架橋機在大型水利工程附屬橋梁拆除中的應用

孫曉燕

（江蘇省淮沭新河管理處，江蘇 淮安 223005）

1 工程概況

淮陰閘地處淮安市淮陰區王家營街道楊莊，在中運河與淮沭新河交匯處，是淮水北調、分淮入沂淮陰樞紐的主體工程，建成于1959 年10 月。該閘共30 孔，每孔凈寬10m，設計流量3000m3/s，為大（2）型水利工程，具有防洪、灌溉、航運、發電等功能，受益范圍涉及淮安、宿遷、連云港3 市11 縣區?；搓庨l閘室下游側建有附屬交通橋一座（在307 縣道上），與水閘形成一體，是淮陰閘的重要組成部分，是防汛搶險及兩岸居民通行的交通要道。橋梁總長352.73m，橋面全寬7.5m，凈寬7m，設計汽車荷載汽-10 級，拖-60 級校核。上部結構由現澆π 型梁組成，梁體兩端與墩頂固結，結構體系為兩跨一聯剛構體系，共32 跨，單孔橋梁凈跨徑10.0m，梁高1.2m，肋寬0.5m，間距4.5m。下部結構采用鋼筋混凝土墻式墩臺身，連續墩處厚度1.2m，非連續墩單側厚度0.9m，中間設置2cm 沉降縫。老橋π 型梁截面圖見圖1。

1.1 存在問題

交通橋上部結構π 型梁兩道縱梁上存在豎向及斜向裂縫（其中部分裂縫縫寬超限），局部位置出現混凝土銹脹露筋及剝落掉角；橋墩墩身局部混凝土破損及銹脹露筋；橋面系總體狀況較差，主要病害為橋面鋪裝粗骨料外露、開裂破損及橫向裂縫等。2020 年1 月10 日，經江蘇省水利廳組織淮陰閘交通橋安全鑒定，評定為“五類橋”，需進行除險加固。2021 年2 月，江蘇省發展改革委、省水利廳批復對該橋除險加固，批復經費1347 萬元，工期9 個月。

1.2 加固措施

淮陰閘交通橋除險工程建設主要內容為拆除淮陰閘交通橋老橋上部結構，新建梁體、橋面系及兩側接線，對下部墩臺身進行利用。老橋共32 跨，分為18 聯，伸縮縫較多，行車舒適性較差。本次改造將橋梁重新分聯，全橋共分8 聯梁，T 梁為預應力混凝土A 類構件，T 梁單獨預制，簡支安裝，在支點處及跨中設置橫隔板。兩側端孔采用3.665m 預制鋼筋混凝土板梁，梁高0.32m。改造后橋梁全長352.73m，全寬8.0m，下部結構利用老橋墩臺身，新做墩臺帽。橋面鋪裝層為瀝青混凝土路面。

2 拆除、吊裝方案比選

傳統的橋梁拆除方法有直接破碎法、吊裝法，吊裝法常見有汽車吊、履帶吊、水上浮吊船等。

破碎法，即采用破碎機直接將上部結構破碎，廢渣落入地下或平臺，再將廢渣運走。淮陰閘交通橋下部為淮沭河，常年需開閘向淮北地區送水，水深3.0m 左右，工程施工期又處于主汛期，無法斷流，如果采用破碎法，混凝土廢渣將落入河道內，無法清理干凈，影響河道行洪。同時，交通橋下部為閘室的一部分，拆除的舊梁有可能造成對閘室底板、閘門產生破壞，因此，本工程不能采用破碎法。

吊裝法，即采用汽車吊、履帶吊、浮吊等起吊設備將梁體整體吊出，裝車運離現場。由于本工程為大型橋梁，全長353m。由于起吊設備的吊臂長度限制，不可能在橋兩端將全部梁板拆除，需要吊裝設備進入橋梁，從橋梁一端或中間進退施工，同時配備大型轉運車輛，將梁體轉運出去。根據老橋施工圖紙計算，淮陰閘交通橋每一跨梁板重量約為71.2t，整塊梁板起吊需要起重機的起重能力為100t（安全系數按80%考慮），該型號起重機自身重量約為100t。如將梁體切割成兩塊T 梁，起吊設備選用50t，但整機重量加梁板重量也超過80t，起重機和被吊梁體總重量遠遠超出橋梁以及水閘底板允許承載力，且該橋本身已存在安全隱患，因此起吊設備直接上橋吊裝運輸方案不可行，存在安全隱患。

浮吊法，即采用浮吊船在水上將梁體吊裝，然后再將梁體轉運出去。但該工程為淮陰閘附屬交通橋，常年供水，水流速度大，同時橋梁下部為水閘底板、鋪蓋和防沖槽，河面又寬，浮吊船無法實現拋錨固定。該工程施工工期又位于主汛期，河道行洪可能性較大，如果采用浮吊船，行洪時浮吊船必須撤離，那么將嚴重影響工程工期。綜上分析，浮吊船方案也是不可行的，工期、安全均得不到保證。

通過以上方案分析，常規破碎法、吊裝法拆除方案安全、工期得不到保證，所以提出利用架橋機拆除舊的梁板方案。架橋機是一種運行工作范圍廣、性能優良、操作方便、結構安全的鋼結構軌道式預制梁吊裝架設設備。

3 拆除方案

3.1 拆除施工總體方案

工程橋梁為兩端固結，兩跨一聯連續鋼結構體系，每一聯為一個拆除單元，拆除長度為23m。經過現場調研分析，本拆除工程的施工順序為橋西端一側向橋東另一側順序拆除，將兩孔一聯固結結構作為切割單元，采用繩鋸切割機切割分塊，采用步履式架橋機起吊裝車，運至橋東臨時堆放點。施工關鍵技術要點如下：

（1）拆除施工前應全面了解拆除工程圖紙（包括原結構圖紙）和資料，進行實地勘察，按照國家和建設行政主管部門有關技術規范，編制施工組織設計或方案和安全技術措施。

（2）拆除前，應確保外荷載均已被清除、移走或卸載，同時保證拆除的構件已被固定，符合方案要求后，方可進行拆除工作。

（3）拆除過程中必須考慮結構的穩定性及安全性，在切割梁體固結處或橫隔板處時，穿繩、切割要精確，確保架橋機支點處不被破壞。

（4）架橋機過孔和砼梁體的橫向切割工作不能同時進行，過孔時間相對較長，對工期影響較大，要合理規劃組織，將影響降到最低。

（5）拆除原則：安全第一、施工有序、平衡對稱、化整為零。

3.2 主要設備

NF170-50 型步履式架橋機1 臺，電動遙控繩鋸切割機4 臺，50t 轉運炮車1 輛、挖掘破碎機1 臺，50t 吊車1 輛，水鉆機4 臺，100kW 柴油發電機組1 臺。

3.3 梁板切割方案

由于淮陰閘交通橋安全鑒定為五類橋，存在安全隱患。為減少橋梁拆除吊裝荷載，同時為了減少運輸車輛荷載過大，對橋梁造成損壞，拆除時每一聯作為一個工作單元，首先沿橋方向縱向切割，按照放樣的切割線進行，分成六塊（如圖2），每塊寬度2m、3.5m、2m，架橋機就位后，將梁體固結處橫向切除。在每個板塊內取四個孔，作吊裝孔使用，然后在切割線位置取四個孔，作切割孔使用。橋面和墩臺橫梁切割采用電動遙控繩鋸切割機。切割拆除順序從跨中向橋墩方向進行，吊點鉆孔采用鋼筋混凝土高速鉆孔機，直徑20cm。拆除時在下面要放防護網，防止垃圾及碎片墜落河中或影響閘門的運行。

圖2 梁板切割示意圖

3.4 安全穩定復核

3.4.1 架橋機相關能力驗算

（1）吊重能力

根據設計圖紙及老橋圖紙，最大吊重為5 和6號塊，其單塊重量為35t，即最大吊重約為35t，架橋機最大起重為170t，完全滿足吊裝需求。

（2）梁體兜底鋼絲繩選用

起吊設置2 個吊孔，總重量35t，每個吊點平均受力為17.5t。經計算鋼絲繩直徑：d=51mm，兜底鋼絲繩選用直徑大于51mm 鋼絲繩可滿足吊裝要求。

3.4.2 閘室穩定計算

在交通橋上部結構拆除后，考慮最不利工況下閘室穩定計算。經復核計算，橋面拆除后，在上游水位13.5m、下游水位11.5m 的水位組合下，水閘抗滑、抗浮穩定均滿足要求。

3.4.3 交通橋承載力復核

施工過程主要荷載有：架橋機自重、梁體自重，合計重量約4600kN，橋梁端部為固結結構，縱橫向不均勻系數取0.7，梁端部局部壓力為5.2MPa。據檢測現狀砼強度等級達到C30，為安全考慮，按C25強度等級計算，根據《公路工程鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》，fc=11.5MPa，即P=5.2MPa＜11.5MPa，承壓滿足要求。

4 梁體吊運

梁體分塊切割完成后，便可吊運，梁體吊運采用170t 架橋機。吊運順序如圖3 所示，先吊運中間塊1 號塊，再吊運3、4 號塊，接著吊2 號塊，最后吊5、6 號塊，架橋機吊起后轉移至運輸車輛上，上車后對梁體加固維穩后運輸至橋東臨時堆場。吊運時，為了防止銳利的邊角對鋼絲繩的傷害，采取墊置橡膠塊或木方，捆綁應牢固可靠。主要技術措施如下：

圖3 吊運順序模擬圖

（1）在架橋機起吊梁體裝車的位置處鋪設鋼板，使運輸炮車坐落其上，炮車運輸時保證其輪軌沿著預先已標志的橋面位置行走，現場施工前應預先標記交通橋縱梁位置。

（2）在任何一次吊梁作業前，均需試吊一次，即捆好梁后，應先將卷場機組作制動試驗2～3 次，然后將梁吊起少許，檢查鋼繩有無跳槽、吊架插銷有無竄動等情況，確認可靠后方可正式作業。

（3）吊梁卷揚機組應動作一致，受力均勻，嚴防出現梁體劇烈擺動等現象。梁片在起吊、走行和下落時，應盡量保持水平。走梁時要防止電纜崩斷、電纜滑車卡死等故障，影響走梁的障礙物必須清除干凈。

（4）梁片必須對中走行，即走行時梁片處于兩座導梁中央，嚴禁偏位走行。機上橫移只能在梁片處于起吊位置和到位位置時進行。

（5）梁片宜在低位走行，并設專人監視，監視人員、指揮人員及操作司機要特別謹慎，密切合作。

（6）梁片走行及空車走行時，應設專人監視電纜展放情況，發現電纜滑車卡住時，要立即停車排除故障。

（7）落梁時兩吊點卷揚機組應動作一致，均衡。落梁至距橫移設備20～30mm 時調整梁片縱向位置，確認無誤后繼續落梁。

5 結語

2021 年8 月2 日，淮陰閘交通橋兩端封閉，架橋機設備進場，開始拆除施工。2021 年10 月5 日，淮陰閘交通橋老橋拆除完畢，比計劃工期提前近1個月，施工中未發生一起安全事故。架橋機在淮陰閘交通橋上部結構拆除中的應用，解決了安全問題的同時，提升了拆除的速度，節約了工期，也減少了其他大型設備進場的干擾，可以在其他大型水利工程交通橋梁施工中推廣使用■