架桥机在大型水利工程附属桥梁拆除中的应用

孙晓燕

（江苏省淮沭新河管理处，江苏 淮安 223005）

1 工程概况

淮阴闸地处淮安市淮阴区王家营街道杨庄，在中运河与淮沭新河交汇处，是淮水北调、分淮入沂淮阴枢纽的主体工程，建成于1959 年10 月。该闸共30 孔，每孔净宽10m，设计流量3000m3/s，为大（2）型水利工程，具有防洪、灌溉、航运、发电等功能，受益范围涉及淮安、宿迁、连云港3 市11 县区。淮阴闸闸室下游侧建有附属交通桥一座（在307 县道上），与水闸形成一体，是淮阴闸的重要组成部分，是防汛抢险及两岸居民通行的交通要道。桥梁总长352.73m，桥面全宽7.5m，净宽7m，设计汽车荷载汽-10 级，拖-60 级校核。上部结构由现浇π 型梁组成，梁体两端与墩顶固结，结构体系为两跨一联刚构体系，共32 跨，单孔桥梁净跨径10.0m，梁高1.2m，肋宽0.5m，间距4.5m。下部结构采用钢筋混凝土墙式墩台身，连续墩处厚度1.2m，非连续墩单侧厚度0.9m，中间设置2cm 沉降缝。老桥π 型梁截面图见图1。

1.1 存在问题

交通桥上部结构π 型梁两道纵梁上存在竖向及斜向裂缝（其中部分裂缝缝宽超限），局部位置出现混凝土锈胀露筋及剥落掉角；桥墩墩身局部混凝土破损及锈胀露筋；桥面系总体状况较差，主要病害为桥面铺装粗骨料外露、开裂破损及横向裂缝等。2020 年1 月10 日，经江苏省水利厅组织淮阴闸交通桥安全鉴定，评定为“五类桥”，需进行除险加固。2021 年2 月，江苏省发展改革委、省水利厅批复对该桥除险加固，批复经费1347 万元，工期9 个月。

1.2 加固措施

淮阴闸交通桥除险工程建设主要内容为拆除淮阴闸交通桥老桥上部结构，新建梁体、桥面系及两侧接线，对下部墩台身进行利用。老桥共32 跨，分为18 联，伸缩缝较多，行车舒适性较差。本次改造将桥梁重新分联，全桥共分8 联梁，T 梁为预应力混凝土A 类构件，T 梁单独预制，简支安装，在支点处及跨中设置横隔板。两侧端孔采用3.665m 预制钢筋混凝土板梁，梁高0.32m。改造后桥梁全长352.73m，全宽8.0m，下部结构利用老桥墩台身，新做墩台帽。桥面铺装层为沥青混凝土路面。

2 拆除、吊装方案比选

传统的桥梁拆除方法有直接破碎法、吊装法，吊装法常见有汽车吊、履带吊、水上浮吊船等。

破碎法，即采用破碎机直接将上部结构破碎，废渣落入地下或平台，再将废渣运走。淮阴闸交通桥下部为淮沭河，常年需开闸向淮北地区送水，水深3.0m 左右，工程施工期又处于主汛期，无法断流，如果采用破碎法，混凝土废渣将落入河道内，无法清理干净，影响河道行洪。同时，交通桥下部为闸室的一部分，拆除的旧梁有可能造成对闸室底板、闸门产生破坏，因此，本工程不能采用破碎法。

吊装法，即采用汽车吊、履带吊、浮吊等起吊设备将梁体整体吊出，装车运离现场。由于本工程为大型桥梁，全长353m。由于起吊设备的吊臂长度限制，不可能在桥两端将全部梁板拆除，需要吊装设备进入桥梁，从桥梁一端或中间进退施工，同时配备大型转运车辆，将梁体转运出去。根据老桥施工图纸计算，淮阴闸交通桥每一跨梁板重量约为71.2t，整块梁板起吊需要起重机的起重能力为100t（安全系数按80%考虑），该型号起重机自身重量约为100t。如将梁体切割成两块T 梁，起吊设备选用50t，但整机重量加梁板重量也超过80t，起重机和被吊梁体总重量远远超出桥梁以及水闸底板允许承载力，且该桥本身已存在安全隐患，因此起吊设备直接上桥吊装运输方案不可行，存在安全隐患。

浮吊法，即采用浮吊船在水上将梁体吊装，然后再将梁体转运出去。但该工程为淮阴闸附属交通桥，常年供水，水流速度大，同时桥梁下部为水闸底板、铺盖和防冲槽，河面又宽，浮吊船无法实现抛锚固定。该工程施工工期又位于主汛期，河道行洪可能性较大，如果采用浮吊船，行洪时浮吊船必须撤离，那么将严重影响工程工期。综上分析，浮吊船方案也是不可行的，工期、安全均得不到保证。

通过以上方案分析，常规破碎法、吊装法拆除方案安全、工期得不到保证，所以提出利用架桥机拆除旧的梁板方案。架桥机是一种运行工作范围广、性能优良、操作方便、结构安全的钢结构轨道式预制梁吊装架设设备。

3 拆除方案

3.1 拆除施工总体方案

工程桥梁为两端固结，两跨一联连续钢结构体系，每一联为一个拆除单元，拆除长度为23m。经过现场调研分析，本拆除工程的施工顺序为桥西端一侧向桥东另一侧顺序拆除，将两孔一联固结结构作为切割单元，采用绳锯切割机切割分块，采用步履式架桥机起吊装车，运至桥东临时堆放点。施工关键技术要点如下：

（1）拆除施工前应全面了解拆除工程图纸（包括原结构图纸）和资料，进行实地勘察，按照国家和建设行政主管部门有关技术规范，编制施工组织设计或方案和安全技术措施。

（2）拆除前，应确保外荷载均已被清除、移走或卸载，同时保证拆除的构件已被固定，符合方案要求后，方可进行拆除工作。

（3）拆除过程中必须考虑结构的稳定性及安全性，在切割梁体固结处或横隔板处时，穿绳、切割要精确，确保架桥机支点处不被破坏。

（4）架桥机过孔和砼梁体的横向切割工作不能同时进行，过孔时间相对较长，对工期影响较大，要合理规划组织，将影响降到最低。

（5）拆除原则：安全第一、施工有序、平衡对称、化整为零。

3.2 主要设备

NF170-50 型步履式架桥机1 台，电动遥控绳锯切割机4 台，50t 转运炮车1 辆、挖掘破碎机1 台，50t 吊车1 辆，水钻机4 台，100kW 柴油发电机组1 台。

3.3 梁板切割方案

由于淮阴闸交通桥安全鉴定为五类桥，存在安全隐患。为减少桥梁拆除吊装荷载，同时为了减少运输车辆荷载过大，对桥梁造成损坏，拆除时每一联作为一个工作单元，首先沿桥方向纵向切割，按照放样的切割线进行，分成六块（如图2），每块宽度2m、3.5m、2m，架桥机就位后，将梁体固结处横向切除。在每个板块内取四个孔，作吊装孔使用，然后在切割线位置取四个孔，作切割孔使用。桥面和墩台横梁切割采用电动遥控绳锯切割机。切割拆除顺序从跨中向桥墩方向进行，吊点钻孔采用钢筋混凝土高速钻孔机，直径20cm。拆除时在下面要放防护网，防止垃圾及碎片坠落河中或影响闸门的运行。

图2 梁板切割示意图

3.4 安全稳定复核

3.4.1 架桥机相关能力验算

（1）吊重能力

根据设计图纸及老桥图纸，最大吊重为5 和6号块，其单块重量为35t，即最大吊重约为35t，架桥机最大起重为170t，完全满足吊装需求。

（2）梁体兜底钢丝绳选用

起吊设置2 个吊孔，总重量35t，每个吊点平均受力为17.5t。经计算钢丝绳直径：d=51mm，兜底钢丝绳选用直径大于51mm 钢丝绳可满足吊装要求。

3.4.2 闸室稳定计算

在交通桥上部结构拆除后，考虑最不利工况下闸室稳定计算。经复核计算，桥面拆除后，在上游水位13.5m、下游水位11.5m 的水位组合下，水闸抗滑、抗浮稳定均满足要求。

3.4.3 交通桥承载力复核

施工过程主要荷载有：架桥机自重、梁体自重，合计重量约4600kN，桥梁端部为固结结构，纵横向不均匀系数取0.7，梁端部局部压力为5.2MPa。据检测现状砼强度等级达到C30，为安全考虑，按C25强度等级计算，根据《公路工程钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，fc=11.5MPa，即P=5.2MPa＜11.5MPa，承压满足要求。

4 梁体吊运

梁体分块切割完成后，便可吊运，梁体吊运采用170t 架桥机。吊运顺序如图3 所示，先吊运中间块1 号块，再吊运3、4 号块，接着吊2 号块，最后吊5、6 号块，架桥机吊起后转移至运输车辆上，上车后对梁体加固维稳后运输至桥东临时堆场。吊运时，为了防止锐利的边角对钢丝绳的伤害，采取垫置橡胶块或木方，捆绑应牢固可靠。主要技术措施如下：

图3 吊运顺序模拟图

（1）在架桥机起吊梁体装车的位置处铺设钢板，使运输炮车坐落其上，炮车运输时保证其轮轨沿着预先已标志的桥面位置行走，现场施工前应预先标记交通桥纵梁位置。

（2）在任何一次吊梁作业前，均需试吊一次，即捆好梁后，应先将卷场机组作制动试验2～3 次，然后将梁吊起少许，检查钢绳有无跳槽、吊架插销有无窜动等情况，确认可靠后方可正式作业。

（3）吊梁卷扬机组应动作一致，受力均匀，严防出现梁体剧烈摆动等现象。梁片在起吊、走行和下落时，应尽量保持水平。走梁时要防止电缆崩断、电缆滑车卡死等故障，影响走梁的障碍物必须清除干净。

（4）梁片必须对中走行，即走行时梁片处于两座导梁中央，严禁偏位走行。机上横移只能在梁片处于起吊位置和到位位置时进行。

（5）梁片宜在低位走行，并设专人监视，监视人员、指挥人员及操作司机要特别谨慎，密切合作。

（6）梁片走行及空车走行时，应设专人监视电缆展放情况，发现电缆滑车卡住时，要立即停车排除故障。

（7）落梁时两吊点卷扬机组应动作一致，均衡。落梁至距横移设备20～30mm 时调整梁片纵向位置，确认无误后继续落梁。

5 结语

2021 年8 月2 日，淮阴闸交通桥两端封闭，架桥机设备进场，开始拆除施工。2021 年10 月5 日，淮阴闸交通桥老桥拆除完毕，比计划工期提前近1个月，施工中未发生一起安全事故。架桥机在淮阴闸交通桥上部结构拆除中的应用，解决了安全问题的同时，提升了拆除的速度，节约了工期，也减少了其他大型设备进场的干扰，可以在其他大型水利工程交通桥梁施工中推广使用■