浅谈城市大跨径混凝土连续箱梁桥拆除技术论文_谢宏静

(南通苏通科技产业园市政公用有限公司,江苏南通226017)

摘要:阐述了城市中跨运河的混凝土连续箱梁“逆向工序法”拆除施工技术,重点在保证拆除过程中的各工况的安全稳定,以确保通航航道内船只和附近车辆与行人的安全。通过本桥的顺利拆除为类似结构桥梁的拆除提供参考资料。

关键词:混凝土连续箱梁;拆除;技术

前言

该桥位于城市市郊城镇,跨越京杭运河,为适应城市发展规划需要,拆除老桥建新桥。老桥主桥部分上部结构形式:45.5+60+45.5的三跨变截面连续箱梁,底面变化为抛物线,老桥设计荷载标准:汽-20、挂-100。

1拆除方案难点分析

1.1桥梁中间跨径大,桥梁拆除工艺较复杂。

1.2桥梁采用悬浇施工,桥梁各块件设置大量后张预应力钢绞线,受力体系复杂,拆除过程中必须让结构始终保持稳定,防止受力体系变化造成失稳坍塌。

1.3桥梁位于城镇附近且跨越京杭运河,拆除过程中须确保过往车辆、行人安全,同时确保通航、航道安全及尽可能减少封航的影响。

2主桥上部结构拆除施工

2.1拆除顺序

该桥拆除采用“逆向工序法”。先拆除主桥范围内的桥面铺装混凝土及护栏,并找出各块件之间的结合面;拼装挂篮,并在中跨0#块及边跨现浇段梁底搭设钢管桩支撑;拆除中跨跨中合拢段箱梁(拟定为9#块),再倒退拆除主桥中跨及边跨8#→7#→6#→5#→4#→3#→2#→1#;最后拆除0#块件及边跨现浇段(具体布置详见桥梁拆除示意图)。拆除的每个块件用挂蓝悬吊至驳船浮运至拆除点破碎。

2.2拆除构件统计

主桥中跨0#~9#梁体需逐块切割、吊装拆除,现将0#~9#块件重量统计见下表1。

2.4主桥上部结构拆除施工方法

2.4.1桥面系破除

采用破碎机先破碎主桥中跨与边跨01#~9#梁体的桥面铺装,并清除废渣,标识出各块件的交接面;同时拆除桥两侧的护栏。

2.4.2 支架搭设

0#块两侧及边跨现浇箱梁处支架搭设,同时对中跨墩与0#块件梁底部进行临时固结。根据箱梁施工时的不平衡荷载计算得出:在中跨柱墩两侧箱梁底面各支撑4根直径50cm钢管桩(计16根),同时在中跨两柱墩上部0#块件处灌注灌浆料填充,确保箱梁拆除时的平衡。

2.4.3挂蓝拼装

挂篮根据拆除构件最大自重及1.5倍安全系数进行控制设计,单只挂篮设置两路主桁,每路主桁由3排贝雷拼装而成。清理挂篮拼装范围内的桥面弃渣,并在箱梁顶板上前吊杆和后锚杆对应位置钻孔;设置垫梁,拼装挂篮主桁架,安装后横梁和后锚杆,锁紧锚杆螺母;安装2根前上横梁,安装前吊杆,锁紧吊杆螺母。后锚杆与前吊杆通过最不利工况计算,采用φ32精轧螺纹粗钢筋能满足受力要求。

2.4.4边跨压重

主桥拆除前,在边跨底部搭设钢管桩完成后,在边跨设置压重以平衡跨中挂篮自重,防止箱梁拆除中跨合拢段时发生倾覆,中跨合拢段拆除后将压重解除。

2.4.5中跨合拢段切除

合拢段的拆除存在结构体系转换的过程,是整个拆桥过程的关键,也是施工的重点和难点。此工况下首先将跨中合拢段的梁顶、底板部分混凝土凿除,露出预应力钢束及刚性骨架,然后切除底板的预应力钢束,并对腹板混凝土进行开槽,放入千斤顶(中性轴偏上位置,以保证在实际顶推过程中能有效防止由于顶推对截面产生的附加弯矩)进行顶推,进而切除顶板预应力钢束及刚性骨架,并通过千斤顶的分步回油来逐步释放合拢段的纵向预压应力,最终实现合拢段的完全解除。块件拆除采用金刚石链锯切割机进行切割,切割断面距各块件分界面30cm左右,以避开锚具确保下个块件内预应力筋的有效性。

切割前,需将所有的吊杆、锚杆均紧固。在桥面上画出切割线,安装链锯切割机,连接电源,开始切割。切割过程中,需注意检查精轧螺纹钢的紧固程度,确保四根吊杆一同受力。合拢段拆除过程需注意检查边跨箱梁沉降变化情况,若沉降过大,需停止解除,及时采取措施,待情况稳定后,再继续拆除。确保桥梁拆除过程始终处于安全状态。

2.4.6吊装

切割快结束时,由海事部门封航,挂篮顶部系好吊装钢丝绳,继续切割直至块体分离,挂篮顶部卷扬机缓慢放下块件,在将块体距离水面3m时,驳船就位,将块件直接置于驳船上,运至岸边,再用浮吊卸船堆放。钢丝绳吊钩位于拆除块件的形心位置。(详见挂蓝吊装示意图)

2.4.7 悬臂段1#-8#块件切除

合拢段切除后,移动挂篮,重复以上步骤,按照逆向顺序从跨中向主墩位置依次拆除8#、7#…1#、02#、01#块件。在9#块拆除并挂篮后退至一侧的8#块后,再在另一侧对应的8#块上拼装一只挂篮,同时拆除两侧对应的块件。

拆除过程中,需注意检查箱梁沉降变化情况,若沉降过大,需停止拆除,及时采取防护措施,待情况稳定后,再继续拆除。

2.4.8 0#块件切除

(1)拆除完8#-1#块件后,拆除钢管桩;

(2)0#块件采用静力切割,一个块件分5刀切除;采用汽车吊吊装。(具体切割位置如右图所示)

3安全保障措施

3.1建立健全安全生产保证体系。成立桥梁拆除作业安全生产领导小组,派专人负责水上及道路交通管制与交通疏解工作。

3.2编制专项安全方案并上报航道、海事、路政、交警等部门,获得批准后建立相应的交通管理组织,确保水上、道路交通安全。

3.3拆除前,专业人员必须仔细检查钢丝绳、机械设备性能,确保机械设备安全施工。

3.4水上交通管制:涉及通航安全或有可能造成航道堵塞的施工项目和施工方法,按要求设置导航、安全标志,及时发布航行通告,确保京杭运河航运正常和过往船只的安全。水上施工区域设立醒目的航行标志牌,明确施工范围,提醒过往船只注意。拆除施工时,进行分区域水上交通管制,明示通航水域,引导通航船只从通航水域安全通行。水上施工配备专用救生船,并有专人值班,各施工作业点应配备救生圈、救生衣等救生设备。

每块件拆除作业前,向海事部门提出作业申请,海事部门在桥位上下游执勤,引导过往船只安全通行。跨中块件切割时,均对航道实行导航管制,船只在规定区域内航行,块件吊装时,实施临时封航,以保证施工和通航船只安全。

3.5道路交通管制:桥梁拆除期间,全桥范围内实施了全封闭施工,为防止个别车辆强行通过,在本施工区段内增设安全隔离设施,具体为:(1)在桥两端30m处设置钢围栏和“前方施工,禁止通行”、“非施工人员和施工车辆严禁进入”等标志标牌;(2)在桥两端10m处设置砂袋墙堆筑隔离。

施工跨越农用道路时,将设置“前方拆除桥梁,当心高空坠物”标志牌;如全封闭段占用原有道路,需进行道路改移,确保社会车辆、人员安全通行。夜间采取:在钢围栏和砂袋墙上悬挂夜间警示红灯。

3.6制定安全与防污染应急预案,落实各项安全和防污染措施

根据《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》、《江苏省建筑施工安全事故应急救援预案规定》、《全省公路航道建设工程施工安全事故应急救援预案编制内容指导意见》、《公路水运工程安全生产监督管理办法》和其他相关规定,结合该桥拆除施工生产的实际情况,制定应急救援预案。

4结语

本桥梁采用“逆向工序法”拆除,拆除的重点在于过程中的结构稳定,防止因为不平衡荷载与内部应力变化造成桥梁失稳倾覆,需加强对拆除各个工况的沉降监控。此次拆除过程中,桥梁整体结构均未发生过大沉降,结构稳定、安全。该工程的成功经验希望为以后类似工程提供宝贵的经验。

参考文献:

[1]JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范[S]

[2]刘长天,吴华俊,吴俊明.谈通航河道桥梁拆除措施[J].中国新技术新产品,2011(15)

[3]闵方权.浅谈切割法在桥梁拆除上的应用[J].华东公路,2009(01)

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论文作者:谢宏静

论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年11月上

论文发表时间:2016/9/19

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