解析某立交橋拆除專項(xiàng)方案

羅 皎

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

1 引言

近年來，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，橋梁的拆除數(shù)量不斷增多，與此同時(shí)，對(duì)拆除的技術(shù)以及施工管理的要求也不斷增高。在拆除過程中既要確保安全問題和拆除的完成度，又要控制爆破危害對(duì)周圍環(huán)境的影響，所以選擇適合的方法以及實(shí)施方案是非常重要的。隨著一大批復(fù)雜建筑物爆破拆除的成功實(shí)施，爆破行業(yè)既贏得了經(jīng)濟(jì)效益又贏得了社會(huì)效益，與此同時(shí)也成為立交橋拆除的一種常用的方法和手段。

2 工程概況

某立交橋始建于1988年，地處市中心地段。隨著城市的建設(shè)與發(fā)展需求，該立交橋已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的交通需求，因此，當(dāng)?shù)卣疀Q定將其拆除。與這段立交橋相連的還有座立交橋同樣也要拆除，兩立交橋有長達(dá)130 m的連接部分。此工程位于市最繁華的商業(yè)中心，兩側(cè)有商場、店面、政府部門的建筑物等，外緣的橋面與店面的距離僅為8～20 m。立交橋的下路面還埋有多種市政管線。綜合該立交橋的本身特點(diǎn)以及周邊的環(huán)境等各方面的因素，決定采用爆破的方法拆除該立交橋。該立交橋?yàn)殇摻罨炷两Y(jié)構(gòu)，橋面為連續(xù)上升的結(jié)構(gòu)，最低處2.6 m，最高處6 m，橋板寬約為8～14 m，橋面板厚度約為0.60 m。橋下是由引橋及圓柱形橋墩組成的，其中圓形橋墩的直徑為0.7 m。同時(shí)，該立交橋路面以下埋有許多市政管線橫穿立交橋，包括自來水管、通信管線、電纜、燃?xì)夤芫€路等，埋深約為0.6～1.0 m。

3 工程特點(diǎn)

立交橋周邊環(huán)境復(fù)雜，橋面距最近的商鋪只8 m;立交橋呈交叉、旋轉(zhuǎn)上升狀，橋面最高位6 m，每隔15 m都設(shè)有施工縫。由于其結(jié)構(gòu)特性，只要原地倒塌爆破即可，不需要考慮向某個(gè)方向傾倒的問題，且橋面的寬度遠(yuǎn)大于前面的厚度。

4 爆破的方案

立交橋?yàn)殇摻罨炷两Y(jié)構(gòu)。立交橋拆除的方案需根據(jù)周邊的環(huán)境來確定，該立交橋出于市中心地段，周邊環(huán)境復(fù)雜，交通壓力大，需要爆破拆除和機(jī)械拆除同時(shí)進(jìn)行。橋墩的拆除選用雷管一次性炸碎的方案。應(yīng)用炸碎支撐重力的橋墩的方案，使橋梁整體垮塌，該方法有利于機(jī)械群組多點(diǎn)平行作業(yè)。實(shí)施過程中可利用爆破不同段位，使橋面在原地先后垮塌，并且由于有時(shí)間差的關(guān)系，橋面會(huì)破裂成塊狀。之后再利用液壓移動(dòng)破碎機(jī)將橋面板破碎解體，從而以最短的工期恢復(fù)該地段的交通。

5 爆破參數(shù)

為了確保安全的爆破，要先設(shè)計(jì)一系列的參數(shù)，如用藥量、炮孔的計(jì)算以及橋墩的爆破點(diǎn)確定等都是非常重要的，直接決定爆破的效果。

(1)藥量計(jì)算可以按下式計(jì)算式中q為單個(gè)炮孔的裝藥量，g;K為固定常數(shù)，表示單位炸藥用量，K=600 g/m3;a為相鄰各個(gè)炮眼的間距，m;R為橋墩的截面半徑，m。

(2)鋼筋混凝土梁柱的爆破時(shí)，鄰各個(gè)炮眼的間距a一般取1.0～1.5 W，在該立交橋的爆破中取a=1.0 W，a=35 cm。由于橋墩的圓柱形的，沿中心自上而下的布置一列6個(gè)孔，最低的距地面約為0.15 m。

(3)炮孔深度L可根據(jù)公式:L=CH計(jì)算，式中H表示圓柱形橋墩的直徑，H=0.7 m;C表示邊界條件系數(shù)，通常取值為0.7。計(jì)算可得L=0.49 m，取L=50 cm。

(4)圓柱形橋墩是支撐整個(gè)立交橋的重力的部位，因此，對(duì)于圓柱形橋墩爆破高度的選擇是極其重要的，直接影響到整個(gè)爆破效果。圓柱形橋墩的爆破高度可通過下式計(jì)算

式中:H為橋墩的爆破高度;K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，在此處取K=1.8;B為橋墩?qǐng)A柱截面寬邊長度，B取直徑0.7 m;h表示柱的最小破壞高度，一般取h=12.5 d，d表示配筋的直徑，計(jì)算可得:H=1.9 m。

(5)爆破時(shí)還需計(jì)算結(jié)構(gòu)的最小抵抗W，爆破的最小抵抗一般為該結(jié)構(gòu)截面較短邊的邊長的一半，最小抵抗的大小也會(huì)直接影響爆破效果。此處W=D/2=35 cm。

6 起爆網(wǎng)絡(luò)

爆破地點(diǎn)是城市的鬧市區(qū)，路面下面有各種市政管道，電纜等，因此需要考慮到感應(yīng)電流、散電電流等的影響，可考慮采用抗干擾性強(qiáng)的非導(dǎo)電多排爆破網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。炮孔裝兩發(fā)雷管，多排孔利用時(shí)間差分段起爆使其到達(dá)原地倒塌。起爆時(shí)兩段用兩個(gè)雷管起爆，中間采取瞬發(fā)雷管的方法進(jìn)行爆破。從引橋開始分段起爆，分為15個(gè)段位，時(shí)差在2～10 HS。

7 爆破安全

7.1 飛石防護(hù)

由于拆除立交橋所涉及的范圍較廣，且立交橋橋墩分散，使得需要爆破的位置較多，因此，飛石的防護(hù)工作顯得尤為重要。爆破過程中，產(chǎn)生飛石的原因主要有立柱部位的爆破、立交橋坍塌過程中鋼筋的彎曲折斷以及橋板的倒塌觸地等。對(duì)此，需要采取有效的覆蓋防護(hù)措施:在橋墩的爆破部位采取多層覆蓋防護(hù)，外層為竹跳板，鐵線捆扎連成一體，近體第一層為草袋，二層為麻袋;另外，還需在橋面下方搭建防護(hù)墻，用于遮擋因爆破而產(chǎn)生的飛石，其高度約為爆破高度的1.5倍;有些商鋪有大面積的玻璃窗戶，則需增設(shè)一層防護(hù)竹跳板。除了有效的防護(hù)措施之外，還需根據(jù)爆破條件，合理確定爆破參數(shù)，嚴(yán)格控制單孔裝藥量，不能過大，這樣才能保證爆破安全。

7.2 爆破震動(dòng)

爆破拆除之前，應(yīng)該測量立交橋周圍最近建筑物與立交橋最大裝藥量爆破位置之間的距離。假設(shè)建筑物所允許的偉大震動(dòng)速度按3 cm/s選取，落振動(dòng)速度計(jì)算公式

式中:V為塌落引起的地面振速，cm/s;R為觀測點(diǎn)至沖擊地面中心的距離，m;M為下落構(gòu)件質(zhì)量，t;δ為地面介質(zhì)破壞強(qiáng)度，一般取10 MPa;g為重力加速度，取值為9.8 m/s;H為構(gòu)件的高度，m;β、Kt為塌落振動(dòng)速度衰減指數(shù)和系數(shù)。設(shè)計(jì)中，最大同段藥量為6根橋墩同時(shí)起爆，經(jīng)計(jì)算爆破震動(dòng)不會(huì)造成危害。

7.3 空氣沖擊波

在爆破過程中，爆破所使用的藥量決定了空氣中沖擊波的強(qiáng)度。為了避免空氣沖擊波對(duì)爆破產(chǎn)生影響，因此應(yīng)嚴(yán)格控制爆破時(shí)所使用的藥量，減小空氣沖擊波所帶來的破壞。

7.4 管線防護(hù)

由于立交橋下埋設(shè)了自來水管、電纜以及通信管線等，所以在拆除立交橋時(shí)需考慮到管線的防護(hù)工作。施工人員在爆破之前須做好準(zhǔn)備工作，根據(jù)各單位所提供的管線埋設(shè)資料，在管線所在區(qū)域地面鋪設(shè)1.2～1.4 cm的鋼板，然后在鋼板上設(shè)置沙包墊，厚約為0.8～1.5 m左右，這樣才能有效防止因爆破對(duì)市政管線所產(chǎn)生的影響。

8 爆破效果

爆破之后，立交橋左右兩邊對(duì)稱倒塌，從東面引橋開始到中央的環(huán)形橋部位逐漸塌落。橋面部分基本破裂成塊狀，爆破過程中產(chǎn)生的飛石沒有飛遠(yuǎn)，使得周圍建筑物沒有受到任何損壞，與此同時(shí)，由爆破產(chǎn)生的震動(dòng)也很小，以爆破為中心方圓40 m外沒有絲毫的震感。因此爆破取得了成功。

9 結(jié)語

通過以上專項(xiàng)方案分析可知，城市立交橋的拆除采取爆破橋墩原地塌落的方法是行得通的。通過采取該爆破方案，達(dá)到橋墩與橋面混凝土可同時(shí)破碎的目的，使得在有限的時(shí)間之內(nèi)能夠加快清理運(yùn)輸?shù)乃俣?，為為該地段提前通車?jié)約了時(shí)間，與此同時(shí)，周邊的房屋設(shè)施也得到成功的保護(hù)。所以為解決橋梁拆除中工作量大以及安全措施方面的問題，采取本方法是較為理想的拆除方式。

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