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所屬欄目:城市管理論文 發布日期:2012-10-26 08:57 熱度:
摘要:該文通過對廣東省某大橋拆除過程中的分析和總結,初步探索了鋼筋混凝土連續箱梁橋安全拆除的技術要點,
關鍵詞:鋼筋混凝土、連續箱梁橋、安全拆除、技術分析
引言
鋼筋混凝土連續箱梁橋這種橋式的使用在我國始于上世紀80年代,隨著時間的推移,新建的橋梁終究都會成為舊橋,而造成橋梁結構產生病害、出現缺陷的原因多種多樣,以及航道等級的提高,近年來,隨著我國社會經濟的快速發展,對公路橋梁建設也提出了更高的要求,一些上世紀八九十年代建造的連續箱梁橋經過幾十年的風風雨雨,已經逐步老化破損,加之當初設計建設的標準已經滿足不了現代社會日益增加的通行能力要求,為保證國家和人民財產的安全、保證交通暢通,就需要對橋梁進行拆除。橋梁拆除是不可避免的,從人工橋梁的出現已有幾千年,特別是進入現代文明后,社會發展日新月異,拆除舊有結構建設新設施已成為必然。鑒于此,我們研為究制定了切實可行的拆除方案,保證了整個拆除過程的安全。
1、廣東省某大橋工程概況
廣東省某大橋橫跨某鎮水道,跨徑布置為:20m+20m+(20+26+20)m+20m+20m,橋梁全長146m、該橋設計荷載為汽車-20級,掛車-100。橋面寬度為8.0m+2×0.5m=8.5m。該橋上部結構采用簡支T梁和三跨普通連續箱梁。第1、2、7跨為20m簡支T梁,每跨由5片T梁組成。第3~5跨為普通鋼筋混凝土連續箱梁。第6跨為由20m簡支T梁更換為20m簡支空心板梁,由4片空心板組成。該橋下部結構是樁基礎、柱式橋墩。其中2~7號墩柱均為雙柱式橋墩,直徑D100;2、3、6、7號墩基礎由兩根D120樁組成,樁頂設有系梁1mx1m;4、5號墩基礎為2根D150樁基。橋梁現狀如圖1-1所示:
圖1-1大橋現狀圖
橋梁橫斷面如下圖1-2~1-3所示。
圖1-2箱梁跨中斷面
圖1-3T梁標準斷面
該橋凈空不能滿足某水道疏浚工程的要求,作為某水道疏浚工程的組成部分,該橋須進行拆除。為滿足陸路交通需要拆除某大橋。
2、拆除方案的分析和確定
擬定拆除方案時綜合考慮技術可行性、安全性和施工工期,并充分考慮拆除方案的環保性和經濟性。
該橋拆除的總體思路:
上部結構連續箱梁采用貝雷梁反吊用鏈鋸切割分段拆除,T梁采用墻鋸切割分片吊運,空心板梁用墻鋸切割分片然后用吊運。上部結構拆除采用對稱拆除的方法,即由第4跨連續箱梁跨中向梁端對稱拆除;下部結構拆除時先將拆除部分懸吊于船吊上,然后用鏈鋸切割分段,用船吊吊運至駁船上再進行轉運。
橋梁拆除順序:拆除全橋面鋪裝層→切割拆除箱梁、T梁、空心板翼緣和防撞墻→切割拆除連續箱梁頂板、底板→切割拆除連續箱梁腹板→拆除第2跨T梁、第6跨空心板→拆除第1跨、第7跨T梁→切割拆除蓋梁、墩柱、系架、樁基→清理河道范圍內填土→掃床檢查。
3、分部拆除方案
3.1簡支T梁拆除施工步驟
20m簡支T梁拆除方法:切割(鏈鋸或墻鋸切割)分片整體吊裝拆除,20m簡支T梁切割分塊示意圖如圖3-1所示。
圖3.1-120m簡支T梁切割分塊示意圖(cm)
(1)拆除邊梁外側翼緣及防撞欄:
①用鏈鋸沿橫向將需要拆除的翼緣部分鋸開。翼緣切割縱向分塊長度3m。并在防撞墻根部鉆吊裝孔。
②將需拆除的部分懸吊于50t汽車吊上,再用墻鋸沿縱向切割翼緣,切斷后吊至汽車上運至指定地點。
(2)拆除內側翼緣:
①用鏈鋸沿橫向將需要拆除的翼緣部分鋸開。翼緣切割縱向分塊長度3m。并在切割塊的四角上鉆吊裝孔。
②將需拆除的部分懸吊于50t汽車吊上,再用墻鋸沿縱向切割翼緣,切斷后吊至汽車上運至指定地點。
(3)拆除腹板:
①用50t汽車吊和50t船吊將拆除的T梁腹板吊住,用鏈鋸沿隔板中心線將其切斷。
②用汽車吊和船吊共同吊至駁船上,切割成5m長小塊,再用汽車吊吊至自卸汽車上運至指定地點。
③切割前T梁兩端須做好保護措施,防止其傾覆。
3.2普通鋼筋混凝土連續箱梁拆除施工步驟
連續箱梁切割示意圖如圖3.2-1所示。拆除箱梁由中跨跨中向兩邊對稱拆除。
圖3.2-1連續箱梁切割示意圖(cm)
(1)拆除翼緣及防撞欄:
①用鏈鋸沿橫向將需要拆除的翼緣部分鋸開。翼緣切割縱向分塊長度3m。并在分塊四角鉆吊裝孔。
②將需拆除的部分懸吊于50t汽車吊上,再用墻鋸沿縱向切割翼緣,切斷后吊至汽車上運至指定地點。
2)固結4#、5#墩頂箱梁和蓋梁。
(3)搭設貝雷桁架
①將貝雷桁架搭設在橋面上,將貝雷梁支座安裝在4#、5#墩頂橋面以及第2跨T梁和第6跨空心板梁上。
②在箱梁腹板上植入鋼筋,將箱梁懸吊于貝雷桁架上。在貝雷桁架上搭設天車。
(4)拆除箱梁頂板:
①用墻鋸沿橫向將頂板鋸開。頂板切割縱向分塊長度2m。并在分塊四角鉆吊裝孔。
②將需拆除的部分懸吊于貝雷桁架的天車上,再用墻鋸沿縱向切割頂板,切斷后吊至停在第二跨或第六跨的汽車上,由橋面運至指定地點。
切割頂板時,每隔6m保留1m作為腹板橫向聯系,保留墩頂處箱梁兩邊各1m長頂板。
(5)拆除箱梁底板:
①用墻鋸沿橫向將底板鋸開。底板切割縱向分塊長度2m。并在分塊四角鉆吊裝孔。
②將需拆除的部分懸吊于貝雷桁架的天車上,再用墻鋸沿縱向切割底板,切斷后吊至停在第二跨或第六跨的汽車上,由橋面運至指定地點。
切割底板時每隔6m保留1m作為腹板的橫向聯系,保留墩頂處箱梁兩邊各1m長底板。
(6)拆除箱梁腹板:
①腹板切割縱向分塊長度為2m。在腹板頂部植入吊環,將需拆除的部分懸吊于貝雷桁架的天車上。保留墩頂箱梁兩邊各1m長腹板。
②用鏈鋸切割箱梁,切斷后下放至拖船上,運至停在第二跨或第六跨的汽車上,由橋面運至指定地點。
(7)拆除貝雷桁架,將剩余箱梁部分吊在10t船吊上,解除箱梁和蓋梁的固結,將箱梁吊至拖船上,用拖船運至指定地點。
3.3空心板梁拆除施工步驟
(1)將空心板間的鉸縫鑿開;
(2)在第7跨布設一臺50t汽車吊,水中布設一臺50t船吊;
(3)在空心板兩端各設置2個吊點(盡量采用原吊點),用汽車吊和船吊將空心板吊至拖船上;
(4)用拖船拖至指定地點,用汽車吊吊至存梁處。
3.4蓋梁拆除施工步驟
蓋梁切割示意圖如圖3.4-1所示
圖3.4-1蓋梁切割示意圖(cm)
(1)用鏈鋸沿蓋梁中心線將其切割為如圖所示兩部分。
(2)在蓋梁頂面植入吊環。將其懸吊于船吊上。
(3)用鏈鋸在蓋梁底面下方20cm處將墩柱鋸斷。
(4)用船吊將切割完成的部分蓋梁吊至拖船上,運至岸邊用汽車吊轉至自卸汽車上,再運輸到指定地點。
3.5墩柱拆除施工步驟
(1)在墩柱頂面植入吊環。將其懸吊于船吊上。
(2)用鏈鋸在墩柱底面上方20cm處將其鋸斷。
(3)用船吊將墩柱吊至拖船上,運至岸邊用汽車吊轉至自卸汽車上,再運輸到指定地點。
3.6墩系梁拆除施工步驟
(1)在系梁頂面植入吊環。將其懸吊于船吊上。
(2)用鏈鋸沿系梁與樁基交界面將其鋸斷。
(3)用船吊將系梁吊至拖船上,運至岸邊用汽車吊轉至自卸汽車上,再運輸到指定地點。
3.7樁基拆除施工步驟
(1)在樁基外部套入一根直徑3m的鋼管,利用振動錘下沉到較密實土層(滿足樁基切除深度及套管穩定性要求),并在底部澆注封底混凝土。
(2)抽出鋼管內部的水,將樁基挖到指定位置。具體位置見表5.7-1。
表5.7-1樁基開挖位置表
樁號 1# 2# 3# 4# 5# 6#
開挖位置高程 -4.9m -4.9m -5.5m -9.7m -7.0m -4.9m
開挖長度 5.9m 5.9m 6.5m 10.7m 8.0m 5.9m
(3)在樁基頂面植入吊環。將其懸吊于船吊上。
(4)用鏈鋸切割樁基,其中4#和5#墩柱分兩段切割拆除。
(5)用船吊將墩柱吊至拖船上,運至岸邊用汽車吊轉至自卸汽車上,再運輸到指定地點。
大直徑鋼管布置圖如圖3.7-1所示。
圖3.7-1切割樁基鋼套管布置圖(cm)
4、貝雷桁架承載力計算
施工時每隔0.75m設一個反吊點將箱梁懸吊于貝雷桁架上,將箱梁自重簡化為均布荷載,大小為q1=67.5kN/m;桁架自重按q2=20kN/m計。由于施工時橋上僅有少量的工人及小型設備,不計施工荷載,在安全系數中予以考慮。
桁架最大跨徑為26m。采用雙層貝雷架,下層為4排加強貝雷架,上層為2排普通貝雷架。
(1)實際彎矩計算
M=k(q1+q2)l2/8
=1.5×(67.5+20)×262/8
=11090KN•m
(2)實際剪力計算
Q=k(q1+q2)l/2
=1.5×(67.5+20)×26/2
=1706KN
(3)最大允許彎矩、剪力
[M]=1687.5×8+788.2×4=16653KN>M=12358.1KN•m
[Q]=245.2×8=1961.6KN>Q=1706KN
貝雷桁架的承載力滿足要求。
5、安全拆除的技術要點
5.1合理制定方案
大跨徑連續箱梁橋的拆除具有一定的復雜性,因此,必須對連續箱梁橋的結構進行仔細的分析和研究,熟悉并掌握拱結構受力的特點,在此基礎上制定一個切實可行的方案,是保證拆除安全順利的前提。
5.2嚴格過程控制
有了一個可行的方案,僅僅是解決了技術上的問題,而加強過程控制,確保嚴格按方案執行,是安全拆除的保證。為此,在總體拆除方案確定后,必須對拆除方案進行細化,制定詳細的拆除順序和步驟,最后形成分層分區拆除操作程序圖,并對施工人員進行詳細的技術交底,確保在拆除過程中的每一個步驟嚴格按方案實施,杜絕隨意性和盲目性,做到人人心中有數,方案明確,程序清楚,才能保證拆除過程安全、有序、穩妥、可靠。
5.3加強拆除過程的監測
在連續箱梁橋拆除過程中,必須對梁體的應力、應變和裂縫情況進行監測,以便從直觀上掌握梁體的變形情況。同時,為從理論上對主梁體的變化進行分析提供依據,以便及時發現拆除過程中梁體受力結構上可能出現的安全隱患,從而合理地調整拆除步驟和方案,為拆除過程中的結構安全再增加一道保護措施。
5.4加強安全管理
拆除施工的安全管理除了涉及橋梁本身的結構安全外,還包括水上航運、高空作業、交通管制等方面的安全管理,施工干擾因素多,安全管理難度大。因此,必須制定嚴格的安全管理規章制度,成立健全的安全管理組織,對拆除過程進行全員、全方位、全過程的管理和控制,特別要加強對施工現場的檢查和監督,及時消除安全隱患。
6、結語由于連續箱梁結合普通T梁及空心板梁的拆除,在拆除過程中
極易發生事故,只有制定出切實可行的方案,通過加強過程控制和監測才能保證拆除過程的安全順利,大橋的安全拆除為我們積累了寶貴而有益的經驗。參考文獻:[1]解勇,劉道田,胡恒福.大跨度鋼筋混凝土桁架拱橋的拆除技術[J].施工技術,2005(5):30-31.
[2]王國鼎.橋梁檢測與加固[M].北京:人民交通出版社,1990.
文章標題:鋼筋混凝土連續箱梁橋安全拆除的技術分析
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