南平市麻沙跨库区双曲拱旧桥拆除方案比选
2017-04-24郑袁富
■郑袁富
(南平市公路局建阳分局,建阳 354200)
南平市麻沙跨库区双曲拱旧桥拆除方案比选
■郑袁富
(南平市公路局建阳分局,建阳 354200)
本文以南平市建阳区县道X817线麻沙跨库区双曲拱桥拆除为例,从经济性和安全性进行方案比选,为类似桥梁拆除提供借鉴作用。
双曲拱桥 旧桥拆除 方案比选
1 工程概况
福建省南平市建阳区县道X817线K71+040的麻沙桥建成于1966年,连接建阳与邵武两地,横跨一小型水电站库区(如图1)。该桥为3×30m跨钢筋混凝土双曲拱桥,单跨设7肋6波,桥面宽度组合为0.25m (栏杆)+ 0.75m(人行道)+6.0m行车道+0.75m(人行道)+0.25m(栏杆)=8.0m。该桥净跨径30m,净矢高5m,桥梁总长为111.62m。该桥已使用50多年,经桥梁检测后被评定为四类危桥,需要进行加固施工改造。
图1 麻沙桥旧桥
2 桥梁改造方案
本桥最终确定的加固施工改造方案为:拆除原双曲拱桥,利用原有旧桥墩,上部结构改建为34m+32.7m+34m三跨预应力混凝土连续T梁结构。
2.1 桥梁改造工序
(1)除保留原桥基础和桥墩外,拆除上部所有结构,并改造墩台顶部结构;
(2)两岸改建为桥台结构、水中两墩顶改建为盖梁结构);
(3)架设预应力混凝土T梁,形成34m+32.7m+34m三跨连续梁体系(设计立面图如图2)。
2.2 上部构造拆除顺序
双曲拱桥上部构造的拆除程序为:栏杆扶手→桥面系→拱上填料→拱上侧墙→腹拱→立柱→拱上浆砌块石层→拱波→横系梁→拱肋。在拆除时按纵桥向分段,横桥向分块的均衡卸载,循序渐进。
图2 桥梁改造立面布置图(单位:cm)
2.3 水文与施工现场状况
该桥所跨水电站库区为民营企业所有,电站库区常水位的局部水深达到7.2m,如采用水库放水将赔偿发电损失,深水施工又遇到水利及电站等相关单位提出不得将大量拆桥废渣掉入水库之问题。为此,该桥在加固施工改造过程中,如何在安全、经济的前提下,最小程度影响库区使用的同时拆除桥梁上部结构,成为需要重点考虑的一个因素。
3 拆桥方案比选
3.1 拆桥方案一:库区放水
(1)方案内容:采用库区放水,进行拆除桥梁作业,河道水深可降低至1.5m以内。
(2)安全评估:该桥位于山区,河道落差大、河床较小,雨季期间洪水流速高、涨水快,河道排洪对桥下施工作业点及泄洪钢便桥的安全威胁大;受施工场地狭小、高差大的限制,施工便道较陡、转弯半径小,影响出渣车辆的行车安全。
(3)成本估算:查询电力公司的购销供电记录,该库区水电站每天的发电量为1.1万元;库区长期放水后,坝头的止水橡胶带均需更换,费用为5万元;库区土体边坡易引起局部坍塌,需进行坡面防护,预计费用为20万元;施工便道临时用地的征用,约8万元:围堰及20m钢便桥排洪通道,预计费用为30万元。便道硬化150m,预计费用为 15万元;可用中大型设备拆除桥跨结构物(2308m3),预计费用为11万元。桥梁拆除工期预计为100d,拆除桥梁总费用估算为199万元。
3.2 拆桥方案二:缆索吊装对称拆桥方案
(1)方案内容:缆索吊装拆除方案,塔架跨度为135m,塔架高度约为20m。原桥两端各设置一座塔架、两个地锚,塔基需埋置在现有道路中线的桥台外侧,出渣端预留20m长的作业场地。
(2)安全评估:出渣作业及运输机具在缆索下施工作业存在安全隐患;建阳桥台左侧为石材加工厂房,邵武桥台横穿10Kv的高压线,净空12m,交叉布线。拆装作业存在废弃物砸落厂房或触电等重大安全隐患。缆索吊运桥梁两侧构件,横移构件晃动易失稳,也存在吊架倾倒等较为严重的安全隐患。
(3)成本估算:更换与缆索交叉的高压电线与新增高压线路保护措施,预计8万元;涉路塔基与地锚,预计10万元;一套缆索及吊运设备,月租金3万元;只可用小型机具设备拆除桥跨结构物 (2308m3),预计费用为18万元;桥下架设防坠网及安全措施增加费,预计15万元;纵向施工简易便道,预计10万元;桥梁拆除工期预计为120d,拆除桥梁总费用估算73万元。
3.3 拆桥方案三:架桥机对称拆桥方案
(1)方案内容:利用原有墩台,桥梁每侧共设4个支点(分别设在两桥台和1、2#桥墩),两侧共8个支点,使用架桥机对称拆桥。
(2)安全评估:具备纵向便道的功能,可充分利用架桥机的刚度,施工安全比缆索方案有更好的保障。
(3)成本估算:一套110m通长架桥机及4套吊运天车设备,月租金6万元;施工栈桥,预计10万元;可用中大型机具设备拆除桥跨结构物(2308m3),预计费用为14万元;桥面架设防坠网及安全措施增加费,预计12万元;桥梁拆除工期预计为90d,拆除桥梁总费用估算54万元。
4 方案比选结果
(1)安全性比选
①方案一:搭设泄洪钢便桥与围堰后,河床仍存在一定水位,过往村民不可避免要在便道上行走,出现自行车、摩托车骑行现象,特别是夜间行走,行人落水的安全隐患大;库区放水后,原来浸泡的周边山体出现干燥收缩,库区周边建筑物或农田、山体容易发生垮塌,存在较大安全隐患;安全等级中。
②方案二:由于缆索本身柔性大,稳定性较差;同时缆索下横穿10kV高压线,属于交叉布线;桥台两端均有厂房,加上吊运桥梁两侧构件,横移构件晃动易失稳,存在较为严重的安全隐患;安全等级低。
③方案三:利用原有墩台,桥梁每侧共设4个支点,两侧共8个支点。受力简单,可充分利用工艺成熟的架桥机,可操作性强;安全等级高。
(2)经济性比选
①方案一:拆除桥梁总费用为199万元。
②方案二:拆除桥梁总费用为73万元。
③方案三:拆除桥梁总费用为54万元。
(3)工期比选
①方案一:涉及征地与协调各方关系,桥梁拆除工期预计为100d。
②方案二:桥梁拆除工期预计为120d。
③方案三:桥梁拆除工期预计为90d。
各类因素比选结果见表1。
表1 拆桥方案比选结果
通过对上述三种拆桥方案之比选,由于架桥机对称拆桥方案具有安全风险低、施工费用少、工期短等优点,最终确定采用该架桥机对称拆桥方案实施改建工程。
图3 架桥机对称拆桥作业
5 结语
由于参建方对架桥机对称拆桥方案认真细化,坚持安全生产的方针,严格按施工程序和操作规程组织实施(施工作业现场如图3),最终该桥的拆桥总费用为51.6万元,且实现安全生产无事故,收到了很好的实施效果。
[1]中华人民共和国交通运输部标准.JTGB01-2014,公路工程技术标准[S].北京:人民交通出版社,2015.
[2]交通公路工程定额站.JTG/TB06-01-2007,公路工程概算定额[S].北京:人民交通出版社,2007.