连续梁跨江危桥应急抢险爆破拆除.pdf

第37卷第3期 2020年9月 Vol. 37 No. 3 Sep. 2020 bMg 1工程概况 由于上游连续暴雨,2018年7月27日四川省 眉山市彭山区岷江大桥部分桥梁结构被洪水冲毁 do i 10. 3963/j. issn . 1001 -487X. 2020.03.015 连续梁跨江危桥应急抢险爆破拆除* 王威T贾永萨J刘翳心,徐华建T陈械心 1.江汉大学湖北武汉爆炸与爆破技术研究院，武汉430056 ； ；2,爆破工程湖北省重点实验室，武汉430056； ； 3.武汉爆破有限公司，武汉430056 摘要结合连续梁跨江危桥应急抢险爆破拆除工程实践，具体介绍了跨江危桥的爆破拆除技术、施工组 织设计和安全保障措施。通过对桥墩、T梁以及桥面各分区间设置合理的爆破延期时间，使桥梁各节点处产 生倾覆力矩，实现“多米诺”骨牌式连续倒塌。充分利用有限的陆地作业平台，利用爆破技术拆除稳定段桥 面结构“推倒”不稳定段桥墩，最大限度地降低作业风险，改善爆破效果。通过监测桥墩偏移位移，搭建跨江 作业平台，组织渡江作业船只，顺利地完成了跨江危桥爆破拆除任务。针对不稳定状态的连续梁跨江危桥， 采用爆破方法可实现安全、高效的拆除目标，可供类似工程借鉴。 关键词连续梁桥；爆破拆除；原地坍塌；应急抢险 中图分类号TU746.5 文献标识码A 文章编号1001 -487X202003 - 0090 - 05 Emerg ency Blasting Demolition of Continuous Beam Bridg e Across River WANG Wei12,3 ,J IA Yong-sheng1,2,3 ,L 1U Chang-bang2,3 ,XU Hua-jian2,3 ,CHEN Zhi-bol,2,3 1 ・ Hu bei Wu h a n Expl o sio n s a n d Bl a st in g Tech n o l o gy In st it u t e o f Jia n gh a n Un iver sit y, Wu h a n 430056,Ch in a；2. Hu bei Key La bo r a t o r y o f Bl a st in g En gin eer in g,Wu h a n 430056,Ch in a； 3. Wu h a n Expl o sio n s a n d Bl a st in g Co r po r a t io n Limit ed,Wu h a n 430056,Ch in a Abstract Combining with eng ineering practice of emerg ency blasting for continuous beam bridg e, the unsafe bridg e blasting technolog y, construction org anization desig n and safety assurance measures were introduced. By setting reasonable blasting delay times between the bridg e piers,T-beams and bridg e deck,the overturning moment was g enera ted at each bridg e node to make a continuous domino collapse. The blasting technolog y used the stable section bridg e deck to demolish the unstable pier,which could make full use of the limited land plat,minimize operation risk and improve blasting effect. By monitoring the bridg e pier displacement, building the operation plat across the river and org anizing the ships to cross the river,the bridg e demolition was successfully completed. This blasting can real ize a safety and efficient demolition targ et to unsafety bridg es,which can be used to some similar projects. Key Words continuous beam bridg e ； ； blasting demolition ； ； vertical collapsing ； ； emerg ency rescue 如图1,因应急处理及时得当，大桥垮塌并未造成 人员伤亡。由于预留原桥构件无法满足安全使用要 求，存在较大安全隐患,为保障周边环境安全、确保 航道通畅、防止二次坍塌，需尽快进行桥梁拆除。 1.1周边环境周边环境 岷江大桥东侧为江口镇，西侧为彭山县城。对 垮塌桥梁墩柱由西向东进行编号，大桥2桥墩距离 城南郡小区为71 m,大桥12桥墩距离东侧最近一 收稿日 102020 - 04-15 作者简介王 威1986-，男,工程师，主要从事爆破工程、采矿工 程等方面研究与应用工作， ，E-mail434347099 qq. como 基金项目住房和城乡建设部科学技术计划项目2017-k5-005； ；武 汉市创新人才开发资金资助项目 第37卷第3期王 威，贾永胜,刘昌邦，等 连续梁跨江危桥应急抢险爆破拆除91 层民房距离143 m,距离桥头三层民房距离为 168 m,距离江口加油站距离为174 mo大桥1桥台 下分布有一根裸露的供水管线和埋深1・5 m的天然 气管线。岷江大桥周边环境示意图如图2所示。 图1岷江大桥垮塌后现状 Fig . 1 Actuality of Minjiang river bridg e after collapse 12桥梁结构桥梁结构 岷江大桥全长494. 79 m,桥宽12.5 m,垮塌后 剩余桥梁全长360 m如图3所示。上部结构采用 13 x30 m预应力混凝土简支T梁;预应力混凝土简 支T梁宽2. 5叫高1.75叫腹板宽0.16 m,马蹄宽 0.4 mo桥幅由5片T梁构成。大桥采用桥面连续 简支结构体系,1号台及5、9、13号墩顶设置橡胶伸 缩缝。 大桥下部构造采用明挖基础和钻孔灌注桩,设 计为双柱式桥墩、桥台，其中2〜5号、12 16号桥 墩接明挖扩大基础,6-11号墩接冲孔桩基础。墩 柱为2根直径为1.3 m的圆形柱。 图2周边环境示意图（单位m） Fig . 2 Scheme of blasting surrounding s（unit m） 图3岷江大桥立面图（单位cm） Fig . 3 Elevation of Minjiang river bridg e （unit cm） 13施工难点施工难点 1 大桥两岸分布有居民区和市政管线等设 施，周边环境较为复杂。 2 桥体部分垮塌，残余部分结构刚度受到破 坏，桥体受力不明确，易发生次生灾害。13墩处于 不稳定状态,12墩稳定性受到影响,施工过程中要 随时观察，确保施工安全。 3 受上游来水影响,岷江水位变化大,桥下江 水湍急,9〜13桥墩处水深1.5〜4. 5 m,钻爆作业 及爆破安全防护难度大。 2总体方案 由于大桥本身属于简支连续梁桥,整体性较差, 且桥梁已被水毁，目前受力状况不明朗，桥梁整体和 局部稳定性的维持是必须详细周密考虑的核心问 题,也是本桥梁能否安全完成拆除任务的关键O 根据大桥的结构特点、周边环境以后期打捞要求，选 取爆破拆除与机械拆除相结合的方案 92爆破2020年9月 1 2 13墩和上构采用爆破方式进行拆除， 采用“逐跨原地坍塌爆破拆除”的总体方案。 2 1墩和1〜2之间上构采用机械切割吊装 方式进行拆除,14 18墩和上构采用机械破碎方 式进行拆除。 2.1施工方案选择施工方案选择 由于13桥墩已经倾斜，处于不稳定状态，在施 工过程中采用全站仪对桥墩进行位移监测，以确保 施工过程的安全。岷江大桥桥面和水面地面高 差为915 m,人员施工和机具作业极不方便，且危 险程度高,为便于后期打捞转运要求,施工前先对各 个墩柱及简支T梁马蹄对应桥面位置进行定位,从 桥面上对9 12桥墩间内侧简支T梁进行钻孔 最外侧两个T梁不进行钻孔。对处于河床上的 墩柱搭设双层竹排架,对处于江水中的9 12墩 柱搭设双层钢管架，钢管架采用扣件紧扣于桥墩四 周，铺上踏板后形成多层作业平台。对于9和10 桥墩在江中搭设钢管架走廊及栏杆，作为行人及材 料运输平台，对于11和12桥墩，采用船只运输材 料和人员。排架搭设和材料运输平台如图4所示。 图4排架和材料运输平台搭设示意图 Fig . 4 Schematic diag ram of shelving and material transportation plat 2.2爆破参数爆破参数 桥墩的炮孔布置采用2-3-2梅花形水平钻孔, 为了改善锥形体桥墩基础的破碎效果,对基础进行 松动爆破，对锥形体基础布设12个倾斜孔,炮孔布 置和装药结构图如图5所示冋。 堵塞段 药包 药包 导爆管雷管导爆管雷管 cn 药包 空气间隔段 - - - - - - - - - - - - 塞 药包. /X/X /X/X /X/X /X/X /X/X /X/X 图5炮孔布置及装药示意图（单位mm） Fig . 5 Schematic diag ram of blast-hole arrang ement and charg e（unit mm） 系梁采用从上至下垂直布置单排孔的方式,孔 面对T梁钻凿单排垂直孔，孔距2 m,炮孔深度为 距0.5 m,孔深为70 cm,单孔装药量为400 g。从桥 1.4 m,各构件爆破参数如表1所示。 表1爆破参数表 Table 1 Blasting parammeter 构件 名称 构件尺寸/最小抵抗线孔径/ cm w/ cm mm 孔距 a / cm 排距 b/c m 孔深 1/ cm 单耗/ （g m-3） 单孔药量 q/ 布孔方式装药结构 桥墩01302540303595/1002365如图5梅花形布孔连续、间隔装药 系梁70 x 100354050-701143400单排布孔连续装药 T梁-2040200-140857300单排布孔三段间隔装药 2.3起爆网路起爆网路 为确保安全准爆，采用孔内装MS17段 1200 ms导爆管雷管、孔外MS9段310 ms导爆 管雷管逐跨接力延时的起爆网路。由于13桥墩处 于倾斜不稳定状态，且该处水深4 m,水流湍急，机 械无法安全进行破碎作业,为了达到业主要求的爆 破后13桥墩倾覆于水面以下,采用将9〜13连续 桥面延迟于12桥墩310 ms时间起爆。各桥墩和桥 面的起爆时间如表2所示⑼。 第37卷第3期王 威，贾永胜,刘昌邦，等 连续梁跨江危桥应急抢险爆破拆除93 表2爆破延期时间表单位ms Table 2 Blasting delay-time unit ms 桥墩号234567891011129〜12T梁、桥面 响序123456789101112 孔外雷管起爆时间/ms031062093012401550186021702480279031003410 孔内雷管起爆时间/ms120015101820213024402750306033703680399043004610 3爆破安全防护 3.1爆破飞石防护爆破飞石防护 为了降低爆破飞石的危害，所有爆破桥墩先捆 绑1层竹排，竹排外侧再用2层红地毯进行包裹。 并在双层排架外悬挂双层竹笆,桥面炮孔采用采用 沙袋压在炮孔上进行防护，全桥从桥面向下放置 2层密目黑网至地面,并在地面采用沙袋压住进行 固定。 3.2触地振动控制触地振动控制 由于在第1跨桥体切割吊装后,爆破桥体距离 供水管、天然气管道、大堤以及居民区的距离有 35 m以上,为降低塌落振动效应的危害，采用逐跨 接力延时的起爆网路，采用分段分区使构件依次触 地来控制塌落振动。并在供水管、岷江大堤以及城 南郡小区设置TC-4850测振仪进行振动监测。 4爆破效果 整个大桥的爆破拆除施工共用io d时间完成, 施工过程中克服了多次上游突降大雨导致的洪水, 安全顺利的完成了爆破准备工作。起爆后大桥由彭 山区岸向江口镇岸逐跨坍塌图6，爆破获得了圆 满成功，达到了预期的爆破效果，消除了二次坍塌的 安全隐患，保证了岷江的航道畅通。 图6爆破过程 Fig . 6 Blasting process 1 爆破后2 12桥墩破碎效果较好,桥面构 件落在河床上,2〜8T梁及桥面在弯曲荷载的作 用下部分折断破坏。 2 由于桥梁在桥墩处是通过支座与主梁连 接,13桥墩在9〜13连续T梁和桥面的扯动下, 倾倒于水面下,达到业主方要求。 3 爆破飞石在可控范围内,通过爆破后观察, 经过防护,2 8桥墩飞石分布在15 m范围内， 913桥面构件飞石分布在35 m以内，未对周边 环境造成损坏。 4 供水管基础处振动测试数据为0.26 cm/s, 岷江大堤处振动测试数据0. 17 cm/s,爆破振动及 触地振动未对周边构筑物造成破坏。 5几点体会 1对于部分结构破坏的建构筑物抢险拆 除,由于残余部分结构刚度受到破坏,受力不明确, 易发生次生垮塌灾害，采用爆破方法拆除危险建 构筑物是非常安全和高效的一种方法,相对于机 械拆除法，有着较大的优势。 2 采用纵向逐跨倒塌爆破技术，能使桥梁结 构在塌落过程中逐步触地，减小塌落震动对周边环 境的影响。 3 合理的加大各跨之间的爆破延期时间，可 使桥梁各节点处产生弯矩,充分利用桥面结构剪切、 拉伸作用来改善爆破效果。 参考文献参考文献References [1] 张勤彬，程贵海,刘思远，等跨航道桥梁的爆破拆除 [J].爆破,2018,35478-83. 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