料材質(zhì)；焊接位置的處理范圍為焊接位置以及在它兩邊30～50mm范圍內(nèi)。

合理配備施工機(jī)械，選擇能夠適應(yīng)施工要求的設(shè)備，并做好設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)，確保工程項(xiàng)目的施工能力和質(zhì)量要求。

混凝土采用自動(dòng)計(jì)量，集中拌和，由輸送車運(yùn)輸分層施工；混凝土結(jié)構(gòu)施工完畢后，用塑料薄膜密實(shí)包覆；墩體在拆

模后盡快完成打磨修邊，拆模后覆膜灑水養(yǎng)護(hù)。

7 質(zhì)量控制

梁體截?cái)嗪螅瑢?duì)本聯(lián)梁體撓度變形狀況進(jìn)行一次全面檢測，如果撓度變形較大時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)組織工作人員離開正在拆卸的橋梁并檢測支架狀況，將測量成果報(bào)告有關(guān)人員，確認(rèn)安全后方可繼續(xù)拆卸。

拆除期間安排專業(yè)技術(shù)人員對(duì)支架穩(wěn)定進(jìn)行檢測，如發(fā)現(xiàn)支架內(nèi)存在特殊現(xiàn)象或支架的基礎(chǔ)沉降過大或存在較大開裂，需迅速告訴工作人員撤離到安全的地方并通知相關(guān)技術(shù)人員，對(duì)架體及支架基礎(chǔ)進(jìn)行處理后才可以繼續(xù)開展破除作業(yè)。

拆除期間應(yīng)當(dāng)全程觀測橋體橫向偏位狀況和橋體傾斜狀況，當(dāng)偏位和傾斜較大或持續(xù)增長時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)通知工作人員疏散至安全地方，對(duì)偏位或傾斜狀況作出處理并確定安全后，方可繼續(xù)拆除作業(yè)。

混凝土在使用前必須保證以下資料具有可追溯性，即配合比實(shí)驗(yàn)記錄、水泥的出廠合格證報(bào)告、碎石實(shí)驗(yàn)報(bào)告、輕集料實(shí)驗(yàn)報(bào)告、外加劑和摻合料實(shí)驗(yàn)報(bào)告、混凝土抗壓強(qiáng)度報(bào)告、抗?jié)B試驗(yàn)報(bào)告、抗凍試驗(yàn)報(bào)告、混凝土坍落度測試記錄等。施工現(xiàn)場必須制作試塊，按要求進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍試驗(yàn)。

所有鋼材都應(yīng)該符合設(shè)計(jì)文件的要求；所有鋼材除了供貨方必須提供出廠證明書外，鋼材進(jìn)廠后，對(duì)同一廠家、同一材質(zhì)、同一板厚、同一出廠狀態(tài)的鋼材，按每10個(gè)爐（批）號(hào)抽驗(yàn)一組試樣。

8 安全措施

吊裝作業(yè)區(qū)設(shè)置吊運(yùn)通道，并與周圍的設(shè)施、構(gòu)筑物保持必要的安全間距。吊掛的部位應(yīng)當(dāng)設(shè)立安全警告標(biāo)識(shí)，吊物下方禁止站人。

在吊裝前應(yīng)預(yù)先做一次低高度的試吊，將吊裝的繩子使用軟料墊好，以確保構(gòu)件和連結(jié)繩索沒有損壞。構(gòu)件起吊的時(shí)候必須捆扎嚴(yán)密，鎖扣也要在吊鉤內(nèi)鎖緊，不得用板鉤鉤吊結(jié)構(gòu)。

施工現(xiàn)場的臨時(shí)用電，嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場臨時(shí)用電的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。電纜線路實(shí)行“三相五線”的連接方法。工地現(xiàn)場架設(shè)的用電線路，不能采用裸電線。臨時(shí)敷設(shè)的用電線路，不能設(shè)置在鋼模板和腳手架結(jié)構(gòu)上，并安設(shè)絕緣隔離支承物。

9 結(jié)語

復(fù)雜市域環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)人行天橋拆復(fù)建施工技術(shù)對(duì)原天橋箱梁進(jìn)行先拆后改再安裝，將原鋼箱梁部分切除，拆除中墩承臺(tái)及中墩，并對(duì)箱梁進(jìn)行切割改造，用于貫穿建匝道橋橋墩，實(shí)現(xiàn)原有天橋二次利用，大幅降低施工成本。同時(shí)，新建匝道橋樁基、承臺(tái)及橋墩，并在匝道橋橋墩上設(shè)牛腿支撐，匝道橋橋墩從改造后的鋼箱梁預(yù)留孔穿出，改造的鋼箱梁支撐在匝道橋牛腿上，實(shí)現(xiàn)一墩兩用，進(jìn)一步減少施工成本。本工法采用的臨時(shí)支架現(xiàn)場臨時(shí)結(jié)構(gòu)安裝速度快，可以縮短施工占道時(shí)間。與傳統(tǒng)人行天橋拆復(fù)建施工工藝相比，綜合節(jié)約造價(jià)15%以上，縮短工期10%左右。解決了復(fù)雜市域環(huán)境下人行天橋中墩樁位與新建匝道橋墩位沖突問題，打破了傳統(tǒng)人行天橋拆復(fù)建過程中存在的大拆大建、資源浪費(fèi)等問題，更深遠(yuǎn)的意義在于保證質(zhì)量的同時(shí)可以優(yōu)化工藝，促進(jìn)橋梁改擴(kuò)建技術(shù)的發(fā)展，減小項(xiàng)目投資，新的技術(shù)催生新的工藝，新的工藝使工程進(jìn)一步的優(yōu)化，最終保證質(zhì)量、安全、成本控制的和諧共生。