U形下穿道上跨桥拆除施工技术

王昭勇 杨绍逊

1 工程概况

该设计方案对原来的会展中心二期市政工程“环道+主线下穿”的方案进行调整,取消了会展环道,仅保留主线下穿道,并将下穿道出口设置于现“U”形下穿道南侧桥台,较原方案提前约200 m出地面,通过对现有“U”形下穿道局部改造,可以达到尽快恢复地面交通的目的。拆除范围示意图如图1所示:左线:K0+211.028～K0+256.044;右线:K0+237.694～K0+282.705(阴影部分为拆除部分)。

2 “U”形下穿道上跨桥(拆除桥梁)概况

原桥梁为预应力混凝土简支梁桥,跨度47.40 m,其梁高采用3.0 m。该桥分为左右两幅,每一幅桥均采用双箱多室的桥梁布置,箱与箱之间的翼缘板刚性连接,每个箱梁自成一独立的桥梁。原盖梁跨度较大,墩与墩之间最大距离18.6 m,盖梁采用预应力混凝土。但当中间部分的箱梁、盖梁拆除后,盖梁的受力体系发生变化,其预应力体系也遭到破坏。为了保证盖梁的受力,使其在原有的普通钢筋体系下也能够满足要求,设计采用增加支承、减少盖梁跨度的办法来达到受力平衡。因此在新建桥墩满足支承作用后,拆除部分的箱梁分两次进行拆除,先拆除右幅的箱梁后待交通转换后拆除左幅的箱梁,最后拆除中间部分的盖梁。

3 拆桥技术工艺

3.1 施工准备

了解该桥的基本概况及各部分构件的工程量,掌握桥梁的结构及受力特点。对该桥拆除部分进行现场测量放线,并用醒目线条标注出拆除范围。采取搭设支架法三阶段拆除,支架搭设后,第一阶段人工配合小型机具凿除桥面路面及铺装结构,若有管网,应进行保护;第二阶段找出预应力锚点,释放预应力,拆除桥梁结构;第三阶段拆除桥台和盖梁部分。

3.2 人行道部分改造为车行道和保留部分人行道的改造

在拆除桥梁之前须对右行道右侧人行道部分及左行道左侧绿化带改造为行车道,使得剩下部分的车行道得以加宽,为施工期间保证主线交通畅通提供了条件,对剩下部分的人行道改造应保证施工期间人员的通行。

3.3 桥面铺装的凿除和伸缩缝的分割

1)中央分隔带及沥青混凝土面层、桥面铺装拆除。沥青混凝土面层拆除由桥梁中部向两端进行。桥面铺装采用人工持风镐、錾凿工具等小型机具将基层混凝土凿除,拆除范围的桥梁纵横向对称进行。2)伸缩缝的分割。伸缩缝的分割采用氧气和乙炔进行分割处理,为了防止在分割过程中产生大量的热量造成保留部分变形,采取在分割过程中停顿间隙,分几次分割。

3.4 新建桥墩施工及支座顶升

作为保留部分桥梁起支撑作用的新建桥墩,桩基部分为φ 1 800,采用人工挖孔成桩,桥墩为φ 1 500。待墩柱施工完毕后进行支座顶升施工:1)浇筑楔形混凝土,植入钢筋安装支座上钢板,并塞焊连接;2)将支座连同下钢板顶升至指定位置,并用型钢支撑于建好的桥墩之下;3)浇筑桥墩二次混凝土,将下钢板及型钢包裹(见图2)。

3.5 箱梁拆除

拆除桥梁为预应力混凝土简支梁桥,其跨度为47.40 m。首先将要拆除的箱梁用满堂支架支撑起来,支撑必须满足受力要求,不能在箱梁体系转换瞬间产生支架变形和沉降。箱梁体系转变后,用退锚机进行退锚,由于锚固端钢绞线只有2 cm～3 cm长,无法直接进行退锚,在退锚之前须凿除其中一端锚具后10 cm～20 cm混凝土,然后用退锚机对每束钢绞线间隔退锚。

满堂支架的参数为:除端部横梁立杆横向间距或排距加密Lb=0.30 m 外,其余 Lb=0.60 m;采用的钢管类型φ 48×3.50;脚手架步距1.2 m;桥面沥青面层和铺装层拆除后,按照设计坐标放样出理论拆除线和实际拆除线,并用醒目线条标注,必须保证实际拆除线在翼缘范围内,人工配合大型切割机将翼缘板切开,用液压钳将钢筋剪断,使拆除部分和保留部分桥梁各自处于一个体系中,不致在拆除过程中影响保留部分桥梁。

箱梁分左右两幅两次拆除,首先拆除右幅,拆除时必须纵向、横向对称进行,混凝土渣块的吊装必须按照拆除先后顺序,纵横向对称进行起吊装运。人工配合大型切割机、液压钳等机械将箱梁切割成若干小块,并用液压钳将钢筋剪断,每块重量约2 t。将运输车辆摆放在左幅上由塔吊将小块混凝土装车运至指定场地并破碎为零。拆除左幅的方法与拆除右幅相同,只是运输车辆摆放在已经拆除的“U”形下穿道桥下。

3.6 墩柱和盖梁拆除

1)根据设计,当中间部分的盖梁拆除后,保留部分的桥梁仅独墩支承,盖梁处于双悬臂状态,并且其悬臂长度较大,因此设计在原桥墩左右两侧各补充一个桥墩。2)中间部分的盖梁拆除后,留下的两个桥墩可以剔打至新盖梁底标高并预留好钢筋接头同后期的盖梁浇筑在一起。由于仅仅依靠以上两个桥墩同样导致新建盖梁悬臂长度过大(＞11.0 m),因此在两侧又各补充一个桥墩,以满足盖梁受力要求。

因此,对于②号轴,需要新建桥墩6个,同时利用原有的所有桥墩。施工工序为:

1)封闭交通。按照图纸提供的坐标以及平面尺寸,在现场实地放线,看图纸上的信息与现场是否吻合,切割的位置确保位于翼缘范围,若图纸与现场吻合,制定详细的桥梁拆除方案,进行下道施工。2)在指定范围内拆除(切割)桥梁,拆除时应制定详细的施工方案,由于桥梁上部拆除时对桥下有一定的安全影响,桥梁拆除时桥下严禁有人员进入,并禁止任何施工,一定要保证拆除时的施工不会影响到保留部分的桥梁以及下部盖梁等。3)桥梁拆除完毕,施工下部桥墩至指定位置,注意桥墩钢筋预留(工序三、四可以在工序二之前进行,但不可与工序二同时施工)。4)浇筑楔形混凝土,植入钢筋,安装支座上钢板,并塞焊连接,将支座连同下钢板顶升至指定位置,并用型钢支撑于建好桥墩之上,浇筑桥梁二次混凝土。5)退锚,解除预应力,然后将指定范围内的盖梁拆除,剔打两个桥墩至新建盖梁高度,注意预留钢筋长度,浇筑盖梁混凝土。

拆除盖梁前,必须完成工序一至工序四。由于盖梁体积较大必须采用支架架设支撑,为了确保保留利用的桥墩不会在盖梁拆除工程中损坏,首先采用TM J-50T退锚机退锚解除盖梁预应力。其次采用人工配合切割机和小型工具凿除不需要利用的部分,即拆除两个桥墩至新建盖梁高度范围部分,并按照设计要求预留钢筋,使其与盖梁分离开来。最后将指定范围内的盖梁切成若干小块,用吊车装车运至指定地点将其破碎为零。

3.7 桥台拆除

根据上部结构拆除以及保留部分确定的范围,对相应范围内的桥台进行改造。其中上部结构保留的部分所对应的桥台将原样保留,上部结构拆除的部分所对应的桥台将被拆除至新建桥梁桥台台口标高加以利用。按照图纸坐标要求放样出桥台拆除部分,拆除顺序为从上往下,从两侧往中间进行。首先人工剔打,理论拆除线与实际拆除线之间的部分必须由人工剔打修整,其余部分可以采用风镐或者凿岩机,切割机辅助进行施工,并用液压钳剪断钢筋,划整为零,装载机、运输车辆配合,随拆随运,将其运至指定地点。但严禁采用爆破施工。

4 结语

重庆国际会展中心市政工程“U”形下穿道上跨桥拆除施工技术可靠、措施得当,有效保障了施工安全,圆满完成了拆除任务,为同类工程施工拆除提供借鉴和参考。

[1]李绍宏,贾樟禄.切割法拆除城市桥梁的施工工艺和方法[J].公路与汽运,2003(4):20.

[2]白盛泽.公路旧桥拆除[J].黑龙江工程学报,2003(5):8-10.

[3]黄宏伟.桥梁加固与维修[D].重庆:重庆交通大学硕士论文,2005.

[4]田山坡.钢筋混凝土桁架拱桥安全拆除的方案研究[J].山西建筑,2009,35(5):280-281.