通车工况下高速公路拓宽跨线桥拆除施工工法.pdf

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1、1通车工况下高速公路拓宽跨线桥拆除施工工法 1 前 言 随着经济的飞速发展，高速公路拓宽势在必行，而相应的天桥、分离桥等即有跨线桥，也将面临拆除移位或原位重建问题。目前既有桥梁的拆除方法主要有现场破碎法、满堂支架分块切割法、架桥机悬臂节段拆除法、定向爆破法及整体顶推法等。其中机械破碎法施工速度快，但噪音大、震动大、灰尘大，现场垃圾清理量大；分块切割法（大盘锯或绳锯切割法）具有噪音低、扬尘小、结构无损、施工安全、文明施工形象好等优点。高速公路拓宽工程中，跨线桥拆除过程中往往要求不得中断高速公路交通，即边通车边施工，期间需进行多次交通转换。如何针对复杂环境提供一种绿色环保的跨线桥拆除和原位重建方法

2、，是摆在广大工程师面前亟需解决的技术问题。针对上述难题，浙江交工集团股份有限公司成立了专门课题组，研究开发了通车工况下高速公路拓宽跨线桥无损静力拆除施工技术，并在杭金衢高速公路拓宽工程午塘头分离桥和石下村汽车天桥拆除建设中进行了应用，取得了良好效果，现将其总结编制成工法。该工法的核心关键技术经浙江省交通运输厅组织的专家委员会鉴定，其成果达到中国公路行业领先水平。该工法涉及的一种跨线桥静力拆除原位重建的施工方法及其专用防护网的可移动防护网已申请国家发明，申请号为 201710500324.5;一种用于桥梁静力拆除的可移动防护网，已获国家实用新型专利，专利号为 201720757440.0。2 工

3、法特点 2.0.1 安全先进。采用技术先进的液压绳锯切割机进行跨线桥结构的分跨分步无损静力拆除，噪音低、无粉尘，可控性好，能保证施工、车辆通行的双安全。2.0.2 经济快速。采用该工法，通过多次交通组织转换方案，可保证下穿高速公路的不间断交通，社会经济效益显著。2.0.3 节能环保。该工法采用移动式支架防护网收集泥浆水，现场文明施工形象好，切割分离的无损梁体可进行临时便桥的搭建利用，环保节能。2.0.4 工艺可靠。金刚石绳锯无损切割工艺，设备投入少，操作简单、工艺成熟。3 适用范围 适用于高速公路拓宽工程中简支跨线桥的拆除和移位改建或原位重建项目。4 工艺原理 2基于高速公路拓宽不间断交通要求

4、，根据跨线桥结构设计参数和施工可行性，确定分跨分步切割、吊离和运输方案。同时，根据跨线桥拆除顺序和工序作业施工空间要求，制定高速公路交通限制措施和相应的交通组织方案，包括半幅封闭借道双向通行、封闭双向第一车道，吊机、运输车输等机械设备的进出方式等，解决了施工和运营车辆的双安全。根据金刚石绳锯切割靠金刚石链条在液压马达驱动下绕切割面高速运动研磨切割体，通过水冷却并将研磨碎屑带走来完成切割工作原理，设计移动式防护支架网，来收集泥浆水外运，达到环保节能目的。5 工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程5.1 施工工艺流程 施工工艺流程见图 5.1-1 所示：图 5.1-1 施工工艺流程图 5.1-1

5、 施工工艺流程 5.2 施工操作要点5.2 施工操作要点 5.2.1 施工准备5.2.1 施工准备 根据跨线桥位置现场条件和具体结构参数，拟定老桥静力拆除和交通组织方案。在准备拆除老桥之前提前与高速交警、路政取得联系，办理好交通组织相关手续。同时，因跨线桥新桥桥墩位于高速公路拓宽外侧，不受车辆通行影响，可提前进行新桥桥台施工。设计移动式防护网支架（见图5.2.1-1，2，3，4 所示），采用带可调底座的门式支架搭设，可调底座安置在带有制动装置的钢轮上。单个支架柱由两片门式支架搭设，纵向根据跨线桥高度分层组装到桥底 50cm。两个支架柱间采用圆管横杆进行连接成长方形框架结构，其上安装自制 S 型

6、挂钩（尺寸同圆管匹配），在上面安装柔性防护网，通过绳扣（或吊扣）与挂钩连接，再在其上铺设彩条布用于切割产生的水或水泥浆的收集，并在跨中最底点的彩条布上设置排浆孔，通过软管将泥浆引入收集筒外运处理。由于支架柱底安装了钢轮和制动装置，当进行简支梁板割离时，只需将支架防护网推移至相应铰缝位置下即可，3克服了传统支架防护网安装、拆卸、维护等不便缺点。图 5.2.1-1支架防护网立面示意图图 5.2.1-1支架防护网立面示意图 图 5.2.1-2支架防护网侧面示意图图 5.2.1-2支架防护网侧面示意图 图 5.2.1-3支架防护网平面示意图（一）图 5.2.1-4支架防护网平面示意图（二）图 5.2.

7、1-3支架防护网平面示意图（一）图 5.2.1-4支架防护网平面示意图（二）5.2.2 封闭双向第一车道5.2.2 封闭双向第一车道 封闭双向第一车道（见图 5.2.2-1），用水马将封闭区隔离，在桥梁切割位置两侧用防抛网进行防护，以防止有石屑飞出。5.2.3 切断桥面5.2.3 切断桥面 采用金刚石绳锯切割两跨间桥面连续，桥面连续完全切断后，将垃圾清理干净。在中央分隔带处整体挂防护网，为拆除梁板做准备，以防止半幅封闭拆除梁板时杂物落到通行半幅车道。图 5.2.3-1封闭双向第一车道交通组织示意图图 5.2.3-1封闭双向第一车道交通组织示意图 5.2.4 封闭半幅车道5.2.4 封闭半幅车道

8、 4为保证高速公路运行及工程安全有序的施工，采用对高速公路进行半幅封闭，车辆改在另外半幅进行并道双向行驶（见图 5.2.4-1），现场设置施工、限速、左（右）道封闭，车辆慢行，向右（左）变道等标志。5.2.5 护栏分块割离5.2.5 护栏分块割离 根据现场作业空间和吊机起重能力，确定护栏分块大小、顺序及吊装孔布置。将移动式防护网支架移动至切割护栏下，护栏两侧对称采用绳锯切割，采用水钻钻吊装孔，护栏分块割离后，采用吊机吊至运输车上，运至指定场所集中破碎，见图 5.2.5-1，2，3。图 5.2.4-1 半幅封闭借道通行交通组织示意图 图 5.2.5-1 防撞栏杆预切割及吊装孔布置图 5.2.4-

9、1 半幅封闭借道通行交通组织示意图 图 5.2.5-1 防撞栏杆预切割及吊装孔布置 5.2.5-2 防撞栏杆切割吊离 5.2.5-3 防撞栏杆切割完成 5.2.5-2 防撞栏杆切割吊离 5.2.5-3 防撞栏杆切割完成 5.2.6 梁板开凿绞缝5.2.6 梁板开凿绞缝 进行梁板吊装孔排布，采用水钻钻梁板吊装孔。将移动防护支架网推移至相应待割梁板绞缝下，然后采用绳锯切割绞缝，切割完一片再推移至下一道梁板铰缝处，直至将半幅梁板绞缝全部切割完成（见图 5.2.5-3）。5.2.7 梁板分片吊离5.2.7 梁板分片吊离 待半幅梁板绞缝全部切割完成后，将梁板整体吊至运输车上（见图 5.2.7-1），运至

10、指定场所集中破碎或用于其他建设项目临时便桥搭设等利用。板梁吊装时注意检查梁板是否单独分离，梁板整体是否有裂缝，梁板棱角处用半圆钢管保护起吊钢丝绳，起吊时先进行试吊。两部吊机同时吊住梁5板两端，同时进行起吊，梁板掉起后，空中保持平衡后进行旋转，旋转式两部吊机按相反方向各自将梁板旋转 90 度，然后保持平衡后放入运输车辆，进行下一片梁吊装（见图 5.2.7-2），直到半幅梁板全部吊离完成（见图 5.2.7-3）。梁板起吊装车时通车半幅需断流（约 10min），待梁板吊至运输车上以后恢复交通。吊机停放时为保证两部吊机可以平行停靠，便于吊梁，吊机支撑腿不完全伸开。吊机停放位置、起吊梁板装车示意图及车辆

11、驶入方式，见图 5.2.7-4。5.2.7-15.2.7-1 简支梁切割吊离简支梁切割吊离 5.2.7-5.2.7-3 3 一跨切割完成一跨切割完成 5.2.7-25.2.7-2 吊梁示意图吊梁示意图 车辆驶入按图 5.2.7-4 所示 1-2-3-4 的顺序驶入，即从高速驶入，行驶至封闭区域前方，在倒回到封闭区域内。5.2.7-45.2.7-4 车辆驶入路线车辆驶入路线 5.2.9-15.2.9-1 拆除中墩时吊机及运输车辆停放位置拆除中墩时吊机及运输车辆停放位置 5.2.85.2.8 封闭另半幅车道封闭另半幅车道 重复 5.2.5、5.2.6、5.2.7 步骤，拆除另半幅防撞护栏和梁板。5

12、.2.95.2.9 盖梁墩柱拆除盖梁墩柱拆除 封闭半幅车道，借道对向车道通行，封闭区域用水马进行隔离，在封闭区域内停放 2 台吊机，6盖梁、立柱均采用金刚石绳锯切割，盖梁按照墩柱个数切割成块，切割前用将盖梁用钢丝绳固定。切割后用吊机整体吊至运平板运输车上，统一运离高速公路。车辆驶入方式同梁板拆除时车辆驶入路线。吊机及运输车辆停放位置（见图 5.2.9-1）。5.35.3 劳动力组织劳动力组织 主要劳动力见表5.3-1。表表5.3-15.3-1 主要劳动力主要劳动力 人数人数 序号序号 作业组作业组 主要作业内容主要作业内容 技术员 技工 普工 1 技术组 施工、技术指导 1 2/2 交通组 各

13、种材料试验 1 2 5 3 拆桥组 老桥拆除 1 2 4 4 钢筋组 钢筋加工、制作 1 10 /5 模板组 模板加工、安装及混凝土施工 1 5 5 6 运输组 老桥拆除梁板、墩柱及新桥梁板运输 1 7 2 6 材料与设备 6.16.1 工程材料工程材料 下表仅列举常规跨线桥拆除重建所需材料型号，具体根据项目实际或现有材料规格而定。主要工程材料见表 6.1-1。表表6.1-16.1-1 主要工程材料主要工程材料 序号 材料名称 规格 序号 材料名称 规格 1 钢筋 HPB、HRB 6 各类交通标志 各种限速、指示、警示、警告等交通标志 2 水泥、黄砂 PO 42.5/细度 2.47 7 安全作

14、业服 施工员、安全员作业服、协警服等 3 碎石/粉煤灰 516mm、1025mm/级 8 防护网 密目防护网 4 支架 建筑钢管、HR 门式或贝雷 9 模板 墩柱、盖梁、梁板 5 临时隔离 设施 隔离栅、隔离墩、水马、锥形路标、防撞桶 10 水 不少于一寸管 6.26.2 机械设备机械设备 主要机械设备以两跨跨线简支梁桥为例，具体根据项目实际而定。主要机械设备见表 6.2-1。表表6.2-16.2-1 主要施工机械设备主要施工机械设备 序号 设备名称 型号 数量 序号 设备名称 型号 数量 71 钻孔灌注桩钻机 1.2m 2 8 电焊机 BX-500 8 2 吊机 50t 2 9 钢筋弯曲机

15、2 3 挖掘机 SY225C-9 1 10 钢筋切断机 2 4 液压切割机 JYD-22 2 11 砼泵车 H60 1 5 大型钻孔机械 2 12 插入式振捣棒 5 6 运输平板车 2 13 搅拌运输车 10m 4 7 发电机组 200KVA 1 14 电锤钻 2 7 质量控制 7.17.1 质量控制标准质量控制标准 1)工法执行公路桥涵施工技术规范（JTG TF 50-2011）；2）工法执行公路交通安全设施设计规范（JTG D81-2006）；3)工法执行公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）；4)工法执行公路工程施工安全技术规程（JTG F-2015）；5）工法执行中华

16、人民共和国道路交通安全法（2011 年第二次修正版）；6）工法执行钢筋焊接及验收规范（JGJ18-2012）。7.27.2 质量控制措施质量控制措施 7.2.1 对施工现场周边环境进行详细考察，以合理安排施工机具进出场通道及安放位置。现场接通水电，做好照明、用水等工作。7.2.2 根据跨线桥位置现场条件和具体结构参数，拟定老桥拆除方式和交通组织方案。在准备拆除老桥之前提前与高速交警、路政取得联系，办理好交通组织相关手续。7.2.3 根据跨线桥一回次切割所必须完成的切割面积要求，选定金刚石液压绳锯机的功率大小，并做好设备进场前的检验工作，严格把关。7.2.4 根据结构稳定、施工安全及施工可行性等

17、方面确定分步切割顺序，切割过程中，统筹安排，交叉施工，加快施工进度同时，注意两端进度平衡。8 安全措施 8.0.1 临时支护支架必须进行专项设计，并留有足够的安全系数。8.0.2 桥梁拆装属高空作业，操作时必须按要求采取相应的安全措施，佩戴安全帽、系安全绳，穿平底防滑软底鞋。8.0.3 对既有高速公路采取交通限制措施时，精心编制交通组织方案，按国家道路管制要求做好安全标志，做好交通宣传和引导。8.0.4 做好安全防护安全设施，确保施工期间安全。切割时要特别注意施工过程中的结构稳定、8周围的特殊环境、承载能力及合理的车辆通行方案，同时注意观测，以防意外。8.0.5 优化施工方案，以减少交通转换次

18、数和保证桥下交通通行的顺畅有序，尽量缩短临时占道时间，以减少桥梁拆除和安装对高速公路正常运营的影响。9 环保措施 9.0.1 施工现场设置垃圾桶，废弃物材料统一堆放、分类处理。9.0.2 借道进行结构物拆除时，为防止切割产生的水及泥浆污染路面，设置移动式防护网支架用于泥浆水的收集处运处理。9.0.3 主要运输便道和车辆进出口采取定时洒水的措施，减少扬尘。10 资源节约 采用领先技术的混凝土钻切设备“JYD-22”型液压绳锯切割机进行无损静力拆除，具有切面光滑，整齐、施工速度快，效率高，不会破坏原结构，噪音低、无粉尘、操作简便、可控性等优点，能充分贯彻国家节能工程的有关要求。同时对于切割分离的简

19、支梁板可用于建设项目临时栈桥搭设，节约资源，低碳环保。11 效益分析 本工法针对高速公路拓宽跨线桥拆除和重建要求边通车边施工复杂环境条件下，提供一种安全、有效的跨线简支梁桥无损静力拆除和原位重建方法。根据不间断交通要求跨线桥结构，确定拆桥分跨顺序、防撞护栏分块切割、主梁切割吊运方案。同时根据拆桥顺序，对桥下高速公路实施必要的交通限制，通过左右幅分幅封道借道通行等交通转换，并按国家道路管制要求做好安全标志，保证了桥下通行和桥上施工的双安全，简单易行，使用范围广，易于推广，且切割出的简支梁板可以周转用于临时便道修建，具有较好的社会和经济效益。本工法采用金刚石绳锯无损静压切割工艺和移动式支架防护网和

20、水泥浆收集系统，施工过程无尘、噪音低，节能环保，社会效益显著。与常规破碎工艺的经济效益分析对比见表 11-1。表表11-111-1 不间断交通高速公路拓宽跨线简支桥原位拆建施工工法（以单座老桥拆除为例）不间断交通高速公路拓宽跨线简支桥原位拆建施工工法（以单座老桥拆除为例）序号 工法名称 工期 文明施工 相对工期（天）社会效益 经济效益（万）1 绳锯无损静压切割 4 天 好-1.5 好 10（梁板利用）万 2 常规就地机械破碎 2.5 天 差 0 差 0 12 应用实例 工程实例一工程实例一 杭州（红垦）至金华高速公路扩改建工程第 9 合同段 K102+232K152+700 段（运营桩号9K2

21、70+029K320+497），起自杭金衢高速公路义乌市，路线沿原杭金衢高速公路线位，经义乌市、金东区、婺城区，终于金华市婺城区杭金衢高速公路金华互通，里程桩号 K152+700（运营桩号K320+497），路线全长 50.468 公里。共有主线上跨分离式立交 24 座，天桥 13 座。项目要求在既有高速公路通行的情况下对跨线桥进行拆除移位或原位重建。其中午塘头分离式立交桥，原桥上部结构采用 220m 预应力砼空心板，主线下穿，与主线交角 70，新桥跨径 225m，上部构造为预应力砼小箱梁，下部构造为桩基柱式墩，扩基 U 台。该桥为 03 省道上跨杭金衢高速分离式跨线桥，设计采用原位重建方案。

22、该桥通过半幅封闭借道双向通行或封闭双向第一车道等转换措施，采用金刚石绳锯静压无损切割技术，对防撞护栏、梁板、盖梁、墩柱的分块切割分离，确保了施工通车运营的双安全，而且达到了施工速度快，效率高，不会破坏原结构，噪音低、无粉尘，节约资源，低碳环保，社会经济效益显著，得到了业主及行业主管单位的一致好评。工程实例二工程实例二 杭州（红垦）至金华高速公路扩改建工程第 9 合同段 K102+232K152+700 段（运营桩号K270+029K320+497），起自杭金衢高速公路义乌市，路线沿原杭金衢高速公路线位，经义乌市、金东区、婺城区，终于金华市婺城区杭金衢高速公路金华互通，里程桩号 K152+700

23、（运营桩号K320+497），路线全长 50.468 公里。共有主线上跨分离式立交 24 座，天桥 13 座。项目要求在既有高速公路通行的情况下对跨线桥进行拆除移位或原位重建。其中石下村汽车天桥（K144+496），原桥上部结构采用 420m 预应力砼空心板，主线下穿，与主线交角 90，下部构造为柱式扩大基础和重力式桥台，设计采用改建方案。该桥通过半幅封闭借道双向通行或封闭双向第一车道等转换措施，采用金刚石绳锯静压无损切割技术，对防撞护栏、梁板、盖梁、墩柱的分块切割分离，确保了施工通车运营的双安全，而且达到了施工速度快，效率高，不会破坏原结构，噪音低、无粉尘，节约资源，低碳环保，社会经济效益显著，得到了业主及行业主管单位的一致好评。