摘 要:
结合具体工程实例,介绍旧桥拆除的施工准备工作,对旧桥拆除的施工技术要点展开详细研究,阐述废渣清理和恢复交通注意事项,以加快旧桥拆除施工效率,避免对邻近结构和行车安全造成影响,缩短高速封道时间,节约交通组织成本,促进公路工程事业长远发展。
关键词: 高速公路;改扩建;旧桥拆除;技术应用
1 引言
目前,道路车流量增加,车辆重载化,加之结构的老化,部分高速公路桥梁显现出各种各样的病害,存在安全隐患。针对此问题,需对高速公路采取改扩建措施,改善交通出行条件沥青网sinoasphalt.com。桥梁拆除是高速公路改扩建的重点内容,但施工条件复杂、难度高,要求施工单位科学应用桥梁拆除技术。本文着重对旧桥拆除技术进行分析,以掌握桥梁拆除技术应用要点。
2 工程概况
常山港特大桥改扩建工程,旧桥全长 1 263.182 m,桥梁下部为柱式墩和肋承台,基础为灌注桩,上部采用 20 m 空心板梁、40 m T 梁和连续箱梁,拆除范围为右幅上跨文教路连续箱梁段和常山港主跨。右幅拆除面积 2 281 m2,拆除混凝土方量约 1 600 m3。
3 旧桥拆除的准备工作
3.1 噪声控制
右幅主跨段拆除采取“吊装拆除、现场破碎”的方法,居民区距拆除场地直线距离在 200 m 以内, 现场拆除产生的噪声将对周边居民的日常生活造成干扰。为应对噪声污染问题,提前与当地政府、村民沟通,获得多方的同意;规划拆除时间,避免夜间拆除。距上跨文教路右幅连续箱梁段约 100 m 的区域分布居民房, 拆除所用的液压式破碎锤在运行中存在噪声污染,为减小噪声对周边居民的影响,积极与当地政府及村民沟通,并避免夜间拆除。
3.2 交通管控和旧桥附属设施的拆除
上跨文教路连续箱梁段右幅 13#~15# 的拆除将干扰下方道路的正常通行,若在文教路开放交通时进行右幅 13#~15# 的拆除,可能由于上跨桥梁结构的下落引发安全事故。因此,先临时封闭文教路, 右幅 13#~15# 拆除活动完成后再开放交通。
根据拆除工作量,道路临时封闭时间暂定 48 h,具体结合实际拆除进度适时调整。针对桥梁拆除范围内的交通进行导改, 尽可能减小拆除活动对现状交通的影响[1]。拆除前一周公示交通改道方案,与当地交警部门配合,携手做好桥梁拆除的交通疏导工作。正式拆除旧桥前,完成信号灯、标志标牌等附属设施的拆除,具体如下。
1)绝大部分信号灯及其他设施集中分布在中央绿化带,需提前拆除此类设施。根据拆除范围设置围挡,在围挡区域内组织拆除活动;施工车辆在可允许转向交叉口进出,尽可能将通行时间安排在平峰期。
2)提前与道路交通管线设施的所属单位取得联系,征得同意后采取调整、保护或移除措施。
3)在拆除相关交通设施时,各类围挡均要正常使用,减小外部环境对拆除活动的影响,避免旧桥拆除干扰周边环境。
3.3 临时标志的设置
箱梁拆除产生的小石子可能飞溅,需在高速侧加强防护。严格按照行业规范设置临时交通标志,标志上的信息需全面且直观,为过往车辆提供明确的引导。在本工程中,将拆除区域划分为警告区、过渡区、缓冲区、作业区及终止区,按照 JTG H30—2015《公路养护安全作业规程》的要求在各区域设置临时标志。
4 跨文教路旧桥拆除要点
4.1 波形护栏的拆除和沥青路面的铣刨
波形护栏质量较轻,便于拆除。护栏柱用氧气乙炔拆除,护栏板以人工作业的方式拆除, 将拆除产生的构件按类别置于指定位置,禁止随意堆放。对沥青路面做铣刨处理,设备采用沥青铣刨机,设备无法覆盖的边角区域由人工凿除。根据铣刨效率配备合适装载能力的运输车辆,及时装载铣刨料,并运输至指定堆放场所。
4.2 空心板梁的拆除
在桥面测放湿接缝和连续缝位置,作为拆除的参照基准,拆除人员用盘踞沿着测线精准切割。切割横断面如图 1 所示。空心板梁拆除产生的构件以吊装的方法转移至指定存放区域,吊装孔用钻孔机钻进,孔位与梁端相距 2 m。
旧桥铰缝为小铰缝,用凿岩机凿除,随后由 2 台 50 t 汽车吊协同作业,将 3~4 片吊装至周边桥面位置进行临时存放;经一段时间的拆除后,若中间空隙能够容纳空心板梁放至地面,则借助吊机将临时寄存至桥面的构件转移至地面进行破碎。
为检验吊装方案的可行性,正式吊装前,试吊 20 cm 并维持此吊装高度 10 min, 检验吊装设备的可靠性和被吊结构的平稳性,发现异常随即处理。试吊结果无误后,开始正式吊装。
4.3 连续箱梁翼板的拆除
在连续箱梁和盖梁的两侧分别设置 2 根钢管斜撑, 钢管底部现浇至混凝土基础内, 抵消连续箱梁翼板拆除产生的水平推力;为保证拆除过程中现浇箱梁的横向稳定性,拆除前,用木方在盖梁上方支座外侧垫实;确定顶板、底板和腹板的切割线,用红油漆进行标记。
待各项准备工作均完成后, 用盘踞在新旧梁结合处切割10 cm 分割缝,解除两部分梁的联系。随后,沿切割缝对称纵向切割,翼板在经过切割处理后转变为悬臂结构,因自重作用,随切割量的增加逐步向下弯曲,最终断裂,落至地面。切割产生的旧桥结构以较大的高差下落时可能引起地面受损, 因此提前在着地位置填土,形成厚度 1 m、长度和宽度均为 3 m 的土堆,用于减小结构的下落高度。翼板以跨为单位,单独下放。由专员在现场指挥,一端切割速度偏快时暂时停止,待另一端跟上后再继续切割,做到全程两侧翼板切割作业同步进行。
4.4 交通临时封闭和路面保护
旧桥拆除易影响文教路的正常交通秩序, 甚至由于旧桥拆除诱发安全事故,因此,对此道路临时封闭 48 h。旧桥拆除产生的结构下落至文教路路面,易导致路面损坏,为规避此问题,向旧桥拆除区域铺设彩条布,上方覆盖厚度约 40 cm 的素土,防护路面。在凿岩机作业断面铺设厚 40 cm、宽 5 m 的素土,避免路面因凿岩机运行而受损。
4.5 支架的搭设
11# 和 17# 墩盖梁连续梁侧宽度仅为 70 cm, 端横梁宽度达到 150 cm,根据该尺寸关系,设 2 个支座,于端横梁处用钢管搭设临时支撑,确保在梁体拆除期间端横梁始终保持稳定。钢管支撑施工前, 以现浇混凝土的方法施作 1 m×1 m×0.5 m的基础,向基础内预埋钢板,将临时支撑的钢管与预埋钢板焊接至一体,提升临时支撑的稳定性。钢管与盖梁相距 1.5 m,纵向与立柱相连,横向用槽钢连接。
4.6 两边腹板的拆除
以切割的方法拆除两边腹板,切割设备采用 4 台绳锯,后端 2 台 绳 锯 的 切 割 速 度 略 慢 于 前 端 2 台 , 切 割 期 间 按 每20 min/ 次的频率检查各绳锯的运行状态,若后端绳锯的切割速度异常偏快, 视实际速度采取停机等待或适度放缓的应对措施。首先在距离横梁 50 cm 的位置切割,逐步推进,确保腹板一端先落地。切割前,确定待切割的位置,用红油漆做好标记,再按前述的方法进行精准切割。
4.7 中间箱室的拆除
在跨文教路两跨桥梁两侧分别布置 2 台凿岩机, 利用机械设备按先腹板、后顶底板的顺序依次拆除中间箱室。腹板的拆除顺序为先跨中、后两侧,采用凿岩机将结构破碎成小块,随后对顶板和底板的混凝土结构做破碎处理,全程暂不切断纵向钢筋;顶板和底板混凝土完全卸落后,将腹板、顶板和底板的纵向钢筋切断。中间箱室拆除过程中存在大量粉尘,粉尘对拆除活动造成干扰,且破坏周边生态环境,因此用 2 台雾炮持续洒水降尘。
桥下净空超过 5 m,新旧桥的最小距离为 4 m,桥下空间较为宽敞,可用于布置凿岩机。在多台凿岩机的配合下,两侧对称拆除箱梁。拆除过程中,由专员观察凿岩机大臂的抬升幅度,禁止由于大幅抬升与新建桥梁发生碰撞。在地面用红油漆标记挖掘机站位,禁止挖掘机在拆除期间随意越位。以边跨部分机械为例,站位情况如图 2 所示。
4.8 中横梁和端横梁的拆除
2 台切割机联合切除墩顶横梁位于两侧箱室的部分,减小中横梁和端横梁的重量;密切关注切除量,在中横梁或端横梁面积与中间箱室相同时,结束切割机的运行;用凿岩机将剩余部分凿除,最终拆除中横梁和端横梁。
4.9 立柱和盖梁的拆除
1)中间墩的拆除。拆除时间安排在上跨文教路 2 跨箱梁拆除结束后,依次完成中墩中横梁、墩柱的拆除作业。
2)盖梁、立柱的拆除。在盖梁底下 2 m 位置布置液压式破碎锤,首先利用此装置对立柱单侧破口,为后续的快速拆除打好基础;再用液压式破碎锤破碎盖梁和立柱,完成拆除。盖梁、立柱分幅进行,单幅的拆除设备均为 2 台液压式破碎锤,每幅的盖梁和立柱的拆除活动同步进行。
3)基础的拆除。基础拆除对象为桩基及地系梁,时间安排在立柱拆除结束后,拆除设备采用液压式破碎锤,由其直接将基础破碎至原地面线下 1 m 的位置。基础拆除的粉尘量较大,根据现场粉尘污染情况用水泵适时喷水扑灭粉尘, 做到环保施工。
5 旧桥拆除的收尾工作和恢复交通
需尽快清理干净旧桥拆除产生的大量废渣, 以免由于废渣堆积影响文教路的正常交通秩序[2-3]。在本工程中,箱梁及下部结构拆除后便进行现场清理, 大堆废渣用 2 台装载机转移至文教路外,剩余的小堆废渣用挖掘机进一步清理,全程耗时约 2 h。经过清理后使文教路路面保持整洁,为恢复交通创设条件。
经过装载机和挖掘机的清理后, 已经将文教路路面的绝大部分废渣清理干净,但局部仍剩余残渣,此部分由人工精细清理。每侧安排 10 人,用扫帚清扫路面。为旧桥拆除设置的临时标志标牌等设施安排施工人员进行拆除;对于拆除前期准备工作中暂时拆除的中分带波形护栏, 需由专员安装至原位置;路面清理完成后,将路侧的波形护栏安装到位。全面做好旧桥拆除的收尾工作后,检查路面,确认无误后恢复交通。
6 结语
综上所述,公路改扩建中常涉及旧桥拆除作业,以何种方式在安全的前提下高效拆除旧桥各结构至关重要。在本文提及的工程中,施工单位从现状出发,根据上跨文教路的特殊条件制订拆除方案,加强对文教路的防护,在保障安全的前提下有序完成旧桥的拆除作业,全程安全状况良好,拆除活动按照计划进行,文教路得到有效的防护,拆除完成后道路可快速恢复交通,综合施工效果符合预期,采取的旧桥拆除技术具有可行性。
参考文献:
[1]刘立博.高速公路旧桥改扩建保通及交通组织研究[J].工程建设与设计,2017(3):104-106.
[2]史彬.通行高速公路旧桥切割拆除施工[J].工程建设与设计,2019(21):97-98,101.
[3]纪延安,冒伟峰,薛瑞钊.上跨主线桥梁拆除在高速公路改扩建工程中的施工[J].山东交通科技,2017(5):43-45.