朱龙杰
上海建工集团股份有限公司 上海 200080
上海市某跨线桥上跨G60沪昆高速，上部结构为钢筋混凝土简支预应力空心梁桥，共计17跨，跨径布置为25.00 m×4＋14.50 m＋14.38 m＋25.00 m×2＋14.38 m＋14.50 m＋25.00 m×7，主桥全长为383.6 m。G60高速上方为2跨结构，并在高速中央分隔带中设有墩柱，跨径布置为25.00 m＋25.00 m。桥面全宽为14.60 m，其中行车道7.00 m，路缘带各1.00 m，人非共板各2.80 m。
G60高速作为进出上海市要道，交通繁忙且车流量大，高速交通不能中断。采用履带吊、汽车吊等地面吊机进行跨线桥拆除，施工作业区域紧贴高速边线，需对高速边坡进行加固处理，防止吊机作业区域由于荷载增加导致高速路面隆起，影响行车安全。
同时，该跨线桥为2跨过高速，在拆除高速一侧桥跨后，需对吊机进行移机作业，对于履带吊，移机完成后还需进行检测，导致施工周期较长。经过反复研究，决定采用架桥机在桥面上进行上部结构拆除作业，在保证安全的前提下，既能减少施工周期，又能将对高速的影响降至最低，确保高速正常通行[1-4]。
该跨线桥拆除施工的重难点包括：
1）G60高速交通繁忙且车流量大，在拆除过程中对高速的保护要求高。
2）桥梁结构年久失修，拆除难度大。
3）高速正上方桥梁拆除时，需对高速交通进行临时封闭，高速交通组织压力大。
4）拆除过程中的临时匹配措施要求高。
4.1 板梁
现状跨线桥01#～18#墩采用钢筋混凝土简支预应力空心梁桥，单跨共计14片，包含两侧各1片边梁和中间12片中梁（图1）。边梁、中梁最大质量分别为40.3、36.4 t。
图1 板梁横断面示意
4.2 附属结构
4.2.1 桥面基层＋沥青混凝土面层
此结构在桥梁拆除前需进行铣刨作业，故不做计算。
4.2.2 人非共板
人非共板为钢筋混凝土结构，其中有3座钢混底座，2片通长预制盖板（图2）。在桥梁拆除前先行破除2片通长盖板，故盖板质量不做计算。单个支座最大质量为8.45 t，中间支座最大质量为2.60 t。
图2 人非共板横断面示意
4.2.3 防护栏杆
优先拆除，故不做受力计算。
将现状跨线桥板梁进行编号（图3），分别计算单片板梁和附属结构质量，并选取最大跨径25 m为参考，确定最大起吊质量。经分析，最不利工况位于①和板梁处，质量约为49 t。
图3 板梁编号
根据上述特点，综合考虑采用WJQ140-30A3型号架桥机，进行桥梁拆除作业。该架桥机额定起吊质量为70 t＋70 t，作业跨度为30 m，起升高度为7 m。
WJQ140-30A3型公路架桥机是公路桥梁架设专用设备，适用于架设各种跨度的T形公路梁，亦适用于架设各种箱形、板梁，能满足3%纵坡，最大跨度30 m。
该机主要由纵导梁、前临时支腿、前支腿（含升降机构）、中支腿装置、尾支腿（含升降机构）、纵移桁车、起重小车、横移轨道、运梁台车、电器控制系统等组成。
由于该桥梁使用时间较长，板梁间缝隙过小（约15 mm）且夹杂碎石等垃圾，在拆除过程中容易造成板梁卡住。若按照常规拆除顺序，从一侧向另一侧进行拆除作业，优先拆除边梁，一旦梁体卡住，且边梁为偏心构件，极易造成机械设备侧翻等重大安全事故。经分析，综合考虑拆除顺序如下：③→②→①→④～。
7.1 桥面系、附属设施拆除
7.1.1 桥面沥青面层铣刨
用铣刨机破除沥青面层，桥面铣刨作业后沿铰缝处将绞缝混凝土破除，露出钢筋，以使每相邻梁之间分离，有利于梁的起吊。
7.1.2 伸缩缝拆除
该桥梁共计伸缩缝5个，分别位于01#、05#、11#、15#、18#墩处。一次性进行全桥伸缩缝拆除，并清理内部垃圾，为后续板梁拆除做好准备。
7.1.3 人行道板拆除
人非共板位于现状老桥两侧，宽度为2.8 m。在拆除过程中，先将表面厚100 mm的混凝土面板破除，然后将人非共板2个钢筋混凝土台阶利用手持冲击钻破除后运离施工区域，护栏下台阶保留不做处理，待拆除板梁时整体吊运。
人非共板在拆除过程中，为防止有物品坠落高速公路，对车辆通行造成安全隐患，须事先在栏杆外侧设置防护兜箱，如图4、图5所示。
图4 防护兜网立面示意
图5 防护兜网骨架断面示意
兜箱采用20 mm×20 mm方管焊接成骨架，上口设置弯钩，便于钩住栏杆，下口设置横杆，搁置在栏杆基础上，然后在骨架外侧面和下口铆钉上白铁皮（既保证有足够强度和刚度，又轻便省力，便于个人搬移），白铁皮每侧宽出骨架10 cm（便于2只兜箱间搭接），下口白铁皮兜底20 cm，栏杆基础外侧距栏杆6 cm，因此兜箱底有6 cm重叠在栏杆基础上，确保不会有异物坠落。
7.1.4 铰缝切割
铰缝采用片锯切割，切割至铰缝钢筋断裂。
切割铰缝时，为了防止东西掉落影响高速行车安全，跟高速交警沟通后计划按照封闭相应车道实施切割，确保切割作业垂直投影面下无车辆通行。
封闭应急车道及3号车道时，安排4辆切割机对车道上方进行铰缝切割，高速上安排2名专人进行清扫。切割完成后开放应急车道及3号车道，封闭2号车道及1号车道，再次切割车道上方铰缝。
7.1.5 护栏拆除
栏杆为钢筋混凝土结构，其中跨G60高速栏杆为格栅＋立柱式，其余为格栅式。栏杆采用片锯分段切割，用钩链将栏杆上口拉住（防止外倒），先将上口小横梁分小段切断，然后将格栅片逐片在下口切断，人工将小段栏杆慢慢放倒到桥面上，由铲车装车后外运至破碎区进行处理，最后拆除栏杆立柱，用钩链将栏杆上口拉住（防止外倒），用手动切割锯将立柱四周钢筋切断，人工将立柱放倒，由铲车装车后外运至破碎区进行处理。
7.2 板梁拆除
G60跨线桥老桥板梁为小铰缝板梁，梁间间隙仅15 mm，故在2片梁铰缝间用开孔器开孔，孔径为100 mm，开孔位置如图6所示。
图6 板梁开工位置
板梁采用钢丝绳捆绑吊装。拆除方向为由东向西依次拆除。
7.2.1 架桥机吊装
在拆除一跨中首片板梁（③号板梁）时，由于该桥使用年限过长，板梁缝隙过于狭小，过程中先进行试吊，做到缓慢起梁，并随时观察架桥机状态，防止起梁速度过快，架桥机持力过大，在板梁脱离时发生弹跳，从而引发架桥机倾覆等安全事故。
架桥机吊装拆除共分4个步骤，工艺流程如下：
步骤1：将板梁铰缝切割，架桥机调试检测完成后，在要拆除的一孔上按架梁状态站位，前支腿横梁支撑在台后路基上（其他跨前支腿横梁支撑在盖梁上），后托架和后支腿支撑在桥面上，中支腿收起，运梁车停靠在2支腿与后支腿间的梁架中间。布置于靠近未拆除侧的天车与运梁车为1#天车与1#运梁车，布置于靠近拆除侧的天车与运梁车为2#天车与2#运梁车。
步骤2：2台天车同步提升梁至梁底超过桥面，天车横向移位调整至横梁中间，拆除顺序按“先中间，后两边”的原则。
步骤3：两天车同步向后支腿方向移动，至1#运梁车可以装梁的位置，1#天车横向调整与1#运梁车位置一致，然后1#天车落梁、去钩。
步骤4：1#运梁车与2#天车同步后移，至2#运梁车可以装梁的位置，2#天车横向调整与2#运梁车位置一致，2#天车落梁、去钩，两运梁车同步运梁至卸梁点。
板梁拆除时，封闭作业投影面正下方侧高速交通20 min，拆除一片后立即派人清扫高速并开放交通，根据G60高速流量情况再安排下一片板梁拆除。
边梁上有1道栏杆基础梁，铰缝及连续缝切断后，为保证边梁的稳定性，在梁端盖梁耳墙上设置临时钢支架，支撑边梁的翼缘，不使边梁偏心受力。
7.2.2 架桥机过孔
步骤1：后托架及中支腿受力支撑在桥面上，前支腿和后支腿收起，天车位于后托架与中支腿间，随梁架前移同步后移，始终位于后托架与中支腿间。
步骤2：前移二分之一跨后，后支腿受力支撑到桥墩上，中支腿为悬空；
中支腿前移至预定位置（即前支腿的附近）。
步骤3：中支腿受力支撑在桥面上，后支腿收起，驱动梁架前移，前支腿至预定盖梁位置，天车位于后托架与后支腿之间，随梁架前移同步后移，始终位于后托架与后支腿间。
步骤4：前支腿支撑在盖梁上，后支腿受力支撑在桥面上，后托架收起并驱动前移至预定位置（中支腿附件）。
7.3 架桥机工况受力计算
针对该工程工况，开展架桥机在不同工作状态下的抗倾覆稳定性以及吊索具的计算，从而验证该工艺的安全性和可实施性。
7.3.1 架桥机倾覆稳定性计算
1）纵向倾覆稳定性计算。在工作状态下，架桥机纵向稳定性最不利情况出现在架桥机悬臂前行阶段，该工况下架桥机的前支腿悬空，前、后提升小车退至架桥机尾部作为配重。
按6级风的最大风压下的纵向风荷载，所有迎风面均按实体计算，作用在中托顶面以上2 m处。经计算，架桥机纵向抗倾覆能力满足要求。
2）横向倾覆稳定性计算。架桥机横向倾覆稳定性最不利情况发生在架边梁就位时，最不利位置为提升小车横移到最边缘位置。
主梁承受的风荷载作用在前支点以上5.2 m处，主梁迎风面积按实体面积计，导梁形状系数取1.6，主梁风荷载计算结果约为6.6 t。
提升小车和纵移小车承受的风荷载，作用点在支点以上7.2 m处，迎风面积按实体面积计算，导梁形状系数取1.6，天车风荷载计算结果约为0.37 t；
混凝土梁体所受的风荷载，作用在支点以上1.2 m处，混凝土梁体风荷载计算结果约为1.54 t。根据上述条件计算得出，架桥机横向抗倾覆能力满足要求。
3）桥机通常为高空作业，依照《架桥机操作规范》严格要求，非工作状态下架桥机必须与桥体锚索，防止强风刮翻或溜车，故免于计算。
7.3.2 吊索具计算
板梁采用双股钢丝绳兜底吊，钢丝绳长度10 m，钢丝绳夹角82.1°。
钢丝绳拉力为9.5 t，选用φ42 mm粗直径钢丝绳（6×37－1 670）的最小破断拉力为1 050 kN，则钢丝绳起吊的安全系数满足要求。
经计算，架桥机抗倾覆稳定性以及吊索具安全性均符合规范要求。
采用架桥机进行高速跨线桥桥梁拆除作业，有效克服了场地受限、高速交通受限、设备受限、时间受限等4个受限，实现了施工作业时的安全保证、工期解决、成本节约等，具有良好的社会及经济效益。
截至目前，该桥梁拆除施工在高速管理单位的配合以及我方施工人员的努力下已顺利完成，且对高速的影响微乎其微。此方法不仅为桥梁拆除方法提供了新的思路，更赋予施工人员更加多变的思维，可以在类似桥梁拆除施工中提供指导。
猜你喜欢边梁天车运梁一种改进型拆装技术在大桥加固改造工程中的应用西部交通科技(2022年11期)2023-01-18基于NX NASTRAN 的副车架边梁轻量化设计锻压装备与制造技术(2022年2期)2022-05-11无人天车防撞系统的研发软件(2021年3期)2021-08-17炼钢车间多天车动态调度仿真方案东北大学学报（自然科学版）(2020年12期)2020-12-18铁路预制箱梁运梁受力分析建材与装饰(2020年11期)2020-04-25公路双梁架桥机边梁一次就位研究中国科技纵横(2019年17期)2019-12-02逆作法孔口边梁内力计算城市道桥与防洪(2019年5期)2019-06-26天车自动化节能改造的分析研究山东工业技术(2018年21期)2018-12-07大风沙地区900t箱梁运梁施工安全控制措施研究中华建设科技(2018年1期)2018-08-28一种轨道式运梁车行走方案的设计中国重型装备(2017年1期)2017-03-28
