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摘要:针对桥梁拆除的施工方法中,结合现场实际施工经验,介绍了炮锤在桥梁拆除中的应用及推广,节约国家资源投入。
关键词:拆桥;机械拆桥;炮锤在桥梁拆除中的应用
1工程概况
原跨线桥因主线加宽,旧桥桥梁跨径不满足要求,将旧桥拆除,原址重建。目前新桥已建成。
旧桥桥面宽度15.5m,结构形式,上部为16+2×20+16m预应力砼箱梁,下部为独柱式墩台、钻孔灌注桩基础。
2拆除方案的选择
高速公路上跨桥的拆除重建工作是保证全线贯通首要条件,在拆除工作中针对确保人员、机械安全,确保新桥和重新利用桥墩的安全,确保按时完成拆除工作及保通等问题,进行制定了三种拆除方案。根据目前施工进度,在先建桥通车,后拆桥旧桥的指导方针下,对三种方案进行比较,具体如下:
2.1爆破方案
采用爆破的方案,风险大,原因主要有以下几个方面:①对桥墩爆破,桥墩在桥板压力下,不会定向倾倒,甚至造成桥体侧滑;②对桥板爆破,由于是空心板,爆破效果不明显。③在使用膨胀松动的办法中,因为对原桥梁结构钢筋的布置不清楚,且对原桥梁的施工质量没有充分把握,无法准确布设药剂。
2.2切割方案
采用切割的方案:①切割工艺的准备时间和施工时间较长,在高速公路正常通行的情况下,需搭设满堂架、支挡、支护施工周期过长。②切割设备最大切割厚度约75cm,而互通G106跨线桥跨线桥板经过二次浇注,无法对桥板进行顶升分离。③从经济的角度考虑,需要大量人力物力配合,同时切割费用昂贵,造价较高。
2.3机械锤击破碎
采用机械锤击破碎的方案:①施工时间短;②在高速全封闭的情况下进行破除施工,保证高速运营安全;③能够人为控制桥体下落方向,能够保证新旧桥盖梁的安全。
2.4决定采用机械破除方案
根据本项目的实际情况,该桥新桥以修建完成,且新老桥在护栏位置出现重叠现象(老桥护栏重叠在新桥护栏之上),采用机械破除方案确保新桥安全。
通过对机械拆除预制梁板下落对路面冲击力进行计算(如下表),在施工过程中对路面采取保护,桥体下落不会对老路路基、路面结构层造成破坏。
3拆除上跨天桥施工方案
3.1拆除施工要点
3.1.1保护好原有路面和中央隔离带线缆不受损坏。
3.1.2拆除作业确保机械、人员的安全。
3.1.3施工速度要快,上跨天桥的拆除时间控制在5小时以内。
严格控制各个节点进度,确保在规定时间内恢复路面通车。节点控制如下: 铺设土垫层 控制在0.5小时内 拆桥 控制在4小时内 垃圾清
运和路面恢复 控制在0.5小时内 (总体时间在5个小时以内)。
3.1.4统一指挥、统一行动、紧密组织、科学施工。
3.1.5各种机械、设备确保状态良好。根据两跨线桥的结构及工程量的大小拆除分两次次进行。该桥为连续箱梁桥分两次破除,采用一种拆除方案。
3.2拆除方案
A、为了保护路面,根据需要铺设1m厚土垫层,在施工前全部堆运到停车带安全区,人员设备排队等候开工。
B、拆桥技术人员、机械操作手提前5天到现场进行现场拆除方案分析,解决施工中疑难问题,进行培训和技术交底,为标准化拆除施工做好准备。所有拆桥机械提前半天在桥下路面外等候开工。
C、施工道路安排:所有车辆必须有秩序有组织地进场、出场,路口和护栏开口处必须安排专人看守,非施工车辆及人员禁止入内。
D、在新路基桥端东侧提前平整场地作为临时垃圾场地,拆除的垃圾临时堆放在此,等高速公路恢复通行后,再进行二次破碎。
E、三个单桥墩东西两侧用“四根圆钢立柱”支撑桥体,圆柱直径60cm,高4m,壁厚2cm,单根承受重量1000t,圆柱下采用可活动式底座,底座与立柱之间可以通过千斤顶进行顶升,顶升后用铁块进行限位,使圆柱与箱梁地面紧密接触。支撑基础采用加工的钢梁,长6m,宽0.75m,高0.3m。
同时用300吨千斤顶顶升桥体,强化桥体稳定性。
F、沿超车道和紧急停车带铺设土垫层,宽10米,沿路长26米,厚1米,确保路面安全。采用2台铲车,两台挖机进行垫土,垫土计划时间为30min。
G、拆桥顺序:该桥为4*30m连续现浇箱梁,上下车道分离,桥梁以高桩承台、单桩墩进行支撑,形成稳定结构。根据现场实际情况分析,先拆除远离新桥东侧老桥,然后在拆除靠近新桥西侧老桥。拆桥前先对西侧老桥进行支撑加固,使西侧老桥在拆除东侧桥梁时不会产生扰动来影响老桥。
在1#墩、3#墩位置对西侧老桥进行加固,使西侧老桥形成稳定结构,一方面保证不伤害新桥,另一方面为拆除东侧桥梁提供施工平台。
H、拆桥:
3.2.1拆除东侧老桥
破除采用蚕食方式进行,梁体不整体下落对梁体进行破除,混凝土以小块形式落于路面覆土上(便于混凝土与钢筋分离,相对于梁体整体下落减少混凝土破除时间),从桥梁中间向梁边进行破除。高速公路封闭,破除防撞护栏和翼缘板(减轻桥梁质量),破除腹板和桥面,在立柱两侧切断桥面板使剩余钢筋及混凝土下落,所有炮锤同时对剩余混凝土进行破除,钢筋混凝土分离,破除立柱 清理混凝土碎块及高速路面垫土,冲洗路面,恢复高速公路通行。
破碎锤就位,同时采用8台炮锤,四台在所拆桥梁一侧,另外四台在西侧老桥桥面上。
防撞护栏和翼缘板破除:机械就位后(每台炮锤间距约5m),8台炮锤同时对翼缘板及防撞护栏进行破除,破除是不能破坏腹板及腹板以内混凝土(保证梁体整体强度),东侧防撞护栏及翼缘板破除仅从高速公路中心破到高速公路护栏处,西侧翼缘板全部破除(使桥梁中心偏向东侧,避免桥梁下落时偏向西侧新桥)。 破除腹板和桥面:从桥梁中间2#墩顶对桥面进行破除。由于1#、3#立柱支撑,桥梁不会向内侧坍塌,从中间向两边破除桥面及腹板混凝土,然后对称从1#、3#立柱靠近2#立柱侧对桥面进行破除。
梁体下落:梁体下落前大部分混凝土已经被破碎成小块下落到所垫土面上。由于立柱支撑及钢筋拉力作用,高速公路范围内剩余桥梁混凝土不会直接落于所垫土垫层上,分别形成以1#、2#、3#立柱支撑的悬空状态,所有机械同时站到桥梁东侧高速路面上,对坍塌梁板进行破除,直至混凝土与钢筋分离。
清理钢筋:混凝土与钢筋分离后,人工对钢筋进行切割,然后用炮锤将钢筋运离高速路面。
3.2.2拆除西侧老桥
破除仍采用蚕食方式进行,由于新老桥高差大,破除老桥西侧护栏时容易误伤新桥,采用2台炮锤从老桥中心对称向桥两侧对桥梁防撞护栏及西侧翼缘板进行破除,破除完成后将两台炮锤移至新桥桥面上(新桥桥面为沥青混凝土路面,采用垫草帘子方式,避免炮锤履带破坏新桥路面),其他四台炮锤开始从中间向两侧破除东侧翼缘板;在新桥上的两台炮锤分别对称从1#、3#立柱靠近2#立柱侧对桥面及腹板进行破除,同时扳倒桥梁东侧支撑的临时立柱,西侧立柱保持不动,然后对称向2#立柱对桥面进行破除,破除大面积桥面后,破除桥梁西侧腹板及桥面底板,其他拆除过程同上。
4经济分析
桥梁拆除通用方法是对桥梁梁板进行支撑加固,分段切割,这样要在通行的高速公路上搭设钢管架支撑,封闭半幅高速公路,施工过程中要对高速公路进行保通工作,操作起来安全系数比较低,对桥梁切割时要全部使用绳锯施工,切割的同时要使用200T左右吊车,整个施工时间大约要2个月左右,对该桥拆除预算费用大约为190万元;爆破拆除施工方案不适合本桥拆除施工;该桥采用机械拆除施工方案实际发生费用约60万元,直接节省130万元施工费用。
结束语
随着中国经济的不断进步,交通车辆与日俱增,对高速公路要求也越来越高,现有高速公路远远不能满足要求,一是高速公路数量不足,二是既有高速公路宽度不满足要求,势必要对原有高速公路进行改扩建施工,相应原有高速公路跨线桥必须进行拆除,随着高速公路改扩建不断增加,对原有跨线桥拆除需求也将不断提升,机械拆除桥梁能够更好的适用于市场的需要。
参考文献:
【1】连霍高速兰考至刘江段改扩建工程《两阶段设计图纸》
【2】《公路桥涵施工技术规范 》JTG/T F50-2011 人民交通出版社;
【3】《浅析爆破拆除技术在桥梁中的应用》张行茂 中国水运 第四卷 第四期 2006年4月
【4】《浅析拆除技术在桥梁中的应用》罗劲松 韦宁《中国水运(理论版)》 > 2007年 > 第08期
关键词:拆桥;机械拆桥;炮锤在桥梁拆除中的应用
1工程概况
原跨线桥因主线加宽,旧桥桥梁跨径不满足要求,将旧桥拆除,原址重建。目前新桥已建成。
旧桥桥面宽度15.5m,结构形式,上部为16+2×20+16m预应力砼箱梁,下部为独柱式墩台、钻孔灌注桩基础。
2拆除方案的选择
高速公路上跨桥的拆除重建工作是保证全线贯通首要条件,在拆除工作中针对确保人员、机械安全,确保新桥和重新利用桥墩的安全,确保按时完成拆除工作及保通等问题,进行制定了三种拆除方案。根据目前施工进度,在先建桥通车,后拆桥旧桥的指导方针下,对三种方案进行比较,具体如下:
2.1爆破方案
采用爆破的方案,风险大,原因主要有以下几个方面:①对桥墩爆破,桥墩在桥板压力下,不会定向倾倒,甚至造成桥体侧滑;②对桥板爆破,由于是空心板,爆破效果不明显。③在使用膨胀松动的办法中,因为对原桥梁结构钢筋的布置不清楚,且对原桥梁的施工质量没有充分把握,无法准确布设药剂。
2.2切割方案
采用切割的方案:①切割工艺的准备时间和施工时间较长,在高速公路正常通行的情况下,需搭设满堂架、支挡、支护施工周期过长。②切割设备最大切割厚度约75cm,而互通G106跨线桥跨线桥板经过二次浇注,无法对桥板进行顶升分离。③从经济的角度考虑,需要大量人力物力配合,同时切割费用昂贵,造价较高。
2.3机械锤击破碎
采用机械锤击破碎的方案:①施工时间短;②在高速全封闭的情况下进行破除施工,保证高速运营安全;③能够人为控制桥体下落方向,能够保证新旧桥盖梁的安全。
2.4决定采用机械破除方案
根据本项目的实际情况,该桥新桥以修建完成,且新老桥在护栏位置出现重叠现象(老桥护栏重叠在新桥护栏之上),采用机械破除方案确保新桥安全。
通过对机械拆除预制梁板下落对路面冲击力进行计算(如下表),在施工过程中对路面采取保护,桥体下落不会对老路路基、路面结构层造成破坏。
3拆除上跨天桥施工方案
3.1拆除施工要点
3.1.1保护好原有路面和中央隔离带线缆不受损坏。
3.1.2拆除作业确保机械、人员的安全。
3.1.3施工速度要快,上跨天桥的拆除时间控制在5小时以内。
严格控制各个节点进度,确保在规定时间内恢复路面通车。节点控制如下: 铺设土垫层 控制在0.5小时内 拆桥 控制在4小时内 垃圾清
运和路面恢复 控制在0.5小时内 (总体时间在5个小时以内)。
3.1.4统一指挥、统一行动、紧密组织、科学施工。
3.1.5各种机械、设备确保状态良好。根据两跨线桥的结构及工程量的大小拆除分两次次进行。该桥为连续箱梁桥分两次破除,采用一种拆除方案。
3.2拆除方案
A、为了保护路面,根据需要铺设1m厚土垫层,在施工前全部堆运到停车带安全区,人员设备排队等候开工。
B、拆桥技术人员、机械操作手提前5天到现场进行现场拆除方案分析,解决施工中疑难问题,进行培训和技术交底,为标准化拆除施工做好准备。所有拆桥机械提前半天在桥下路面外等候开工。
C、施工道路安排:所有车辆必须有秩序有组织地进场、出场,路口和护栏开口处必须安排专人看守,非施工车辆及人员禁止入内。
D、在新路基桥端东侧提前平整场地作为临时垃圾场地,拆除的垃圾临时堆放在此,等高速公路恢复通行后,再进行二次破碎。
E、三个单桥墩东西两侧用“四根圆钢立柱”支撑桥体,圆柱直径60cm,高4m,壁厚2cm,单根承受重量1000t,圆柱下采用可活动式底座,底座与立柱之间可以通过千斤顶进行顶升,顶升后用铁块进行限位,使圆柱与箱梁地面紧密接触。支撑基础采用加工的钢梁,长6m,宽0.75m,高0.3m。
同时用300吨千斤顶顶升桥体,强化桥体稳定性。
F、沿超车道和紧急停车带铺设土垫层,宽10米,沿路长26米,厚1米,确保路面安全。采用2台铲车,两台挖机进行垫土,垫土计划时间为30min。
G、拆桥顺序:该桥为4*30m连续现浇箱梁,上下车道分离,桥梁以高桩承台、单桩墩进行支撑,形成稳定结构。根据现场实际情况分析,先拆除远离新桥东侧老桥,然后在拆除靠近新桥西侧老桥。拆桥前先对西侧老桥进行支撑加固,使西侧老桥在拆除东侧桥梁时不会产生扰动来影响老桥。
在1#墩、3#墩位置对西侧老桥进行加固,使西侧老桥形成稳定结构,一方面保证不伤害新桥,另一方面为拆除东侧桥梁提供施工平台。
H、拆桥:
3.2.1拆除东侧老桥
破除采用蚕食方式进行,梁体不整体下落对梁体进行破除,混凝土以小块形式落于路面覆土上(便于混凝土与钢筋分离,相对于梁体整体下落减少混凝土破除时间),从桥梁中间向梁边进行破除。高速公路封闭,破除防撞护栏和翼缘板(减轻桥梁质量),破除腹板和桥面,在立柱两侧切断桥面板使剩余钢筋及混凝土下落,所有炮锤同时对剩余混凝土进行破除,钢筋混凝土分离,破除立柱 清理混凝土碎块及高速路面垫土,冲洗路面,恢复高速公路通行。
破碎锤就位,同时采用8台炮锤,四台在所拆桥梁一侧,另外四台在西侧老桥桥面上。
防撞护栏和翼缘板破除:机械就位后(每台炮锤间距约5m),8台炮锤同时对翼缘板及防撞护栏进行破除,破除是不能破坏腹板及腹板以内混凝土(保证梁体整体强度),东侧防撞护栏及翼缘板破除仅从高速公路中心破到高速公路护栏处,西侧翼缘板全部破除(使桥梁中心偏向东侧,避免桥梁下落时偏向西侧新桥)。 破除腹板和桥面:从桥梁中间2#墩顶对桥面进行破除。由于1#、3#立柱支撑,桥梁不会向内侧坍塌,从中间向两边破除桥面及腹板混凝土,然后对称从1#、3#立柱靠近2#立柱侧对桥面进行破除。
梁体下落:梁体下落前大部分混凝土已经被破碎成小块下落到所垫土面上。由于立柱支撑及钢筋拉力作用,高速公路范围内剩余桥梁混凝土不会直接落于所垫土垫层上,分别形成以1#、2#、3#立柱支撑的悬空状态,所有机械同时站到桥梁东侧高速路面上,对坍塌梁板进行破除,直至混凝土与钢筋分离。
清理钢筋:混凝土与钢筋分离后,人工对钢筋进行切割,然后用炮锤将钢筋运离高速路面。
3.2.2拆除西侧老桥
破除仍采用蚕食方式进行,由于新老桥高差大,破除老桥西侧护栏时容易误伤新桥,采用2台炮锤从老桥中心对称向桥两侧对桥梁防撞护栏及西侧翼缘板进行破除,破除完成后将两台炮锤移至新桥桥面上(新桥桥面为沥青混凝土路面,采用垫草帘子方式,避免炮锤履带破坏新桥路面),其他四台炮锤开始从中间向两侧破除东侧翼缘板;在新桥上的两台炮锤分别对称从1#、3#立柱靠近2#立柱侧对桥面及腹板进行破除,同时扳倒桥梁东侧支撑的临时立柱,西侧立柱保持不动,然后对称向2#立柱对桥面进行破除,破除大面积桥面后,破除桥梁西侧腹板及桥面底板,其他拆除过程同上。
4经济分析
桥梁拆除通用方法是对桥梁梁板进行支撑加固,分段切割,这样要在通行的高速公路上搭设钢管架支撑,封闭半幅高速公路,施工过程中要对高速公路进行保通工作,操作起来安全系数比较低,对桥梁切割时要全部使用绳锯施工,切割的同时要使用200T左右吊车,整个施工时间大约要2个月左右,对该桥拆除预算费用大约为190万元;爆破拆除施工方案不适合本桥拆除施工;该桥采用机械拆除施工方案实际发生费用约60万元,直接节省130万元施工费用。
结束语
随着中国经济的不断进步,交通车辆与日俱增,对高速公路要求也越来越高,现有高速公路远远不能满足要求,一是高速公路数量不足,二是既有高速公路宽度不满足要求,势必要对原有高速公路进行改扩建施工,相应原有高速公路跨线桥必须进行拆除,随着高速公路改扩建不断增加,对原有跨线桥拆除需求也将不断提升,机械拆除桥梁能够更好的适用于市场的需要。
参考文献:
【1】连霍高速兰考至刘江段改扩建工程《两阶段设计图纸》
【2】《公路桥涵施工技术规范 》JTG/T F50-2011 人民交通出版社;
【3】《浅析爆破拆除技术在桥梁中的应用》张行茂 中国水运 第四卷 第四期 2006年4月
【4】《浅析拆除技术在桥梁中的应用》罗劲松 韦宁《中国水运(理论版)》 > 2007年 > 第08期