盖县、黑石关、通化桥梁拆除爆破三例

1978～1988年10年间，铁道部科学研究院爆破室先后爆破拆除了10余座各种材质、各类结构的大型桥梁，在桥梁爆破拆除的设计计算、施工方法和安全保障技术等方面取得了一些成功的经验。下面分别介绍盖县、黑石关和通化三座桥梁的爆破拆除实例。

1盖县铁路大桥桥墩拆除爆破

    完成时间：1978年1月

    工程地点：长(春)大(连)线盖县铁路大桥

    完成单位：铁道部科学研究院爆破室、沈阳铁路局桥隧大修段、第四铁路工程局四处

    项目主持人及参加人员：吕毅、冯义希

撰 稿 人：王中黔

    长大线盖县铁路大桥上行桥修建年代久远，经长期运行桥墩基础已全部开裂，失去了足够的承载力，列车限速5km／h通过，严重地影响了桥梁通过能力，并威胁着行车安全。因此，必须将原有桥墩和基础拆除，重新修建。经国家计委和铁道部批准，封闭该桥，列车转线由解放后修建的下行桥通过，工期为75天。

    该桥全长219．22m，为桁架式钢梁，共六孔，每孔跨度33.8m。桥基为井筒式基础，墩身为混凝土和花岗块石砌筑体，墩帽为钢筋混凝土。五个桥墩高度为4.57～5.92m，圬工数量分别为87～116m³。

    桥墩拆除施工时，先将桥墩两侧用枕木垛将钢梁支起，待新的基础和桥墩竣工后，再将钢梁落下归位。该桥施工环境复杂，与行车密度很大的下行桥最近处距离仅3.3m，墩顶距支起的钢梁空间仅0.3～0.6m，距右上方15对通信线为3.5m，50m处为3万V高压线。施工时，不允许下行桥运输中断，不能影响通信线畅通和高压线供电，不准损害原有钢梁。如果采用人工拆除，不仅效率低，劳动强度大，而且难以按期完工；采用一般爆破法拆除，势必中断下行桥运输，严重威胁钢梁和周围重要设施的安全。

    经反复研究，决定采用控制爆破进行拆除，以便有效地控制爆破的影响范围。根据施工要求，制定了一次炸塌一个桥墩的爆破方案。针对桥墩不同部位的材质，合理布置炮孔，并精心计算炮孔参数和最佳炸药单耗。其中最大的一个桥墩，使用炸药只有26kg，且只在墩顶做了覆盖防护。图1为桥墩爆破瞬间，图2为爆后效果。

    控制爆破法拆除桥墩与人工拆除相比，不仅节约了大量劳动力，大大减轻了工人的劳动强度，而且提高工效30余倍，有力地保证了大桥按期完工。在20世纪70年代，国内控制爆破拆除技术正在兴起，该桥的爆破成功，对铁路运营线路的技术改造有重要意义。

图1  爆破瞬间

图2  爆后效果

2陇海线黑石关旧铁路钢桥拆除爆破

    完成时间：1987年12月

    工程地点：陇海线河南黑石关铁路大桥

    完成单位：北京爆破联合工程公司(铁道部科学研究院、铁道部建厂工程局)、郑州铁路局爆破公司

    项目主持人及参加人员：金骥良、果淑琴、王中黔、刘玉范、郭康源、刘建亮、李金龙、李保国

撰 稿 人：王中黔

    黑石关旧铁路钢桥最早建于1908年，经历了军阀混战、抗日战争时期，几经破坏，多次整修，解放后重建。该铁路桥位于陇海西线黄河支流伊洛河上，为单线钢桥，结构为英制下穿承式军用便梁。全桥长265.16m，共五孔。中间最大主跨长88.7m、重687t，主跨两侧钢梁各长49.5m、梁高9.15m、宽5.5m、重290t，靠近桥台的端梁长32m。桥墩有4座，中间两座系沉箱基础，墩身高出水面8m，墩顶长10m，宽3m，侧面坡度10：1。旁边两座桥墩为桩基，墩身尺寸与中间两墩相同，高出河床地面约6m。墩帽为钢筋混凝土，墩身为片石混凝土，掺有10％～20％的毛石。总计需爆破拆除的方量为800m³。    ．

    该桥北侧下游已有1963年建成的正在运行的铁路双线桥。因此，根据河南省防洪指挥部的要求，为扩大汛期径流断面，拟将旧桥拆除。桥的四周环境复杂。两侧11m和16m分别有电气化输电线路和地方高压线路跨河与桥面平行通过。桥东岸为沿江马路，路旁有通信和电力线路。离1号墩30m处是长虹机械厂，50m外为村庄，80m处有土窑洞。

    根据业主要求，在枯水期间将桥墩爆炸拆除，钢梁应垂直下落塌至水面，不得散架和歪斜，以便于桥梁部门将钢材切割回收利用。

2.1爆破设计原则

    根据桥梁结构特点和周围环境安全要求，确定以下设计原则：

    (1)根据钢梁应垂直整体塌落至水面的要求，确定桥墩爆破的高度；炮孔布置应使爆破块度小而均匀，且绝大部分抛离原墩身位置；残留墩体表面应基本平整。

    (2)为控制爆破飞石，爆破采用“边塌腹空”方案，即在墩帽和墩体两侧半圆锥体部分设置松动药包；墩帽以下，墩体中部区域布设抛掷药包。

(3)为确保北侧铁路双线桥及周边建筑物的安全，应对爆破振动进行控制。

2.2爆破设计参数

    根据上述设计原则，4个桥墩虽大小尺寸各异，但爆破的孔网参数药量计算基本相同。

    墩身主要采用水平布孔，孔距a=40cm，排距b=50cm，孔深l=135～180cm；墩底四周布一圈斜孔，孔距a=60cm，孔深l=185cm；基础部分四周布垂直孔，孔距a=60cm，孔深l=100cm。

    墩体两侧半圆锥体松动爆破的单耗，取K=400kg／m³；中间部位抛掷爆破，取K=600kg／m³；墩体底部斜孔，取K=1000kg／m³。单孔装药量按体积公式计算：Q=KabH，Q为110～350g。

2.3爆破振动安全检算

    根据《铁路工程抗震设计规范》对重力式桥墩的有关规定，经分析计算，取运行铁路桥的爆破安全允许振速[v]=2cm／s，则桥墩一次齐爆的最大装药量Q_max=119.8kg；距1号墩最近的是机械厂的砖混结构厂房，按《爆破安全规程》取[v]=2cm／s，则1号墩爆破的最大允许装药量为Q_max=46.1kg。按此允许药量对50m处的民房和80m外的土窑洞进行爆破振动检算，也是安全的。

2.4爆破效果

    为减少爆破振动效应，采用非电导爆管网格式闭合网路毫秒起爆法。对爆破体采用两层草袋和一层荆笆做覆盖性防护，防止飞石。在双线桥无列车通过时刻起爆。

    一声炮响，桥墩炸塌，钢梁平稳下落(见图3)，溅起一片水花，支撑在桥墩炸平的根部。钢梁侧向无明显偏斜，沿纵向成折线状倾斜平稳地支撑在残墩上。钢梁上原铺设的枕木和钢轨大部分保持原位，只在两梁交接处上下有错位。运行铁路桥在爆破瞬间几乎没有震感，周围建筑物、通信线和电力线路安全无恙。

图3  爆后钢梁平稳塌落至水面

3通化市东江旧桥拆除爆破

完成时间：1988年12月

工程地点：吉林省通化市

完成单位：北京爆破联合工程公司(铁道部科学研究院、铁道部建厂工程局)

项目主持人及参加人员：金骥良、果淑琴、王中黔、刘玉范、郭康源、胡中玉、李金龙、李保国

撰 稿 人：王中黔

    东江旧公路桥横跨吉林省通化市浑江，因1987年紧靠此桥又建起了拱形新桥，为了满足防洪泄洪的需要，决定爆破拆除旧桥。

    东江旧桥为格贝尔式样的钢筋混凝土桥，桥长228.25m、宽6.1m、高8m，共有13个钢筋混凝土桥墩和两个框架式桥台，桥面由6跨锭着梁、6跨吊梁和两跨板梁组成，桥面配筋十分密集。爆破的方量为：桥面883.3lm³，桥墩、台632.5m³，总计1516m³。

    该桥跨浑江两岸，桥的西北岸80m处有居民楼和工厂；东南岸有沿河马路，路边为玉皇阁山；桥东，50m外为居民楼。东江新桥为钢筋混凝土拱桥，与旧桥平行相距仅0.6～6.Om，桥面高出旧桥lm。

    业主要求在冬季结冰期完成，爆破时不得对新桥有任何破坏，爆破块度均匀，达到装车要求。

3.1爆破设计要点

    (1)新旧两桥紧靠，特别是2号桥墩台处，如爆破时旧桥面垂直下落，将砸在新桥桥墩上造成结构性破坏。因此，桥墩和桥面采用50ms延时爆破，使其略向外侧倾倒。

    (2)爆破参数选择。由于桥面配筋密布，破碎块度要求小，因此采用密集布孔、微量装药的原则。孔网参数根据各种结构的不同尺寸和配筋情况进行设计。

    单位体积耗药量取K=400～550kg／m³，单孔装药量按体积公式计算：Q=KabH。

    总计钻孔5236个，药包10665个，总药量为407kg。

    (3)爆破振动安全检算

    确保新桥的安全是本次爆破的重点。经分析和根据以往的爆破经验，取钢筋混凝土拱桥的爆破允许振速[v]=10cm／s。由于爆破的对象和保护的对象为平行的长条形，计算时把每个桥墩作为一个振动传播源，将桥面药量近似分配到相近的桥墩上，则一次爆破的允许药量为Q=24kg。因此，将407kg的总药量分成18个区段，进行毫秒延时爆破。每个分区的孔内导爆管连接成一个独立的网格式闭合网路，各分区用毫秒电雷管连接成复式电爆网路进行起爆。爆破时在新桥桥面上布置了四个振动监测点。

3.2爆破效果

    东江旧桥爆破效果如图4所示。爆破后桥墩全部炸碎，混凝土碎块被抛在两侧。整桥按设计要求略向外侧上游方向倾斜塌落，桥面沿纵向成曲线状断裂落至冰面，混凝土破碎，钢筋弯曲外露。

图4  东江旧桥爆后现场

    爆破时，在桥面上实测振动速度v<3.8cm／s。新桥上原有的表面施工裂缝与爆前测量记录对比，没有任何变化。用20t汽车吊在爆破前后通过新桥，实测的动态特性对比表明，新桥结构没有受到任何损伤。

    爆破时的个别飞石得到很好控制，沿河马路和新桥的电力、通信线及桥上的路灯均安然无恙。