黃志猛

（中鐵二十二局集團(tuán)第三工程有限公司，福建 廈門 361000）

城市交通發(fā)展的更新，導(dǎo)致一些不能滿足交通流量的橋梁需拆除、新建。舊橋拆除根據(jù)周邊環(huán)境及施工條件的不同，通常會采用支架法、爆破法或原位破碎拆除等方法施工[1]。紹興308省道（二環(huán)西路）智慧快速路項(xiàng)目鑒湖大橋跨越鑒湖水域，施工作業(yè)面狹小、施工環(huán)境惡劣，大型浮吊無法進(jìn)場，施工須克服道路通車、鑒湖通航及拆除無污染的等難題。

1 工程概況

1.1 工程簡介

鑒湖大橋上跨鑒湖Ⅴ級航道，水面寬220m，水深4m。1）既有鑒湖大橋：全長304.86m，為中承式5跨3室預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁單肋拱橋，跨徑布置為（20+40+60+40+20）m，箱梁全寬27m、底寬17m、高2.05m。2）新建鑒湖大橋（主橋及兩側(cè)輔橋）：設(shè)計采用主與輔分離式，橋長195m，主、輔橋梁上部結(jié)構(gòu)為（55+85+55）m變截面三跨連續(xù)鋼箱梁，主橋?qū)?7m，輔橋?qū)?7m，橋梁下部結(jié)構(gòu)采用群樁水中承臺。鑒湖大橋新橋與舊橋的結(jié)構(gòu)形式、位置關(guān)系如圖1所示。

圖1 新建鑒湖大橋與舊橋橫斷面位置關(guān)系圖（單位：cm）

1.2 總體施工方案

為滿足施工期間道路通行不中斷的要求，采取先同步新建既有橋梁東、西側(cè)2座輔橋，待輔橋新建完成并通車后，再拆除鑒湖大橋舊橋，最后原位新建主橋的總體方案。

1.3 工程重難點(diǎn)

鑒湖大橋位于紹興市二環(huán)西路跨域鑒湖處，呈南北走向，是市民出行主干道。橋兩岸為居民區(qū)和貿(mào)易市場，車流量大，交通、管線等環(huán)境非常復(fù)雜。工程的重難點(diǎn)如下：1）工程施工難度大。舊橋無法采用常規(guī)的爆破拆除施工。采用分塊切割拆除又受梁體復(fù)雜的體系結(jié)構(gòu)影響，確保拆除體系轉(zhuǎn)換，平衡、均勻地拆除施工難度大。新建橋梁為3座主跨85m的連續(xù)鋼箱梁，現(xiàn)場拼裝的施工難度大；2）施工安全風(fēng)險高。水上拆除復(fù)雜體系的中承式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁單肋拱橋，施工鄰近通行的道路以及拆除、新建橋梁大塊構(gòu)件的吊裝，這些都存在極高的安全風(fēng)險；3）施工環(huán)境受限且復(fù)雜。主、輔橋橫向凈距僅1m，在有限的空間里安裝85t龍門吊基礎(chǔ)鋼棧橋基礎(chǔ)，尤其是主橋施工是夾在已通車的東、西側(cè)輔橋之間，施工空間受限；4）安全環(huán)保要求高。橋位地處紹興內(nèi)河航道（跨越鑒湖、六級航道）且鄰近居民區(qū)，無論從拆除橋梁的混凝土廢渣還是到施工噪聲污染，均對環(huán)保要求極高；4）施工干擾大。施工材料、設(shè)備的進(jìn)出場均需經(jīng)過較擁堵的交通路段，白天車流量大，對施工的干擾比較大。

2 吊裝方案的確定及檢算

2.1 吊裝方案的比選

按照鑒湖舊橋分塊切割，主橋鋼箱梁工廠預(yù)制、分塊安裝的總體方案，結(jié)合橋址處水文地質(zhì)、交通及通航條件擬選85t龍門吊吊裝、300t履帶吊吊裝和610t浮吊吊裝3個方案進(jìn)行綜合比選，最終確定采用85t龍門吊作為吊裝方案。

2.2 85t龍門吊吊裝方案

2.2.1 85t龍門吊設(shè)計

根據(jù)施工參數(shù)，確定龍門吊的結(jié)構(gòu)參數(shù)：跨度28m、高度23.8m、主鉤額定起重量85t、副鉤額定起重量10t、工作狀態(tài)設(shè)計風(fēng)速6級、起重工作級別A3[1]。龍門吊結(jié)構(gòu)的檢算由專業(yè)生產(chǎn)廠家進(jìn)行工廠化設(shè)計、加工，按程序驗(yàn)收合格后進(jìn)場安裝，并按要求向當(dāng)?shù)刭|(zhì)監(jiān)部門申請驗(yàn)收，合格后投入使用。

2.2.2 門吊基礎(chǔ)設(shè)計

2.2.2.1 基礎(chǔ)管樁

采用φ800mm×12mm鋼管樁單排設(shè)置，標(biāo)準(zhǔn)跨徑9m。通航孔跨徑15m，兩端設(shè)置跨徑3m的制動墩，通航孔處鋼管加密至1.5m間距一根。為增強(qiáng)整體穩(wěn)定性，單側(cè)軌道基礎(chǔ)鋼管樁除了與相鄰鋼管樁通過φ280mm×10mm鋼管聯(lián)接外，與輔橋施工支架預(yù)留的一排鋼管樁及舊橋拆除新建支架鋼管樁支架均采用φ219mm、壁厚10mm鋼管進(jìn)行水平及斜向桁架式焊接連接。

2.2.2.2 橫梁

鋼管頂部采用1.5m長雙拼I40b工字鋼橫梁。

2.2.2.3 縱梁

縱梁采用一組由6片貝雷片組成的貝雷梁，通過定制花架橫聯(lián)，貝雷梁與橫梁之間設(shè)置限位角鋼。為防止龍門吊基礎(chǔ)變形，在通航孔設(shè)置貝雷梁基礎(chǔ)伸縮縫，將貝雷梁插銷改為用φ30mm的圓鋼通長穿過固定。

2.2.2.4 分配梁

采用I22a雙拼工字鋼分配梁。分配梁與貝雷梁之間通過U型卡進(jìn)行限位固定，為增強(qiáng)其整體剛度，采用角鋼成X型將相鄰分配梁連成整體。

門吊走行軌基礎(chǔ)構(gòu)造如圖2所示。

圖2 門吊走行軌基礎(chǔ)構(gòu)造

2.2.3 門吊基礎(chǔ)檢算

根據(jù)施工方案結(jié)合荷載分析，建立龍門吊走行軌基礎(chǔ)受力模型，對基礎(chǔ)各單元及整體穩(wěn)定性進(jìn)行檢算。龍門吊單側(cè)走行軌基礎(chǔ)模型如圖3所示。

圖3 龍門吊單側(cè)走行軌基礎(chǔ)模型

走行軌基礎(chǔ)支架結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)法進(jìn)行設(shè)計，承受的主要荷載有龍門吊73t自重荷載、最大75t吊重荷載、走行軌基礎(chǔ)自重荷載、橫向水平慣性力、縱向制動力及龍門吊工作狀態(tài)最大風(fēng)荷載。

按龍門吊走行狀態(tài)下的6種工況進(jìn)行模擬，取最不利受力驗(yàn)算走行軌基礎(chǔ)貝雷梁、橫梁及鋼管樁的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性：1）工況一為龍門吊位于通航孔正上方；2）工況二為龍門吊位于左標(biāo)準(zhǔn)跨跨中（小里程端）；3）工況三為龍門吊位于右標(biāo)準(zhǔn)跨跨中（大里程端）；4）工況四為龍門吊單輪于通航孔跨中；5）工況五為龍門吊單輪位于左端立柱處（小里程端）；6）工況六為龍門吊單輪位于通航孔3/4跨。

計算荷載組合采用的分項(xiàng)系數(shù)取值：恒載分項(xiàng)系數(shù)1.2，活載分項(xiàng)系數(shù)1.4，龍門吊荷載動力系數(shù)1.05。不同荷載工況下的理論計算結(jié)果如表1所示。

表1 不同荷載工況下的理論計算值

通過驗(yàn)算各種工況下的鋼軌、分配梁、貝雷梁、橫梁和鋼管樁受力（組合應(yīng)力δ、剪應(yīng)力τ、變形位移f）及整體穩(wěn)定特征值（整體穩(wěn)定系數(shù)7.1），均滿足要求。

3 門吊走行軌基礎(chǔ)及安裝施工

3.1 走行軌基礎(chǔ)施工

3.1.1 鋼管樁插打

鋼管樁插打利用舊橋作為施工作業(yè)面，在舊橋拆除前全部完成，通過70t履帶吊配DZJ-150型振動錘采用釣魚法施工。

3.1.2 單樁承載力試驗(yàn)

為保證鋼管樁承載力滿足要求，施工前進(jìn)行單樁承載力試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定振動錘工作電流350A、電壓380V作為鋼管樁打設(shè)控制參數(shù)。為保證鋼管樁垂直度，在舊橋上采用工字鋼導(dǎo)向定位架進(jìn)行控制，如圖4所示。

圖4 單樁承載力試驗(yàn)裝置圖

3.1.3 橫梁安裝

鋼管樁打設(shè)完成后，樁頂安裝1m×1m厚度2cm的鋼板封板及雙拼I40b工字鋼橫梁。封板與鋼管及橫梁之間焊接牢固。

3.1.4 貝雷梁及分配梁拼裝

貝雷梁按30m分段組拼完成后，采用汽車吊吊裝整體安裝到位，后節(jié)與前節(jié)拼接時，用2臺汽車吊控制后節(jié)貝雷梁組前傾，尾部抬高，通過設(shè)置在前節(jié)拼接端部的手拉葫蘆調(diào)整精準(zhǔn)對接，下放尾部吊鉤，使貝雷梁平穩(wěn)落梁后插入貝雷銷和橫向梁限位卡。

分配梁在貝雷梁組拼時同步安裝完成，整體吊裝。

3.1.5 橫向連接系安裝

現(xiàn)場實(shí)測軌道基礎(chǔ)鋼管樁與輔橋鋼管樁及拆橋支架鋼管樁的實(shí)際平面位置坐標(biāo)，分別計算確定各橫向連接鋼管的尺寸，分別加工安裝。輔橋側(cè)橫向連接系通過浮箱運(yùn)至指安裝位，采用設(shè)置在軌道基礎(chǔ)橫梁及輔橋管樁支架上的手拉葫蘆調(diào)整架體就位后焊接固定。舊橋側(cè)橫向連接系施工需在拆橋支架鋼管樁沉降變形穩(wěn)定后，采用25t汽車吊完成安裝。

3.1.6 軌道安裝

軌道安裝需保證軌距、軌道高低差及固定措施符合要求，單側(cè)軌道安裝時，在軌道底部加墊不同厚度的鋼板進(jìn)行水平度調(diào)節(jié)，抵消貝雷梁自撓，保證安裝后的軌道頂面標(biāo)高一致。全部安裝完成后空載運(yùn)行龍門吊，對形變的地方填塞找平鋼板，以保證運(yùn)行時安全。

3.2 龍門吊安裝

龍門吊現(xiàn)場安裝采用1臺200t汽車吊和1臺50t汽車吊配合安裝完成，先完成大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和剛性支腿部件的組裝，最后進(jìn)行支腿吊裝與豎立。全部安裝完成，經(jīng)自檢并報當(dāng)?shù)靥胤N設(shè)備檢測驗(yàn)收合格后方可投入使用。

4 走行軌基礎(chǔ)穩(wěn)定性監(jiān)測

4.1 位移監(jiān)測

龍門吊走行軌基礎(chǔ)在荷載作用下的位移變形實(shí)測結(jié)果如圖5所示，橫向最大位移量12mm、順橋向最大位移量4mm、豎向最大位移量11mm，水平方向最大位移較表1理論計算橫向8.1mm、順橋向2.5mm偏大，施工須加強(qiáng)貝雷梁橫向限位連接。豎向最大位移比理論計算13.5mm小，在基礎(chǔ)鋼管樁進(jìn)行了穩(wěn)定的橫向限位連接后，龍門吊走行軌基礎(chǔ)總體位移變形滿足要求。

圖5 龍門吊走行軌基礎(chǔ)橫向、縱向（X軸、Y軸）累計位移曲線圖

4.2 振動加速度監(jiān)測

龍門吊起重吊裝作業(yè)過程中，走行軌基礎(chǔ)振動加速度變化如圖6、圖7所示，橫橋向加速度峰值0.193m/s2，順橋向加速度峰值0.1m/s2和豎向加速度峰值10.272m/s2分別滿足《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》要求水平加速度舒適度限值0.2m/s2和豎向加速度限值10.5m/s2。

圖6 龍門吊走行軌基礎(chǔ)橫、縱向（X、Y軸）振動加速度-時間曲線圖

圖7 龍門吊走行軌基礎(chǔ)橫、豎向（Z軸）振動加速度-時間曲線圖

5 結(jié)語

龍門吊在紹興308省道（二環(huán)西路）智慧快速路改造工程鑒湖大橋拆除、新建中得到了很好的應(yīng)用，在施工前對舊橋址作業(yè)區(qū)采用探地雷達(dá)進(jìn)行探測、清障保證了基礎(chǔ)鋼管順利施工。施工過程中對支架基礎(chǔ)除采用水平連接固定外還采用了桁架式斜桿連接補(bǔ)強(qiáng)等多項(xiàng)措施，確保了支架的整體穩(wěn)定性。門吊使用過程中利用智能監(jiān)測儀表盤實(shí)現(xiàn)了對龍門吊走行軌基礎(chǔ)加速度監(jiān)測，實(shí)時反饋支架的整體穩(wěn)定情況，提高了監(jiān)測效率，保障施工安全。解決了場地限制及水上大型吊裝作業(yè)無法實(shí)施的難題，降低了對周邊環(huán)境及交通影響，加快了工程進(jìn)度，減少了物資、設(shè)備投入，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益及社會效應(yīng)。