李現(xiàn)朋

(中鐵隧道股份有限公司，鄭州450103)

0 引言

隨著城市建設(shè)和地下空間的發(fā)展，軌道交通和過街通道的建設(shè)越來越多。為實(shí)現(xiàn)軌道交通與過街通道無縫銜接，兩者實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)、同期施工，避免了分期施工帶給城市的多次陣痛，創(chuàng)造良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。但是因?yàn)橛邢薜牡缆房臻g資源，地下空間的發(fā)展往往需要整合地上交通設(shè)施，對天橋進(jìn)行改造、移位或拆除。針對橋梁拆除工程，越來越多學(xué)者就如何設(shè)計(jì)施工方案、控制施工過程、細(xì)化施工工序、把控施工質(zhì)量、合理搭配施工器械、優(yōu)化施工工法等問題進(jìn)行研究，以謀求形成高效、可靠、安全、快速的橋梁拆除工藝[1-6]。

根據(jù)天橋的結(jié)構(gòu)形式及所處位置不同，拆除人行天橋的方法主要有：利用鉆芯機(jī)、大盤鋸切割混凝土護(hù)欄分段吊裝；利用大盤鋸、繩鋸或氣割切割橋梁接縫分割橋面系和梁板，分片吊裝拆卸；利用繩鋸切割墩身、蓋梁，分塊吊裝，完成拆除工作[7]。一些學(xué)者結(jié)合工程實(shí)踐對現(xiàn)有的靜力切割技術(shù)進(jìn)行研究，分析論證了靜力切割技術(shù)方案對于城市天橋的拆除效果，表明靜力切割具有技術(shù)難度小、拆除工期短、成本費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)[8-11]。近年來無損性鉆切技術(shù)、繩鋸切割技術(shù)的應(yīng)用，對實(shí)現(xiàn)天橋梁體的分塊切割和快速吊運(yùn)有著明顯的優(yōu)越性[12-13]。

受邊界條件的限制，中心城區(qū)拆除一座跨線人行天橋最少需要半個月時間，且對交通疏解影響較大。鋼箱梁結(jié)構(gòu)的天橋主要采用原位搭設(shè)腳手架分割拆除或切割吊裝的拆除方式，存在施工工期長、阻礙交通時間長、難以滿足施工進(jìn)度要求等問題。

本文以某市主干道跨線人行天橋主跨拆除項(xiàng)目為例，介紹了施工流程和注意事項(xiàng)、拆除工程相關(guān)施工技術(shù)及重難點(diǎn)分析、安全防護(hù)及應(yīng)急措施等。該工程涉及主干道封鎖作業(yè)、模塊車托運(yùn)、起重吊裝、高處作業(yè)等，在保障作業(yè)安全和減少周邊行車安全影響的前提下，人行天橋得以快速拆除。相關(guān)施工技術(shù)和作業(yè)經(jīng)驗(yàn)可供類似工程參考借鑒。

1 工程概況

1.1 工程簡介

某市主干道跨線人行天橋位于主干道與輔道路交叉路口處，全長57.31m，橋面面積為984m2，標(biāo)準(zhǔn)凈寬10m，共設(shè)6處人行樓梯，上部主橋?yàn)閱慰玟撓淞航Y(jié)構(gòu)，主跨長42.4m，整體呈不規(guī)則形狀，采用拼裝焊接施工，上部鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制總重500多t。人行天橋主要由主橋和附屬樓梯兩部分構(gòu)成，主橋結(jié)構(gòu)主要為單跨鋼箱梁結(jié)構(gòu)，整體呈不規(guī)則形狀；附屬樓梯為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，樓梯與主跨間采用梯步與地面連接。天橋下部基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，主橋橋墩為φ1.2m鉆孔灌注樁，樁長24.7m，共計(jì)7根；人行樓梯基礎(chǔ)采用16根φ0.8m鉆孔樁。主干道跨線人行天橋平面如圖1所示。

圖1 工程項(xiàng)目地理位置平面

1.2 邊界條件

(1)本工程施工地點(diǎn)位于某市中心城區(qū)，人行天橋上跨中心城區(qū)東西走向主干道，車流量大，為雙向八車道通行。為盡量減少對主干道交通的影響，需在國慶期間完成天橋拆除、吊裝及運(yùn)輸工作，施工時間為10月2日至10月8日，總工期7d。根據(jù)交管部門的要求，主干道施工圍擋外必須保持雙向六車道通行，且主干道封閉時間為8h(22：00～次日06：00)，施工期間輔路南側(cè)可封閉管理作為施工場地，批復(fù)的施工圍擋總寬度為15m。因作業(yè)空間受限，機(jī)械設(shè)備的利用率大大降低，施工過程需安排專人進(jìn)行交通疏解，拆除施工過程復(fù)雜，須選擇最優(yōu)方案，合理籌劃拆除吊裝施工組織。

(2)主干道跨線人行天橋位于輔路與主干道交叉路口處，跨主干道、輔路，人流量較大。天橋北側(cè)建筑物有兩棟寫字樓大廈，分別為A40、A40層，樁基礎(chǔ)，地下室邊線距離天橋最西側(cè)邊2.6m。人行天橋緊挨大廈主體結(jié)構(gòu)，南側(cè)為低層建筑群及某些寫字樓大廈，其中西南側(cè)有上世紀(jì)20年代的四層建筑，距離天橋最近距離為2m，拆除施工難度大、風(fēng)險高。

(3)地下管線眾多。主要有中壓燃?xì)夤艿?、通信、電信、排污管及八十年代的老舊給水管等城市管道，施工安全風(fēng)險高，組織協(xié)調(diào)難度大。

2 天橋拆除方法及施工工藝

2.1 天橋拆除方法

人行天橋傳統(tǒng)的拆除方案一般采用原地破壞性拆除，選擇施工方案時主要考慮兩種方法進(jìn)行拆除：一是采用大型起吊設(shè)備一次性吊裝拆除，二是采用滿堂支架法破碎拆除。

考慮到該天橋橫跨中心城區(qū)主干道，周邊主要為商業(yè)寫字樓，結(jié)合現(xiàn)場條件，輔路南側(cè)道路可封閉，作為施工場地，且具備采用大型吊裝設(shè)備和主橋結(jié)構(gòu)拆除分解的施工條件。經(jīng)過分析對比，確定利用模塊車馱運(yùn)平移主橋到指定位置，再采用滿堂支架法支頂受力、切割拆除的施工方法。采用此方法能夠保證拆除過程中的交通安全，最大限度地減小對主干道交通的影響，方便現(xiàn)場施工組織，高效施工，縮短施工工期。

2.2 施工工藝流程

施工工藝流程如圖2所示。

圖2 施工工藝流程

3 工程施工

3.1 天橋附屬結(jié)構(gòu)(砼結(jié)構(gòu))的拆除

3.1.1 施工準(zhǔn)備

封閉輔路及人行天橋，進(jìn)行交通疏解，現(xiàn)場周圍設(shè)置圍擋及交通、安全警示標(biāo)志；現(xiàn)場配備動力和照明電源，或配備發(fā)電機(jī)；配備除塵水源和除塵設(shè)備(霧炮機(jī)等)，清理橋面附屬設(shè)施及拆除天橋內(nèi)部供電系統(tǒng)、監(jiān)控設(shè)施及其他管線；在橋面下部設(shè)置保證主干道行車的防落安全罩，防止混凝土塊掉落。

3.1.2 梯步護(hù)欄割除、綠化拆除施工

采用防墜繩系住防護(hù)欄桿，防止欄桿墜落橋下，然后人工鑿除欄桿底座砼基礎(chǔ)，用氣割割開兩側(cè)立柱底部的連接鋼板，收緊防墜繩，將欄桿拉倒，分段割除，移至橋下。天橋上其他附屬設(shè)施(管線、攝像頭、綠化等)同時進(jìn)行遷改。

3.1.3 梯步板切割拆除施工

人行梯步拆除時，在梯步與墩柱連接部位各50cm設(shè)置切割線，現(xiàn)場采用繩鋸將混凝土梯步分割成兩部分拆除。拆除時，先行在首塊人行梯步施做4個φ150mm吊裝孔，斷開梯步與箱梁之間的連接部分，采用200t汽車吊吊住梯步頂端部位，施加人行梯步70%～80%自重的起吊力，從梯步中間的墩柱兩側(cè)切斷后，吊至地面進(jìn)行分割，最后采用平板車運(yùn)至堆放場。

3.1.4 梯步橋墩切割拆除施工

梯步橋墩拆除時，先采用200t汽車吊吊住橋墩頂端部位，預(yù)加梯步70%～80%自重的起吊力，然后利用繩鋸沿底部路面將橋墩切割拆除，地面連接部分采用挖掘機(jī)破碎錘鑿除，再利用平板運(yùn)輸車將分割塊運(yùn)至堆放場。

3.1.5 場地清理

將場地內(nèi)所有混凝土碎塊以及拆除的防撞護(hù)欄，通過吊車、運(yùn)輸車輛配合將破除的建筑垃圾運(yùn)至指定位置。

重復(fù)上述3.1.2～3.1.5步驟，采用同樣的方法及工序拆除其他梯步。

3.2 主橋鋼箱梁結(jié)構(gòu)的拆除

人行天橋橫跨中心城區(qū)主干道，因無法長時間占道，結(jié)合天橋結(jié)構(gòu)形式及所處位置，為減少對主干道交通的影響，采用“模塊車+工裝”組合平移的施工方法。即：利用模塊車平移馱運(yùn)至指定場地，搭設(shè)滿堂腳手架支頂，人工采用氣割將主橋鋼箱梁結(jié)構(gòu)分解、拆除，最后吊裝至平板運(yùn)輸車運(yùn)至堆放場。

3.2.1 主橋橋面鋪裝破除及附著設(shè)施拆除

在橋面下部設(shè)置保證主干道行車安全的防落安全罩，在兩側(cè)防護(hù)欄桿下方設(shè)置50cm高、2cm厚的木擋板，防止混凝土塊掉落；全面破除梁面和防撞護(hù)欄；橋面鋪裝層主要為廣場磚面板、瓷磚，采用小型挖掘機(jī)+破碎錘后站在橋上進(jìn)行破除，人工手持風(fēng)鎬配合作業(yè)；面層鑿除完成后，通過“︺ ”型臨時梭槽棄至橋下場地集中堆放，通過渣土車集中運(yùn)走。

3.2.2 主橋平移前的準(zhǔn)備工作

附屬梯步拆除后，作為主橋的平移場地，如圖3所示。改造主干道中間綠化帶，確定平移路線；對模塊車行走區(qū)域管線進(jìn)行調(diào)查，結(jié)合SPMT模塊車的承載重量，核實(shí)路面的承載力；對于自來水管、燃?xì)夤艿葞汗芫€采取鋪設(shè)鋼板等保護(hù)措施；臨時封閉主干道8h，進(jìn)行交通疏解；平移馱運(yùn)前進(jìn)行模擬推演，采用BIM技術(shù)進(jìn)行移運(yùn)路線模擬；施工前制定應(yīng)急處置預(yù)案，應(yīng)急物資配備齊全。

圖3 人行天橋平移場地

3.2.3 主橋平移馱運(yùn)

作業(yè)流程：準(zhǔn)備工作→SPMT與馱運(yùn)支架組拼→SPMT馱運(yùn)系統(tǒng)就位預(yù)頂→梁體裝載→梁體轉(zhuǎn)運(yùn)。

(1)準(zhǔn)備工作。施工機(jī)械、人員、工機(jī)具設(shè)備進(jìn)場準(zhǔn)備，并根據(jù)天橋梁體現(xiàn)場實(shí)際情況，確認(rèn)馱運(yùn)支架的安裝和天橋梁體的裝載方式。SPMT模塊車進(jìn)場后使用汽車吊進(jìn)行卸車(圖4)，并按拆橋所需工況進(jìn)行拼裝，拼裝成1組(PPU+6×4軸線)和1組(1PPU+8×4軸線)的SPMT。拼裝步驟如圖5所示。

圖4 SPMT卸車

圖5 SPMT模塊車組裝工況

拼裝完成后，采用“八字、斜行”的模式調(diào)試SPMT車組，檢查輪胎方向電氣標(biāo)定是否正常。正確開啟懸掛頂升閥，微動頂升SPMT，確認(rèn)一切正常。檢查連接油管、接管等各個連接件的緊固情況，檢查油管、電纜等有無損壞現(xiàn)象及輪壓，檢查各閥門開閉狀態(tài)是否正確。

在車板平臺上按照馱運(yùn)支架支撐梁的位置布置好橡膠墊，做好裝載的防滑措施；準(zhǔn)備安全措施用品和通訊設(shè)備，如警示帶、反光衣、對講機(jī)和電池等。

(2)SPMT與馱運(yùn)支架組拼。將2組SPMT車板降至最低(高度約1 150mm)，在車板上布置馱運(yùn)支架，并焊接牢固，安裝過程中若有電焊作業(yè)則必須將SPMT車組上的控制器接線拆除，如圖6所示。

圖6 SPMT與馱運(yùn)支架組拼

(3)SPMT馱運(yùn)系統(tǒng)就位預(yù)頂。根據(jù)SPMT橋底位置將模塊車4個角點(diǎn)的位置在橋底表面做好標(biāo)記。支架與SPMT組拼完成后，將車板整體頂升至正常行駛高度(約1 300mm)，裝載著支架的2組SPMT分別行駛至天橋南北兩側(cè)底部就位，南側(cè)布置6×4軸線車組，北側(cè)布置8×4軸線車組。通過微調(diào)方向，并對車輛平臺高度進(jìn)行小幅調(diào)整，保證SPMT在橋梁底部精確定位。馱運(yùn)系統(tǒng)精確定位后，將車組高度升高至支架托梁頂面與橋面貼合(車組高度約1 400mm)，檢查若發(fā)現(xiàn)有離空的支點(diǎn)，使用調(diào)高木板或木方加高塞緊，使支架全部支點(diǎn)與橋底面貼合，如圖7和圖8所示。

圖7 SPMT馱運(yùn)系統(tǒng)就位預(yù)頂圖示

圖8 SPMT馱運(yùn)系統(tǒng)就位預(yù)頂現(xiàn)場

(4)梁體裝載。橋梁切割組首先切割拆除主橋異形部分25#～32#(圖9)，共分8塊切割拆除，以確保施工場地滿足臨時停放、切割的條件。切割完成后，控板人員將車組整體同步頂升，采取分級頂升的方式，分別為1cm、5cm、10cm、15cm、20cm，控制頂升速度20～50mm/min，如圖10所示。整個同步頂升過程中對模塊車、馱運(yùn)支架及箱梁進(jìn)行施工監(jiān)控，確保整個頂升過程結(jié)構(gòu)安全，完成主橋梁體裝載。

圖9 人行天橋主橋切割分塊

圖10 主線橋整體頂升裝載

(5)梁體轉(zhuǎn)運(yùn)。所有監(jiān)控人員、指揮人員、SPMT操作人員各就各位，調(diào)試對講機(jī)，確保通訊良好。確認(rèn)一切正常后，指揮人員發(fā)出啟運(yùn)指令，SPMT操作員鳴喇叭開始運(yùn)輸。運(yùn)輸過程應(yīng)安排專人指揮、監(jiān)控，按照《SPMT運(yùn)輸速度控制表》要求進(jìn)行運(yùn)輸，嚴(yán)禁緊急啟動和緊急剎車。運(yùn)輸路線及現(xiàn)場馱運(yùn)如圖11和圖12所示。

圖11 主橋平移馱運(yùn)路線

圖12 主橋平移馱運(yùn)現(xiàn)場

運(yùn)輸過程中，通過SPMT模塊車多次姿態(tài)調(diào)整，將主橋結(jié)構(gòu)平移馱運(yùn)至指定位置，然后開放主干道交通，恢復(fù)車輛正常通行。

3.2.4 主橋平移后切割拆除施工

主橋平移至指定位置后，利用滿堂腳手架支頂托換，腳手架與主橋底部密貼，確保支架受力均勻。技術(shù)人員對橋體分塊標(biāo)識并編號，切割組按照標(biāo)識采用氣割將主橋鋼箱梁結(jié)構(gòu)分解、拆除，現(xiàn)場配置兩臺200t汽車吊分別從南北兩側(cè)進(jìn)行吊裝作業(yè)，通過平板運(yùn)輸車運(yùn)至堆放場。

通過計(jì)算確定滿堂架搭設(shè)范圍為：主橋墩柱單跨之間50m(長)×12m(寬)，采用盤扣式滿堂腳手架搭設(shè)，剩余部分采用模塊車支撐馱運(yùn)。

根據(jù)主橋的結(jié)構(gòu)形式、交通限行要求以及場地條件，將主橋鋼結(jié)構(gòu)分為32塊，單塊寬度不大于2.5m、長度不大于12m、重量不大于50t，如圖9所示。

本次支架采用高效、穩(wěn)定的盤扣式支撐架體系進(jìn)行施工，根據(jù)梁塊切割分段，支架立桿縱向90cm、橫向120cm，橫桿步距為150cm。根據(jù)承載受力計(jì)算，每段梁塊需布置三排立桿支承，當(dāng)立桿排數(shù)不足時，應(yīng)縮短縱向間距搭設(shè)。橫向間距均按90cm搭設(shè)，如圖13和圖14所示。

圖13 滿堂支架搭設(shè)

圖14 滿堂支架搭設(shè)(現(xiàn)場照片)

為保證腳手架整體受力，在原有道路鋪設(shè)10mm鋼板，用以提高地基的承載力。底層支架立桿底部加底托立于鋼板之上，頂部加頂托，以便進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整。頂托上面設(shè)置橫向主楞，打緊頂托，使主楞緊貼箱梁底板。

3.2.5 場地清理

全面清理、運(yùn)走主橋結(jié)構(gòu)碎塊，將場地內(nèi)所有的箱梁結(jié)構(gòu)等，通過吊車、運(yùn)輸車輛配合將破除的建筑垃圾運(yùn)走，最后開放輔路交通，恢復(fù)車輛及人員正常通行。

3.3 工程實(shí)施效果

本次利用“模塊車+工裝”組合平移的施工方法，最大限度地降低了交通影響。作為某市中心城區(qū)主干道，車流量大，在國慶假期臨時中斷交通8h，是傳統(tǒng)的切割吊裝方法無法實(shí)現(xiàn)的。利用整體遷移后拆除的施工方案，實(shí)現(xiàn)了在拆除過程中不會污染、損傷原有路面，消除了對交通的不利影響，減少大量車輛繞行帶來的能源消耗、人員成本支出，減少市民出行時間消耗的綜合社會經(jīng)濟(jì)成本，成為制約工程設(shè)計(jì)、實(shí)施最為關(guān)鍵的因素。此次天橋快速拆除施工技術(shù)，將傳統(tǒng)的以天計(jì)的交通中斷時間縮短至以小時計(jì)，較大地降低了對交通環(huán)境的影響。除此之外，還可多次重復(fù)循環(huán)使用，降低機(jī)械設(shè)備成本，社會效益與經(jīng)濟(jì)效益顯著，也為今后同類施工提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)語

隨著城市建設(shè)和地下空間的發(fā)展，一些既有天橋的改建或拆除工程將日趨增多，涉及主干道的施工難以避免。安全控制和交通影響是現(xiàn)場施工管理的核心，更是主干道施工管理的重中之重。本次施工運(yùn)用了大型施工設(shè)備，采用“模塊車+工裝”組合平移的施工方法，解決了占道時間長、影響交通的問題。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢：

(1)智能化水平較高。本工法SPMT自行式模塊車行走路徑經(jīng)計(jì)算后采用BIM進(jìn)行移運(yùn)路線模擬；模塊車精確定位后與梁體連接完成，無人駕駛，一鍵操作即可按照提前計(jì)算及模擬的線路將梁體移至指定地點(diǎn)較高。

(2)施工進(jìn)度快、封閉主干道時間短。本施工作業(yè)僅封閉單條車道就可完成基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作，同時在行車條件下，采用繩鋸按經(jīng)計(jì)算的位置對梯步等附屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割，該階段對交通無影響，僅在梁體移運(yùn)過程中需封閉交通，封閉時間僅8h，相對于傳統(tǒng)的原位搭設(shè)支架后機(jī)械拆除，大大減少了對交通的影響。

(3)安全環(huán)保、社會影響小。由于該天橋位于某市中心城區(qū)主干道，沿線建筑物分布密集，車流量和人流量非常大，本工法由于采用附屬提前切割、主橋整體移運(yùn)的工藝，消除了傳統(tǒng)的拆除對附近建筑物影響較大的風(fēng)險，安全系數(shù)高、社會影響小。同時，該工法由于對梁體整體移運(yùn)至指定地點(diǎn)拆除，對既有主干道不會產(chǎn)生破壞，環(huán)保方面具有明顯的優(yōu)勢。