下承式80+m拱肋公路桥组合爆破拆除技术.pdf

第2 7 卷第1 期 2 0 1 0 年3 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 7 N o ．I M a r ．2 0 1 0 D O I 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 1 0 ．0 1 ．0 1 9 下承式8 0m 拱肋公路桥组合爆破拆除技术 池恩∥ 1 ．武汉理I 大学资源与环境工程学院，武汉4 3 0 0 7 0 ；2 ．贵州新联爆破工程有限公司，贵阳5 5 0 0 0 2 摘要老永保桥是3 2 0 国道跨越澜沧江的1 座公路主桥梁，该桥为柔性纵梁的下承式肋桥，主拱圈与连 续梁构成拱梁结构，主拱由2 条钢筋混凝土拱肋组成，每条拱肋分为9 段预制，用缆索吊装，桥的结构复杂， 构件几何尺寸大，加之澜沦江水流湍急，施工难度大，针对该桥的结构特点采用钻孔爆破并辅以水压爆破的 综合拆除技术，通过工程实践，爆破效果很好，其拆除技术和参数选取可以供同类工程借鉴。 关键词钻孔爆破；水压爆破；公路桥；复杂结构 中图分类号T I 2 3 5 ．1文献标识码A文章编号1 0 0 1 - 4 8 7 X 2 0 1 0 0 1 0 0 7 2 0 5 T h e8 0 mU n d e r - s u p p o r t e dA r c hR i bR o a dB r i d g eC o n s t i t u t e B l a s t i n gD e m o l i t i o nT e c h n o l o g y C H IE n ．n 凡1 2 1 ．S c h o o lo fR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g ，W u h a n U n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，W u h a n4 3 0 0 7 0 ，C h i n a ； 2 ．G u i z h o uX i n l i a nB l a s t i n gE n g i n e e r i n gL i m i t e dC o r p ，G u i y a n g5 5 0 0 0 2 ，C h i n a A b s t r a c t T h eo l dY o n gB a oB r i d g ei sam a i nB r i d g eo ft h eG 3 2 0a c r o s s i n gL a n c a n gR i v e r ，w h i c hi st h et h r o u g h b r i g d ew i t hf l e x i b l el o n g e r o na n di t sa r c h e dg i r d e ro fm a i na r c hr i n ga n dc o n t i n o u sg i r d e r ．t h em a i na r c hi sc o m p o s e d c o n t i n u o u s l yo ft w oa r c hr i bo fn i n ep r e c a s tr e i 血o m e dc o n c r e t e ，w h i c hw e r ef i x e db yc a b l ec r a n e ．O w i n gt ot h ee o m p l e x i t yo fb r i d g es t r u c t u r ea n dl a r g e - s i z eo fc o m p o n e n t ，a n dt h er a p i do fL a n c a n gR i v e r ，t h es i t ec o n s t r u c t i o ni sv e r y d i f f i c u l t ．I nc o n n e c t i o nw i t ht h es t r u c t u r ec h a r a c t e r i s t i c ，t h ed r i l l i n ga n db l a s t i n gw i t ht h eh y d r a u l i cb l a s t i n gW a s c h o s e d ，t h r o u g ht h ep r a c t i c e ，t h eb l a s tr e s u l t si sv e r yg o o d ，S Ot h i sd e m o l i t i o nt e c h n o l o g ya n di t sp a r a m e t e r ss e l e c t i o n c a np r o v i d ea g o o de x a m p l ef o rs i m i l a re n g i n e e r i n g ． K e yw o r d s d r i l l i n ga n db l a s t i n g ；h y d r a u l i cb l a s t i n g ；h i g h w a yb r i d g e ；c o m p l e xs t r u c t u r e 1工程概况 老永保桥于1 9 7 1 年5 月建成通车。是3 2 0 国 道 旧称滇缅公路、昆畹公路 跨越澜沧江的l 座主 桥梁。该桥梁桥身长1 6 2m ，桥面行车道宽7 ．0m ， 人行道宽2 ．1m ，主孔为下承式8 0m 肋拱桥，左岸 2mx2 4m 连续梁，右岸1 孔1 8m 斜梁。该桥为柔 性纵梁的下承式肋拱桥，主拱圈与连续梁构成拱梁 结构，主拱圈的推力分别传至两岸桥台。保山岸 右岸 由斜梁和1 个桥墩支承轴力，永平岸 左岸 收稿日期2 0 0 9 1 0 2 9 作者简介池恩安 1 9 6 8 一 。男，武汉理工大学资源与环境工程学院 博士生．E m a i l e h i 8 8 8 8 s i n a ．c o r n 。 主拱的竖向力由2 个桥墩支承，再由水平推力通过 2 孔连续梁传到后台岩基。 主拱由2 条现浇钢筋混凝土拱肋组成，并且从 桥面至拱顶的拱肋的几何断面尺寸逐渐变小，桥面 处拱肋断面为1mx1 ．5m ，拱顶处拱肋断面为 O ．5mx 0 ．8m ，每条拱肋分为1 8 段，其中从桥面起 始3 段为空腔箱梁，壁厚0 ．2 5m ，其余各段为实心 体，桥拱与桥面梁采用吊杆连接，每条桥拱有1 7 组 吊杆，每组4 根吊杆，吊杆直径4 8m m ，为德国进口 材料。拱桥部分的桥面梁的断面为0 ．4mx 0 ．4m ， 桥面板为现浇结构，厚度0 ．2 5m 。 3 个桥墩均为V 型结构，上、下游侧面为直线面 结构，内侧为斜线面结构，其中l 号桥墩厚lm ，2 、3 万方数据 第2 7 卷第1 期池恩安下承式8 0m 拱肋公路桥组合爆破拆除技术 7 3 号桥墩厚1 ．5m 。左岸的连续梁断面尺寸为0 ．8n l 2 ．2r f l ，桥面板厚度0 ．3m 。 经现场查勘，老永保桥桥拱完整，未发现裂缝， 桥面沥青层老化，局部有坑塘，桥台表面有剥落现 象。水面已经淹没桥底座，只露出桥墩，施工前水位 离桥面9 ．1m 。江中心水深7m 。桥的两岸是高山 峡谷，右岸下游2 0 0m 有4 栋民房，民房位置低于桥 面高程，左岸半山腰有1 栋民房，离桥体水平距离 5 0r n ，垂直距离7 5I l l 。因下游的小湾电站即将下闸 蓄水发电，为不影响库区以后的通航，业主拟拆除该 桥 新桥已在该桥上游4 0 0m 处修建 。爆破桥体 现场情况见图l 所示。 况，工程要求一是考虑到小湾电站将在7 月初下闸 蓄水，而且正值丰水期，上游雨水丰富，该河段自然 水位上涨很快，要求在进场后7d 内必须拆除该桥 即7 月份以前 ；二是考虑到该水域以后的通航安 全，要求爆破后爆渣露出爆破时水面高程必须控制 在2m 以内；三是右岸离桥面高程7 0m 的半坡上有 改建的3 2 0 国道通过，而该路段自然岩体风化程度 很高，山体稳定性差，需保留右岸桥墩 3 号桥墩 起 支撑作用以预防附近山体滑坡；四是必须确保两岸 附近民房和3 2 0 国道的安全。 3 爆破技术方案 ’ 对大桥进行受力情况分析可知，永平岸 左岸 的竖向力主要由1 号墩、2 号墩提供，保山岸 右岸 的竖向力主要由拱肋的竖向分力及3 号墩提供，为 确保桥体顺利坍塌，必须充分破坏桥体的支撑部位 和与保留部分间的连接部位，即左岸的1 号墩、2 号 墩、桥台处的连接梁、右岸3 号墩内侧的拱肋，同时， 为了使桥体充分破碎，降低桥体垮塌后爆渣在江中 图1 桥体现场隋况 的堆积高度，对2 条桥拱上共1 2 节空腔箱梁部分及 F i g ．1 C o n d i t i o no ft h eb r i d g eb o d y 空腔间的实心部分 吊杆与桥拱连接部位 、拱桥中 2 工程技术要求 篙曩墨主暮霪蓑鬈羹i 雾鹜警鑫淼 考虑到大桥所处位置的特殊性和两岸的地质情 所不””o 拆除范围线 4 工程难点 图2 桥体结构及爆破区域图 单位m F i g ．2 S t r u c t u r ea n dd e m o l i s hs c o p eo ft h eb r i d g e u n i t m 根据现场实际情况和拆除要求，施工难点主要 体现在以下几个方面一是桥墩部分已被水淹没，而 且水流湍急，经多次实践，在短期内从左岸向2 号桥 墩搭设施工通道非常困难，同时搭设2 号桥墩的作 业平台也非常困难，使得2 号桥墩的钻孑L 和装药作 业环境很差；二是桥体构件尺寸大，钢筋密，混凝土 强度高。成孔难度大；三是考虑到该桥的整体稳定性 和作业安全，不能象其它拆除爆破在爆前对关键部 位进行试爆以校正孔网参数和炸药单耗；四是该桥 为柔性纵梁的下承式肋拱桥，结构复杂，要完全满足 技术要求，必须认真分析该桥的受力特点，在确保桥 体坍塌的同时还要充分破碎，控制好爆渣的堆积高 度，以满足以后的通航安全要求。 5 爆破施工 1 1 号桥墩、2 号桥墩的炸高直接影响到桥体 万方数据 7 4爆破2 0 l O 年3 月 爆破后爆渣在江中的堆积高度，因此尽可能对2 桥 墩的炸高取大值，根据作业平台的搭设情况，2 桥墩 炸高取4m 2 桥墩露出水面高度是7m ，布梅花型 水平孔。从桥面搭设软梯至2 号桥墩，用钢管、竹跳 板、木板搭设稳定施工平台。桥墩爆破切口示意见 图3 所示。 均卜 ．7 5 弋／ 笏蕊司 到。舶阻 图3 桥墩爆破切口示意图 单位m F i g ．3B l a s t i n gc u td i a g r a mo ft h eb r i d g ep i e r u n i t m 2 对桥拱的空腔部分采用水压爆破技术，以确 保桥拱部分的爆破效果，满足整个桥体柔性坍塌要 求。见图4 所示。 图4 水压爆破位置图 F i g ．4 L o c a t i o no fw a t e rp r e s s u r eb l a s t i n g 每拱梁有6 跨为箱梁结构，薄壁容器薄壁厚2 5 c m ，容器截面可以看成长方形，长2 ．0m ，厚1 ．0m 。 对于该类型的薄壁结构，如采用钻孔爆破，钻孔位置 复杂，钻孔数量多，而且钻孑L 很不安全。水压爆破与 钻孔爆破不同之处在于它并不使炸药能量直接作 用于欲破坏的固体介质，而是用水作媒介，把炸药能 量传递过去，这种方法不需要常规的钻孔作业，因此 大大减少钻孔耗费的时间，但是使用这种爆破方法 是箱梁容器必须具备盛水的条件。根据桥梁结构图 纸和爆破类似桥梁的经验，可以采取封堵，持续注水 等方法，达到水压爆破的条件。因此，对桥拱箱梁， 采用水压爆破法进行拆除，在敷设药包和注水前，先 进行试水，找出渗水和漏水的孔洞位置，采取补漏和 防漏的措施。 采用水压爆破冲量准则公式 Q K M K K 6 “6 尺“4 式中，Q 为单个药包的质量，k g ；K M 为材质系数，本 工程按C 3 0 钢筋混凝土取0 ．2 2 8 ；K 为破坏程度系 数，本工程采用加强松动爆破取1 0 ；K 为为修正系 数，按照6 ／R 计算查表取1 ．2 3 3 ；6 为等效壁厚。、对 一一／厂下、 于该方形容器，按等效壁厚艿 6 I ／1 ≥一1I 得 、～J R ， 0 ．6 2m ；R 为容器等效半径，对于该方形容器，按 一瓯 R ．／翌计算得R 1 ．3 2m 2 。 ‘、『叮r 经计算得Q 5 ．9 0 3k g ，取6k g ，每隔箱梁安放 2 个药包，每个3k g 。 3 对左岸的桥梁部分在第2 跨位置的边梁采 用爆破切口通透切断，使桥拱部分坍塌不形成拉扯， 桥面部分采用液压破碎锤作预处理。 4 对拱脚铰 桥座连续梁与桥拱斜梁连接部 位 爆破打眼破坏砼体，使桥拱部分跨塌不与桥墩 形成拉扯。 5 对每拱中部7 组吊杆与桥面梁连接采用钻 孔爆破，破坏吊杆与桥面梁的刚性连接，使桥面失去 拉力支撑。爆破切口参数见表1 。 表1 爆破切口参数 T a b l e1 B l a s t i n gc u tp a r a m e t e r s g g ／m排距_ ／e m 类别厚 孔距／锄 孔深／m 钻孔数／个，h ’．1 二．3 、磊誉Z ’ i ≯ 1 号桥敦 1 ．04 03 50 ．9 01 6 4 3 ．55 0 08 2 ．0 2 号桥敦 1 ．54 0 4 01 ．2 01 7 63 ．58 5 01 4 9 ．6 左岸桥梁0 ．8 3 03 00 ．6 01 3 6 2 ．01 5 02 0 ．4 拱脚铰 斜孔 1 ．03 53 51 ．6 0 2 83 ．58 5 02 3 ．8 桥拱箱梁间的实体部分 1 ．0 3 00 ．7 54 82 ．5 4 5 02 1 6 桥拱箱梁部分 单拱各3 段 1 ．0 每箱梁内放2 个药包，药包间距1m ，单药包3k g 7 2 ．0 堑堡生回曼堑量堑亘銎壅蕉整焦 兰 Q Q 兰 QQ ． 注主网路采用导爆索传爆，孔内装1 1 段非电延期雷管，共用乳化炸药3 7 0 ．1k g 。 6 爆破效果 起m , 爆5 磊篓雾登骂鬻掣篇警需裹嘉薯 本次爆破于2 0 0 9 年7 月1 日1 6 点2 0 分实施，在 垮塌并完全沉没于江水中，没有爆渣露出水外，左岸 万方数据 第2 7 卷第1 期池恩安下承式8 0n l 拱肋公路桥组合爆破拆除技术 7 5 l 号桥墩至桥台部分坍塌在斜坡沙地上，没有出现山 体滑坡现象，对左岸半坡上的民房及右岸下游2 0 0m 处的民房没有造成任何危害，完全达到了拆除目的， 受到了业主、当地政府、公路管理部门的一致好评，云 南省的多家媒体和中央一台、四台等新闻单位对本次 爆破的成功实施作了详细报道。见图5 。 图5 爆破效果图 F i g ．5 R e s u l to ft h eb l a s t i n g 7 体会 对于在特殊环境下的复杂结构桥梁拆除爆破， 只要认真分析其结构特点，合理选取孔网参数和施 工工艺，充分破坏其承载部位和连接部位，就完全能 达到预想的爆破效果。 参考文献 [ 1 ] 雷振，李彬，池恩安．钢筋混凝土双曲拱桥爆破拆 除技术[ J ] ．爆破，2 0 0 8 ，2 5 3 7 4 - 7 7 ． [ 2 ] 戴振华，赵靖，许广智，等．控制爆破在危桥拆除中 的运用[ J ] ．爆破，2 0 0 5 ，2 2 1 7 3 - 7 5 ． [ 3 ] 杜方贤，张家富，魏兴，等．公路危桥坍塌爆破拆除 技术[ M ] ．中国爆破新技术，2 0 0 4 6 9 3 - 6 9 6 ． [ 4 ] 罗德丕，魏兴，池恩安．采用钻孔和水压爆破拆除城 区立交桥[ M ] ．中国爆破新技术，2 0 0 4 7 2 0 - 7 2 3 ． 上接第7 1 页 ①间排距必须符合设计值，最大偏差不大于8 ％。 ②最小抵抗线偏差不大于5 ％。 ③炮孑L 深度严格按设计控制，误差4 - 5 ％。 验孔钻孔完成钻孑L 后，由工程技术人员、爆破 班 段 长及钻孑L 人员共同完成炮孑L 验收，深度不合 格炮孔重新钻孔加深，孑L 深大于设计值时，填充炮 ．泥，保证设计深度；验收合格炮孔用废纸堵塞孔口。 所有炮孑L 逐孔验收，验收单应有验收人及测量人员 签名。 7 ．4 装药、堵塞、联网 药包的制作、装药开始制作时，施工现场进行 警戒，禁止非作业人员进入，装药现场严禁烟火，并 派安全监督员专人检查。有人值班看守药包制作及 装药现场D 1 。 药包的制作凭施工装药图领取炸药及起爆雷 管，选择安全地方加工起爆药包；加工药包时药量严 格按药卷长度截取，对加工好的药包分箱存放，在箱 上明显标志段号及药包重量；药包人箱前应派专人 核对数量，进行登记，人箱后由专人看管发放。 装药装药时1 人按装药表核对装药量、雷管段 号。另1 人将药包装入炮孔；严格按装药图的雷管 段号和药量装药，堵塞前由技术人员进行验收，炸药 全部装入炮孔经技术人员检查元误后，才能开始往 炮孑L 堵塞炮泥。 填塞孔口用炮泥将炮孔填满堵严。填塞作业应 避免夹扁、挤压和拉扯导爆管，并保护雷管引出线。 网路连接网路连接方式应由工程技术人员在 作业前作技术交底。由专人联结电雷管网路，起爆 串联电路联结好后，要有工程技术人员检查。 8 爆破效果分析 8 ．1 烟囱倾倒方向 烟囱倾倒中心线比预想中心线偏西1 0 ，但烟囱 仍倒塌在设计范围内，四周建 构 筑物和设施安全 无损。造成烟囱倾向偏斜的因素比较复杂，初步分 析认为是后面预留部分发生不均匀压垮造成的。 8 ．2 烟囱倾倒过程 烟囱切口爆破后约1s 开始倾斜，倾斜速度较 快，至6s 烟囱完全倒地。 8 ．3 烟囱爆破飞石与落地飞溅 根据录象资料和现场勘查，爆破飞石距离达到 l O 多m 远。另外，由于在爆破前对落地飞溅有足够 重视，并做了充分的准备工作。烟囱简体完全倒落 在厚实的垫层上，并且因为垫层事先洒水浸湿，所以 烟囱落地后飞溅碎石基本没有溅起，尘烟较少，且很 快就全部消散，可以说垫层起到了十分重要的作用。 实践证明这种垫层的设计是合理的。 参考文献 [ 1 ] 冯叔瑜．拆除爆破设计与施工[ M ] ．北京中国铁道出 版社，2 0 0 4 ． [ 2 ]田厚建．实用爆破技术[ M ] ．解放军出版社，1 9 9 9 ． [ 3 ] 刘殿中．工程爆破手册[ M ] ．北京冶金工业出版社。 2 0 0 7 ． [ 4 ] 张云鹏．拆除爆破[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 2 ． [ 5 ] 顾毅成．爆破工程施工与安全[ M ] ．北京冶金工业出 版社，2 0 0 4 ． 万方数据