鄢雨紅YAN Yu-hong
(中鐵六局豐橋橋梁有限公司,北京 100000)
隨著我國基建行業(yè)的快速發(fā)展,要求施工企業(yè)的綜合施工能力越來越高。本文結(jié)合現(xiàn)場實踐,采用水中浮吊和汽車吊配合的方式對水中既有妨礙交通的水中橋進行了拆除。新的施工工藝要求施工企業(yè)在施工過程中必須加強現(xiàn)場管理,做好前期策劃,細化施工方案,把控安全風(fēng)險,使施工項目安全有序進展。
黃石大橋舊橋位于無錫市梁溪區(qū)與惠山區(qū)交界廣石路上,連接黃巷鎮(zhèn)和洛社鎮(zhèn),橫跨錫澄運河,該段航道為內(nèi)河五級航道,設(shè)計最高通航水位2.907m,橋位處水面寬度約70m,橋梁中心線與航道中心線斜交65°。目前由于車流量的增大,舊橋已經(jīng)滿足不了施工要求。圖1為黃石大橋舊橋俯視圖。
圖1 黃石大橋舊橋俯視圖
由于無錫市黃石大橋老橋橋梁通航凈高只有5m,僅能通行500噸級及以下船舶,通航過程中,船舶摩擦碰撞橋梁的現(xiàn)象屢有發(fā)生,直接威脅橋梁安全與船舶航行安全,老橋已經(jīng)遠遠不能滿足長三角高等級航道要求。
由于黃石大橋橋面所在的廣石路整體采用雙向六車道,而黃石老橋橋梁凈寬12m、僅為雙向兩車道,道路突然由雙向六車道到雙車道轉(zhuǎn)換,機動車非機動車混行斷面,由此黃石老橋成為城市主干道路網(wǎng)中的交通堵點,老橋已經(jīng)遠遠不能滿足無錫市高等級道路等級的要求。
2016 年中鐵六局新中標(biāo)無錫市錫澄運河,經(jīng)過近幾年的緊張有序的施工,目前無錫錫澄運河黃石大橋新橋的南半幅橋梁主體工程已基本完成,老橋緊鄰新橋北側(cè)。老橋已經(jīng)嚴重妨礙了無錫市錫澄運河黃石大橋的施工。只有拆除了老橋,才能架設(shè)跨越老錫澄運河的鋼梁,完成新橋南半幅的拼裝架設(shè)。
本橋拆除工程施工的主要重點難點在于如何將跨河系桿拱主跨安全拆除,主跨達52m,橫跨蘇南干線航道錫澄運河,在黃石大橋南面1km處,是錫澄運河與蘇南運河T字形交匯處,黃石大橋北面3.8km,是錫澄運河與錫北運河T字形交匯處。該航段過往船舶,覆蓋整個華東地區(qū),因此,通過黃石大橋斷面運輸船舶流量非常大,因此,不論在施工安全上,還是在施工作業(yè)時間控制上,對拆橋施工提出更高要求。
①高密度航行:該段航道單船流量平均1200余艘/天,平均通過該橋斷面船舶達0.9艘/每分鐘。另外,該航段船隊流量每天3-5只,如此高密度的過往船只必將給橋梁拆除施工帶來一定的難度。②水上位置復(fù)雜:黃石大橋位于錫澄運河,黃石大橋航段寬度70m,由于主橋墩在河中,實際通航寬度僅48m,而上下游航道較寬,黃石大橋位置正好是錫澄運河瓶頸,過往船舶交匯時,都要減速航行,橋下運河中容易引起船舶阻塞,阻礙過往船舶通行。同時橋梁中心線與航道中心線夾角65°,來往船舶,通過黃石大橋瓶頸航段所需時間20分鐘,后面貨駁船只能航行慢速航行,容易引起黃石大橋上下游船舶堵塞。③安全風(fēng)險大:該橋橋面板結(jié)構(gòu)是預(yù)制砼連續(xù)橋面板,用鎬頭破碎機破縫時,會造成縫隙外砼裂縫破損,橋面板端部砼破碎后,橋面板鋼筋無法承載橋面板自重而使橋面板有下墜危險,容易造成安全事故。④交通影響大:該橋為預(yù)制橋面板,板與板之間有上下2層鋼筋搭接,濕接縫不破開,橋面板無法分開。用破碎法將濕接縫破拆,縫隙要達到40cm,橋面板砼容易墜入河中,影響船舶通行。
本系桿拱橋拆除采用2艘浮吊(2艘300t),將系桿拱整榀吊裝的施工方法。
封堵路上交通→拆除欄桿、人行道板、懸臂梁→橋面系及附屬工程拆除→中橫梁拆除→西側(cè)引橋拆除→吊裝前期準(zhǔn)備(固結(jié)拱腳支座、端橫梁下設(shè)臨時支座、綁扎端橫梁、航道疏浚、設(shè)置地錨、搭設(shè)臨時護欄及作業(yè)平臺、南側(cè)拱肋上設(shè)置鋼管斜撐、浮吊船進場)→橋中1根風(fēng)撐拆除→2榀系桿拱分別吊裝拆除→主橋橋墩拆除→拆除兩側(cè)引橋拆除→破碎砼構(gòu)件,廢料運出場地→清理航道→驗收。
4.2.1 封堵路上交通
施工隊伍進場后,在橋頭,用彩鋼瓦、腳手架鋼管將橋兩頭路攔死,非施工人員和車輛不得入內(nèi),并安排好24小時人員值班,封路處設(shè)置施工警示路牌,夜間在橋中央和封路處設(shè)置警示紅燈、照明燈。在黃石大橋上下游相鄰橋上,懸掛警示牌,航道兩側(cè),設(shè)置施工提醒牌,在橋系梁下懸掛警示牌、警示燈。
4.2.2 拆除主橋防撞護欄、兩側(cè)欄桿、人行道板、懸臂梁,主橋橋面布置如圖2
圖2 主橋橋面布置圖
防撞護欄用挖掘機將防撞護板吊住,氧氣乙炔人工切割防撞護板與立柱連接螺栓,然后將防撞護板吊離現(xiàn)場,運輸?shù)綇U料堆場。
用挖掘機反鏟斗伸出拱肋進行拆除,切割立柱、橫桿連接鋼筋,用挖掘機將欄桿構(gòu)件吊離人行道,運到廢料堆場。
人行道板用風(fēng)鎬沿填縫將板縫切開,使得人行道板之間各板處于脫離狀態(tài),板上開孔,串引直徑24mm吊裝鋼絲繩,用挖掘機吊起,并放置橋面,運到指定傾倒場地。
懸臂梁拆除,懸臂梁上捆綁吊裝鋼絲繩,懸臂梁平面中心位置放置一個4T卸扣,鋼絲繩一端繩環(huán)與另一端鋼絲繩套在卸扣中,擰緊卸扣螺栓,用挖掘機吊住另一端鋼絲繩繩扣,捆扎鋼絲繩將挑梁牢牢捆住,用氧氣乙炔氣割槍人工切割焊縫,懸臂挑梁在焊縫處切開,用挖掘機將其吊離現(xiàn)場,并放置到橋面,運到指定廢料場地。
4.2.3 橋面鋪裝、伸縮縫拆除
上層4cm厚瀝砼青鋪裝層,用挖掘機鎬頭將其破碎,然后用挖掘機反鏟斗進行清理,將廢料瀝青砼運出施工場地。下層6-10cm厚砼鋪裝層,用挖掘機鎬頭將其破碎用汽車吊進行吊裝,汽車吊站位在橋面上,為增加橋面板整體承載力,橋面鋪裝層保留。伸縮縫用風(fēng)鎬在伸縮縫兩側(cè)進行破除,原澆灌砼鑿除后,將鋼筋割斷,然后取出。
4.2.4 行車道板拆除
每塊行車道板上鉆4個Φ16mm吊裝孔,穿引6×37Φ24mm吊裝鋼絲繩。每塊橋面板吊裝孔縱向距離2.46m,橫向距離1m,行車道板拆除按照先跨中后兩端兩邊對稱順序進行。橋面板之間濕接頭鋼筋連接,橫縫在中橫梁上,中橫梁上有挑出鋼筋,與橋面板縱向鋼筋連接,鋼筋切斷后才能將橋面板分塊拆除。
4.2.5 中橫梁拆除
全橋共有10根中橫梁,1臺80t汽車吊,主臂長度設(shè)計在12m,作業(yè)幅度8m,采用吊裝鋼絲繩進行捆綁中橫梁,卸扣放置在中橫梁頂面中心。
4.2.6 系桿拱榀拆除
①固結(jié)南側(cè)拱腳支座。南側(cè)系桿拱支座及端橫梁底部首先用鐵片塞緊,四面立模,灌注膨脹砼。②設(shè)置臨時支座。在端橫梁與主墩蓋梁之間,加設(shè)3個臨時支座,防止北側(cè)拱腳與端橫梁切斷后,端橫梁下墜。③搭設(shè)鋼管支撐。鋼管支撐主要用來在第一榀系桿拱整榀吊裝后,保持第二榀系桿拱榀橫向穩(wěn)定性。④綁扎穩(wěn)固端橫梁。河中主墩端橫梁頂面與蓋梁底面各放置雙拼36#工字鋼,端橫梁、蓋梁兩側(cè)各設(shè)置2根¢32mm精軋螺紋鋼,精軋螺紋鋼串在雙拼工字鋼中間,上下螺帽鎖緊。⑤航道疏浚。浮吊船施工,需要一定水深要求。300t浮吊船后艄吃水3.0m。因此,要對黃石大橋橋位北側(cè)80m范圍內(nèi)進行河床水深測量,對達不到水深3.0m以上的河床進行疏浚。⑥橋東西兩岸,離岸邊5m處,設(shè)四個地錨,地錨深3m,每只地錨埋設(shè)一根長2m,工字鋼中間系結(jié)鋼絲繩,鋼絲繩繩頭露出地面。繩頭上配備有鋼絲繩繩頭,備用。⑦搭設(shè)臨時防護設(shè)施。為確保施工作業(yè)人員上下拱肋行走及操作安全,在拆除人行、行車道板拆除之前,拱肋上搭設(shè)臨時欄桿。在施工作業(yè)處,搭設(shè)施工平臺,四周搭設(shè)臨時欄桿。⑧浮吊、定位樁船到位(如圖3)。2艘浮吊在吊裝系桿拱榀之前,提前3天到位,??吭邳S石大橋北側(cè)。到位后進行浮箱拼裝,300t浮吊船把桿長度50m。該船吊裝拆除風(fēng)撐、端橫梁及2艘300t浮吊船整體抬吊系桿拱榀。⑨對2艘浮吊船的起重、電氣、輪機、錨機、舵機系統(tǒng)設(shè)備及吊裝索具進行檢查,檢查出問題,立刻整改。⑩配備4套氧氣、乙炔氣瓶,4套割槍,8名割焊工。各橋頭再備一套割炬。1○系結(jié)吊裝鋼絲繩。每個吊點上設(shè)置一雙二4根¢56mm6×37鋼絲繩,每根鋼絲繩破斷拉力200t。一艘浮吊船2個吊點,設(shè)置8根吊裝鋼絲繩。
圖3 浮吊站位圖
4.2.7 風(fēng)撐拆除及整榀系桿拱吊裝
①封航。聯(lián)系海事部門對黃石大橋上下游500m范圍內(nèi)的航道進行斷航1次,時間為6小時。②拆除風(fēng)撐。浮吊停到制定位置之后,吊鉤在系桿拱上方2#吊桿位置吊點中心就位,松開前甲板錨機鋼絲繩,系結(jié)在預(yù)先設(shè)置的兩岸地錨上,同時,后艄錨機松開,將錨纜鋼絲繩系結(jié)到后方定位樁船上,備用。浮吊船吊鉤下放,操作人員上拱肋背面,將預(yù)設(shè)在拱肋上吊裝鋼絲繩上鉤,然后,啟動兩臺主吊,將吊裝鋼絲繩拉緊,預(yù)吊50t吊力,防止風(fēng)撐切割后,北側(cè)拱肋傾覆變形。另一艘吊住風(fēng)撐,操作人員帶好氧氣乙炔割槍,對連接拱肋鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)撐兩端進行切割,風(fēng)撐被切斷后,用300T浮吊船起重吊鉤往下放,將風(fēng)撐安放到橋下駁船上。③風(fēng)撐拆除后,300T浮吊船將系梁之間臨時鋼管支撐吊住,操作人員帶好氧氣乙炔割槍,對臨時支撐兩端進行切割,鋼管被切斷后,用浮吊船起重吊鉤往下放,將鋼管安放到橋下駁船上。風(fēng)撐與臨時支撐拆除后,另一艘浮吊停到西北側(cè)吊點位置,浮吊船吊鉤下放,操作人員上拱,將預(yù)設(shè)在西北側(cè)拱肋上吊裝鋼絲繩上鉤,然后,啟動兩臺主吊,將吊裝鋼絲繩拉緊。橋兩側(cè)引橋上停放2臺490挖掘機,對拱腳與端橫梁濕接頭位置進行破碎,并將濕接頭鋼筋及鋼絞線,用氧氣乙炔割槍將其割斷,端橫梁與北側(cè)系桿拱榀脫離后,2艘浮吊船開始起吊。④起吊。系桿拱榀整體起吊重量270.84t左右,2艘浮吊整體抬吊時,每艘300t浮吊船在統(tǒng)一指揮下,同步緩慢平穩(wěn)將系桿拱榀吊離橋臺30cm,稍作停頓,派專人觀察系桿拱榀變形情況。發(fā)現(xiàn)問題,立刻通知起重指揮,停止吊裝。⑤浮吊移位、轉(zhuǎn)向。系桿拱榀吊離橋身后,浮吊船上作業(yè)人員分別聽從總指揮員安排,利用船上后艄錨機,將2艘浮吊船后退50m,利用船頭錨機及自身螺旋槳倒順車來配合船舶轉(zhuǎn)向移位,浮吊轉(zhuǎn)過90°后頂住東側(cè)岸頭。⑥卸載。浮吊停穩(wěn)后,2艘浮吊船上作業(yè)人員統(tǒng)一聽從指揮,同步緩慢平穩(wěn)將系桿拱榀垂直擱置到地面,挖掘機將系桿拱榀向航道外側(cè)傾斜,2艘300t浮吊船2臺主吊同步往下放吊裝鋼絲繩,放置到預(yù)設(shè)好的廢料堆放場地上。
4.2.8 主橋橋墩拆除
①河中支墩拆除,用一艘定位樁船,船上配一臺帶鎬頭挖掘機,對河中支墩的立柱、臺帽、承臺進行破碎,水面以下立柱、承臺,更換專用水下鎬頭,對水下立柱、承臺進行破碎,破碎后砼、鋼筋沉在河底,待挖掘灌注樁四周水下土方時,一起挖出。
②由于黃石大橋土質(zhì)較差,深基坑容易塌方。因此,在河中支墩四周范圍內(nèi)要用加長臂挖掘機挖2個上面長22m,寬8m,挖深至吳淞-2.6m深基坑。挖掘出來土方裝船,運出施工場地,吊裝上岸,堆放到固定堆土場地上。
③灌注樁拆除,采用加長臂挖掘機鎬頭,在灌注樁的斷裂處進行水下鑿除灌注樁保護層砼,制造灌注樁立面上薄弱點。用長度兩根25m鋼絲繩,一根鋼絲繩套在浮吊船后艄纜樁上,潛水員下水,將另一根吊裝鋼絲繩套在灌注樁頭上,距離樁頭平面以下1m處,用鉛絲將鋼絲繩捆扎在灌注樁上,鋼絲繩另一端系結(jié)在浮吊船錨樁上,兩條鋼絲繩用卸甲將其連接,然后,浮吊全速前進,在超過一個船長后,浮吊船會全速前進,將灌注樁拖倒斷裂,用浮吊船將斷掉的灌注樁節(jié)段吊住,潛水員用專業(yè)水下切割工具,對剩余連接鋼筋完成水下切割。潛水員將灌注樁上所有鋼筋切斷后,浮吊船將斷裂后灌注樁吊出水面,運至岸上。
4.2.9 引橋拆除
在拆除河中橋墩同時,立即將引橋欄桿,鋪裝層拆除。由于兩側(cè)引橋不在主航道內(nèi),T梁分開,采用帶鎬頭挖掘機進行開縫,在T梁中間,用帶鎬頭挖掘機開縫破碎,包括橫隔板開縫。T梁砼方量11.4m3,T梁之間現(xiàn)澆橋面板6.8m3,重量=47.32,用300T浮吊船將T梁吊至地面進行粉碎,再用帶鎬頭挖掘機對岸上橋臺進行破碎拆除,至地面0.5m以下。
4.2.10 用帶鎬頭挖掘機破碎拆除后砼構(gòu)件,將廢料運出施工場地。
4.2.11 清理航道
橋梁拆除結(jié)束后,對拆除橋梁范圍內(nèi)航道進行清障掃床,清除河中大塊砼,確保過往船舶安全。
專家評審會。錫澄運河黃石大橋老橋拆除施工方案專家評審會于2021年10月21日在無錫市組織專家評審,經(jīng)評審,專家組一致認為目前的方案總體技術(shù)科學(xué)可靠、安全措施得當(dāng)、經(jīng)濟合理可行。同時也提出了優(yōu)化意見,尤其對進一步細化航道河床資料核驗及水下管線情況調(diào)查、拆除過程中各部位受力特點、安全保證措施,封航次數(shù)等方面作了詳細指導(dǎo)。
水、陸交通管制。由于老橋為交通要道,車流量、人流量大,為保障老橋安全拆除及行人行車安全,水、陸兩方面都必須實施交通管制。
封閉施工。由于老橋的跨徑長達52m、并具有重達720噸的系桿拱,拆除危險系數(shù)高,作業(yè)時間長,拆除過程中交叉作業(yè)多,必須采用封閉施工。
交通導(dǎo)行。為保障封閉施工后,工程周邊路網(wǎng)交通流的順暢運行,提前在老橋入口附近新修便道輔路,以分流車輛行駛兩側(cè),保障行車和行人的安全性。
本文通過在中鐵六局黃石大橋浮雕拆除工藝,總結(jié)了舊橋拆除施工要點、風(fēng)險把控和現(xiàn)場管理要點,解決了傳統(tǒng)汽車吊拆除作業(yè)難度高,安全風(fēng)險大,交通影響大等難題,對今后類似工程具有一定的指導(dǎo)作用。