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(辽宁工程技术大学)

1)工程概况

辽宁阜新市清河门大桥始建于1986年,由于公路建设的需要和大桥已局部出现裂缝,经有关部门及专家论证定为“险桥”。该桥全长234m,净宽12m,分为三孔,中间主拱跨度120m,拱高20m,主拱两侧边拱互为对称,跨度为50m,拱高6m,上部结构为中承或变截面悬链线箱形薄壁无铰拱,下部为埋置重力式钢筋混凝土墩台,拱桥示意图如图16-5。桥拱加桥面总质量约4000°桥西侧距居民区最近距离15m,桥东侧20m处有一加油站,10m处地下设有4个储油罐因该桥地处沈(阳)一锦(州)交通咽喉,交通流量之大惊人,要求爆破临时封路时间不能超过30min。

2)爆破方案的选择

(1)方案

炮孔装药爆破桥基础,使其失去对桥拱的支撑力而坍塌。

(2)方案二

主拱、边拱、桥面等一次爆破。在保留桥台、桥墩的条件下采用该方法。将桥台连接处及拱脚之间的桥面预先爆破处理,使其断开。此时桥的剩余结构处于相对稳定状态,先爆破主拱,这样被爆部分结构失稳,连带桥面落地。与此同时,两侧边拱分别在拱脚处爆破,实现拱与桥面塌落。

(3)方案三

在保留桥台、桥墩的条件下同样将桥台连接处及拱脚之间的桥面预先爆破处理,使其断开。对主拱拱顶、边拱爆破切断,桥面及桥拱沿轴线塌落。在桥面倒塌后,再进行二次破碎及处理桥墩和桥台。

图16-5拱桥示意图(尺寸单位:m)

图16-5拱桥示意图(尺寸单位:m)

(4)方案四

在保留桥台、桥墩的情况下,先按桥孔进行预处理—一截断桥面,再分别对桥西边拱、主拱和桥东边拱依次进行爆破切割。将各拱拱脚和主拱拱顶进行控爆切割,使其失去刚性连接,实现桥拱、桥面塌落,然后再对桥墩、桥台等进行小规模爆破处理经反复论证,决定选择爆破方案四。

3)爆破方案的实施

根据爆破方案四,对桥面以桥拱跨度为界,分段进行人工处理—截断桥面,再对施爆点如各拱脚和主拱拱顶进行人工处理——用风镐剥离混凝土水泥面,使角钢和钢筋裸露出,再将爆破切割具结实地捆绑在角钢和钢筋上,分别依序对西边拱、主拱和东边拱进行爆破切割拆除

工程选用200~600g40TNT/60RDX炸高为10~30mm的爆破切割具(阜新12厂科研所生产)。事先做了大量的相关爆破切割实验,以保证爆破切割具可靠、有效地切断不同规格的角钢和钢筋,这是爆破方案得以实施的重要依据。

(1)桥西边拱的爆破切割

首先对桥西边拱进行试爆破切割。在已剥离水泥面裸露出角钢、钢筋的拱脚处相距70omm环状捆扎爆破切割具(装药)。保证700mm的间距,目的是为了保证拱体有足够大的爆破缺口而使其顺利塌落。4个拱脚做同样的环状装药处理。起爆后桥西边拱、桥面按预计塌落,现场勘察后,做出了下一步减少爆破药量的调整。

(2)桥主拱的爆破切割

其次对大桥主拱进行爆破切割。同桥西边拱一样,对已做了预处理的大桥主拱的4个拱脚进行相距700mm的环状装药;同时为确保主拱失重、失稳、失去刚性,在预处理后的拱顶每相距lm进行环状装药。起爆后,主拱、桥面按计划塌落,现场勘察表明,药量适当,效果很好

(3)桥东边拱的爆破切割

最后对桥东边拱进行爆破切割。桥东边拱的4个拱脚由于最东侧2个拱脚距加油站、储油罐太近,故只做了人工预处理(局部气割),另2个拱脚同样做上述的环状装药。起爆后,桥东边拱、桥面顺利塌落。没有装药的最东侧两拱脚钢骨架被拱体重力拉断。主爆破切割过程不足30min,随即解除交通封闭,恢复正常。整个爆破切割工程总装药量为87kg。

4)起爆网路

起爆网路是桥拱、桥面彻底塌落的重点之一,必须保证安全可靠。工程中每一环状装药用导爆索连接,起爆网路采用非电导爆管复式连接。拱顶装药起爆间隔为75ms,拱脚装药起爆间隔均为0.5s,这样可形成有层次的依序塌落,有效地降低了爆破振动强度。网路连接示意图如图16-6所示。

图16-6起爆网路连接示意图

图16-6起爆网路连接示意图

5)爆破安全

爆破中为了防止飞石飞散、噪声扰民和爆破振动,除了采取各“拱”分别爆破切割,减少装药量和延时起爆外,还在爆破点加强了防护,第一层防护为水浸棉被(双层),第二层防护为润湿沙土袋,第三层防护为浸湿床(草)垫,第四层防护为金属网,四层防护物相互之间用铁丝连接加固,形成一整体的防护墙。实践证明,四层保护措施是有效的,噪声小,无飞石现场埋设的振动测试仪测试结果表明,临近爆区的振速小于3cm/s,周边民居和最近距离的加油站及地下储油罐都安然无恙

6)技术点评

(1)本例从方案的选择、方案的实施比较全面地介绍了用爆破切割技术拆除钢骨架无铰拱桥的过程,对类似工程有参考价值

(2)拱桥按静力体系分为:三铰拱,无铰拱,两铰拱。无铰拱属于三次超静定结构,在荷载作用下,拱的内力分布比三铰拱好。由于没有设铰,其构造简单,施工方便。温度变化材料收缩、墩台位移将使拱圈内产生附加应力。但是,无论是三铰拱、两铰拱,还是无铰拱,对爆破参数的选取并无太大的影响

(3)对于钢骨架桥采用切割与控爆切割拆除方法具有施工简单、安全可靠、便于管理等优点,而且爆破效果良好。


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