解析某立交桥拆除专项方案

罗 皎

(贵州省公路工程集团有限公司)

1 引言

近年来，随着社会的不断发展，桥梁的拆除数量不断增多，与此同时，对拆除的技术以及施工管理的要求也不断增高。在拆除过程中既要确保安全问题和拆除的完成度，又要控制爆破危害对周围环境的影响，所以选择适合的方法以及实施方案是非常重要的。随着一大批复杂建筑物爆破拆除的成功实施，爆破行业既赢得了经济效益又赢得了社会效益，与此同时也成为立交桥拆除的一种常用的方法和手段。

2 工程概况

某立交桥始建于1988年，地处市中心地段。随着城市的建设与发展需求，该立交桥已经不能满足当前的交通需求，因此，当地政府决定将其拆除。与这段立交桥相连的还有座立交桥同样也要拆除，两立交桥有长达130 m的连接部分。此工程位于市最繁华的商业中心，两侧有商场、店面、政府部门的建筑物等，外缘的桥面与店面的距离仅为8～20 m。立交桥的下路面还埋有多种市政管线。综合该立交桥的本身特点以及周边的环境等各方面的因素，决定采用爆破的方法拆除该立交桥。该立交桥为钢筋混凝土结构，桥面为连续上升的结构，最低处2.6 m，最高处6 m，桥板宽约为8～14 m，桥面板厚度约为0.60 m。桥下是由引桥及圆柱形桥墩组成的，其中圆形桥墩的直径为0.7 m。同时，该立交桥路面以下埋有许多市政管线横穿立交桥，包括自来水管、通信管线、电缆、燃气管线路等，埋深约为0.6～1.0 m。

3 工程特点

立交桥周边环境复杂，桥面距最近的商铺只8 m;立交桥呈交叉、旋转上升状，桥面最高位6 m，每隔15 m都设有施工缝。由于其结构特性，只要原地倒塌爆破即可，不需要考虑向某个方向倾倒的问题，且桥面的宽度远大于前面的厚度。

4 爆破的方案

立交桥为钢筋混凝土结构。立交桥拆除的方案需根据周边的环境来确定，该立交桥出于市中心地段，周边环境复杂，交通压力大，需要爆破拆除和机械拆除同时进行。桥墩的拆除选用雷管一次性炸碎的方案。应用炸碎支撑重力的桥墩的方案，使桥梁整体垮塌，该方法有利于机械群组多点平行作业。实施过程中可利用爆破不同段位，使桥面在原地先后垮塌，并且由于有时间差的关系，桥面会破裂成块状。之后再利用液压移动破碎机将桥面板破碎解体，从而以最短的工期恢复该地段的交通。

5 爆破参数

为了确保安全的爆破，要先设计一系列的参数，如用药量、炮孔的计算以及桥墩的爆破点确定等都是非常重要的，直接决定爆破的效果。

(1)药量计算可以按下式计算式中q为单个炮孔的装药量，g;K为固定常数，表示单位炸药用量，K=600 g/m3;a为相邻各个炮眼的间距，m;R为桥墩的截面半径，m。

(2)钢筋混凝土梁柱的爆破时，邻各个炮眼的间距a一般取1.0～1.5 W，在该立交桥的爆破中取a=1.0 W，a=35 cm。由于桥墩的圆柱形的，沿中心自上而下的布置一列6个孔，最低的距地面约为0.15 m。

(3)炮孔深度L可根据公式:L=CH计算，式中H表示圆柱形桥墩的直径，H=0.7 m;C表示边界条件系数，通常取值为0.7。计算可得L=0.49 m，取L=50 cm。

(4)圆柱形桥墩是支撑整个立交桥的重力的部位，因此，对于圆柱形桥墩爆破高度的选择是极其重要的，直接影响到整个爆破效果。圆柱形桥墩的爆破高度可通过下式计算

式中:H为桥墩的爆破高度;K为经验系数，在此处取K=1.8;B为桥墩圆柱截面宽边长度，B取直径0.7 m;h表示柱的最小破坏高度，一般取h=12.5 d，d表示配筋的直径，计算可得:H=1.9 m。

(5)爆破时还需计算结构的最小抵抗W，爆破的最小抵抗一般为该结构截面较短边的边长的一半，最小抵抗的大小也会直接影响爆破效果。此处W=D/2=35 cm。

6 起爆网络

爆破地点是城市的闹市区，路面下面有各种市政管道，电缆等，因此需要考虑到感应电流、散电电流等的影响，可考虑采用抗干扰性强的非导电多排爆破网络系统。炮孔装两发雷管，多排孔利用时间差分段起爆使其到达原地倒塌。起爆时两段用两个雷管起爆，中间采取瞬发雷管的方法进行爆破。从引桥开始分段起爆，分为15个段位，时差在2～10 HS。

7 爆破安全

7.1 飞石防护

由于拆除立交桥所涉及的范围较广，且立交桥桥墩分散，使得需要爆破的位置较多，因此，飞石的防护工作显得尤为重要。爆破过程中，产生飞石的原因主要有立柱部位的爆破、立交桥坍塌过程中钢筋的弯曲折断以及桥板的倒塌触地等。对此，需要采取有效的覆盖防护措施:在桥墩的爆破部位采取多层覆盖防护，外层为竹跳板，铁线捆扎连成一体，近体第一层为草袋，二层为麻袋;另外，还需在桥面下方搭建防护墙，用于遮挡因爆破而产生的飞石，其高度约为爆破高度的1.5倍;有些商铺有大面积的玻璃窗户，则需增设一层防护竹跳板。除了有效的防护措施之外，还需根据爆破条件，合理确定爆破参数，严格控制单孔装药量，不能过大，这样才能保证爆破安全。

7.2 爆破震动

爆破拆除之前，应该测量立交桥周围最近建筑物与立交桥最大装药量爆破位置之间的距离。假设建筑物所允许的伟大震动速度按3 cm/s选取，落振动速度计算公式

式中:V为塌落引起的地面振速，cm/s;R为观测点至冲击地面中心的距离，m;M为下落构件质量，t;δ为地面介质破坏强度，一般取10 MPa;g为重力加速度，取值为9.8 m/s;H为构件的高度，m;β、Kt为塌落振动速度衰减指数和系数。设计中，最大同段药量为6根桥墩同时起爆，经计算爆破震动不会造成危害。

7.3 空气冲击波

在爆破过程中，爆破所使用的药量决定了空气中冲击波的强度。为了避免空气冲击波对爆破产生影响，因此应严格控制爆破时所使用的药量，减小空气冲击波所带来的破坏。

7.4 管线防护

由于立交桥下埋设了自来水管、电缆以及通信管线等，所以在拆除立交桥时需考虑到管线的防护工作。施工人员在爆破之前须做好准备工作，根据各单位所提供的管线埋设资料，在管线所在区域地面铺设1.2～1.4 cm的钢板，然后在钢板上设置沙包垫，厚约为0.8～1.5 m左右，这样才能有效防止因爆破对市政管线所产生的影响。

8 爆破效果

爆破之后，立交桥左右两边对称倒塌，从东面引桥开始到中央的环形桥部位逐渐塌落。桥面部分基本破裂成块状，爆破过程中产生的飞石没有飞远，使得周围建筑物没有受到任何损坏，与此同时，由爆破产生的震动也很小，以爆破为中心方圆40 m外没有丝毫的震感。因此爆破取得了成功。

9 结语

通过以上专项方案分析可知，城市立交桥的拆除采取爆破桥墩原地塌落的方法是行得通的。通过采取该爆破方案，达到桥墩与桥面混凝土可同时破碎的目的，使得在有限的时间之内能够加快清理运输的速度，为为该地段提前通车节约了时间，与此同时，周边的房屋设施也得到成功的保护。所以为解决桥梁拆除中工作量大以及安全措施方面的问题，采取本方法是较为理想的拆除方式。

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