利用浮吊拆除临近水中桥施工工艺研究

2022-03-14鄢雨红YANYuhong

价值工程 2022年9期

鄢雨红YAN Yu-hong

（中铁六局丰桥桥梁有限公司，北京 100000）

0 引言

随着我国基建行业的快速发展，要求施工企业的综合施工能力越来越高。本文结合现场实践，采用水中浮吊和汽车吊配合的方式对水中既有妨碍交通的水中桥进行了拆除。新的施工工艺要求施工企业在施工过程中必须加强现场管理，做好前期策划，细化施工方案，把控安全风险，使施工项目安全有序进展。

1 旧桥概况

黄石大桥旧桥位于无锡市梁溪区与惠山区交界广石路上，连接黄巷镇和洛社镇，横跨锡澄运河，该段航道为内河五级航道，设计最高通航水位2.907m，桥位处水面宽度约70m，桥梁中心线与航道中心线斜交65°。目前由于车流量的增大，旧桥已经满足不了施工要求。图1为黄石大桥旧桥俯视图。

图1 黄石大桥旧桥俯视图

2 拆除的必要性

由于无锡市黄石大桥老桥桥梁通航净高只有5m，仅能通行500吨级及以下船舶，通航过程中，船舶摩擦碰撞桥梁的现象屡有发生，直接威胁桥梁安全与船舶航行安全，老桥已经远远不能满足长三角高等级航道要求。

由于黄石大桥桥面所在的广石路整体采用双向六车道，而黄石老桥桥梁净宽12m、仅为双向两车道，道路突然由双向六车道到双车道转换，机动车非机动车混行断面，由此黄石老桥成为城市主干道路网中的交通堵点，老桥已经远远不能满足无锡市高等级道路等级的要求。

2016 年中铁六局新中标无锡市锡澄运河，经过近几年的紧张有序的施工，目前无锡锡澄运河黄石大桥新桥的南半幅桥梁主体工程已基本完成，老桥紧邻新桥北侧。老桥已经严重妨碍了无锡市锡澄运河黄石大桥的施工。只有拆除了老桥，才能架设跨越老锡澄运河的钢梁，完成新桥南半幅的拼装架设。

3 施工重难点

本桥拆除工程施工的主要重点难点在于如何将跨河系杆拱主跨安全拆除，主跨达52m，横跨苏南干线航道锡澄运河，在黄石大桥南面1km处，是锡澄运河与苏南运河T字形交汇处，黄石大桥北面3.8km，是锡澄运河与锡北运河T字形交汇处。该航段过往船舶，覆盖整个华东地区，因此，通过黄石大桥断面运输船舶流量非常大，因此，不论在施工安全上，还是在施工作业时间控制上，对拆桥施工提出更高要求。

①高密度航行：该段航道单船流量平均1200余艘/天，平均通过该桥断面船舶达0.9艘/每分钟。另外，该航段船队流量每天3-5只，如此高密度的过往船只必将给桥梁拆除施工带来一定的难度。②水上位置复杂：黄石大桥位于锡澄运河，黄石大桥航段宽度70m，由于主桥墩在河中，实际通航宽度仅48m，而上下游航道较宽，黄石大桥位置正好是锡澄运河瓶颈，过往船舶交汇时，都要减速航行，桥下运河中容易引起船舶阻塞，阻碍过往船舶通行。同时桥梁中心线与航道中心线夹角65°，来往船舶，通过黄石大桥瓶颈航段所需时间20分钟，后面货驳船只能航行慢速航行，容易引起黄石大桥上下游船舶堵塞。③安全风险大：该桥桥面板结构是预制砼连续桥面板，用镐头破碎机破缝时，会造成缝隙外砼裂缝破损，桥面板端部砼破碎后，桥面板钢筋无法承载桥面板自重而使桥面板有下坠危险，容易造成安全事故。④交通影响大：该桥为预制桥面板，板与板之间有上下2层钢筋搭接，湿接缝不破开，桥面板无法分开。用破碎法将湿接缝破拆，缝隙要达到40cm，桥面板砼容易坠入河中，影响船舶通行。

4 拆除的施工工艺

本系杆拱桥拆除采用2艘浮吊（2艘300t），将系杆拱整榀吊装的施工方法。

4.1 拆除施工工艺流程

封堵路上交通→拆除栏杆、人行道板、悬臂梁→桥面系及附属工程拆除→中横梁拆除→西侧引桥拆除→吊装前期准备（固结拱脚支座、端横梁下设临时支座、绑扎端横梁、航道疏浚、设置地锚、搭设临时护栏及作业平台、南侧拱肋上设置钢管斜撑、浮吊船进场）→桥中1根风撑拆除→2榀系杆拱分别吊装拆除→主桥桥墩拆除→拆除两侧引桥拆除→破碎砼构件，废料运出场地→清理航道→验收。

4.2 拆除的施工方案

4.2.1 封堵路上交通

施工队伍进场后，在桥头，用彩钢瓦、脚手架钢管将桥两头路拦死，非施工人员和车辆不得入内，并安排好24小时人员值班，封路处设置施工警示路牌，夜间在桥中央和封路处设置警示红灯、照明灯。在黄石大桥上下游相邻桥上，悬挂警示牌，航道两侧，设置施工提醒牌，在桥系梁下悬挂警示牌、警示灯。

4.2.2 拆除主桥防撞护栏、两侧栏杆、人行道板、悬臂梁，主桥桥面布置如图2

图2 主桥桥面布置图

防撞护栏用挖掘机将防撞护板吊住，氧气乙炔人工切割防撞护板与立柱连接螺栓，然后将防撞护板吊离现场，运输到废料堆场。

用挖掘机反铲斗伸出拱肋进行拆除，切割立柱、横杆连接钢筋，用挖掘机将栏杆构件吊离人行道，运到废料堆场。

人行道板用风镐沿填缝将板缝切开，使得人行道板之间各板处于脱离状态，板上开孔，串引直径24mm吊装钢丝绳，用挖掘机吊起，并放置桥面，运到指定倾倒场地。

悬臂梁拆除，悬臂梁上捆绑吊装钢丝绳，悬臂梁平面中心位置放置一个4T卸扣，钢丝绳一端绳环与另一端钢丝绳套在卸扣中，拧紧卸扣螺栓，用挖掘机吊住另一端钢丝绳绳扣，捆扎钢丝绳将挑梁牢牢捆住，用氧气乙炔气割枪人工切割焊缝，悬臂挑梁在焊缝处切开，用挖掘机将其吊离现场，并放置到桥面，运到指定废料场地。

4.2.3 桥面铺装、伸缩缝拆除

上层4cm厚沥砼青铺装层，用挖掘机镐头将其破碎，然后用挖掘机反铲斗进行清理，将废料沥青砼运出施工场地。下层6-10cm厚砼铺装层，用挖掘机镐头将其破碎用汽车吊进行吊装，汽车吊站位在桥面上，为增加桥面板整体承载力，桥面铺装层保留。伸缩缝用风镐在伸缩缝两侧进行破除，原浇灌砼凿除后，将钢筋割断，然后取出。

4.2.4 行车道板拆除

每块行车道板上钻4个Φ16mm吊装孔，穿引6×37Φ24mm吊装钢丝绳。每块桥面板吊装孔纵向距离2.46m，横向距离1m，行车道板拆除按照先跨中后两端两边对称顺序进行。桥面板之间湿接头钢筋连接，横缝在中横梁上，中横梁上有挑出钢筋，与桥面板纵向钢筋连接，钢筋切断后才能将桥面板分块拆除。

4.2.5 中横梁拆除

全桥共有10根中横梁，1台80t汽车吊，主臂长度设计在12m，作业幅度8m，采用吊装钢丝绳进行捆绑中横梁，卸扣放置在中横梁顶面中心。

4.2.6 系杆拱榀拆除

①固结南侧拱脚支座。南侧系杆拱支座及端横梁底部首先用铁片塞紧，四面立模，灌注膨胀砼。②设置临时支座。在端横梁与主墩盖梁之间，加设3个临时支座，防止北侧拱脚与端横梁切断后，端横梁下坠。③搭设钢管支撑。钢管支撑主要用来在第一榀系杆拱整榀吊装后，保持第二榀系杆拱榀横向稳定性。④绑扎稳固端横梁。河中主墩端横梁顶面与盖梁底面各放置双拼36#工字钢，端横梁、盖梁两侧各设置2根￠32mm精轧螺纹钢，精轧螺纹钢串在双拼工字钢中间，上下螺帽锁紧。⑤航道疏浚。浮吊船施工，需要一定水深要求。300t浮吊船后艄吃水3.0m。因此，要对黄石大桥桥位北侧80m范围内进行河床水深测量，对达不到水深3.0m以上的河床进行疏浚。⑥桥东西两岸，离岸边5m处，设四个地锚，地锚深3m，每只地锚埋设一根长2m，工字钢中间系结钢丝绳，钢丝绳绳头露出地面。绳头上配备有钢丝绳绳头，备用。⑦搭设临时防护设施。为确保施工作业人员上下拱肋行走及操作安全，在拆除人行、行车道板拆除之前，拱肋上搭设临时栏杆。在施工作业处，搭设施工平台，四周搭设临时栏杆。⑧浮吊、定位桩船到位（如图3）。2艘浮吊在吊装系杆拱榀之前，提前3天到位，停靠在黄石大桥北侧。到位后进行浮箱拼装，300t浮吊船把杆长度50m。该船吊装拆除风撑、端横梁及2艘300t浮吊船整体抬吊系杆拱榀。⑨对2艘浮吊船的起重、电气、轮机、锚机、舵机系统设备及吊装索具进行检查，检查出问题，立刻整改。⑩配备4套氧气、乙炔气瓶，4套割枪，8名割焊工。各桥头再备一套割炬。1○系结吊装钢丝绳。每个吊点上设置一双二4根￠56mm6×37钢丝绳，每根钢丝绳破断拉力200t。一艘浮吊船2个吊点，设置8根吊装钢丝绳。

图3 浮吊站位图

4.2.7 风撑拆除及整榀系杆拱吊装

①封航。联系海事部门对黄石大桥上下游500m范围内的航道进行断航1次，时间为6小时。②拆除风撑。浮吊停到制定位置之后，吊钩在系杆拱上方2#吊杆位置吊点中心就位，松开前甲板锚机钢丝绳，系结在预先设置的两岸地锚上，同时，后艄锚机松开，将锚缆钢丝绳系结到后方定位桩船上，备用。浮吊船吊钩下放，操作人员上拱肋背面，将预设在拱肋上吊装钢丝绳上钩，然后，启动两台主吊，将吊装钢丝绳拉紧，预吊50t吊力，防止风撑切割后，北侧拱肋倾覆变形。另一艘吊住风撑，操作人员带好氧气乙炔割枪，对连接拱肋钢结构风撑两端进行切割，风撑被切断后，用300T浮吊船起重吊钩往下放，将风撑安放到桥下驳船上。③风撑拆除后，300T浮吊船将系梁之间临时钢管支撑吊住，操作人员带好氧气乙炔割枪，对临时支撑两端进行切割，钢管被切断后，用浮吊船起重吊钩往下放，将钢管安放到桥下驳船上。风撑与临时支撑拆除后，另一艘浮吊停到西北侧吊点位置，浮吊船吊钩下放，操作人员上拱，将预设在西北侧拱肋上吊装钢丝绳上钩，然后，启动两台主吊，将吊装钢丝绳拉紧。桥两侧引桥上停放2台490挖掘机，对拱脚与端横梁湿接头位置进行破碎，并将湿接头钢筋及钢绞线，用氧气乙炔割枪将其割断，端横梁与北侧系杆拱榀脱离后，2艘浮吊船开始起吊。④起吊。系杆拱榀整体起吊重量270.84t左右，2艘浮吊整体抬吊时，每艘300t浮吊船在统一指挥下，同步缓慢平稳将系杆拱榀吊离桥台30cm，稍作停顿，派专人观察系杆拱榀变形情况。发现问题，立刻通知起重指挥，停止吊装。⑤浮吊移位、转向。系杆拱榀吊离桥身后，浮吊船上作业人员分别听从总指挥员安排，利用船上后艄锚机，将2艘浮吊船后退50m，利用船头锚机及自身螺旋桨倒顺车来配合船舶转向移位，浮吊转过90°后顶住东侧岸头。⑥卸载。浮吊停稳后，2艘浮吊船上作业人员统一听从指挥，同步缓慢平稳将系杆拱榀垂直搁置到地面，挖掘机将系杆拱榀向航道外侧倾斜，2艘300t浮吊船2台主吊同步往下放吊装钢丝绳，放置到预设好的废料堆放场地上。

4.2.8 主桥桥墩拆除

①河中支墩拆除，用一艘定位桩船，船上配一台带镐头挖掘机，对河中支墩的立柱、台帽、承台进行破碎，水面以下立柱、承台，更换专用水下镐头，对水下立柱、承台进行破碎，破碎后砼、钢筋沉在河底，待挖掘灌注桩四周水下土方时，一起挖出。

②由于黄石大桥土质较差，深基坑容易塌方。因此，在河中支墩四周范围内要用加长臂挖掘机挖2个上面长22m，宽8m，挖深至吴淞-2.6m深基坑。挖掘出来土方装船，运出施工场地，吊装上岸，堆放到固定堆土场地上。

③灌注桩拆除，采用加长臂挖掘机镐头，在灌注桩的断裂处进行水下凿除灌注桩保护层砼，制造灌注桩立面上薄弱点。用长度两根25m钢丝绳，一根钢丝绳套在浮吊船后艄缆桩上，潜水员下水，将另一根吊装钢丝绳套在灌注桩头上，距离桩头平面以下1m处，用铅丝将钢丝绳捆扎在灌注桩上，钢丝绳另一端系结在浮吊船锚桩上，两条钢丝绳用卸甲将其连接，然后，浮吊全速前进，在超过一个船长后，浮吊船会全速前进，将灌注桩拖倒断裂，用浮吊船将断掉的灌注桩节段吊住，潜水员用专业水下切割工具，对剩余连接钢筋完成水下切割。潜水员将灌注桩上所有钢筋切断后，浮吊船将断裂后灌注桩吊出水面，运至岸上。

4.2.9 引桥拆除

在拆除河中桥墩同时，立即将引桥栏杆，铺装层拆除。由于两侧引桥不在主航道内，T梁分开，采用带镐头挖掘机进行开缝，在T梁中间，用带镐头挖掘机开缝破碎，包括横隔板开缝。T梁砼方量11.4m3，T梁之间现浇桥面板6.8m3，重量=47.32，用300T浮吊船将T梁吊至地面进行粉碎，再用带镐头挖掘机对岸上桥台进行破碎拆除，至地面0.5m以下。

4.2.10 用带镐头挖掘机破碎拆除后砼构件，将废料运出施工场地。

4.2.11 清理航道

桥梁拆除结束后，对拆除桥梁范围内航道进行清障扫床，清除河中大块砼，确保过往船舶安全。

5 拆除前准备

专家评审会。锡澄运河黄石大桥老桥拆除施工方案专家评审会于2021年10月21日在无锡市组织专家评审，经评审，专家组一致认为目前的方案总体技术科学可靠、安全措施得当、经济合理可行。同时也提出了优化意见，尤其对进一步细化航道河床资料核验及水下管线情况调查、拆除过程中各部位受力特点、安全保证措施，封航次数等方面作了详细指导。

水、陆交通管制。由于老桥为交通要道，车流量、人流量大，为保障老桥安全拆除及行人行车安全，水、陆两方面都必须实施交通管制。

封闭施工。由于老桥的跨径长达52m、并具有重达720吨的系杆拱，拆除危险系数高，作业时间长，拆除过程中交叉作业多，必须采用封闭施工。

交通导行。为保障封闭施工后，工程周边路网交通流的顺畅运行，提前在老桥入口附近新修便道辅路，以分流车辆行驶两侧，保障行车和行人的安全性。