上海市老新闸桥钢桁架桥拆除施工设计.pdf

上海市老新 闸桥 钢桁架桥拆除施工设计 胡 勇 2 9 文章编 号 ： 1 0 0 3 -4 7 2 2 ( 2 0 0 7 ) s 1 0 0 2 9 0 3 上海市老新 闸桥钢桁架桥拆 除施工设计 胡 勇 ( 中铁 大桥局 集 团第 四工程有 限公 司 ， 江 苏 南京 2 1 0 0 3 1 ) 摘 要 ： 上海市老新闸桥为钢桁架桥 ， 桥长 6 4 5 m， 桥面净宽 6 m， 全桥共有 9个节间， 节间组 成为 8 6 5 m+3 6 7 5 m+6 7 m+3 6 7 5 m +8 6 5 m。采 用整体 浮 运法 拆 除 。主 要介 绍 该桥 的拆除施 工设 计 。 关键 词 ：钢桥 ； 桁 架桥 ； 拆 除 ； 施 工方 案 ； 施 工方 法 中 图分类号 ： u4 4 5 6 ； u4 4 8 2 1 l 文 献标 识码 ： a co n s t r u c t i o n de s i g n o f di s ma n t l i ng o f s t e e l tr u s s br i d g e o f ol d xi n z h a br i d g e i n s ha n g ha i ci t y h u l o n g ( th e 4 t h en g i n e e r i n g c o ，l t d ，ch i n a z h o n g t i e ma j o r br i d g e e n g i n e e r i n g gr o u p ，na n j i n g 2 1 0 0 3 1，ch i n a ) ab s t r a c t ：the o l d xi nz h a br i dg e i n sha ngh a i ci t y i s a s t e e l t r us s br i d g e，6 45 m i n l e ng t h a nd 6 m i n d e c k n e t wi dt h th e r e a r e t ot a l l y 9 p a ne l s o n t h e br i dg e，a r r a n ge d i n 8 6 5 m + 3 6 7 5 m + 6 7 m + 3 6 7 5 m + 8 6 5 m ，whi c h a r e t o be d i s ma nt l e d by t he i nt e gr a l f l oa t i ng me t h od i n t hi s pa p e r ，t he c on s t r u c t i o n d e s i g n of d i s ma nt l i ng o f t he b r i dg e i s d e s c r i b e d ke y wo r ds ：s t e e l br i d ge；t r us s b r i dg e；d i s m a n t l i n g；c on s t r u c t i o n s c h e me；c o n s t r u c t i o n me t ho d 1 引 言 为适应 上 海 市经 济 的 飞速 发展 ， 上海 市 城 区 内 的基础设 施拆 除 、 改 造 、 重 建规 模 也 在 同步 增 长 ， 特 别是城 区 内苏州河 ( 吴淞 江 ) 上 的 旧有 桥梁 。这 些桥 梁 大都需 要拆 除重建 ， 原 因有三 ： 其一 ， 桥 梁的设 计年 限 已到 ， 桥梁 经鉴定 被列 为 危 桥范 畴 ， 其 承载能 力受 到破坏 ， 不能 再担 负其通 行 功 能 。 其二 ， 桥梁 结构 不存在 问题 ， 但其设 计交 通容 量 已不能满 足 当前 城市 经济 发展 的要求 。 因此 必须 对 原 有桥梁 及接坡 道 路 进行 拓 宽 改 造 ， 以满 足 国计 民 生 的需要 。 其三 ， 根据上海市苏州河 ( 吴淞江) 治理规划的 要 求 ， 吴淞 江今 后 的功能定 位为 ： 除必 须保 留引洪 排 涝 的水利功 能外 ， 对其 航运功 能应 予 以调整 ， 即苏 州 河 市区 的航 运功 能应逐 步萎 缩直 至取 消 。通 过综合 整治逐步做到市区段能满足观光旅游功能要求 ， 使 整条苏 州河在 将来 能达 到生 态环境 功能 。根据 此项 要 求 ， 众 多 旧有桥 梁 的通 航 净 空 已不 能 满 足规 划 要 求 ， 因此 需要 拆除 重建 。 位 于 上海 市新 桥 路 、 大统 路 上 的老 新 闸桥 即是 被列为需要拆除的桥梁之一。老新闸桥位于黄浦与 闸北 的交 界处 ， 是连 接黄浦 与 闸北 的重要通 道 ， 始 建 于上世纪初 ， 其使用年限已超过设计年限。多年来 ， 随着 城 市发展 ， 它所 担负 的交通 流量不 断增 加 ， 同时 由于其桥 梁净 空偏 低 ， 严 重影 响苏 州 河运 营 的发展 要求 ， 因此市政府 决定 拆 除老桥 ， 在原址 上重 建一座 符合 城市 发展 的新桥 。 2桥梁 结构简 述 老新 闸桥是 一座 钢桁 架 桥 梁 ， 桥 长 6 4 5 m， 桥 面净宽 6 m， 全桥共有 9 个节间， 节间组成为 8 6 5 m 收稿 日期 ：2 0 0 7 0 3 1 9 作者简介：胡勇( 1 9 7 4 一) ， 男 ， 工程师， 1 9 9 7 年毕业于武汉城市建设学 院交通土建工程专业， 工学学士 。 维普资讯 3 0 桥梁建设 2 0 0 7年增 刊 1 + 3 6 7 5 m + 6 7 m+ 3 6 7 5 m + 8 6 5 m。钢 桁架 设有上 下平联 ， 底部 设有横 梁 和纵 梁 ， 纵 横梁上 设 1 2 c m 厚钢 筋混凝 土桥 面板 ， 桥 面板 上铺 筑 6 c m 沥 表混凝 土路 面层 。 由于该 桥 建 设年 代 较 早 ， 相关 桥梁建设和竣工资料极度缺乏 ， 因此该桥 主体结构 平立面结构尺寸及相关计算数据均由现场勘测估算 而来 ： 钢结 构 自重 约 1 3 0 t ， 估计 为 2 0 t m； 桥 面板 估计为 1 6 t m； 沥青路面估计为 0 8 t m。其主体 结 构示意 见图 1 。 主体结构 立面 示意 上弦杆平面示意 8 6567 5 67 5 6 75 6 7 0 6 75 6 7 5 6 7 5 8 65 日 单位 ：c 图 1 上海市老新 闸桥主体 结构简 图 3拆除 工艺原 则 由于本 工程 施 工作 业 区地 处 城市 中心 区域 ， 社 会影响较大， 同时施工作业不得影响苏州河的运营， 并 应避免 对周边 环 境产 生 恶 劣影 响 ， 因此 无 法采 取 爆破等作业方式 ， 只能根据桥梁主体结构的受力特 点 ， 选择 安全 、 环保 的拆 除方 案 。 钢 桁架 桥 结构 的 受力 特点 是 ： 桁 架结 构 属 于节 点受力的结构体系。在理想状态下 ， 在竖 向平面内 的杆件受轴心拉力或受轴心压力作用 ， 没有弯矩存 在 ， 杆件 截面应 力 以拉 应 力或 压 应 力 为强 度 控制 应 力 。据 此受力 特点 ， 桁 架 杆件 截 面 承 载力 以拉应 力 或压应力为主， 截面容许承载弯矩有限。如果拆 除 工艺不 当 ， 不遵 循桁 架桥结 构 的受 力特 点 ， 在施 工过 程中有意或无 意加大 了桁架杆件截面 的弯矩作用 力， 就会造成对桁架结构的破坏 ， 造成事故。 通过分析， 确定该桥拆除工艺原则为： 在拆 除过 程中， 确保施工作业安全、 文明、 环保 ， 必须保持原结 构受力状态无质 的变化 ， 结构 内力仅存在 一些微量 的 变化 ， 并且 由于结构变化所产 生内力 的量 的变化 范围 在结构承载能力的容许范围内， 拆除方案方为可行。 4 拆 除作 业施工 方案 按工艺原则及该桁架桥的结构受力特点 ， 主体 结构拆 除方 案确 定 为 ： 整 体 浮运 法 拆 除 。即在 桥孑 l 下顺 梁长方 向设 置 4 0 0 t 铁驳 1 只 ， 在 e 4 、 el 4节点 的上 、 下游方 向设 置 4 个 支点 ， 利用涨 潮时 间潮水上 托力将钢桁架主体结构对称支撑于铁驳上 ， 使主体 结构与岸边支座脱离； 在两岸用 5 0 t 汽吊将主体结 构 的 1 号节 间 和 9号 节 间悬 挂 ， 然 后 在 2号 节 间 和 8号节 间 同步切 割杆 件 ， 待 联 系杆件 全 部切 断 后 ， 将 主体结构中段( 3 7号节间) 整体浮运至岸边解体 ， 1号节间和 9号节间由汽 吊吊至地面解体 。施工方 案示 意见 图 2 。 5 0 t 汽 图 2老新闸桥拆除施工方 案示意 5 拆 除作业 施工步骤 拆 除作业 分 2个 步骤 进 行 ： 准备 阶段 和拆 除 阶 段 。准备 阶段 所有 的施 工操 作 均应 在涨 潮 前完 成 ， 拆 除施工 操作 应在 涨潮 时段 内完成 ， 因此 施 工 全过 程作业时间应严格根据苏州河涨落潮时 间规律编 制 ， 并在 规定 的封航 时段 内完成 。 5 1 准备阶 段施工操 作 ( 1 )清除桥面附属设施。为减少拆除时主体结 构 自重 ， 必须先 行清除桥面附属设施 ， 包括桥 面栏 杆 、 过 桥 管线 、 沥 青路 面 、 钢 筋 混凝 土 桥 面板 等 。为 保证 结 构卸载 均匀 ， 清 除 附 属设 施 应 为 由跨 中向 两 岸 同步对称进 行 。 ( 2 )放松桥梁支座。在拆 除主体结构之前， 应 在岸边找到桥梁支座， 将支座上方的掩体打掉， 然后 将 支 座 固定 螺栓松 脱 ， 确 定 钢桁 架 结 构 在竖 向不 被 约束 。 ( 3 ) 铁驳对位。先行测放铁驳中心线和主体结 构中心线 ， 并设置观测点 。待封航后 ， 将铁驳驶入桥 孔之下， 通过观测点控制铁驳缆绳的收放 ， 最终使铁 驳重 心与 主体结 构重心 对齐 。 ( 4 ) 设 置 临 时支 点 。在 e 4 、 el 4节 点 的上 、 下 游方向设置 4个临时支点 ， 每个支点受力约为 1 7 0 kn 。 ( 5 ) 设 置斜 向拉索。在主体结 构横断面 ， 安装 维普资讯 上海市老新闸桥钢桁架桥拆 除施 工设计 胡 勇 3 1 2 0 t 导链葫芦 ， 将桁架 主体结构在横断面与铁驳联 系起来 。导链 葫芦 通 过 缆绳 系于 铁驳 的将 军 柱 上 ， 确保钢桁架与铁驳的整体稳定性 。 5 2 拆 除 阶段 施工 操作 ( 1 )等待涨潮 。临时支点安装完成后 ， 等待涨 潮 。随时观察钢桁架主体结构上移情况。 ( 2 )切断联 系杆件。在确认钢桁架主体结构离 开岸 边支 座 ， 同时支撑 于铁 驳临 时支点 时 ， 及 时收 紧 1号节 间和 9号节 间悬挂 缆绳 ， 然后在 2号节 间和 8 号节间同步切割主体结构的联系杆件。 ( 3 )铁驳移 位 。待 2号节 间和 8号 节 间联 系杆 件全部被切断 ， 主体结构中段( 3 7号节间) 与边段 ( 1 号节 间和 9号 节 间 ) 分 离 后 ， 缓 慢 平 稳 收 放铁 驳 缆绳， 使铁驳转体靠岸。靠岸后 ， 及 时重新 布设缆 绳， 缆绳固定方位应满足通航要求。 ( 4 )结构解体。将结构 中段 ( 3 7号节 间) 按 逐步 去除“ 二 元体 ” 的方 法进 行 解 体 ， 解 体 过 程 中确 保结构始终是稳定结构， 防止安全事故发生 。边段 ( 1号节 间和 9号节 间) 则直 接在 地面分 解 即可 。 6 拆 除作 业施工 工艺 要点 ( 1 )管 线安 全 。管 线安 全在 城 市施 工 中极 为重 要 ， 因此 在拆 除作业 之前 应办理 相关证 件 ， 确认拆 除 范 围。 ( 2 )施 工 时 间 安 排 。 由 于必 须 利 用 涨 潮 自然 力， 因此拆除全过程时间应予以合理计划 ， 确保主体 结构分离作业在涨潮封航期间内完成 。故总体方案 应报 当地 航务 主管 部 门批 准 ， 否 则不 能施工 。 ( 3 )支座 转换 。涨潮 前 ， 解 除原 有 支座 ( e l 7和 e l 8节点支座) 的竖向约束 ， 确保铁驳能将桁架结构 顶起 ； 涨潮后 ， 临时支座( e 4和 e l 4节点 支座) 满 足主 体结构全部 自重荷载的压力要求 ， 每点约 1 7 0 k n。 ( 4 )支点 杆件 加 固 。根据 受 力分 析 ， e 4和 e l 4 节点支座的竖杆每点应承受约 1 7 0 k n 自重荷载 。 由于结构使用年限较长 ， 原杆件材料承载能力不明 确 ， 故必 须对竖 杆做 构造加 固处 理 ， 采 用型 钢与原杆 件焊 接 ， 以减小 原杆 件应 力 ， 确保 安全 。 ( 5 )钢桁架主体与铁 驳两者 中心线应重合 ， 确 保