陽 杰

（中鐵二十三局集團(tuán)有限公司，四川成都）

引言

既有霞凝跨沙河橋位于長沙市望城區(qū)通往開福區(qū)主要交通干線上的控制節(jié)點(diǎn)上，既有橋梁寬8.2 m，通行能力較小、設(shè)計荷載等級較低，為四類危橋，上下班高峰期與節(jié)假日交通擁堵極為嚴(yán)重，已不能滿足日俱增的交通流量，對既有霞凝跨沙河橋進(jìn)行拆除重建，將既有橋面寬度從8.2 m，拓寬到30.5 m，既有雙向兩車道改建為雙向六車道，將進(jìn)一步滿足周邊群眾和企業(yè)交通出行。

1 工程概況

2000 年建成通車的AK1+920-AK1+980 既有霞凝跨沙河橋，橋?qū)挒?.2 m，其中橋面凈寬8.2 m（雙向兩車道），橋梁上部結(jié)構(gòu)為與沙河正交的5 m×25 m空心板梁，沙河常水位河面寬約45 m，既有橋在沙河中立墩[1]。

圖1 既有霞凝跨沙河橋?qū)嵕昂脚?/p>

既有霞凝跨沙河橋?yàn)? m×25 m 空心板預(yù)制梁橋跨結(jié)構(gòu)，每跨由9 片空心板組成，鉸縫連接兩塊板梁。橋墩為1.2 m 柱徑的樁柱式結(jié)構(gòu)，橋臺為肋板式結(jié)構(gòu)，混凝土路面，橋面橫斷面為0.5 m(欄)+8.2 m(機(jī)動車道)+0.5 m(護(hù)欄)。霞凝跨沙河橋周圍民房林立，東南側(cè)為灣田國際建材城，人員密集，既有橋梁拆除對環(huán)保、噪聲、振動控制要求高[2]。

2 舊橋拆除施工方案

2.1 總體施工方案

既有霞凝跨沙河橋?yàn)? m×25 m 空心板預(yù)制梁橋跨結(jié)構(gòu)，從青竹湖路至芙蓉北路方向（5#墩臺→0#墩臺）順序拆除，完成水利相關(guān)手續(xù)辦理完畢后再進(jìn)行拆除施工。

既有霞凝跨沙河橋拆除：施工首先是板梁端頭橫向處破碎清除，縱向濕接縫處橋面鋪裝層的破碎清除，防撞護(hù)欄的拆除；其次是空心板梁的拆除，JQJ40m/180T 架橋機(jī)（最大起吊重量180 t，最大架設(shè)跨度40 m）起吊、收回舊梁；最后采用挖機(jī)破碎錘進(jìn)行橋臺、蓋梁與墩柱的拆除施工，其中水中墩破碎借助新橋5#、6#墩圍堰平臺作為施工平臺進(jìn)行破除，挖機(jī)將混凝土碎塊裝入渣車配合通過鋼便橋通道運(yùn)走[3]。

2.2 總體施工順序

（1） 總體拆除順序：既有霞凝跨沙河橋第五跨→第四跨→第三跨→第二跨→第一跨。

（2） 拆除單片梁順序：安裝調(diào)試架橋機(jī)→橋面板梁橫向、縱向接縫破碎清除→鉆開吊裝孔→橋梁縱橫向接縫的鋸斷→拆除首片梁（選擇2#-8#梁之中梁間縫最寬的一片梁作為首片吊裝梁）→拆除2#-8#梁→1#梁往內(nèi)橫移→吊裝1#梁→9#梁往內(nèi)橫移→吊裝9#梁。既有霞凝跨沙河橋橫斷面如圖2 所示。

圖2 既有霞凝跨沙河橋橫斷面

2.3 安裝架橋機(jī)

檢查配件型號、數(shù)量與架橋機(jī)清單一致后，在既有霞凝跨沙河橋5#橋臺位置，嚴(yán)格按圖紙要求、出廠說明進(jìn)行架橋機(jī)拼裝組裝，做好安裝施工記錄。組裝架橋機(jī)完成后，進(jìn)行性能和型式試驗(yàn)。

2.4 施工準(zhǔn)備

通過輪盤鋸切割、液壓破碎錘鑿除，將既有霞凝跨沙河橋橋跨結(jié)構(gòu)拆分為9 個單片空心板梁，JQJ40m/180T 架橋機(jī)依次將單個舊空心板梁提起、橫移、縱移、裝車運(yùn)到指定地方卸車或鑿除。其具體施工步驟如下所示：

（1） 施工現(xiàn)場圍閉。拆除期間采用全封閉施工，在橋兩頭拉警戒線，設(shè)專職值班員，對行人、車輛進(jìn)行疏導(dǎo)，防止誤入拆除施工區(qū)域。

（2） 既有橋面設(shè)施拆除。既有空心板梁兩端1.0 m 范圍內(nèi)的橋面鋪裝層至梁板頂面位置采用液壓破碎錘破除，割斷鋪裝層鋼筋，露出接縫位置。

在鋼筋砼防撞護(hù)欄縱向每5 m 彈豎向墨線，每5 m縱向分段頂面下25 cm、距5 m 分割線50 cm 位置鉆鑿吊裝孔，穿入防止向外傾覆的吊機(jī)提掛的鋼絲繩固定。圓盤鋸沿5 m 豎向墨線切割分塊，沿既有鋼筋砼防撞護(hù)欄底切割5 m 長縱向切縫，邊縱向切割邊收緊鋼絲繩，既有防撞護(hù)欄左右對稱拆除，25 t 汽車吊吊運(yùn)至運(yùn)渣車。

2.5 既有空心板梁間鉆孔、鋸縫

采用大型金剛輪盤鋸進(jìn)行縱向接縫分割，切縫順序與拆梁順序相對應(yīng)，為保證未拆橋梁的穩(wěn)定性，前一跨空心板梁拆除后再進(jìn)行第二跨空心板梁的切割。25 m 空心板梁全部采用單片吊裝，空心板之間所有縱向接縫均需進(jìn)行切割。

首先進(jìn)行測量放線，用紅色油漆標(biāo)注切縫位置，在兩跨空心板梁接頭橫縫位置彈出1 m 寬的切割線、鉸縫中心彈出墨線，施工準(zhǔn)備工作完成后，先橫向切割兩跨空心板梁接頭的橋面鋪裝層，切斷橋跨與橋跨之間聯(lián)系，再縱向切割鉸縫。

剔出梁板板縫后對直縫隙鉆出φ12 cm 的吊裝孔，對準(zhǔn)梁縫做好標(biāo)記，然后用大型金剛輪盤踞沿標(biāo)線切割橋面鋪裝層進(jìn)行斷開每片。

梁板縫兩側(cè)各量10 cm，彈墨線，沿墨線圓盤鋸切割，剔除板縫兩側(cè)各10 cm 橋面鋪裝層。

既有橋面鋪裝層設(shè)計厚度為20 cm，清除頂面的3 cm 瀝青層后鋪裝層還有17 cm，大型金剛輪盤踞切割深度控制在20～22 cm，防止深度不夠不足以斷面梁板，超深傷害梁體。

2.6 舊空心板梁拆除

2.6.1 空心板梁捆綁

（1） 吊點(diǎn)設(shè)置。根據(jù)既有25 m 空心板梁的實(shí)際情況，采用水磨鉆Φ120 mm 吊孔，孔距離梁端80 cm。如圖3 所示。

圖3 吊點(diǎn)示意

（2） 鋼絲繩捆綁。人工將將鋼絲繩從橋面第一個鉆孔穿到橋下，第二個孔穿入鐵絲，橋下船上工人將鐵絲與鋼絲繩綁扎牢固，橋面上工人收緊鐵絲將鋼絲繩固定既有空心板梁端頭，空心板梁腹板陽角與鋼絲繩間用膠套管或土工布隔離。

為預(yù)防施工偏差造成吊裝過程空心板梁重量兩側(cè)不一致、梁體傾斜，穿好的鋼絲繩用天車?yán)o，并將梁逐端提起1～2 cm，發(fā)現(xiàn)重心偏移，在空心板梁側(cè)面墊鋼板、木楔調(diào)整，觀察基本平衡后，再進(jìn)行吊裝作業(yè)。

（3） 既有空心板梁橫移。第一片既有空心板梁吊開后，剩余梁片千斤頂頂推從Ф12 cm 孔插入8 cm以上鋼棒進(jìn)行輕微橫向位移，確保梁縫間能順利穿過鋼絲繩。豎向提升既有空心板邊梁5～10 cm 后，橫移至橫斷面中間位置后再進(jìn)行縱向移動，確保吊裝的安全性與架橋機(jī)的穩(wěn)定性。

（4） 鋼絲繩選擇。既有25 m 跨空心板邊梁重42.51 t（單片梁片重30.55 t，鋪裝層11.96 t），中梁單片重約38.61 t（單片梁片重26.65 t，鋪裝層11.96 t），按照吊裝重量42.51 t 計算確定。

①計算鋼絲繩實(shí)際受力：

式中：P-每根鋼絲繩所受的拉力（KN）；Q-起吊物體的重力（KN）；n-使用鋼絲繩的根數(shù)；a-鋼絲繩與鉛垂線的夾角。

起吊既有空心板時，吊具距離橋面高度約為1.5 m，鉛錘線與鋼絲繩間夾角最大取值：25m 跨空心板梁為4.4°。

②選擇鋼絲繩直徑及類型：

根據(jù)計算得到的鋼絲繩實(shí)際收到拉力P，計算鋼絲繩破斷拉力總和ΣSo，再查表找出相應(yīng)的鋼絲繩直徑。

鋼絲繩的破斷拉力總和按下式計算：

式中：P-鋼絲繩的容許拉力（KN）；ΣSo-鋼絲繩的破斷拉力總和（KN）；a-鋼絲繩之間荷載不均勻系數(shù)取1.15；K-鋼絲繩安全系數(shù)，取8。

即：

根據(jù)“GB 8918-2006《重要用途鋼絲繩》表11”查得：

表1 架橋機(jī)配重過25 m 孔跨抗傾覆檢算

既有25 m 跨空心板梁拆除捆綁鋼絲繩采用φ38 mm 鋼芯鋼絲繩（抗拉強(qiáng)度1 960 MPa）最小破斷拉力為1 010 KN。

2.6.2 既有空心板梁拆除

起吊前檢查既有空心板梁與其他板梁及墩臺分離情況，未分離不得起吊。移動架橋機(jī)至計劃拆除的既有空心板梁正上方，鋼絲繩吊點(diǎn)扣在前后天車的吊鉤掛上起吊捆綁的空心板梁。架橋機(jī)的前后天車移動既有空心板梁至芙蓉北路方向的鄰跨橋面的平板車3 m位置停止，待既有空心板梁穩(wěn)定后，提升既有空心板梁底緣距離平板車控制在300 mm 位置，前移確保既有空心板梁中心與板車中線對齊，到達(dá)預(yù)定位置后，天車以0.5 m/min 低速、平穩(wěn)將既有空心板梁端落至平板車并固定好，平板車將既有空心板梁運(yùn)至指定地點(diǎn)卸車，循環(huán)往返將整跨既有空心板梁全部拆除。整跨既有空心板梁拆除后，架橋機(jī)后退至后一跨既有空心板梁位置繼續(xù)拆除作業(yè)，至既有空心板梁全部拆除。

2.6.3 既有空心板梁處理

既有霞凝跨沙河橋空心板梁拆除為青竹湖路→芙蓉北路方向（5#臺→0#臺方向），拆除的單片既有空心板梁用平板車運(yùn)至路基起點(diǎn)段附近的破碎區(qū)，35 t吊車兩臺起吊卸車，既有空心板梁勻速、平穩(wěn)落地，挖機(jī)配液壓破碎錘進(jìn)行既有空心板梁破碎，由既有空心板梁兩端向中間進(jìn)行破除，破碎至設(shè)計要求大小后運(yùn)至特殊路基段進(jìn)行填筑施工。

2.7 既有霞凝跨沙河橋蓋梁、橋墩拆除

既有霞凝跨沙河橋拆除上部結(jié)構(gòu)后，蓋梁及墩柱部分在新橋的圍堰上采用破碎機(jī)進(jìn)行破除施工，破除的混凝土轉(zhuǎn)運(yùn)至軟基換填處。

3 架橋機(jī)過跨傾覆抗傾覆計算

架橋機(jī)過跨時，移動前后天車至后支腿處，確保過跨時主梁穩(wěn)定后退，抗傾覆驗(yàn)算如圖4 和表1 所示。

圖4 架橋機(jī)配重過25 米孔跨抗傾覆性檢算

由表2 可得，γ=M 穩(wěn)/M 傾=613.57/374.85=1.6，根據(jù)起重設(shè)備設(shè)計規(guī)范中抗傾覆設(shè)計要求，抗傾覆安全系數(shù)必須大于1.3，架橋機(jī)過孔時，應(yīng)將起重小車置于對穩(wěn)定最有利的位置，其抗傾覆系數(shù)應(yīng)不小于1.5。經(jīng)檢算，安全系數(shù)為1.6＞1.5，故符合安全要求。

結(jié)束語

工期緊、難度大、風(fēng)險高的既有橋梁橋拆除施工，選擇大型金剛輪盤鋸切割、架橋機(jī)移梁，是確保安全、無噪聲、快捷、高效的舊橋拆除技術(shù)，適合人員密集、房屋林立的城市市區(qū)施工方法。隨著未來快速發(fā)展的城市建設(shè)，將出現(xiàn)越來越多的改擴(kuò)建既有橋梁工程，復(fù)雜的既有橋梁周邊環(huán)境，對既有橋梁的拆除施工限制越來越多，選擇繩鋸和大型金剛輪盤鋸切割、架橋機(jī)移梁優(yōu)勢明顯，該施工技術(shù)在未來既有橋梁改擴(kuò)建中必將得到廣泛應(yīng)用。