摘要:鉴于桥梁加固、拆除重建是改扩建工程中的一项重要内容,结合工程实例,对海通都线嘶马闸桥跨线桥上跨拆除施工顺序、车道分流施工计划、支架搭设加固、防护措施落实、跨线桥切割、箱梁拆除、中墩柱拆除、拆除物清理及外运等施工技术进行了总结和分析。实例证明,该施工技术可有效提高施工效率,值得进一步推广和应用。
关键词:跨线桥、上跨、拆除、施工技术
一:工程概况
S336海通都线嘶马闸桥位于江都嘶马镇,始建于1989年1月,桥梁中心桩号K271+853。桥梁跨越红旗河南端距长江边500多米,桥北侧为通江船闸,桥闸北为老嘶马闸桥。嘶马闸桥上部结构为3跨(27.288+27.18+27.288)m桁架梁桥;下部结构为钻孔灌注桩基础,柱式墩。经检定该桥为四类桥梁,决定对该桥进行改造,拆除上部结构。
二:施工重点、难点及对策
(一)、施工重点、难点
该桥拆除工程上部结构的拆除和吊运是控制本项工程的重点和难点。
该工程在河道上,需保证嘶马闸的正常通航,出于环保的考虑不能采取纯破碎的方法,考虑到现场条件限制亦不能采用整体吊装拆除的方法,故本方案拟采用肢解破除,水面上采用浮吊吊装,岸上采用大型的汽车吊吊装。
(二)拆除施工的对策
1.吊装机械的选用
本工程采用浮吊及吊车作为吊装工具,本桥的结构主要是桁架。根据现场情况预选用一艘80T浮吊船﹑一辆50T及25T汽车吊配合使用。
2.切割机械的选用
对于上弦连杆及横梁的拆除采用风镐进行破碎分离,桥面采用小型破碎机破除,下部结构的拆除采用220型破碎机进行破碎。
三:老桥拆除施工方案
(一)拆除的施工顺序
1.总的拆除顺序:
桥梁两侧引桥道路封闭→拆除便道施工→中跨上部结构的拆除→边跨上部结构的拆除→下部结构的拆除
2.单跨上部结构拆除顺序:
桁架梁临时支撑加固→上弦连杆的拆除→桥面铺装及防撞护栏的拆除→槽形板、中横梁及剪刀撑的拆除→预留上弦连杆的拆除→桁架拆除→端横梁的拆除
(二)上部结构拆除方案
1.上部结构组成
依据老桥设计图纸,单跨上部内部结构形式主要是由2片27.228m或27.18m桁架、7片中横梁、2片端横梁及8片剪刀撑,7道上弦连杆及32片微弯板组成;
2.临时支撑加固方案
2.1.编制依据及规范标准
2.1.1编制依据
(1)、现行施工设计标准
(2)、嘶马闸老桥施工图设计
2.1.2规范标准
(1)、公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)
(2)、公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011)
2.2主要技术标准及设计说明
2.2.1主要技术标准
单跨布置:25.38 m
2.2.2临时支撑设计说明
嘶马闸桥拆除临时支撑梁,主要考虑将部分结构(桥面人行道、护栏、微弯板等)自重卸载后,将剩余桥梁结构的自重全部支撑结构承担。其中边跨桥台位置设混凝土基础,桥台侧设钢管支撑,混凝土基础,墩桥墩位处设置吊梁,固定于老桥盖梁上。
2.2.2.1主梁
纵梁采用6片3000mm×1500mm单层加强型贝雷片作为主梁,三片贝雷片为一组,设置于桁架正下方,贝雷片间用450mm连接片连接牢固,并设下平纵联。两组贝雷片主梁中心间距为1010cm。
2.2.2.2横梁
主梁支撑在I40b横向双拼工字钢上,横梁工字钢长13m,工字钢上下每隔1m用厚度为20mm,宽100mm的钢板进行联结。贝雷片支撑在横梁的位置用U型卡进行联结。
3.结构计算
3.1.纵梁计算
根据施工方案,在保持桥梁结构受力的情况下,先将桥面防撞护栏,人行道,微弯板拆除,然后再将桁架片上受力杆件割断,剩余桥跨结构重量全部由纵向贝雷梁承担,此时,剩余的荷载情况如下:
1.自重恒载:
P1=(39.7+8.9+24.8+3.2)*27.19=2082.75KN
2.贝雷梁自重
P4=4.52KN/m
剩余的全桥自重偏安全的平均分配在一侧纵向贝雷梁7个支点上,每个点的荷载为:P= P1/7/2=148.8KN
材料力学性能参数及指标
查《装配式公路钢使用手册》三排单层加强型贝雷片:
3.跨中挠度计算
(1)销孔间隙引起的挠度
Δl=0.159 cm,节数n=9,桁高h=150cm,跨长l=27 m
f2=64.4mm
f= f1+f2=117.6mm
4.1横向I40b双拼工字钢内力验算
纵向贝雷梁对I40b双拼工字钢的压力P=576.3KN。
I40b材料力学性能参数及指标
截面型号:双工箱形H-400*144*12.5*16.5
钢材组合截面
截面几何参数如下:
上翼水平间距 D =50mm
截面外包高度 H =400mm
截面外包宽度 B =338mm
截面面积 A =188.13cm2
截面力学参数如下:
x轴截面惯性矩 Ix =45561.5cm4
x轴截面抵抗矩 Wx =2278.07cm3
使用SM Solver 计算软件,计算横梁内力
EI=2.1×105×45561.5×10-8÷10-6=95679150Nm2
标题:I40b横梁计算
内力计算
单位:力(kN),力矩(kN*m)
杆端内力值 (乘子 = 1)
反力计算
单位:力(kN),力矩(kN*m),角度(默认)
约束反力值 (乘子 = 1)
标题:I40b横梁计算
位移计算
单位:位移(mm),转角(默认)
杆端位移值 (乘子 = 1)
a、强度检算
,合格;
,合格;
b、刚度检算
,合格。
4.2吊梁计算
吊梁上端I40b工字钢主要承受纵梁、横梁、吊杆及下端工字钢重量。
下端工字钢及吊杆重P1=6.31×3×3.5×2+115.48×3=4.79KN
一端荷载P2=585.9KN
上端工字钢一端荷截P=P1/2+P2=588.3KN
I40b材料力学性能参数及指标
截面型号:双工箱形H-320*132*11.5*15
截面每米质量:115.48kg/m
截面几何参数如下:
上翼水平间距 D =50mm
截面外包高度 H =320mm
截面外包宽度 B =314mm
截面力学参数如下:
截面面积 A =147.03cm2
x轴截面惯性矩 Ix =23252.8cm4
x轴截面抵抗矩 Wx =1453.3cm3
使用SM Solver 计算软件,计算吊梁内力
EI=2.1×105×23252.8×10-8÷10-6=48830880Nm2
标题:吊梁计算
内力计算
单位:力(kN),力矩(kN*m)
杆端内力值 (乘子 = 1)
反力计算
单位:力(默认),力矩(默认),角度(默认)
约束反力值 (乘子 = 1)
标题:吊梁计算
位移计算
单位:位移(mm),转角(默认)
杆端位移值 (乘子 = 1)
a、强度检算
,合格;
,合格;
b、刚度检算:合格。
C、拆除步骤:
1.中跨上部结构拆除
a、先将7道上弦连杆用钢管搭设2m*2m*3.5m临时脚手配合汽吊拆除中间5道,留下两端的2道上弦连杆,作为两片桁架梁的临时支撑。
b、桥面与护栏用小型破碎机破除,使用风镐将微弯板绞缝破除,将微弯板做好吊点从东向西一片一片拆除;
c、搭临时脚手(在桁架梁下口贝雷片之间横向架设一层12#槽钢骨架,并在槽钢上铺设钢板作为临时脚手)拆除中横梁及剪刀撑,采用浮吊吊住剪刀撑使用风镐对连接处端部砼进行破碎直至露出钢筋,切断钢筋后用浮吊船掉移,最后采用同样的方法拆除中横梁,拆除时注意由西向东对称拆除;
d、拆除上弦连杆时用浮吊吊起1m*1m*1m的挂篮作为临时脚手,用风镐破除上弦连杆与桁架连接处砼,直至主钢筋外露,用钢丝绳将要拆除的上弦连杆做好吊点,再将主钢筋割断,然后移除上弦连杆。考虑到周边环境限制,先将桁架上弦临时固定后分成4段依次对称拆除,浮吊吊住其中一片桁架上弦,利用桁架梁下口临时脚手作为施工平台将桁架上弦与桁架梁连接处的砼凿除,使钢筋外露,再将钢筋割断(割钢筋的顺序是自上而下进行),同时将桁架上弦相邻段落间的砼破碎后割断钢筋,将桁架上弦临时固定解除吊移至岸边进行破碎。
2.边跨上部结构拆除
a、上线连杆、桥面铺装及微弯板的拆除和中跨上部结构的拆除方法相同;
b、边跨基本处于陆地上,相对施工条件比较便利,按照中跨拆除的顺序进行拆除,中横梁及剪刀撑的拆除采取就地破碎的方法;
结束语
大跨度拱形悬臂混凝土桁架刚构桥选取搭设栈桥拆除施工技术是一种在一定工况下工作强度低、施工周期短的施工技术。其方法简单实用,且对桁架刚构桥施工普遍适用。与国内部分工程应用的爆破施工技术相比,该技术对周边环境影响小、环保节能、工效高、适用性强、简便易行。该技术不仅降低了安全风险,同时也有效降低了成本、缩短了施工周期。
参考文献:
[ 1 ]陈艳平.大跨钢桁架人行桥设计与施工[ J ].城市道桥与防洪,2019(7):85 - 89.
[ 2 ]褚东升,赵国栋,曾革助.空间异形桁架人行天桥设计与计算[ J ].中外公路,2017(5):127 - 130
论文作者:刘庆财
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
标签:桁架论文; 截面论文; 上弦论文; 横梁论文; 结构论文; 连杆论文; 浮吊论文; 《基层建设》2019年第26期论文;