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贵阳艺校立交桥爆破拆除设计与施工

futao 拆除案例 2019-05-27 627 0
川渝拆除17713551981

贵阳艺校立交桥爆破拆除设计与施工

1工程概况

贵阳市艺校立交桥位于贵溪大道上,承担着贵溪路和贵黄路车辆分流的巨大任务。该立交桥共分三个主体部分,即4个匝道桥体、一座环道桥和一座非机动桥。环道中各异形板均为简支实体板,连续弯板桥为钢筋混凝土两箱三梁式简支弯箱梁结构。非机动车桥为钢筋混凝土变截面结构,桥下为桥墩支撑,另外下部还有挡墙、道路和其他附属设施。立交桥下地下管网情况为:东、西侧慢车道路面下分布有一条DN500自来水管,埋深2m;在贵溪大道的东侧距离桥墩7m的路面下有自来水管,其埋深1.1~2m不等。

立交桥平面如图8-47所示。

立交桥简支实体板断面如图8-48所示,简支弯箱梁横断面如图8-49所示。

图8-47贵阳艺校立交桥平面位置及周边环境

图8-47贵阳艺校立交桥平面位置及周边环境

图8-48立交桥简支实体板断面

图8-48立交桥简支实体板断面

图8-49立交桥简支弯箱梁横断面

图8-49立交桥简支弯箱梁横断面

3.2爆破方案

由于工程位于市中心区,周围分布有大量的建筑物,地下分布有自来水管网,并且处于交通要道上,爆破方案选择必须考虑符合以下几点要求:

(1)尽量缩短工期,为后续工作争取时间以缓解该区域的交通压力。

(2)保证爆破不能对各类建(构)筑物和管网造成危害,尤其是从西郊水厂进入城区的几条自来水供水管道。

(3)桥体破碎要充分,以便加快后续清碴工作,尽快恢复交通。

(4)注重环境保护,有效控制爆破粉尘危害。

依据桥体结构和周边环境特点,对立交桥实心部分采用钻孔爆破,对箱形结构采用水压爆破。水压爆破具有降低施工成本、缩短施工工期、破碎充分和有效降尘等优点。

爆破分两个阶段进行:

第一阶段:在实施水压爆破准备工作的同时,对非机动车桥、匝1道~匝4道及贵黄路上的墙体支撑部分全部爆破预处理。

第二阶段:对匝1道~匝4道的六箱七梁式径向支撑弯桥、环道桥上的简支弯箱梁采用水压爆破,对匝1道~匝4道及弯道桥上的异形平面板、桥墩采用钻孔爆破。

3.3爆破参数设计

为确保立交桥爆破安全,设计与施工单位采用数值模拟方法分析了爆破过

程中立交桥匝道立柱的受力变化特征,模拟了立交桥塌落轨迹,并在现场进行箱梁水压爆破试验,为定量化爆破设计提供了重要的理论依据[]。

3.1数值模拟研究

1)整体塌落过程分析

立交桥由起爆到失稳塌落至地面的整个过程的应力云图如图8-50所示,由图可知,桥体从起爆到塌落至地面的时间为2.8s。

图8-50桥体塌落过程的应力云图

图8-50桥体塌落过程的应力云图

图8-50桥体塌落过程的应力云图(续)

图8-50桥体塌落过程的应力云图(续)

2)匝道支撑立柱受力分析

图8-51~图8-54为匝道4第6排立柱有效应力云图及应力时程曲线。从图中可知,在t=2.05s时立柱混凝土单元受压破坏,混凝土单元被删除。之后,与该单元共节点的钢筋单元所受压力迅速增大;在t=2.15s,钢筋单元所受压应力达到其失效强度,从而因失效被删除。

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图8-51匝道立柱混凝土单元压应力云图

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图8-52匝道立柱混凝土单元受力时程曲线

图8-53匝道立柱钢筋单元应力云图

图8-53匝道立柱钢筋单元应力云图

3.2箱梁水压爆破现场试验

选取匝1道1跨边箱梁做水压爆破试验。该箱梁底板厚15cm,顶板厚25cm

(含10cm混凝土路面),净空高30cm,净空宽105cm,隔梁厚10cm,单跨长10m。首先在1跨与2跨连接处边箱梁中部切一20cm×30cm窗口,将乳化炸药用电雷管脚线捆绑在导爆索上,单药包重45g,药包间距50cm,放置于箱梁内部。同时,为了保证药包能送到设计位置,把导爆索绑在PVC塑料管上再放入试验边箱梁内,在向边箱梁注水的同时在面上覆盖两层胶皮网。试爆效果显示:

图8-54匝道立柱钢筋单元受力时程曲线

图8-54匝道立柱钢筋单元受力时程曲线

边箱梁底部产生的水雾及其水幕帘与爆破粉尘混合,粉尘迅速沉降、消失,底板和隔梁破碎彻底,钢筋全部裸露,顶板龟裂。

8.3.3.3爆破参数

1)简支弯箱梁爆破设计参数

简支弯箱梁位于环道桥上,箱梁底板厚25cm,顶板厚35cm(含10cm混凝土路面),净空高60cm,净空宽350cm,隔梁厚20cm,每跨长16m。根据试爆箱梁破碎效果情况,确定具体爆破参数为:每个箱梁中放2组药包,组间距150cm,各组药包分别距箱梁侧边、隔梁100cm(如图8-55所示h-h剖面图),每组药包由间距30cm、单重100g的小药包组成(如图8-55所示i-i剖面图),每根导爆索可绑扎药包40个。

图8-55简支弯箱梁装药示意

图8-55简支弯箱梁装药示意

2)简支实体板桥爆破设计参数

(1)匝1道~匝4道及弯道桥上的异形平面板。

通过试爆取a=0.5m,b=0.4m,l=0.42m,w=0.28m,k=950g/m3,g=130g。

(2)桥墩。

a.匝道及弯道桥上的异形平面板支撑桥墩(桥墩断面为750mm×750mm)。

取a=0.5m,l=0.46m,w=0.29m,k=800g/m3,g=180g。

b.环道桥上的两箱三梁式简支弯箱梁桥支撑桥墩(桥墩断面为900mm×

1400mm)共有4组桥墩,每组3根立柱。

取a=0.4m,b=0.35m,l中=0.55m,lw=0.65,w=0.25m,k=900g/m3,g=150g。边孔分层装药,每层75g。

桥墩的炸高如表8-11所示。

表8-11桥墩炸高设计

表8-11桥墩炸高设计

3.4起爆网路

1)起爆顺序

匝道简支弯箱梁(含支撑桥墩)——匝道异形平面板(含支撑桥墩)—→环道桥异形平面板(含支撑桥墩)→环道桥简支弯箱梁(含支撑桥墩)。如此以来,四个匝道简支弯箱梁首先起爆,在整个爆区空中形成具有很大动能的雾化水和水幕帘,与后续起爆的异形平面板产生的粉尘相混合,起到降尘作用。随后,环道桥简支弯箱梁起爆再次产生雾化水和水幕帘,进一步对残余粉尘进行吸附、沉淀,以获得最佳防尘效果。

2)网路设计

所有钻孔内装MS14段导爆管雷管,孔外用MS1段簇联后与主网路连接。箱梁内多点水耦合爆破采用导爆索传爆,箱梁外用MS14段与主网路连接,起爆网路采用MS5(110ms)导爆管雷管接力延时,连接形式为复式交叉搭接。

3.4爆破有害效应防控

4.1自来水管网安全防护

施工前,首先用金属探测器探明爆破影响区自来水管道的走向和埋深,进而确定具体防护方案。经探测,确定自来水管埋深约2m。为避免爆破时桥墩或桥面板塌落冲击损坏自来水管,确定其防护方案为:桥体平面投影范围内,自来水管上方首先堆砌1.5m高沙袋,沙袋堆放以管道中心线为轴线,两侧宽度各为3倍直径范围。在此基础上,铺设10mm厚钢板于底部沙袋上,再在钢板两侧堆砌宽1m、高1m的沙袋,如图8-56所示。

图8-56自来水管防护示意

图8-56自来水管防护示意

4.2桥墩飞石防护

采用捆绑3层胶皮网进行防护,防护区域超过墩柱顶部、底部炮孔各0.5m。

4.3箱梁水压爆破飞石防护

采用3层胶皮网进行防护(边缘两侧采取悬挂方式),所有胶皮网用14号铁丝连成一体。

3.5爆破效果

2002年4月12日上午10:00,贵阳艺校立交桥成功爆破拆除。多点水压爆破形成高20m、超过爆体边缘15m的巨大水幕帘,水幕帘有效吸附了爆破粉尘,爆破区域附近粉尘污染微小。爆后30min,经爆破技术人员与设施防护单位人员认真检查,桥体破碎充分,周围建筑物、铁路、各种管网安然无恙,爆破获得圆满成功(图8-57)。

图8-57贵阳艺校立交桥起爆瞬间

图8-57贵阳艺校立交桥起爆瞬间


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