黃惠勇
(遂寧市交通建設(shè)投資有限公司,四川 遂寧 629000)
四川省遂寧市原涪江一橋、二橋是遂寧河西片區(qū)及河?xùn)|片區(qū)骨架路網(wǎng)中的重要橋梁,由于使用年限較長、設(shè)計承載能力較低、通行能力不足等問題,通過綜合評估,原橋總體技術(shù)狀況為四類橋,擬對原涪江一橋、二橋進行拆除改造,并在原址上新建一座跨江橋梁。
原涪江一橋、二橋為城區(qū)過江重要通道,不能進行斷道施工,需先拆涪江一橋,保持涪江二橋通行,待新建半幅橋梁通車后,再拆除涪江二橋進行新建另外半幅橋梁施工。原涪江一橋結(jié)構(gòu)為預(yù)制空心板簡支梁+漿砌塊石墩柱,拆除難度較低,上部結(jié)構(gòu)簡支梁采用架橋機拆除,下部結(jié)構(gòu)直接破碎拆除。原涪江二橋于1998年建成通車,全長1013.37m,橋?qū)?5.5m,雙向4車道,橋梁上部結(jié)構(gòu)為預(yù)制空心板簡支梁+現(xiàn)澆連續(xù)箱梁,主跨跨徑為63.775m,下部結(jié)構(gòu)為砼圓柱墩、樁基礎(chǔ),涪江一橋、涪江二橋?qū)嵕罢掌鐖D1所示。文章主要介紹原涪江二橋主橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的拆除施工過程。
圖1 涪江一橋、涪江二橋?qū)嵕罢掌?/p>
原涪江二橋主橋設(shè)計為(53.425+63.775+51.77)m單箱單室現(xiàn)澆連續(xù)箱梁,橋?qū)?5.5m,翼緣板寬4m,底板寬7.5m,高2.5m,箱梁為C40三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),8cm厚鋼筋砼橋面鋪裝。原三跨現(xiàn)澆連續(xù)箱梁采用碗扣式滿堂鋼管支架由西至東分三階段澆筑施工,逐段張拉預(yù)應(yīng)力束和壓漿的施工程序。
主橋連續(xù)箱梁翼緣板砼單側(cè)質(zhì)量為3.913t/m,頂板砼質(zhì)量為6.236t/m,腹板砼單側(cè)質(zhì)量為5.07t/m,底板砼質(zhì)量為4.42t/m。由于涪江二橋上下游均有大壩,導(dǎo)致大型浮船、浮吊無法駛?cè)胧┕^(qū)域,綜合多種方案經(jīng)濟技術(shù)比較,主橋連續(xù)梁箱梁拆除擬采取搭設(shè)水中鋼管支架體系,利用貝雷片與起吊設(shè)備拼裝類似桁吊結(jié)構(gòu)進行砼分塊切割拆除。鋼管支架按9.5m橫距布置2根φ820mm×10mm鋼管樁,縱向樁距9~15m,鋼管樁施工采取用沖擊鉆引孔,利用75t履帶吊配合振動錘插打鋼管,鋼管樁與孔間間隙灌注C30水下砼進行填充。鋼管間設(shè)置兩道橫向聯(lián)接,鋼管樁頂部采用5片貝雷片縱梁+I18型工字鋼分配梁+50型鋼軌拼裝成整體作為天車行走軌道支撐體系,天車整體提升能力設(shè)計為100t。拆除順序為防撞護欄→翼緣板→頂板→底板→腹板,切割完成的塊件采用天車吊裝,從河?xùn)|側(cè)引橋裝車運輸至破碎場地破除。引橋預(yù)制空心板梁采用架橋機拆除,蓋梁、墩柱采用繩鋸分塊切割破除,橋臺直接采用破碎錘破除。
主橋河床地質(zhì)構(gòu)造為強風化砂質(zhì)泥巖、中風化砂質(zhì)泥巖,“釣魚法”直接插打鋼管無法實施,需引孔后再插打鋼管樁。引孔作業(yè)前在翼緣板上切割φ1.2m孔洞作為施工及導(dǎo)向孔洞,沖擊鉆直接布置于待拆箱梁頂面進行沖擊引孔作業(yè),引孔深度為13m,引孔直徑為100cm。引孔結(jié)束后,采用75t履帶配合90型振動錘在待拆箱梁頂面起吊鋼管振動插打安裝。鋼管樁振沉到位后,復(fù)測平面位置、標高、垂直度復(fù)測,滿足設(shè)計要求后,采用導(dǎo)管法在鋼管樁內(nèi)外灌注C30水下砼填充密實。
拆橋支架體系采用φ820mm×10mm鋼管樁,橫向間距為9.5m,縱向間距范圍為9~15m。單根鋼管加工長度為12m,全熔透對接焊現(xiàn)場接長,CO2氣體保護焊焊接。鋼管立柱底部橫向平聯(lián)采用I25型雙拼工字鋼、I18型工字鋼進行焊接,采用2套5t手拉葫蘆懸吊工字鋼調(diào)整高程到位后焊接平聯(lián)。鋼管立柱頂部橫向、縱向平聯(lián)均采用φ325mm×8mm、φ180mm×6mm螺旋焊管聯(lián)接,25t吊車配合人工調(diào)整到位后及時焊接或銷接。頂部平聯(lián)分橫向平聯(lián)與縱向平聯(lián)兩種,為了便于切割后的箱梁塊段吊裝,部分橫向平聯(lián)設(shè)置為可裝卸式,通過鋼插銷與鋼立柱連接成整體。
主橋連續(xù)梁拆除過程中,考慮縱向預(yù)應(yīng)力鋼束切斷失效后,梁體砼無法支撐自身重量,故在懸臂端箱梁底板以下1.45m處設(shè)置一道雙層I56型雙拼工字鋼支撐橫梁,工字鋼與φ820mm×10mm鋼管樁立柱采用焊接方式連接。連續(xù)箱梁拆除前,在梁底工字鋼橫梁上對應(yīng)腹板底部設(shè)置2根φ609mm×16mm、L=1.45m的鋼支撐活絡(luò)端作為預(yù)應(yīng)力失效時的臨時支撐,并采用2臺50t千斤頂施加預(yù)頂力,使預(yù)頂力大小為鋼立柱支撐反力。
鋼管立柱頂部設(shè)計包括I56型雙拼工字鋼橫梁、5片貝雷片縱梁、I18型工字鋼分配梁、50型鋼軌及2套50t天車。桁吊縱梁采用5片321貝雷片,貝雷片與樁頂橫梁工字鋼通過20號槽鋼固定,分配梁鋪設(shè)間距350mm,采用U型騎馬螺栓限位。貝雷片縱梁單塊拼裝長度不超過12m,75t吊車配合人工安裝。行走軌道采用50型鋼軌,天車由專業(yè)廠家設(shè)計、加工及安裝,主橋連續(xù)梁吊裝最大構(gòu)件單根鋼絲繩吊裝量510.697kN。擬采用6×61型鋼絲繩進行兜掛吊裝。整個拆橋支架體系拼裝完成并驗收合格后,進行模擬偏心、載重行走的試吊試驗。
在橋面路燈、防撞護欄拆除完畢后,按照翼緣板、頂板、底板及腹板順序分階段拆除。其中,頂板分塊最長節(jié)段長度≤15m,底板分塊最長節(jié)段長度≤12m,腹板分塊最長節(jié)段長度≤15m。
翼緣板砼單側(cè)質(zhì)量為3.913t/m,分段切割長度為平均4m/段,箱梁兩側(cè)翼緣板交替采用金剛石液壓繩鋸切割,由西向東依次逐跨進行。每一段翼緣板在每一段支架貝雷片縱梁、軌道拼接完成前完成拆除,箱梁翼緣板拆除實景如圖2所示。
圖2 箱梁翼緣板拆除實景照片
切割前采用直徑10cm水鉆在每段翼緣板上鉆出4個孔作為繩鋸孔、吊裝孔,翼緣板橫橋向切割線按4m間距采用繩鋸提前切割完成,縱橋向切割線位于翼緣板與腹板交界處。為了防止翼緣板混凝土塊切斷瞬間產(chǎn)生的沖擊力對吊車造成傾覆,增設(shè)工字鋼分配梁在整塊板切斷前將翼緣板混凝土塊臨時固定于箱梁頂板上,然后在履帶吊鋼繩起吊拉緊翼緣板就位后,沿縱橋向切割線切斷翼緣板裝車至場外破除。翼緣板切除后,箱梁該區(qū)域橫向預(yù)應(yīng)力相應(yīng)會失效,吊車支腿位置避開翼緣板已切除部位。
頂板砼質(zhì)量為6.236t/m,分段切割長度范圍為7~14.9m/段;底板砼質(zhì)量為3.507t/m,分段切割長度范圍為5.4~11.9m/段;腹板砼單側(cè)質(zhì)量為5.07t/m,分段切割長度范圍為8.1~13.2m/段。頂板、底板每塊設(shè)置4個φ10cm吊裝孔,腹板每塊設(shè)置2個φ15cm吊裝孔。頂板、底板切割前先穿好吊裝鋼絲繩臨時兜掛拉緊,液壓繩鋸縱橫向切割砼,吊具采用三拼I25工字鋼作為橫梁,寬120mm、厚40mm鋼板制作的豎向吊桿。切割完成后采用桁吊體系天車吊裝、行走至引橋裝車運至破碎場地。起吊過程如下:拆除橫向可拆卸橫向平聯(lián)→塊段垂直提升50cm→塊段縱向水平行走100cm→塊段再次垂直提升→天車縱向平移至引橋裝車。箱梁頂板拆除實景如圖3所示。
圖3 箱梁頂板拆除實景照片
為了防止底板拆除后一側(cè)腹板發(fā)生傾覆,設(shè)置2道臨時支撐,并采用I25型雙拼工字鋼作為連接件將前后兩片梁腹板連接成整體。為了保證主橋連續(xù)箱梁拆除過程中支架的安全性、穩(wěn)定性,切割前對箱梁原有的縱向預(yù)應(yīng)力鋼束進行松錨,施工縫處切割不得切斷錨固端,以避免破壞預(yù)應(yīng)力體系。梁體采取跳孔的方式進行拆除,頂板、底板及腹板切割縫必須為倒梯形,嚴禁垂直切除。
遂寧市原涪江二橋主橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁設(shè)計為三向預(yù)應(yīng)力鋼筋砼結(jié)構(gòu),施工方案采用碗扣式滿堂鋼管支架分段澆筑,箱梁拆除難度較大,可借鑒成功拆除的經(jīng)驗較少。文章中箱梁拆除采用引孔搭設(shè)水中鋼管支架作為吊裝體系下部結(jié)構(gòu),貝雷梁與卷揚機組拼成類似可行走的龍門吊桁架作為吊裝體系上部結(jié)構(gòu),按翼緣板、頂板、底板與腹板的拆除順序,采用金剛石液壓繩鋸分塊切割吊裝破除的方案。整個拆橋支架體系結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,拆橋施工過程安全可靠。本拆橋方案的成功應(yīng)用,可為其他類似橋梁拆除施工提供一定的參考價值。