繩鋸切割技術(shù)在構(gòu)筑物水下拆除施工中的應(yīng)用

1、176第 40 卷 第 24 期2 0 1 4 年 8 月山西建筑shanxi achitectuevol 40 no 24 aug2014橋梁隧道文章編號(hào): 1009-6825( 2014) 24-0176-03繩鋸切割技術(shù)在構(gòu)筑物水下拆除施工中的應(yīng)用 畢 朝 陽(yáng)( 中鐵交通投資集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530000)摘 要: 結(jié)合柳州維義大橋的工程特點(diǎn)，對(duì)臨時(shí)墩拆除施工方案進(jìn)行了研究制定，并對(duì)采用的金剛石繩鋸切割技術(shù)作了探討，闡述 了施工過(guò)程中設(shè)備配置、樁身導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)安裝、繩鋸機(jī)及金剛石鋸繩安裝要點(diǎn)，為該技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。 關(guān)鍵詞: 金剛石繩鋸，切割技術(shù)，安裝，臨時(shí)墩中圖分類

2、號(hào): u445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: adoi:10.13719/14-1279/tu.2014.24.1071工程概況柳州維 義 大 橋 全 長(zhǎng) 2 090 m，其 中 主 橋 全 長(zhǎng) 504 m，采 用 ( 108 m + 288 m + 108 m) 中承式三跨連續(xù)鋼桁拱結(jié)構(gòu)，橋面總寬 度為 43 5 m。主橋主桁由兩片鋼桁架組成，主桁中心距 37 m，主 跨拱圈矢高 55 m，主桁采用節(jié)間長(zhǎng)度 12 m 的“n”形桁式。維義大橋鋼桁拱梁架設(shè)采用膺架法半懸臂架設(shè)的方案，全橋共設(shè)置膺架臨時(shí)墩 12 個(gè)，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力計(jì)算，臨時(shí)墩采用鋼筋混凝土鉆孔 樁，全橋臨時(shí)墩的鉆孔樁共計(jì) 80 根。柳州維義大橋鋼桁

3、拱梁架設(shè)膺架臨時(shí)墩布置圖如圖 1 所示。wd55 架梁吊機(jī)wd55 架梁吊機(jī)墩旁塔吊墩旁塔吊e17e20 e21 e20e17e13e13南岸北岸e9+87.14 m +78.0 m（高水位） （常水位）最高通航水位+88.4011013 12 12 2448484895.747.748.64824 12 12 13s29sl1 號(hào) sl3 號(hào)sl2 號(hào) sl4 號(hào)0sl5 號(hào)nl6 號(hào)nl4 號(hào) nl2 號(hào)sl6 號(hào)nl5 號(hào)nl3 號(hào) nl1 號(hào)n1圖 1 維義大橋鋼桁拱梁架設(shè)膺架臨時(shí)墩布置圖0.6 m 0.4 m根據(jù)鋼梁架設(shè)工況計(jì)算，臨時(shí)墩最大反力為 2 087 6 t，由于 橋位處河床

4、為光板巖，臨時(shí)墩采用鉆孔樁 + 鋼管柱的結(jié)構(gòu)形式， 鉆孔樁為 1 0 m 和 1 5 m。1 5 m 鉆孔樁采用 1 7 m， = 10 mm 的鋼護(hù)筒，1 0 m 鉆孔樁采用 1 2 m， = 10 mm 的鋼護(hù) 筒，1 5 m，1 0 m 鉆孔樁鋼筋籠均為 16 根 25 mm 鋼筋。臨 時(shí)墩上部鋼 管 切 割后樁頂標(biāo)高約為 + 80 0 m，河 床 標(biāo) 高 約 為+ 66 m + 70 0 m，切割樁長(zhǎng)約 10 0 m 14 0 m。臨時(shí)墩鉆孔樁 整體切割部分結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 2。2臨時(shí)墩鉆孔樁拆除方案維義大橋膺架臨時(shí)墩鉆孔樁拆除采用金剛石繩鋸進(jìn)行水下 整體切割的方案，樁身整體完全切斷后，利用浮

5、吊吊起鉆孔樁，駁 船運(yùn)送至岸邊，鉆孔樁樁身在岸上進(jìn)行集中破碎處理。臨時(shí)墩鉆 孔樁切割前，需在樁頂設(shè)置好吊點(diǎn)，在切割過(guò)程中，為防止樁身傾 覆，需利用吊船進(jìn)行輔助作業(yè)。 鉆孔樁主筋1.5 m（1.0 m） 鋼管樁1.7 m（1.2 m） 鋼護(hù)筒河床1.5 m（1.0 m）圖 2 臨時(shí)墩鉆孔樁結(jié)構(gòu)圖金剛石繩鋸水下整體切割鋼筋混凝土臨時(shí)樁的拆除方法，其 機(jī)理基于通過(guò)液壓馬達(dá)高速驅(qū)動(dòng)帶有金剛石串珠的鋼絲繩索( 金 剛石鋸繩) ，通過(guò)導(dǎo)輪繞著鋼筋混凝土臨時(shí)樁運(yùn)轉(zhuǎn)，在一定張拉力 的作用下，高速磨削被切割物體，產(chǎn)生的磨屑和熱量隨循環(huán)冷卻 水帶走，最終達(dá)到分離被切割物體的目的。3臨時(shí)墩鉆孔樁水下整體切割工藝臨時(shí)

6、墩鉆孔樁水下整體切割工藝流程見(jiàn)圖 3。4臨時(shí)墩鉆孔樁水下整體切割施工要點(diǎn)4 1施工準(zhǔn)備臨時(shí)墩鉆孔樁整體切割前的準(zhǔn)備工作主要有: 膺架臨時(shí)墩上收稿日期: 2014-06-19作者簡(jiǎn)介: 畢朝陽(yáng)( 1976-) ，男，高級(jí)工程師第 40 卷 第 24 期2 0 1 4 年 8 月畢朝陽(yáng): 繩鋸切割技術(shù)在構(gòu)筑物水下拆除施工中的應(yīng)用177部鋼結(jié)構(gòu)的拆除、鉆孔樁上部吊點(diǎn)的設(shè)置、切割施工平臺(tái)的制造 及安裝、導(dǎo)向裝置的制造及安裝等。膺架臨時(shí)墩 上部結(jié)構(gòu)拆除鉆孔樁頂 吊點(diǎn)設(shè)置施工平臺(tái)及 導(dǎo)向裝置安裝繩鋸機(jī) 安裝固定啟動(dòng)設(shè)備 切割連接并檢查相 關(guān)操作系統(tǒng)浮吊就位并收 緊起吊鋼絲繩安裝樁身起 吊鋼絲繩安裝金剛 石

7、繩索浮吊起吊切割完成的樁 體，轉(zhuǎn)運(yùn)至岸上集中處理圖 3 臨時(shí)墩鉆孔樁水下整體切割工藝流程圖4 2設(shè)備配置臨時(shí)墩鉆孔樁水下整體切割施工所需的機(jī)械設(shè)備主要有: 起 重設(shè)備、水上運(yùn)輸設(shè)備、交通船、切割設(shè)備、潛水設(shè)備以及水下氣 割設(shè)備等，具體機(jī)械設(shè)備配置如表 1 所示。表 1 鉆孔樁水下整體切割施工機(jī)械設(shè)備配置表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量備注1浮吊90 t1 艘2運(yùn)輸船400 t1 艘3交通船10 座1 艘4繩鋸機(jī)pph251 套5潛水設(shè)備1 套6氣割設(shè)備1 套4 3樁身導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)及安裝為保證金剛石繩索在切割鉆孔樁時(shí)切割線方向與樁身垂直， 同時(shí)在高度方向能牽引進(jìn)繩鋸機(jī)，需在切割線下部安裝導(dǎo)向裝 置，導(dǎo)

8、向裝置為鋼結(jié)構(gòu)制造，分兩部分采用螺桿連接，轉(zhuǎn)向裝置上 設(shè)有水平轉(zhuǎn)向輪和垂直轉(zhuǎn)向輪，保證金剛石繩索能由水平向平順 轉(zhuǎn)向過(guò)渡至垂直向，順利進(jìn)入繩鋸機(jī)。導(dǎo)向裝置安裝時(shí)，先在樁 頂處安裝為整體，下放至設(shè)計(jì)位置后，潛水員水下將導(dǎo)向裝置調(diào) 整水平，并將連接螺桿擰緊，固定導(dǎo)向裝置。樁身導(dǎo)向裝置布置 見(jiàn)圖 4。水平轉(zhuǎn)向輪連接螺桿導(dǎo)向裝置樁鉆孔垂直轉(zhuǎn)向輪金剛石鋸繩圖 4 樁身導(dǎo)向裝置布置示意圖4 4繩鋸機(jī)及金剛石鋸繩安裝為保證切割作業(yè)時(shí)繩鋸機(jī)能處于平穩(wěn)的工作狀態(tài)，需在待切 割鉆孔樁樁頂設(shè)置作業(yè)平臺(tái)。為方便平臺(tái)安裝，作業(yè)平臺(tái)采用鋼 結(jié)構(gòu)制造成整體，安裝時(shí)放置在鉆孔樁頂鋼管樁上，采用連接板 與鋼管樁臨時(shí)焊接固定。繩

9、鋸機(jī)采用螺桿與作業(yè)平臺(tái)固定，安裝 位置應(yīng)能保證金剛石鋸繩從切割線經(jīng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)后以豎直狀態(tài)進(jìn) 入主機(jī)。金剛石鋸繩采用潛水員水下輔助安裝，根據(jù)已經(jīng)確定的鉆孔 樁切割線，水下部分金剛石鋸繩通過(guò)導(dǎo)向輪繞著鋼筋混凝土鉆孔 樁，水上部分金剛石繩索按一定的順序纏繞在主動(dòng)輪及輔助輪上， 注意繩子的方向應(yīng)和主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)方向一致，安裝好的金剛石鋸繩 應(yīng)進(jìn)行收緊，同時(shí)應(yīng)注意切割線位置的金剛石鋸繩保持水平狀態(tài)。 4 5切割繩鋸機(jī)及金剛石鋸繩切割系統(tǒng)安裝完成并經(jīng)檢查符合要求 后，浮吊就位，布置鉆孔樁起吊鋼絲繩，起吊系統(tǒng)檢查合格后，撤 出作業(yè)人員，通過(guò)遙控驅(qū)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行切割作業(yè)。切割過(guò)程中應(yīng)控制金剛石鋸繩轉(zhuǎn)速，要求鋸繩線速度不

10、小于 18 m / s。在柳州維義大橋臨時(shí)墩鉆孔樁剛開(kāi)始切割時(shí)，由于切割線位 置為鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒表面光滑，金剛石鋸繩轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)容易打滑，嚴(yán)重 影響切割速度，由于要同時(shí)切割鋼護(hù)筒和鋼筋混凝土鉆孔樁，鋸 繩磨損很快，基本每切割 1 根樁就要更換鋸繩，造成施工成本加 大。后期，對(duì)施工作業(yè)進(jìn)行了調(diào)整，在導(dǎo)向裝置固定好后，將切割 線范圍 50 cm 內(nèi)的鋼護(hù)筒剝除，剝除護(hù)筒后切割效率以及鋸繩壽 命都得到提高。切割一根直徑 1 5 m 的鋼筋混凝土臨時(shí)樁需要 4 h 6 h，切割過(guò)程需定時(shí)觀察是否正常。鉆孔樁切割完成后，浮 吊將其吊到岸上，對(duì)鋼護(hù)筒和鋼筋進(jìn)行回收，并對(duì)破除的混凝土 建筑垃圾進(jìn)行專門處理，實(shí)現(xiàn)綠

11、色環(huán)保的目的。臨時(shí)墩鉆孔樁水 下整體切割施工示意圖見(jiàn)圖 5。起吊鋼絲繩切割設(shè)備施工平臺(tái) 吊耳浮吊切割線鉆孔 樁金剛石鋸繩轉(zhuǎn)向輪 導(dǎo)向裝置河床圖 5 臨時(shí)墩鉆孔樁水下整體切割施工示意圖4 6注意事項(xiàng)1) 繩索的變向是通過(guò)導(dǎo)向輪的組合安裝來(lái)實(shí)現(xiàn)的，施工過(guò)程 中導(dǎo)向輪的安裝與主動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪中的位置關(guān)系應(yīng)巧妙的設(shè)計(jì)，以滿 足切割要求。2) 繩鋸機(jī)及金剛石鋸繩在進(jìn)行鉆孔樁整體切割時(shí)，可采用人 工遙控操作，在設(shè)備安裝調(diào)試好后，除輔助施工的吊船外，其他設(shè) 備及人員均應(yīng)撤離至安全區(qū)域。3) 每切割完成一根鉆孔樁，應(yīng)對(duì)繩鋸機(jī)及金剛石鋸繩進(jìn)行檢 查，如金剛石鋸繩磨損嚴(yán)重影響使用，應(yīng)及時(shí)予以更換。4) 切割過(guò)程中，作業(yè)

12、平臺(tái)及導(dǎo)向裝置均采用倒用，每次回收 后倒用前，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)焊縫進(jìn)行檢查，保證結(jié)構(gòu)滿足作業(yè)過(guò)程中最 大張拉強(qiáng)度的要求。5) 金剛石鋸繩使用前須連接一個(gè)閉合的循環(huán)，鋸繩連接采用 金剛石繩鋸專用液壓鉗將接頭扣壓緊，扣壓后檢查接頭，用角磨 機(jī)等將飛邊和毛刺去除干凈。6) 為避免繩鋸機(jī)在整體切割鉆孔樁過(guò)程中，樁身傾斜而發(fā)生 卡繩現(xiàn)象或其他安全事故，切割前應(yīng)收緊起吊鋼絲繩并保持其處 于受力狀態(tài)。5結(jié)語(yǔ)在現(xiàn)有的橋梁施工中，對(duì)水中鋼筋混凝土臨時(shí)樁一般采用水 下爆破的方法進(jìn)行拆除，施工時(shí)要求必須準(zhǔn)確預(yù)埋爆破管道，這 給施工布置帶來(lái)諸多的不便，并且爆破施工存在極大的安全隱 患，爆破后還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。因此不推薦使用

13、此方法施工。本文中所采用的金剛石鋸繩水下整體切割技術(shù)，屬于機(jī)械式 的切割方法，該技術(shù)在舊橋拆除等水上、岸上作業(yè)中采用較多，但 在水下混凝土結(jié)構(gòu)拆除中較少使用。柳州維義大橋臨時(shí)墩鉆孔 樁拆除采用的金剛石鋸繩水下整體切割技術(shù)，具有安全性能高、 切割速度快、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，值得推廣。178第 40 卷 第 24 期2 0 1 4 年 8 月山西建筑shanxi achitectuevol 40 no 24 aug2014文章編號(hào): 1009-6825( 2014) 24-0178-02單索面斜拉橋鋼箱梁制造關(guān)鍵技術(shù)及質(zhì)量控制 李碩馬增崗( 中鐵寶橋( 揚(yáng)州) 有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225107)摘

14、 要: 根據(jù)大榭第二大橋鋼箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，介紹了單索面斜拉橋鋼箱梁板單元制作、總拼組裝、焊接等關(guān)鍵制造技術(shù)，以及鋼 箱梁制造過(guò)程中的質(zhì)量控制措施，為今后同類鋼箱梁制造提供了技術(shù)參考。關(guān)鍵詞: 單索面斜拉橋，鋼箱梁，制造技術(shù)，質(zhì)量控制中圖分類號(hào): u448 27文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: adoi:10.13719/14-1279/tu.2014.24.1081概況1 1工程概況大榭第二大橋位于寧波市北侖區(qū)與大榭島之間的黃峙江上。 主橋全長(zhǎng) 5 5 km，起始于大榭島環(huán)島西路，沿管廊帶空地跨越黃 峙江，穿越炮臺(tái)崗，終于老 329 國(guó)道。主橋?yàn)殡p塔單索面鋼箱梁 斜拉橋，橋跨布置為 50 + 158 + 392

15、+ 158 + 50 = 808 m。1 2鋼箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鋼箱梁采用單箱三室箱形截面，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng) 10 5 m，頂板寬29 5 m，底板寬 17 62 m，頂面設(shè)雙向 2% 橫坡，橋梁中心線處梁高3 5 m，兩側(cè)懸臂長(zhǎng) 4 0 m。中間內(nèi)腹板間距 1 7 m，橫隔板間距3 5 m，頂面采用外平齊，底面采用內(nèi)平齊，標(biāo)準(zhǔn)斷面如圖 1 所示。 全橋鋼箱梁共分為 27 種類型 77 個(gè)節(jié)段，采用全焊接連接，主要鋼 材采用 q345d 及 q345qd 鋼，標(biāo)準(zhǔn)梁段吊裝重量約 150 t，最大重 量約 361 8 t，鋼箱梁總重約 12 565 t。度不小于 25 m) 。2) 零件的下料加工。根據(jù)零件

16、的具體形狀和大小確定下料 方法，對(duì)較長(zhǎng)矩形板件采用多嘴頭門式切割機(jī)精切下料，對(duì)隔板 等形狀復(fù)雜的板件采用 cam 系統(tǒng)的數(shù)控切割機(jī)精切下料; 對(duì)較 薄的主要零件，采用等離子切割; 鋼板對(duì)接坡口采用火焰精密切 割、刨邊機(jī)或銑邊機(jī)加工; 過(guò)渡斜坡采用斜面銑床加工。3) u 形肋的加工工藝。本橋有兩種斷面尺寸的 u 形肋，板厚 為 8 mm /6 mm。u 形肋采用等離子切割機(jī)精切下料，用雙面銑床 機(jī)加工兩長(zhǎng)邊及坡口，在電液聯(lián)動(dòng)數(shù)控折彎設(shè)備上折彎成型。4) u 形肋組裝技術(shù)。與廠家聯(lián)合研發(fā)了 u 形肋專用組裝機(jī)， 采用軌道移動(dòng)壓頭設(shè)計(jì)，通過(guò)液壓壓緊將 u 形肋安裝定位在頂板 或底板上，組裝動(dòng)作快捷，

17、壓力可調(diào)，適應(yīng)不同板厚，而且具有精 度高、效率高、無(wú)損傷等優(yōu)點(diǎn)，能夠較好的控制 u 形肋組裝精度以 及與面板組裝間隙。5) 反變形焊接技術(shù)。板單元 u 形肋焊縫，設(shè)計(jì)要求焊縫熔深 有效厚度不小于 8 mm，同時(shí)保證不焊漏。采用混合氣體 80% ar29 50014 750 2% 14 750 2% 8 8108 81017 6203 500+ 20% co2 氣體保護(hù)船位自動(dòng)焊工藝。制作專用的反變形胎架，圖 1 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段鋼箱梁斷面2鋼箱梁制造關(guān)鍵技術(shù)2 1板單元制造技術(shù)板單元制作按照“預(yù)處理下料加工u 形肋組裝反變形 焊接組焊接板修整”的順序進(jìn)行制造。其關(guān)鍵工藝如下:1) 鋼板預(yù)處理。下料前用

18、滾板機(jī)滾平消除殘余內(nèi)應(yīng)力，然后 在預(yù)處理線上進(jìn)行拋丸除銹、噴 涂 車 間 底 漆。除 銹 等 級(jí) 為 gb 8923-88 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 sa2 5 級(jí)，噴涂無(wú)機(jī)硅酸鋅車間底漆一道( 厚根據(jù)不同的板單元寬度、厚度，橫向設(shè)置不同的反變形量，兩邊用 絲杠壓緊實(shí)現(xiàn)船位無(wú)馬施焊。焊接時(shí)先向一側(cè)傾斜一定的角度， 將 u 形肋同側(cè)的焊縫焊接完成后，再將板單元向相反的方向傾斜 相同的角度，焊接另外一側(cè)的焊縫，所有焊縫焊接時(shí)都保持焊接 方向一致，根據(jù) u 形肋數(shù)量以及焊縫焊接時(shí)產(chǎn)生側(cè)向彎曲的傾向 安排合理的焊接順序，減小產(chǎn)生扭曲變形和側(cè)向彎曲變形。2 2鋼箱梁總拼制造技術(shù)2 2 1鋼箱梁總拼組裝工藝 鋼箱梁在總

19、拼胎架上采取“正裝法”依次組焊 11 個(gè) 14 個(gè)節(jié)段，即以胎架為外胎，橫隔板、內(nèi)腹板為內(nèi)胎分步組焊。通過(guò)測(cè)量 塔和橫向基準(zhǔn)點(diǎn)即“三縱一橫法”控制單元件就位，在盡可能少的 馬板約束下施焊，鋼箱梁整體組焊工藝如下:1) 以中間測(cè)量塔和對(duì)線墩為基準(zhǔn)定位各節(jié)段的基準(zhǔn)塊體;櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅on application of wire saw cutting technique in demolition construction of underwater structurebi zhao-yang( china ailway communications investment g