桐庐富春江二桥主桥拆除施工技术

2010-01-26章国庆

铁道标准设计 2010年2期

章国庆

(中铁二十四局集团浙江工程有限公司,杭州 310009)

1 工程概况

桐庐富春江二桥位于桐庐县城中心地段的富春江上,是连接新老城区的主要通道。老桥桥梁总长为804 m,主桥为4孔计算跨径60.0 m的钢筋混凝土系杆拱桥,矢高8.12 m。既有老桥位于新建桥位正中间,老桥上部结构在新建拼宽桥梁完工后拆除,然后对老桥的上部结构进行重建,并与新建拼宽桥梁进行无缝衔接,形成一座整体桥梁。

维修加固后桥梁主桥为4孔跨度60 m的下承式钢管混凝土系杆拱桥,引桥为23孔简支空心板结构。新建桥梁桥跨立面布置见图1。

图1 富春江二桥维修加固工程桥跨立面布置

2 主桥拆除方案

老桥四孔主跨的钢筋混凝土系杆拱桥采用支撑架结合吊机方案拆除,施工机械为2台25 t、2台65 t吊机，2台凿岩机。为保证富春江二桥老桥拆除施工期间航道通航,先拆除20号～21号墩下横梁支架,将通航航道从原19号～20号墩通航航道移至20号～21号墩下60 m宽航道,待19号～20号、21号、22号墩间老桥拆除完成后,再将通航航道换到19号～20号墩,再进行20号～21号墩间老桥拆除。

钢筋混凝土拱桥进行拆除时,按如下原则进行：(1)正做逆拆原则,即先做后拆、后做先拆；(2)对称、均衡拆除原则;(3)预防为主、安全第一的原则；(4)减少干扰、工期可控的原则。拆除施工步骤如下。

(1)行人、非机动车交通移至拼宽桥,老桥交通封闭,拆除老桥防撞栏杆、桥面铺装。

(2)老桥拱肋上搭设临时栏杆、临时挂篮。

(3)搭设φ50 cm钢管支撑老桥混凝土拱。

(4)架设4根临时风撑,拆除老桥中风撑。

(5)拆除3号吊杆间长24 m桥面板及钢筋混凝土3根中横梁。

(6)对3号吊杆间系梁用4组贝雷桁架作支撑架吊挂固定。

(7)拆除两侧1号～3号吊杆间36 m长桥面板。

(8)对1号～3号吊杆间系梁用4组贝雷桁架做支撑架吊挂固定。

(9)人工凿除拱肋分段接点处混凝土。用吊机、凿岩机配合从中间向两侧逐段拆除拱肋。吊杆、支撑钢管同步拆除。

(10)拆除两侧1号～3号吊杆间钢筋混凝土6根中横梁。

(11)从中间向两端分段凿除主系梁,最后拆除端系梁。

3 主桥拆除施工工艺

3.1 拆桥前准备工作

新桥拼宽完成以后,自来水管、通信管线和联通管线等进行移位。同时,对老桥两端进行封闭,行人、非机动车移至两侧拼宽新桥,桥头设立警示标语,严禁闲杂人等进入施工场地,对拆除桥孔下航道进行封闭。在附近设一个旧桥梁板破碎弃料场,弃料场内配置龙门吊1台,凿岩机1台。

3.2 桥面系拆除

拆除老桥主桥时,先用铣刨机刨除3 cm的沥青混凝土路面和7～12 cm厚的铺装层混凝土,凿除干净后,将这些废弃物外运处理。同时拆除老桥栏杆。

3.3 拱肋拆除

(1)老桥拱肋临时栏杆搭设

用钢筋或钢管在老桥上搭设施工临时栏杆。栏杆高度1.1 m,栏杆立杆采用φ20 mm以上钢筋,两道横杆采用φ16 mm钢筋,栏杆两侧设置安全网。栏杆底部钢筋与老拱肋钢盘焊接固定。加工2个移动施工挂篮,以便于进行高空作业。

(2)架设拱肋钢管支撑

老桥钢筋混凝土拱肋横断面为0.8 m×1.0 m。拆除时拱肋分成13节凿除,每节拱肋长5 m,单节拱肋重10.5 t。在老桥8根吊杆处设置8根φ50 cm钢管立柱支撑。φ50 cm钢管上下用4根[16与吊杆焊接固定。φ50 cm钢管下设55 cm×55 cm×1 cm底钢板与系梁φ32 mm主筋焊接固定；上设55 cm×55 cm×1 cm顶钢板与拱肋φ32 mm主筋焊接固定。每根φ50 cm钢管间设置φ32 cm钢管斜撑。每节混凝土拱肋凿除前拆除吊杆。拱肋钢管支撑布置见图2。

图2 拆除老桥拱肋钢管支撑布置(单位：cm)

(3)架设临时风撑、拆除老桥风撑

老桥风撑拆除前,在2号、3号吊杆附近架设4根临时φ50 cm钢管临时风撑,以确保混凝土拱肋拆除过程中的稳定性。

老桥风撑拆除采用人工与机械配合拆除。凿岩机停在老桥上拆除老桥中风撑,因风撑高度有12 m，需在老桥上搭设高2.1 m的凿岩机施工平台。1根钢筋混凝土风撑质量达20 t,先用65 t吊机停在老桥上吊住中风撑,再用凿岩机凿断两端接头后,用吊机将整根钢筋混凝土风撑吊运平板车上运至弃料场破碎处理。其余2根风撑在4个临时钢管风撑加固完成后可凿除。风撑拆除后方可进行下一步桥面板、中横梁拆除工作。

3.4 桥面板拆除

老桥每跨主桥共100片梁板,每片梁板质量为4 t。梁板横向间用铰缝相连接；纵向用湿接缝相连接,中横梁作支承梁,湿接缝位于中横梁上。

桥面系刨除完成后,先用风镐凿开主桥桥面板的湿接缝和铰缝混凝土,割断相邻间连结钢筋,再用25 t吊机将梁板吊至运梁平板车上后外运处理。

起吊桥面板时,应对称、均匀地进行吊装。相邻两跨间的梁板数相差不能超过2片。

桥面板先拆除3号吊杆间桥面板,再对称拆除两侧1号～3号吊杆间桥面板。

3.5 横、系梁拆除

(1)中横梁的拆除

桥面板拆除同时,间隔凿除横隔梁,每根质量10.5 t,凿除的顺序为：由跨中向拱脚处进行局部凿除,避免拱肋及系梁的不平衡受力。

首先需拆除的4号、5号横梁共3根,人工凿除与系梁间的湿接缝连接,65 t吊机停在老桥上吊运横梁至运梁平板车上外运处理。待拱肋拆除后,凿除两侧1号、2号、3号共6根中横梁。

⑵吊挂固定系梁支撑架

拼宽新桥系梁有8根吊杆,与老桥上9根吊杆错位3 m,贝雷桁架梁可以从老桥吊杆中间穿过。计划先在老桥上进行贝雷桁架的组装,老桥封闭交通后吊至新桥系梁上,在拼宽新桥8个吊杆两侧,各架设2排贝雷桁架梁作为老桥系梁撑架承重结构,老桥系梁、中横梁荷载由贝雷梁和I40型钢承受。贝雷梁与工字钢采用φ32 mm精轧螺钢联接(图3)。

图3 拆除系梁吊挂固定支撑架布置(单位：cm)

贝雷支撑结构经检算,结构强度、挠度符合要求。

(3)拱肋拆除

支撑拱肋的8根φ50 cm钢管立柱支撑、4根临时φ50 cm钢管风撑搭设完成后,可进行分段拆除拱肋。拱肋分成13节凿除,每节拱肋长5 m,单节拱肋质量约10.5 t。先用人工风镐凿断接缝处钢筋后,再用停在拼宽新桥上的65 t吊机,将拱肋吊至运梁平板车上外运处理。拱肋从中间对称向两侧凿除。

(4)系梁拆除

待老桥拱肋拆除完成且老桥系梁设置好贝雷撑架后,进行老桥系梁的拆除施工。因系梁质量大,考虑到运输和吊装设备,将单根系梁分成18节凿除。节点位置采用人工和凿岩机相结合凿除。系梁分节长度为3 m,每节质量约10.8 t。为了合理释放系梁预应力,系梁凿除从一端向另一端逐段凿除。考虑到系梁凿除时横向稳定问题,两根系梁间3号吊杆位置处设2根临时φ50 cm钢管临时横撑,以确保混凝土系梁拆除过程中的横向稳定。

(5)端横梁凿除

为了保证端横梁稳定。凿除最后一节系梁前,在老桥承台上搭设4根φ50 cm钢管立柱支撑端横梁。每根端横梁分成5节凿除,每节端横梁长2 m,单节端横梁质量10.5 t。65 t吊机停在拼宽新桥上,将分节凿断端横梁吊至运梁平板车上,运至弃料场破碎处理。