戴偉民（福建新路達(dá)交通建設(shè)監(jiān)理有限公司，南平353000）

南平太平大橋剛架拱拆除方案研究

戴偉民
（福建新路達(dá)交通建設(shè)監(jiān)理有限公司，南平353000）

本文結(jié)合南平市G316國(guó)道太平大橋?qū)嵗?，?duì)剛架拱橋采用拆除上部構(gòu)造，保留并改造下部構(gòu)造，新建上部構(gòu)造的施工方法進(jìn)行介紹，總結(jié)其施工工藝，為今后的類似的舊橋改造利用施工提供一些參考資料。

剛架拱拆除方案研究

1 工程概況

太平大橋位于G316國(guó)道（村厝至洋洧段）K141+ 317.116～K141+450.884，橋長(zhǎng)133.77m，橋梁上部結(jié)構(gòu)為30號(hào)鋼筋混凝土剛架拱，跨徑布置為3×37.36m?，F(xiàn)狀橋面寬度為1.0m人行道（含0.25m人行道護(hù)欄）+7.5m車行道+1.0m人行道（含0.25m人行道護(hù)欄），總寬9.5m。墩臺(tái)基礎(chǔ)均為明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)。1#、4#橋臺(tái)臺(tái)帽及以上部分現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，臺(tái)身采用漿砌塊石，基礎(chǔ)為片石混凝土。橋墩為30號(hào)鋼筋混凝土重力式圓頭墩，高墩為29.70m。設(shè)計(jì)荷載為汽車-20級(jí)，掛車-100，人群3.0kN/m2；于1995年12月30日竣工。

太平大橋存在主要構(gòu)件缺損、結(jié)構(gòu)混凝土老化、上構(gòu)承載能力不足等問(wèn)題，嚴(yán)重影響橋梁使用功能。根據(jù)閩路養(yǎng)[2015]35號(hào)文件要求，除為維持交通實(shí)施的臨時(shí)加固外，原則上予以拆除重建，不再加固利用。從太平大橋的綜合功能（安全、經(jīng)濟(jì)、工期）出發(fā)，并考慮其周邊環(huán)境，大橋改建設(shè)計(jì)為：保留太平大橋原有橋梁橋墩結(jié)構(gòu)，拆除橋梁上部3×37.36m鋼筋混凝土剛架拱結(jié)構(gòu)和橋臺(tái)；加高原有橋墩、增設(shè)蓋梁，新建橋臺(tái)，改建上部結(jié)構(gòu)梁體。上部結(jié)構(gòu)梁體采用3×37.36m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁。

2 施工難點(diǎn)

（1）拱橋形式，上部構(gòu)件老化嚴(yán)重，拆除過(guò)程的不可預(yù)見(jiàn)因素多，既要安全拆除上部剛拱結(jié)構(gòu)，又要不破壞橋梁下部結(jié)構(gòu)，是擺在施工人員面前的一個(gè)重要難題。

（2）施工場(chǎng)地狹窄，作業(yè)面小，橋梁橫跨山谷，橋面與谷底落差大（達(dá)36m），如何在確保安全的情況下，盡快拆除上部剛拱結(jié)構(gòu)是本次施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

（3）橋址地處G316國(guó)道，且臨近村莊，行人交通繁忙，如何組織好交通，確保安全也是施工過(guò)程中的一個(gè)控制難點(diǎn)。

3 剛架拱拆除方案的總體思路

（1）考慮到該橋?yàn)楹禈颍瑯蛳律焦葻o(wú)流水，為避免過(guò)往交通的影響，減少施工危險(xiǎn)源，決定在兩岸橋臺(tái)位置修筑施工便道到達(dá)谷底，并派駐專人組織交通繞行舊橋。

（2）考慮到該橋?yàn)閯偧芄靶问?，若采用傳統(tǒng)的爆破或機(jī)械鑿除，一是較難確保橋墩的完整性，二是機(jī)械設(shè)備作業(yè)面小，危險(xiǎn)系數(shù)大。因此，在邀請(qǐng)相關(guān)專家現(xiàn)場(chǎng)勘查并充分討論后，決定采用縱橋向架設(shè)通長(zhǎng)架橋機(jī)（全長(zhǎng)116m），利用吊裝天車配合小型機(jī)械鑿除、人工切割，將舊橋上部構(gòu)筑物逐步起吊移除的方法來(lái)拆除剛架拱（示意圖如圖1）。

圖1 剛架拱拆除示意圖

4 拆除施工實(shí)施方案

4.1 拆除舊橋驗(yàn)算

拆除舊橋最不利狀態(tài)為起吊拱肋3#節(jié)段（16.1t），對(duì)此工況下貝雷梁（單梁三排）、墩頂25b縱梁、鋼管墩分別進(jìn)行驗(yàn)算，結(jié)果表明強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性均滿足要求。

4.2 拆除人行道及欄桿

用PC80型挖掘機(jī)破除人行道及欄桿，拆除后立即進(jìn)行臨邊防護(hù)。

4.3 架橋機(jī)組裝架設(shè)

在2#、3#墩頂處設(shè)架橋機(jī)中支腿：以伸縮縫為中心切割60cm寬破縫，伸縮縫兩側(cè)邊腹孔各留20cm搭跨在拱上立柱，將橋機(jī)橫移軌道安裝至60cm破縫內(nèi)，軌道下用方木墊平，使軌道頂面與原橋面平（墩頂架橋機(jī)中支腿如圖2所示），做好支腿的加固工作。（因拱上立柱橫向?qū)挾葍H6.8m，而架橋機(jī)橫軌14m寬，因此在立柱的兩側(cè)增加鋼管立柱，抵消軌道懸臂。）隨后用16T汽車吊進(jìn)行通長(zhǎng)架橋機(jī)組裝，完成電路系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)等安裝調(diào)試，實(shí)現(xiàn)通長(zhǎng)架橋機(jī)的橫移及縱移，使得4臺(tái)70t吊裝天車工作范圍覆蓋全橋。

圖2 架橋機(jī)支腿示意圖

4.4 剛架拱結(jié)構(gòu)拆除工序

4.4.1 拆除橋面鋪裝層及微彎板

先對(duì)整個(gè)橋面破縫，再用架橋機(jī)吊移往兩橋頭對(duì)稱出渣，將鋪裝層及微彎板拆除。具體拆除方法如下：因該舊橋各部件均采用現(xiàn)澆施工，考慮拱肋與微彎板存在澆筑粘接的可能，先放線確定鋼架拱3道拱肋范圍，采用小型炮彈頭挖掘機(jī)（PC80型）沿著拱肋位置邊緣縱向破縫，破縫過(guò)程避開(kāi)拱肋范圍。破縫時(shí)架橋機(jī)可分別開(kāi)至左側(cè)、右側(cè)，給挖掘機(jī)騰出足夠的工作空間。橫向以2.5～3.0m為一段破橫縫。挖掘機(jī)破縫完成后接著用空壓機(jī)將分縫后的微彎板四周鑿空，用天車?yán)壍踝∥澃鍓K體，再用氣割設(shè)備將塊體四周的鋼筋切斷，吊移塊體裝車至指定地點(diǎn)破碎。

移除橋面鋪裝及微彎板塊體必須3跨對(duì)稱卸載，嚴(yán)禁“一頭清”。先中跨、后兩邊逐塊跨跳步卸除，保證3跨拱肋荷載基本平衡，特別注意在架橋機(jī)天車吊卸塊體的時(shí)候架橋機(jī)不得橫移操作，避免不必要的晃動(dòng)。破除微彎板時(shí)必須放線控制好破縫位置，嚴(yán)禁破損拱肋及橫梁。

4.4.2 縱梁和拱肋拆除

待橋面鋪裝、微彎板拆除后，開(kāi)始拆除縱梁和拱肋，拆除順序遵循先中跨，后邊跨，縱向?qū)ΨQ拆除的原則進(jìn)行。由橋梁橫橋向一側(cè)向另一側(cè)逐片拆除，按圖3由編號(hào)①～⑨逐步拆除。

拆除時(shí)，首先拆除中跨Ⅰ單元縱梁的橫系梁，接著拆除縱梁、卸除和拱肋，拆除順序如圖4所示：

先用2臺(tái)架橋機(jī)天車吊住縱梁與斜撐（即1#節(jié)段或2#節(jié)段），用空壓機(jī)鑿斷中腹孔、邊腹孔、次拱腿（斜撐）切割點(diǎn)，切除鋼筋后用天車吊至橋頭破解外運(yùn)，在一道拱肋連接的2條縱梁及次拱腿（斜撐）吊卸后（即1#節(jié)段和2#節(jié)段）。

然后分別用1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)吊裝天車吊住A、B、C、D 4個(gè)吊點(diǎn)（如圖5），采用空壓機(jī)氣鎬鑿斷拱肋跨中切割點(diǎn)，接著鑿段3#節(jié)段拱腳切割點(diǎn)，切斷后將3#節(jié)段緩緩起吊并調(diào)平后往橋岸出渣，為防止吊起的拱肋側(cè)翻，吊裝采用定制吊具進(jìn)行吊裝。拱肋較窄，鑿切割點(diǎn)的作業(yè)人員需將安全繩掛鎖在架橋機(jī)桁架安全纜上保證人員安全。

圖3 拆除單元編號(hào)示意圖

圖4 拆除順序圖

圖5 吊裝天車吊點(diǎn)示意圖

吊出3#節(jié)段后，再將4#節(jié)段的拱腳切割點(diǎn)鑿斷，同樣將4#節(jié)段調(diào)平后往橋梁另一側(cè)出渣。以此類推，按照編號(hào)①～⑨逐步進(jìn)行拆除（見(jiàn)圖6）。

圖6 橋墩頂拆除單元?jiǎng)澐謭D

如上圖所示，重點(diǎn)注意在Ⅰ、Ⅱ單元拆除完成后，為防止Ⅲ單元孤立可能產(chǎn)生側(cè)翻，在鑿除Ⅱ、Ⅲ單元之間的橫系梁之前，在Ⅲ單元兩側(cè)用4道纜風(fēng)繩將Ⅲ單元拉至橋下地錨，在Ⅲ單元保護(hù)完成后方能著手拆除Ⅱ單元。

4.4.3 拱上立柱及拱座的拆除

完成全橋拱肋拆除后，進(jìn)行拱上立柱及拱座的拆除。拱上立柱及拱座周邊無(wú)作業(yè)面，拆除前必須安裝施工托架實(shí)現(xiàn)作業(yè)平地化（施工托架可在后續(xù)蓋梁改造施工中繼續(xù)使用）。施工托架采用3.0m×1.5m貝雷片拼裝后用精軋螺紋鋼掛鎖在架橋機(jī)桁架下，并可升降高度，最低可降至舊墩頂下1m，用于墩柱蓋梁改造。

因2號(hào)、3號(hào)墩中支點(diǎn)橫移軌道支撐點(diǎn)為拱上立柱及墩頂兩側(cè)的鋼管立柱，考慮架橋機(jī)橫移軌道的撓度，在拆除拱上立柱和拱座時(shí)，拱上立柱及拱座分左右兩側(cè)進(jìn)行拆除，橫橋向左側(cè)一半用風(fēng)鎬破除至墩頂一下1m以后，在墩中心處加設(shè)一個(gè)4Φ89mm壁厚6mm無(wú)縫鋼管設(shè)立支撐點(diǎn)，再行破除右側(cè)一半。拆除過(guò)程如圖7所示。

圖7 拱上立柱及拱座拆除示意圖

5 結(jié)語(yǔ)

南平市太平大橋剛架拱拆除施工在2016年3月15日貝雷桁架架橋機(jī)拼裝完成后，開(kāi)始按既定方案拆除，5月20日最后一段拱上豎墻及拱座拆除完成，歷時(shí)66天，整個(gè)過(guò)程安全可控。從拆除的效果看，因大部分拆除作業(yè)采用切割和整件吊離，極好的保護(hù)了下部構(gòu)造的完整性，也極大的減少了建筑垃圾的產(chǎn)生。拆除作業(yè)采用預(yù)先安裝通長(zhǎng)架橋機(jī)協(xié)助拆除剛拱結(jié)構(gòu)的方法，架橋機(jī)在拆除工作完成后仍可協(xié)助完成墩柱、蓋梁改造及T梁的架設(shè)，在節(jié)約了設(shè)備投入的同時(shí)，還有效的降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，縮短了建設(shè)工期，極大的降低了工程造價(jià)。以上就是南平太平大橋剛架拱拆除的方案，希望能給類似橋梁拆除工程帶來(lái)一些啟發(fā)和幫助。

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