吳 健,楊 勇,陳建軍,朱文喜,姚 磊
(浙江交工集團股份有限公司,浙江 杭州 311100)
高速公路拓寬勢必涉及天橋、分離橋等既有跨線橋的拆除問題[1]。根據(jù)工程實踐,橋梁等結(jié)構物拆除方法主要有現(xiàn)場機械破碎法、滿堂支架分塊切割法、架橋機懸臂節(jié)段拆除法、定向爆破法及整體頂推法等。其中機械破碎法的優(yōu)點是施工速度快,但噪聲大、震動大、灰塵大,現(xiàn)場垃圾清理量大,不環(huán)保;分塊切割法(大盤鋸或繩鋸切割法)具有噪聲低、揚塵小、結(jié)構無損、施工安全、文明施工形象好等優(yōu)點[2-4]。高速公路拓寬建設中,跨線橋拆除施工往往要求不中斷高速公路現(xiàn)有交通,即要求邊通車邊施工。如何針對復雜環(huán)境提供一種綠色環(huán)保的跨線橋拆除方法,是擺在廣大工程師面前亟須解決的技術問題。
杭州(紅墾)至金華高速公路擴改建工程路線全長50.468 km,共有18座跨線橋需要拆除重建(原位改建5座,移位改建13座)。對常規(guī)橋梁結(jié)構物拆除的整體切割吊裝和現(xiàn)場機械破碎兩種方法從環(huán)保、安全等方面進行對比分析,選擇了噪聲低、揚塵小、結(jié)構無損、施工安全和文明施工形象好等優(yōu)點的分塊切割法(大盤鋸或繩鋸切割法)。
基于高速公路拓寬不間斷交通的要求,根據(jù)跨線橋結(jié)構設計參數(shù)和施工可行性,確定分跨分步切割、吊離和運輸方案。同時根據(jù)跨線橋拆除順序和工序作業(yè)施工空間要求,制定高速公路交通限制措施和相應的交通組織方案,包括半幅封閉借道雙向通行、封閉雙向第一車道,吊機、運輸車輸?shù)葯C械設備的進出方式等,以保障施工和運營車輛的雙安全。根據(jù)金剛石繩鋸切割靠金剛石鏈條在液壓馬達驅(qū)動下繞切割面高速運動研磨切割體,通過水冷卻并將研磨碎屑帶走來完成切割工作原理,設計移動式防護支架網(wǎng)來收集泥漿水外運,達到環(huán)保節(jié)能的目的。
跨線橋拆除施工流程:①封閉雙向第一車道→②切斷橋面→③封閉半幅借道雙向通行→④護欄分塊切割→⑤梁板開鑿鉸縫→⑥梁板分片吊離→⑦封閉另半幅車道,重復④、⑤、⑥步驟→⑧蓋梁墩柱拆除→⑨恢復交通。
跨線橋重建施工流程:①施工兩側(cè)橋臺→②封閉雙向第一車道→③施工中央分隔帶橋梁下部結(jié)構→④封閉半幅借道雙向通行→⑤安裝半幅梁板→⑥封閉另半幅車道實現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換→⑦安裝半幅梁板→⑧施工橋面及附屬。
根據(jù)跨線橋位置現(xiàn)場條件和具體結(jié)構參數(shù)擬定老橋靜力拆除和交通組織方案。在準備拆除老橋之前提前與高速交警、路政取得聯(lián)系,辦理好交通組織相關手續(xù)。同時因跨線橋新橋橋墩位于高速公路拓寬外側(cè),不受車輛通行影響,可提前進行新橋橋臺施工。設計移動式防護網(wǎng)支架(見圖1~圖4),采用帶可調(diào)底座的門式支架搭設,可調(diào)底座安置在帶有制動裝置的鋼輪上。單個支架柱由兩片門式支架搭設,縱向根據(jù)跨線橋高度分層組裝到橋底50 cm。兩個支架柱間采用圓管橫桿進行連接成長方形框架結(jié)構,其上安裝自制S形掛鉤(尺寸同圓管匹配),在上面安裝柔性防護網(wǎng),通過繩扣(或吊扣)與掛鉤連接,再在其上鋪設彩條布用于切割產(chǎn)生的水或水泥漿的收集,并在跨中最低點的彩條布上設置排漿孔,通過軟管將泥漿引入收集筒外運處理。由于支架柱底安裝了鋼輪和制動裝置,當進行簡支梁板割離時,只需將支架防護網(wǎng)推移至相應鉸縫位置下即可,克服了傳統(tǒng)支架防護網(wǎng)安裝、拆卸、維護等不便缺點。
圖1 支架防護網(wǎng)立面示意圖
圖2 支架防護網(wǎng)側(cè)面示意圖
圖3 支架防護網(wǎng)平面示意圖(一)
圖4 支架防護網(wǎng)平面示意圖(二)
封閉雙向第一車道(見圖5),用水馬將封閉區(qū)隔離,在橋梁切割位置兩側(cè)用防拋網(wǎng)進行防護,以防止有石屑飛出。
圖5 封閉雙向第一車道交通組織示意圖
采用金剛石繩鋸切割兩跨間橋面連續(xù),橋面連續(xù)完全切斷后,將垃圾清理干凈。在中央分隔帶處整體掛防護網(wǎng),為拆除梁板做準備,以防止半幅封閉拆除梁板時雜物落到通行半幅車道。
為保證高速公路運行及工程安全有序地施工,采用對高速公路進行半幅封閉,車輛改在另外半幅進行并道雙向行駛(見圖6),現(xiàn)場設置施工、限速、左(右)道封閉、車輛慢行、向右(左)變道等標志[5]。
圖6 半幅封閉借道通行交通組織示意圖
根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)空間和吊機起重能力,確定護欄分塊大小、順序及吊裝孔布置。將移動式防護網(wǎng)支架移動至切割護欄下,護欄兩側(cè)對稱采用繩鋸切割,采用水鉆鉆吊裝孔,護欄分塊割離后,采用吊機吊至運輸車上,運至指定場所集中破碎,如圖7~圖9所示。
進行梁板吊裝孔排布,采用水鉆鉆梁板吊裝孔。將移動防護支架網(wǎng)推移至相應待割梁板絞縫下,然后采用繩鋸切割絞縫,切割完一片再推移至下一道梁板鉸縫處,直至將半幅梁板絞縫全部切割完成(見圖10)。
圖7 防撞欄桿預切割及吊裝孔布置
圖8 防撞欄桿切割吊離
圖9 防撞欄桿切割完成
圖10 簡支梁切割吊離
待半幅梁板絞縫全部切割完成后,將梁板整體吊至運輸車上,運至指定場所集中破碎或用于其他建設項目臨時便橋搭設等利用。板梁吊裝時注意檢查梁板是否單獨分離,梁板整體是否有裂縫,梁板棱角處用半圓鋼管保護起吊鋼絲繩,起吊時先進行試吊。兩部吊機同時吊住梁板兩端,同時進行起吊,梁板吊起后,空中保持平衡后進行旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)時兩部吊機按相反方向各自將梁板旋轉(zhuǎn)90°,然后保持平衡后放入運輸車輛,進行下一片梁吊裝(見圖11),直到半幅梁板全部吊離完成(見圖12)。梁板起吊裝車時通車半幅需斷流(約10 min),待梁板吊至運輸車上以后恢復交通。吊機停放時為保證兩部吊機可以平行??勘阌诘趿?,吊機支撐腿不完全伸開。吊機停放位置、起吊梁板裝車示意圖及車輛駛?cè)敕绞饺鐖D13所示。
圖11 吊梁示意圖
圖12 一跨切割完成
圖13 車輛駛?cè)肼肪€
車輛駛?cè)氚磮D13的①—②—③—④的順序駛?cè)?,即從高速駛?cè)?,行駛至封閉區(qū)域前方,在倒回到封閉區(qū)域內(nèi)。
重復3.5、3.6、3.7的步驟,拆除另半幅防撞護欄和梁板。
封閉半幅車道,借道對向車道通行,封閉區(qū)域用水馬進行隔離,在封閉區(qū)域內(nèi)停放兩臺吊機,蓋梁、立柱均采用金剛石繩鋸切割,蓋梁按照墩柱個數(shù)切割成塊,切割前將蓋梁用鋼絲繩固定。切割后用吊機整體吊運至平板運輸車上,統(tǒng)一運離高速公路。車輛駛?cè)敕绞酵喊宀鸪龝r車輛駛?cè)肼肪€。吊機及運輸車輛停放位置如圖14所示。
圖14 拆除中墩時吊機及運輸車輛停放位置
針對高速公路拓寬跨線橋拆除和重建要求邊通車邊施工的復雜環(huán)境條件下,提供一種安全、有效的跨線簡支梁橋無損靜力拆除方法。根據(jù)不間斷交通要求跨線橋結(jié)構,確定拆橋分跨順序、防撞護欄分塊切割、主梁切割吊運方案。同時根據(jù)拆橋順序,對橋下高速公路實施必要的交通限制,通過左右幅分幅封道借道通行等交通轉(zhuǎn)換,并按國家道路管制要求做好安全標志,保證了橋下通行和橋上施工的雙安全,簡單易行,使用范圍廣,易于推廣。同時采用金剛石繩鋸無損靜壓切割工藝和移動式支架防護網(wǎng)和水泥漿收集系統(tǒng),施工過程無塵、噪聲低,節(jié)能環(huán)保;且切割出的簡支梁板可以周轉(zhuǎn)用于臨時便道修建,具有較好的社會和經(jīng)濟效益。
[1]王國俊.沈山高速公路改擴建工程保通狀態(tài)下跨線橋拆除關鍵技術研究[J].北方交通,2013(3):61-63.
[2]謝睿杰.高速公路跨線橋靜力拆除施工與控制方法研究[D].武漢:武漢理工大學,2011.
[3]成勁松,王瑩,袁吉平.城市主干道簡支梁跨線橋拆除工藝探討[J].公路,2011(6):81-86.
[4]肖富昌.高速公路改擴建方案安全性評價與安全管理技術研究[D].廣州:華南理工大學,2011.
[5]GB 5768.3—2009,道路交通標志和標線 第3部分:道路交通標線[S].