高速公路改扩建工程中原有天桥利用的关键技术研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇高速公路改扩建工程中原有天桥利用的关键技术研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要:本文结合工程实践对高速公路改扩建工程中原有天桥利用的关键技术问题进行了研究探讨,可供同类工程参考。

关键词:高速公路;改扩建工程;天桥;利用;拆除;保通

中图分类号:U412.37+3.3　文献标识码:B　文章编号:1008-0422(2010)04-0134-03

1、概　述

随着我国经济的高速发展,现有的双向四车道已不能适应交通量增长的要求,其加宽工程也随之逐渐进行。在高速公路加宽的过程中,在原有的高速公路上存在着大量的上跨天桥。其跨径与原有的高速公路路基宽度相适应,但对加宽后的高速公路是不适应的,如何利用原有的天桥目前还是一个新课题,对避免浪费及环保等方面具有较为广泛的现实意见。在高速公路改扩建工程中对原有天桥的关键问题主要有利用、拆除和保通等。本文结合工程实践根据高速公路的加宽方式和天桥的桥型型式,指出哪些桥型在哪种加宽方式上是可以利用的及利用的方式。对于不能利用的必须拆除的天桥结合桥型指出了相应的拆除方案,同时也提出了保通方案。

2、天桥的利用、拆除及保通原则

在原有的高速公路上存在着大量的上跨天桥,如果一概拆除,将会有大量的圬工需处理,对环保是相当不利的,对一些结构完好、使用良好的天桥也是一个巨大的浪费,同时在拆除过程中对高速公路的正常营运也带来了相当大的影响。上跨天桥的改造直接影响到老路的正常运营,原则是既要保证高速公路畅通,又要保证沿线群众正常的生产生活。尽量少拆或不拆原有天桥,部分利用接长的天桥,因此对于原有高速公路的天桥应结合桥型特点采用“利用”的原则,通过改造加以利用对于由于桥型特点及路基宽度等因素不能加以利用必须拆除的天桥应坚持如下原则:最大限度降低对当地群众生活的影响、防止破碎物飞溅、保护使用中的公路设施完好、确保通行车辆的行车安全。

由于上跨天桥承担着地方的交通运输任务,天桥的拆除必然影响地方的交通。为了将对地方交通的影响降低到最小的程度,因此在天桥拆除过程中做好保通方案是十分必要。在制定保通方案时应遵循“安全”、“畅通”、“保证质量”、“确保进度”、“效益最佳”原则,即保障施工车辆和施工人员的安全;保证原有通行车辆的畅通:保证施工期间不对原有设施造成不利影响;确保施工进度,尽量减短施工周期;选择最经济的实施方案。

3、天桥利用方案

高速公路上跨天桥桥型主要形式为斜腿刚构、固端梁、空心板、现浇连续梁。如图1-4所示,在考虑天桥利用方案时应结合桥型方案及高速公路的改扩建方式,分别采用加长、拆除原位修建、拆除移位修建、新建等设计方案,以满足沿线群众工作生活和出行要求。下面结合具体的高速公路改扩建方式及桥型方案对天桥的利用方案进行详细说明。

3.1　单侧整体式加宽段天桥设计

空心板结构天桥一般均在老路中央分隔带设有桥墩,只要没有出现危及安全的问题且净空满足要求,而且所在位置也不需要进行中央分隔带封闭处理以满足车辆变更车道要求的情况下,可考虑采取加长天桥的设计方案。以跨径组合为2×20m的天桥为例,如图5所示,只需拆除主线拼宽侧的一半天桥,在新的中央分隔带位置重布桥墩,以一孔跨径为13m的空心板A与没有拆除的天桥相接,再接一孔跨径22m的空心板B跨越单侧加宽的新建半幅,然后利用老空心板C与新桥台连接。

对于斜腿刚构、固端梁、连续梁等超静定结构,一般都在挖方路段,如果考虑利用,路线需要分离。根据洛三路初步设计中为利用老天桥而做分离式路基方案分析论证的结果,以LKl7+247处斜腿刚构桥为例,见表1和表2所示。

从以上分析可以看到对于斜腿刚构、固端梁、连续梁等超静定结构拆除重建方案比采用分离式路基的优势明显,因此对斜腿刚构、固端梁、连续梁等超静定结构采用拆除重建方案。

3.2　单侧分离式加宽段天桥设计

单侧分离式加宽段,新老路基相距较远,一般不受老路天桥控制,仅需按照新建项目要求设置天桥即可,根据主线路基宽度、填挖高度、交角、引线情况,天桥可采用(15+25+15)m、(24+34.4+24)m现浇连续梁等小跨径结构形式。

3.3　双侧整体式加宽段天桥设计

双侧整体式加宽段,双侧拼宽后的主线路基顶宽为41-42m,而老路天桥是按照24.5-26m主线路基顶宽设计,跨径较小或者为斜腿刚构等超静定结构桥,原位加长比较困难,均应拆除重建。综上所述,对于空心板结构的天桥当采用单侧整体式加宽时可考虑利用,对于斜腿刚构、固端梁、连续梁等超静定结构当采用单侧整体整体式加宽时拆除重建更为经济和安全。对于双侧整体式加宽段天桥均需拆除重建。对于单侧分离式加宽段天桥,原有的天桥不再拆除。

4、天桥拆除方案

当天桥经论证不能利用时,原有的天桥必须拆除。天桥所跨越的高速公路一般交通量非常大,因此在考虑拆除方案时必须既要保证不对高速公路造成损伤,又要保证施工安全。拆除方案应尽量缩短施工时间,以减少对高速公路正常运营的影响,施工方案还应考虑拆除圬工的处理,以减少对环境的污染。

4.1　空心板结构天桥拆除

拆除程序从上向下进行施工,分层次进行拆除。对于拆除一半进行加长的空心板桥,参考图1,其拆除顺序为:首先做好临时改路或搭建临时便桥被拆侧主线路基上、天桥下搭设钢管支撑架布设防坠网凿除天桥护栏、铺装起吊、转移空心板C凿除桥台盖梁、合身设置新桥墩、桥台及盖梁吊装空心板A、B、C重做桥面铺装、护栏等附属结构一拆除防坠网、钢管支撑架。

4.2　斜腿刚构、连续梁、固端梁天桥拆除

此类超静定结构的天桥,整体受力性强,保证拆桥过程中整体和局部的稳定性,是必须详细周密考虑的核心问题,也是天桥能否安全、文明、按期完成拆除的关键问题所在。

4.2.1　满堂支架拆除

桥下搭设满堂支架,采用凿岩机对桥体逐步破碎、逐段切割钢筋、逐步清理圬工。该方案优点在于施工技术简单,可操作性强,可以多台机械同时进行。缺点在于满堂支架的架设占用时间长,中断高速公路主线交通时间长。沪宁路改扩建工程部分桥跨采用了满堂支架拆除方案。

4.2.2　定向爆破整体拆除

采用定向爆破方案时,要求爆破后整座桥爆堆垂直向下坍塌,便于桥梁解体及爆后及时清理,并确保周围房屋及公共设施的安全。在爆破前搭设安全防护棚,挂安全防护网,在桥面上铺设湿草袋,把爆破飞石控制严格控制在允许的范围内。对于爆破点附近的地下管线,通过多打孔、少装药、分散装药、微差起爆、空中爆破等主动措施,控制爆破振动。考虑到地下管线的重要性,为减少桥体逐段塌落;中击振动的影响,在管线韵上方铺设车道板,并在车道板上覆盖装土的草袋。在路面上铺设革袋,

在草袋上铺设车道板。在爆破前,在车道板上铺设草袋,以缓冲桥体塌落时对车道板的冲击。使用车道板不仅可以达到爆破时保护路面的目的,而且机械设备可直接在上面通行,便于后面的清渣施工。对于附近的通讯电缆应在爆破前搭设安全防护棚,对电杆及电缆部位适当加强,在电杆根部用装土草袋进行加固,增加电杆的抗冲击能力。此种拆除方法工期较短,容易操作,缺点就是爆破时碎块飞溅,安全防护较为复杂,需要中断一段时间的高速主线交通。上海市杜新路人行天桥拆除即采用定向爆破整体拆除方案。

4.2.3　分段、分块切割拆除

本方案采用桥梁底部搭设钢管支撑柱,用切割机进行切割分段、分块,并将混凝土块件吊离外运,场外用机械破碎解体,从而可以保证桥下高速公路的照常通行。福银(G70)、鹰瑞两高速公路共线段的尧坊人行天桥(单跨钢筋砼板拱)拆除,就是采用的这种方案,他们利用上海HlLT-LP32/TS32喜利得液压墙锯和WSS绳锯切割系统钢筋混凝土先进的切割技术,将桥面像豆腐一样分块切割,然后分块吊装,见图6-7所示。这种拆除方法工序稍多,但不会中断高速主线。

4.2.4　机械破坏性拆除

采用机械拆除方案是根据桥体结构机械逐步破坏受力点,控制桥体下落速度,使桥体缓慢下落,对路面破坏性小:同时在对路面产生破坏的落点采用保护性措施,避免破坏路面,这样对中央隔离带内各类管线不会造成任何损伤;在时间上,拆桥和封路可同时进行,封路时间大大缩短,能给保证限制时间内顺利完成拆除工程。其特点是采用机械逐步破坏受力点,使桥体逐段破坏,桥体依次下落到桥下事先填筑的土体上,依靠土体减轻桥体对路面的冲击,保护路面。在覆土上切割桥体,吊卸砼块。在砼块吊卸完毕后,将覆土进行清运,然后人工清扫冲洗路面,恢复交通。这种拆除方法施工工期短,造价低,控制桥体下落是拆除的关键,但缺点是需中断一段时间的高速主线交通。连霍郑洛路改建工程上跨天桥拆除采用此种方案。

5、保通方案

由于上跨天桥承担地方交通,同时桥下高速公路承担着主干线的交通,因此其在拆除过程中的保通是十分重要。高速公路改扩建,几乎都不可避免地会对老路正常通行及沿线群众出行产生干扰,如何把这种影响降到最小,是保通方案设计的重点。天桥的设置与群众的生活和利益息息相关,天桥拆除更应该做到统筹安排、精心组织。保通方案牵涉的具体项目很多,需要多个部门通力合作,这里仅对与天桥施工工点有关的保通方案进行介绍。

5.1　天桥施工工点的道路保通方案

(1)第一阶段是在天桥施工点设置临时防撞隔离设施,在相应的路段设置临时限速、施工标志、区域路网交通标志,及时通告道路情况,安排一到二人作为交通安全观察员,负责指挥车辆。

(2)第二阶段是在安全界面内,进行天桥拆除施工。为防止非施工人员进入施工区,将在施工区围起警戒带,并派专职人员把守,严禁任何人在桥下停留或通过。任何进入施工区的人员必须戴安全帽。高空作业,施工人员必须系安全带。为保证施工安全及其他意外情况发生,拆除工作安排在白天施工,晚上停止施工。当上跨桥与居民点或与当地通行便道相隔不足500m时,应采取临时隔音墙和安全防护棚,以减少施工噪声、粉尘对人体的伤害。拆除的渣块不得随意倾倒,要集中处理,要强化人本理念,保护环境,文明施工。

(3)第三阶段是在天桥施工完毕后,撤销临时防撞隔离设施、标志及其它临时措施,恢复车辆的正常通行。

5.2　天桥引线保通

高速公路跨线天桥是附近村庄、城镇出行的必经之路,天桥拆除重建势必会对两侧居民出行造成很大影响,甚至无法通行。

5.2.1　改路绕行保通方案

对于需要在原位加长或者原位拆除重建的天桥,若其前后各500m范围内有其他天桥、分离式立交桥或者通道.且地形条件允许的话,可考虑临时改路绕行跨越高速公路。

(1)何沟天桥的保通方案

洛三高速RK24+697何沟天桥(空心板结构,原位加长)与RK24+318上杨沟天桥(斜腿刚构,移位重建)相距只有379m,两天桥之间的地形起伏不大,则在加长何沟天桥时,可先在紧邻新的高速公路占地界外侧铺筑一条长379m长的临时道路,何沟村及附近居民可以沿此临时道路绕行至上杨沟天桥即可跨越高速公路,如图8示意。开工前,应通过有效媒介方式施工通告,做好群众思想工作,以免阻工现象发生。

(2)张寨-黄河大学上跨天桥的保通方案

张寨-黄河大学上跨天桥位于郑州市索凌路与连霍国道主干线刘江至西南绕域高速公路交汇处,是连接皋村和以北的大学城与郑州的重要干道,必须进行合理的导流保通。在该区域中,文化路与连霍公路交汇于K11+450文化路分离式立交(2-18钢筋混凝土框架刚构)。丰庆路与连霍交汇于K11+695.54(1-6×3.5m钢筋混凝土盖板通道),该通道宽6.5m,净高3.5m,能满足一般机动车辆和公交车辆的通行。K102+283张寨一黄河大学上跨天桥桥东侧25mK102+258处有一个4×2.2m的钢筋混凝土盖板通道,可以过往行人、非机动车辆和部分小型机动车辆。根据索凌路周围的具体情况,实施了以下的交通导流方案:拆除张寨一黄河大学上跨天桥施工时,立交桥东侧25m处,桩号为K102+258的4×2.2m的钢筋混凝土盖板通道保持正常通行,该通道可以过往行人、非机动车辆和部分小型机动车辆。拆除工程的施工区用围挡板完全封闭隔离,围挡板四周悬挂警示灯,并安排专人负责每天晚上开启,在施工封闭区前50m设标志牌(前方施工,请绕行)。索凌路由南向北分流,可从索凌路与新柳路交叉处(图9中B点)经新柳路、丰庆路,穿过连霍高速公路,经皋村乡村道路绕行到索凌路(图9中A点)。也可从索凌路与新柳路交叉处(图9中C点)经新柳路、金杯路,穿过连霍高速公路,经皋村乡村道路绕行到索凌路(图9中D点)。对于极少出现的过往索凌路上的超高型机动车辆(高度≥3.5m),需绕行到文化路上,因丰庆路的通道桥K101+695.54净空只有3.5m,具体绕行路线是由南向北车流从新柳路绕至文化路,再从皋村中绕回到索凌路,由北向南车流从皋村中绕至文化路,再从新柳路绕回到索凌路。拆除张寨一黄河大学上跨天桥主桥后就要将其桥头引道土方清运出去,还要做高速公路路基加宽和通道下穿施工,需要的施工作业面积将要增大,距离它很近的K102+258的钢筋混凝土盖板通道必将不能正常通行。考虑到张寨一黄河大学上跨天桥附近的连霍高速公路两侧均为大面积的温室菜园,为减少当地村民的绕行距离,造成当地村民日常生产、生活之间的矛盾,在路基红线范围内,紧靠路基红线,修筑一条生产、生活道路。修筑的生产道路标准为宽5.5m,能过往机动车辆,不颠车、不扬尘的中等级道路,以确保村民的日常通行。本方案在连霍郑州段改扩建工程已实施,保证了上跨天桥的顺利拆除,取得了良好的效果。

5.2.2　临时便桥保通方案

如果天桥引线道路等级较高,周围地形起伏较大,通过前述改路绕行方案跨越高速公路比较困难,就需要采用临时便桥保通方案。临时便桥可分为两种,一种是利用老天桥作为临时便桥,比如RK24+318上杨沟天桥,原为(1×54.67)m斜腿刚构,设计为移位、重建(18+2×30+18)m连续梁,待新桥建成后,再拆除老桥。另一种是在待拆天桥附近的合适位置搭建临时便桥跨越高速公路,然后天桥引线改道与临时便桥连接,再拆除老桥、重建新桥,最后天桥引线改回与新桥顺接,拆除临时便桥即可,如图9示意。天桥拆除应严格按照前述主线保通方案要求进行,临时便桥两侧100m外设警示标志、限载限速标志,并派人24小时守护,预防事故发生。

6、结　语

在高速公路的改扩建工程中,由于天桥的数量众多,如何利用原有的天桥是一个崭新的课题。本文将在高速公路改扩建工程中有关原有天桥利用的关键性技术问题结合工程实践向同行做一介绍,以供参考。

参考文献:

[1]洛阳至三门峡(豫陕界)段改扩建工程初步设计,2009-07

[2]谭灵等,控制爆破法拆除拱形跨线桥,工程爆破,2002-03

[3]何华兴等,福银鹰瑞共线段尧坊人行天桥正在拆除重建,江西鹰瑞高速网,2009-03-14

[4]连霍郑州段改建工程上跨天桥拆除工程施工方案,2009-11-08

[5]陈跃进,高速公路改扩建工程保通方案的研究,交通标志化,2007(11)

[6]梁红凯,张寨-黄河分离式立交桥拆除施工及保通方案,建材与装饰,2007-09

[7]河南高速连霍郑洛段改建工程项目部.连霍高速郑州至洛阳段改扩建工程保通方案,2009-06