观澜大桥旧桥拆除方案的比选与施工.pdf

2 0 0 8年第 1 期 广 东 公 路 交 通 g u a n g d o n g g o n g l u j i a o t o n g 总第 1 0 2 期 文章编号 ： 1 6 7 1 7 6 1 9( 2 0 0 8 ) 0 1 0 0 4 5一 o 3 观澜大桥 旧桥 拆 除方案的 比选 与施工 凌庆基 ( 深圳市长筑路桥工程有限公司， 深圳5 1 8 1 0 1 ) 摘要： 原观澜大桥由两幅桥组成 ， 一幅是需要保 留的刚架拱桥， 另一幅是需要拆除的旧石拱桥， 且两幅桥紧邻。 观澜大桥重建工程的施工关键在于旧石拱桥的拆除。通过对多跨石拱危桥拆除施工的技术难点和安全要点分 析， 并对传统方法和爆破方法的比选 ， 采用了微差控制爆破的方法 ， 为同类型的桥梁施工提供借鉴。 关键词： 石拱桥；危桥；拆除 中图分类号 ： u 4 4 8 3 2 文献标识码 ： b 0 概 述 观澜大桥 重建工 程位 于 深圳 市宝 安 区观 澜 街道办境 内( 西宝线 k 7 9+9 0 5处)， 为 观澜街道 办东西 向重要 的城市 中心交 通要道 。现状 为一 座石拱桥与一 座刚架拱 桥合 并而 成。该桥下 是 河流 ， 上游为石拱桥 ， 下 游为 刚架拱桥 ( 图 1 ) ， 全 宽为2 3 8 m， 双向四车道 。 图 1 观澜 大桥 石拱桥于 1 9 8 0年 3月竣工 投入使用 。加建 的刚架拱桥于 1 9 9 3年 7月竣工 投入使用 。2 0 0 4 年 4月宝安区公路局组织 桥梁普查 时 ， 发现新 旧 桥面 板 有错 台， 旧桥 面 混 凝 土 破 损 面 积 超 过 2 8 ， 石拱桥第一跨拱圈顶有一条横向长裂缝。 2 0 0 4年 8 月宝安公路局委托深圳市道桥维修中 心桥梁检测站 对 旧桥 进行全 面检测 ， 结论 为： 为 保证行车安全 ， 对 旧拱桥进 行拆 除重 建 ， 保 留加 建 的刚架拱桥 。 为此， 深圳市公路勘察设计院于2 0 0 5年4月 编制了“ 西宝线 k 7 9+9 0 5观澜 大桥改建工 程方 案设计 ” 。经评 审 ， 推荐重建 方案 为 ： 保 留刚架拱 桥 ， 拆除 旧石拱 桥 ， 在石拱 桥原位置重建一座 3 x 2 7 3 m的预应力混凝土连续 箱梁 ， 由原双车道改 成三 车道 ， 宽度 由 l 1 9 m加宽 至 1 7 0 m， 总宽度 由 2 3 8 m增加至 2 8 9 m， 为双 向五车道 。 1 旧桥拆除方案 比选 由于方案 中新 的预应 力 混凝 土连续梁 桥为 旧址新建 ， 因而 只有先拆 除 旧石拱 桥 ， 才 能重建 新桥。 旧桥地处 闹市 区， 车 流、 人 流量很 大。东桥 头为马坜村住 宅 区及公 交站 ， 西桥头 为“ 迎 侨花 园” 住宅 区及观澜 人 民医 院。因而， 如何 “ 安全 、 快捷、 稳妥” 地拆除旧石拱桥 ， 十分关键。 1 1 工程的重点及难点 ( 1 ) 技术难 点 ： 待拆除 的桥 为 3孔 2 8 m 的石 拱桥， 拱圈为浆砌块石。单孔跨径已超过 2 0 m， 为推力较大 的圬工结构 。施工规 范中特别提 出， 应采取分环 、 对称 、 均衡 的加 载方法进行施工 ， 才 能保证安 全。而拆 除则 为与施 工程 序倒换 。其 支架搭设除与砌筑时一致外 ， 如何控制支架支顶 现有拱圈的力值 ， 确保当拱圈拆至某一时段， 拱 圈失去承载力， 往下坠时， 瞬间冲击荷载与支顶 力值平衡 ， 既不致 压垮 支架 ， 又不 会因为支 顶力 过大引起拱 桥上拱 变形 而造 成事故 。因 而从另 一 个角度看 ， 拆石拱桥甚至比新建一座石拱桥更 难 。 ( 2 ) 安全难点： 由于需拆除的石拱桥紧邻现 45 维普资讯 2 0 0 8年第 1 期 广东公路交通 总第 1 0 2期 正在通车的刚架拱 桥 ， 而该 桥型杆件 较细柔 ， 抗 侧面推力很弱。因此 ， 不但要安全地拆除石拱 桥 ， 同时还要 保证 正在 通 车 的刚 架拱 桥 不 被 央 及 ， 维持其正 常通 车 ， 选 择 何种 “ 安 全 、 快 捷 、 稳 妥 ” 的拆桥方案就显得尤其重要 。 1 2 拆除方案 比选 1 2 1 传 统 方 法 传统的拆除方法主要是采用人工、 简易机具 和专业破碎机 械对 桥体进行 直接 破碎解 体 。施 工顺序 由上 至下 ， 按 照拆 除杆栏一桥面一腹拱一 横墙拱 圈一桥墩一桥 台的顺 序 ， 保 持对称 和均 衡的卸载方 式 ， 边破 碎 、 边清运 。且应 在施工 过 程中搭设必要 的工作平 台， 尤其是 拆至 拱 圈时 ， 在桥下必须搭设 能承受 瞬 间冲击而稳 定 的满堂 式拱架， 方可确保施工安全。 主要优点： 施工机具较简单 ， 施工方式大家 所熟悉 ， 看得见 ， 摸得着 。可组织 一定 数量 的工 人和机械进行施 工 ， 技术含量 不高 ， 机 械和工 人 较易组织。 主要缺点 ： ( 1 ) 施工 时需 要投入较 多 的人力 和机械。人 机 混 杂 ， 高 空 作 业 ， 噪 音 及 粉 尘 较 大 ， 对周边干扰较大 。( 2 ) 施工工期较 长 。由于 风炮机受操作臂长 的影 响， 只能拆除部分拱上 建筑圬工 ， 大量的拱上及拱圈圬工仍需采用人 工及简易机 具进 行 。而 因地 处 闹市 ， 环 保 要求 1 2： o 01 4：o 0， 2 2：o 07：o 0不 能进 行施 工作业， 尤其是拱 圈拆 除时要搭设好牢固的施 工支架才 能进 行 ， 而搭 设 支 架 和拆 桥 又不 能平 行作业 ， 因而时间较长。( 3 ) 安全保障差。多跨 石拱桥， 局部可能带 动整体 ， 统 一操作难 以同 步 ， 存在很 多不 确定 因素 ， 危 险 性将 难 以控 制 。 ( 4 ) 拆除费用 大。 1 2 2 爆 破 拆 除 该方法是采用在拱脚 、 拱 顶及腹拱处 安放炸 药 ， 采用 控制 爆破 的方 法 将 桥体 一 次 性破 碎解 体 ， 然后集中清除的方法。 主要优点 ： ( 1 ) 控制爆破 已有成熟 的技术 、 工 艺、 配套的施 工管理模 式和安全 控 制模 式。( 2 ) 虽然施工中涉及炸药、 雷管等危险品， 但施工前 经爆破设计、 安全评估、 公安审批等一系列严格 规范的报批 程序 ， 能确 保施工 安全 。( 3 ) 各 工序 4 6 问可平行施 工 ， 缩 短工 期 ， 为桩基 及上部构 造施 工争取时间。因爆破拆 除只需 搭设 简易支架 ， 桥 上及引道管线拆迁与爆破 钻孔可 同步进行 ， 钻孔 产生的粉尘 少、 噪音小 。对 当地 生产 、 生活 干扰 小 ， 能在雨季 到来 前争取 更多 的施 工时 间。( 4) 拆除费用相对经济 。 主要缺点 ： ( 1 ) 传统理念认为爆破不太安全， 且为紧邻另半幅仍必须保留通车的刚架拱桥的 完好而担心 。因为此前没有先例 ， 所 以此方案 在 专家评审 中成热点议题 。( 2 ) 爆破 时安全警戒工 作量 大 。 ( 3 )爆 破 时 需 封 闭 已通 车 车 道 ( 约 4 5 ra i n ) ， 将造成一定的交通堵车， 给当地生产、 生 活带来不便 。 经技术经济 比较 ， 推荐采用微差控制爆破 的 方案。 2 爆破拆 除方案的关键工序 2 1 做好爆破设计 首先是全面调查待拆桥 梁的结构现状 ， 全面 分析桥身 结构特 点 ， 找准 受力 支点 ， 按 照控制爆 破的原理 ， 从放药位置 、 数量 、 先后顺序 等进行详 细的计算 。经计算 ， 采用在 每跨 的拱顶、 1 4拱及 拱脚安放炸药 、 毫秒雷 管 ， 按照先上游 、 后下游 的 顺序起爆， 以微差方式确保爆破时桥体向上游倾 斜倒塌 ， 避免对 紧邻 的刚架拱 桥造成影 响 ， 该 次 爆破共钻孔 5 0 2个 ， 用药 1 2 0 k g 。 2 2 做好待拆除桥梁与刚架拱桥的分离 为确保爆破拆除 的桥梁 倒塌时 自由下塌 ， 且 将震动降至最小， 我们首先在纵向在新旧桥相连 处人工机械切割 开成 一道宽 1 o m的隔离缝 ， 使 之相互 独立 ， 互不 影 响。其次 ， 将每跨 的现 桥面 板纵 、 横 向分 成若 干块 ， 减 少下塌 时一次着地 的 重量， 减少振动效应 ， 确保旧桥安全。 2 3 做好防护措施 首先是采用麻袋装砂对爆破部位近体覆盖 防护 ， 防止直接炮 口飞石 。其次是采用竹排架对 爆破部位进行围挡密封 ， 严格控制爆破碎块 的飞 散。最后是在干的河床底设置减震砂包， 将坠落 震动减至最小 。 2 4做好爆破 观测 为掌握爆破震动效应及确保旧桥及周边建 筑物的安全评估， 我们采取专业测振与传统观测 维普资讯 2 0 0 8年第 1 期 凌庆基观澜大桥旧桥拆除方案 的比选与施工 总第 1 0 2期 相结合 的方法对 周边 建筑物 及 刚架 拱桥 进行观 测。专业的测振单位采用相应的仪具分别在刚 架拱桥墩 、 拱 台、 观澜人 民医院、 迎侨花 园、 马 沥 村住宅楼布 点， 收集 爆破 时 的震波数 据 ， 比照 不 同结构物允许 的规定值， 从而评价影响情况 ； 传 统观测组则在刚架拱桥面上 ， 按照每跨的跨中及 两端布点 ， 先测定爆 前 的数据 ， 然 后再测 爆后 的 数据 ， 两者对 比。经数据 统计 ， 平纵相对稳定 ， 均 满足运营要求 ， 检测数 据远小于相关规 范的容许 值 。 2 5做好爆破指挥 为顺利完成爆破拆 除旧桥工作 ， 确保万元 一 失 ， 由观澜街道办 牵头 ， 成立 由相 关部 门组成 的 指挥部 ， 统一指挥整个爆破工作 。首先是 将爆破 时间及有可 能 的影 响在 电视及 其它媒 体上做 好 宣传 ； 其次是做好 各项 应急 预案 ； 最后 是做好 警 戒工作。在 3 s 的时间 内， 旧石拱 桥成功地拆 除 ， 达到了预期的效果 ( 图 2 ) 。 图 2 爆 破拆 除 3 结语 从 2 0 0 6年 4月 2 9 日成 功拆 除旧桥至 2 0 0 7 年 2月新 桥 建 成通 车 ， 至 今 已有 近 一年 的时 间 了， 且在 2 0 0 7年 的 l 0月通过竣工验 收。现新 旧 桥使用 情况 良好 ， 周边 居 民没有 一宗投诉 ， 充分 说 明只要做好详细 的施 工组织设计 ， 在特有 的情 况下 ， 通过微 差控 制爆 破 的技术方 法 ， 能使 复杂 的拆桥工作变得简单 、 安全 。 ( 收稿 日期 ： 2 0 0 71 21 6 ) ( 上接 第 4 1页) 由表 4可以看出， 在拱梁组合桥梁设计中， 选择合理的方法来确定成桥状态( 特别当采用柔 性 吊杆时) 的吊杆张拉力很重 要。 由截面特性可 知 ， 中拱抗弯性能较差 ， 箱梁抗 弯性 能较好 ， 边拱 拱脚及 座拱 均 灌注 了混凝 土 ， 其 抗 弯 性 能也 较 好 。故应特别 注意 中拱 拱脚 的弯 矩。 以剐 性支 承连续梁法来 确定拱 梁组 合 桥梁成 桥状态 时 的 吊杆张拉力 ， 保证 了纵 梁 的线型 ； 但是 对 于中 山 一 桥 ， 由于其结构 非常 复杂 ， 如果 简单 地按 照 刚 性支撑连续梁法来确定成 桥状 态时 的吊杆力 ， 会 忽略了拱肋 的受力 状态 ， 使 整体 受力不 良， 在拱 肋 内引起 较大 的恒载弯 矩 。剐性 吊杆 法从 整体 出发 ， 使拱脚产生 的弯矩较 小。但 在边拱与桥面 相交的地方 ， 出现 吊杆 受压 的现 象 ， 这 对采用 柔 性 吊杆 的拱 梁组合 桥是 不 可取 的。用 力 的平衡 法计算 ， 能充分考虑系杆和拱肋的受力情况 ， 计 算出的吊杆力也 比较均匀合理。故对 中山一桥 可用这种方法来确定其合理 的吊杆张拉力。在 用以上三种方法确定吊杆合理张拉力时， 必须在 中拱及座拱拱脚加上 i 临时支座 ， 来等效 系杆 的作 用力 ， 限制桥墩 的纵 向和横 向位移 。此时i 临时支 座反力也可作为系杆的合理张拉力。 必须指 出， 如果要使 纵梁 和拱 肋的恒载弯矩 同时分布合理， 那么这不仅仅是计算方法的问题 ， 更重要的是结构设计本身要合理。系杆拱桥受力 性能的好坏要根据 实际结构来评价 ， 并不能用单 一 的目标 函数来统一 表示 ， 因此前述 的几种 吊杆 力优化方法都有其局 限性 ， 要 针对不 同类型 的桥 具体分析。 参考文献：