■梁 豪
(福清交通建設發(fā)展有限責任公司,福清 350301)
福泉高速公路福州秀宅收費站舊站收費棚位于福州市城門鎮(zhèn),因城市建設需要進行拆除,該收費棚為斜拉式鋼桁架結構,建筑面積2840mm2,其中主塔高44.684m,為鋼筋砼結構;有Ф60斜拉索四排16根,主拱肋鋼桁架4榀,屋棚鋼桁架8道及屋面板3079.2mm2,左端有4座錨固支座,右端有4根支撐鋼管柱。
(1)該工程位于福泉高速公路和S1521福州連接線主干道上,車輛交通流大,右端4根Ф350鋼管柱高12m,上部支座焊在拱肋鋼桁架上,下端固定在地面鉸支座,因受交通組織限制,只能在通行車道邊空中切割下放。拆除過程中既要保證主干道交通通暢,又要確保作業(yè)安全和行車安全。
(2)拱肋鋼桁架斜拉索切割是放張過程,容易產生收縮回彈;同時由于交通組織問題,無法通過固定鉸支座將拱肋鋼桁架全部放落至地面拆除,只能采取在空中起吊,切割解體,分左右兩半幅先后吊裝下放,多臺大型機械高空協同作業(yè),危險因素多。
(3)主塔拆除作業(yè)是危險性較大的工程。因位于城區(qū)內,不能采用爆破法拆除,只能采用機械傾倒并解體的辦法,傾倒部分砼323mm3,重805t。作業(yè)中既要嚴格控制傾倒時間和方向,減少觸地沖擊振動,又要保證周圍建筑和施工安全。
本拆除工程是危險性較大的單位工程,拆除方案經專家論證后確定:先拆除右端四根支撐鋼管樁,用6臺130t汽車吊機吊起拱肋鋼桁架,切割右半幅斜拉索后,將拱肋鋼桁架從中間切割為左右半幅,先吊下右半幅,再放下左半幅,最后拆除主塔。
拆除時,先將主車道交通疏導到收費棚兩側,保證雙向各兩車道通行,用6臺130t自由吊機吊起拱肋鋼桁架,另用2臺30t吊車吊住鋼立柱后,切割立柱上端的連接板,最后切割立柱末端連接鋼板,用吊機移到場外切割拆除。
圖1 拱肋、屋棚鋼桁架布置圖
圖2 收費站屋面切割及吊車布置示意圖
收費拱肋鋼桁架由4道鋼桁架及4對斜拉索組成,拱肋鋼桁架跨度為126.3m,單榀間距6m,橫向連接為8道屋棚鋼桁架,拱肋鋼桁架由四對共16根Ф60的預應力索拉住,上端固定在主塔,下端固定在鋼桁架錨支座上,據原設計圖計算總重量為225.55t。其布置如(圖1)所示。拆除時,首先用6臺130t吊車如(圖2)同步吊起拱肋鋼桁架和屋棚鋼桁架,到達限定高度時停止起吊并固定,起吊時斜拉索自行放張,切割右半幅共8根斜拉索;其次,將拱肋鋼桁架從中部縱向切割為左右兩部分,先利用右側4臺130t吊車將右半幅拱肋鋼桁架放落,再切割左半幅拱肋鋼桁架上的兩排8根斜拉索,用2臺130t吊車和左側鉸支座將左半幅拱肋鋼桁架下降到地面;最后將放置地面的拱肋鋼桁架整體移出行車道并切割分解,恢復路面交通。
主塔為獨柱式結構,與水平面夾角為68°,采用薄壁空心鋼筋砼結構,壁厚50cm,總高44.864m。根據主塔結構特點和周邊環(huán)境,采用強力液壓破碎機定向傾倒法拆除。
(1)工作面和打擊點選擇
經認真研究施工圖,主塔三角塊位置為主要受力部位,主塔前傾方向定為傾倒位置,采用2部320D強力液壓破碎機對三角塊背部1m范圍內砼進行直接破碎拆除。
(2)拆除順序
選擇先鑿除主塔三角塊背肋部砼,露出全部縱向受力鋼筋,氣割切斷鋼筋,再沿主塔兩側從后至前對稱鑿除砼的方法,在自重作用下,主塔在偏心傾覆力矩作用下沿設定方向傾倒后,就地破碎拆除。
實際拆除中,當切割完三角塊背肋部縱向鋼筋時,主塔三角塊兩側對稱位置各出現一道裂縫,并觀測到主塔發(fā)生傾斜位移,現場疏散警戒區(qū)內人員后,繼續(xù)對稱鑿除三角塊背肋部兩邊砼并切割縱向受力鋼筋時,主塔位移顯著增加,三角塊位置裂縫增多,縱向受力鋼筋氣割受熱后自然拉斷。立即撤離工作人員后,在自重作用下,主塔先拉斷三角塊處兩側余下縱向鋼筋后沿設計方向倒地。
(1)拆除作業(yè)在車流量大的車道上進行,確保路面交通安全十分關鍵。作業(yè)中嚴格按審批方案做好交通組織工作,首先將主車道交通疏導到收費棚兩側,保證雙向各兩車道通行;其次切割右側鋼立柱和拱肋鋼桁架,用吊機整體移出行車道,在收費廣場上設置固定區(qū)域切割分解;最后恢復路面交通。拆除主塔時短暫封閉路面交通。作業(yè)現場全程由交警協助管控路面交通。
(2)拆除右端四根支撐鋼管柱,先采用6臺130t吊機吊起拱肋鋼桁架,再用兩臺30t吊機吊住四根鋼管柱,切割上下連接件后,整體吊起放落。作業(yè)中封閉右側一個車道,安排人員指揮車輛由剩余一車道通行。
(3)切割斜拉索前,先用6臺130t吊車吊起拱肋鋼桁架,使拱肋上拉索放張,切割前為防止斜拉索切斷時回彈傷人,采用Ф12鋼絲繩牽引自由端并固定于屋棚鋼桁架上。
(4)縱向切割拱肋鋼桁架時,嚴格按照從上至下的先后順序切割。為防止右半幅拱肋鋼桁架在切斷時向右側擺動,并在放落過程左右晃動,事先采用2根Ф18鋼絲繩一頭固定于右半幅鋼桁架南北兩端上,一頭固定在斜塔離地面8m高位置上。放落右半幅鋼桁架時,由指揮員通過對講機指揮多臺吊機駕駛員協同作業(yè),先用4臺130t吊車將右半幅鋼桁架調整到水平位置,再同步平穩(wěn)放落地面。
(5)拆除主塔時,在兩側設置儀器跟蹤觀測塔頂擺向位移,及時用對講機報告現場指揮員。指揮員指揮強力液壓破碎機作業(yè)人員調整停機位置和鑿除打擊點。
(6)為減少主塔倒下時的沖擊振動,首先對產生的沖擊振速進行驗算,驗算結果小于周圍房屋的安全允許震速,不會對周圍房屋造成傷害;其次,在主塔設計傾倒方向上鋪設30m(長)×10m(寬)×6m(高)的建筑垃圾墊層,上面再鋪設5m(長)×10m(寬)×1.5m(高)用鐵鏈聯系的汽車輪胎墊層,并設置50m(長)×15m(寬)×2m(高)的防護欄,設定危險警戒區(qū)域,設置警戒警示標志并派專人看護。周邊人員經疏散后,主塔按設計方向倒地,傾倒震動未對周圍建筑物和收費站內監(jiān)控系統造成損害。
本次拆除作業(yè),因全面考慮了各種危險因素,措施方案運用得當,未發(fā)生任何安全生產和交通事故。但就主塔采用機械解體方案,如果施工順序、部位發(fā)生改變,傾倒時間和方向將難以最終控制,如能采用爆破方法拆除,則更能保證施工安全。