危病桥梁拆除的施工案例分析_殷雨欣.pdf

运输经理世界隧道与桥梁工程0引言上横大桥位于斗门区莲洲镇，在 X581 县道上，跨越涝涝溪水道，桥面净宽 7m，双向 2 车道通行。上部结构为 13 孔 16m 钢筋混凝土简支 T 梁，下部结构为双柱式墩，柱式桥台，钻孔灌注桩基础。柱式桥墩直径1.0m，桩 基 直 径 1.0m，系 梁 长 3.5m，高 度 1m，宽 度1m。该桥修建于 1988 年，因使用多年，加上桥梁所处的环境、结构特点、材料特性及施工质量等多方面因素，混凝土结构的耐久性不断降低、结构劣化。检测报告显示，该桥存在桥面、主梁混凝土破损及露筋、桥墩裂缝、桥台脱空等多种严重病害，桥梁基础承载力降低，桥梁综合评定等级为四类桥，属于危桥，已严重影响正常使用，现已采取限载限行措施，急需改建。该项目为在原址上拆除重建，需拆除原上横大桥上部13m16m 装配式预应力 T 梁及桥面系、下部盖梁、柱式桥墩和河床以下不小于 0.5m 的水中桩基。旧桥拆除工程量大，且部分拆除结构位于水下，施工难度大、风险高，见图 1。图 1 上横大桥改建工程平面图1拆除方法的选定桥梁拆除方法有很多种，结合桥梁结构和现场环境情况，确定采用机械拆除法，用切割机具将桥梁上部结构的连接部分切断，然后用吊装机械按照建桥相反的工序对桥梁进行拆除。柱式墩、盖梁、桩基分段切割吊离。机械拆除法噪声低、对河道基本无污染。施工范围可限制在旧桥工程范围内，拆除后可就地破碎装运，或转运至合适的场地破碎，且机械拆除法综合费用低，施工安全1。2桥梁拆除施工2.1 拆除方案上横大桥拆除采用全封闭式作业进行,封闭前在河道上先修建临时通行便桥，除满足车辆正常通行外，通行便桥的宽度和承载能力应能满足平板拖车运输旧桥梁体等拆除作业的需要。桥梁拆除作业按建桥施工逆向顺序进行，即从桥梁上部结构向下部结构顺序进行拆除。上横大桥两端桥头处因道路经过整修，具备吊装机械作业场地，大桥东侧第 1 跨、西侧第 1113 跨共 20 片 16mT 梁利用两台履带吊进行吊装拆除。上横大桥桥下为涝涝溪水道，水体常年存在，水位受大海潮汐影响较大，施工期间的水深约为 5.0m，具备船机作业条件，河中桥跨结构利用船吊进行吊装拆除，拆除施工顺序采用从河道东岸向西岸顺序进行拆除。拆下来的梁体用平板拖车运至弃渣场。在弃渣场用绳锯将平板拖车上梁体切割成块，方便吊车吊离作业。桥墩、盖梁及水中桩基用绳锯分段切割，利用船吊将切割下的块体吊放至平板拖车上，然后运至弃渣场。危病桥梁拆除的施工案例分析殷雨欣（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）摘 要：危病桥梁拆除工程危险性大、施工风险高，尤其是水下基础拆除具有更大风险。为降低风险，确保桥梁拆除施工安全，经过方案研究与比选，确定采用金刚石绳锯切割拆除法，即将桥梁结构用金刚石绳锯切割成块体，从上部到下部逐块吊离的施工方法。工程实践证明，与传统的机械破损法或爆破法相比，此方法施工速度快、风险小，施工安全可靠，可为类似工程提供借鉴。关键词：旧桥拆除；机械拆除法；绳锯法中图分类号：U445.6文献标识码：A101运输经理世界隧道与桥梁工程2.2 拆除施工顺序桥 梁 拆 除 施 工 顺 序 为：防 撞 护 栏 及 管 线 湿 接缝、横隔板及梁缝间桥面混凝土梁体吊装外运台帽、盖梁拆除系梁拆除立柱拆除桩头清除清扫河床2。具体施工流程见图 2。桥梁封闭、拆除准备割除湿接缝、横隔板及梁缝间桥面混凝土拆除防撞护栏及管线T 梁逐片吊离拆除盖梁、系梁墩柱拆除桩头处理河道清理图 2 桥梁拆除施工流程图2.3 施工工艺及方法2.3.1设置 T 梁临时支撑在 T 梁两端横隔板位置处画线标记，将盖梁上方横隔板及梁体湿接缝用混凝土切割机切出约 1m 的长方形人孔。施工人员通过人孔到达桥墩盖梁，用方木支撑每片梁两侧翼板，方木下端固定于盖梁顶部或混凝土挡块上部，形成八字型稳定支撑。2.3.2桥面附属结构及设施拆除桥面附属结构及设施主要为防撞护栏、灯具和管线等。旧桥两侧为肋柱式护栏，为防止护栏碎落物掉落河道中，首先按护栏标准段间距竖向切断护栏，然后用风镐凿出护栏立柱根部的钢筋，立柱根部连接钢筋不切断，用绳索拉住护栏并固定于桥梁内侧，待标准段全部立柱根部剥离桥面后，用卷扬机拉紧绳索，将护栏整体向内放倒于桥面，之后切断护栏根部连接钢筋，使护栏与桥面分离。混凝土护栏底座用 60 型炮机拆除，与拆除的护栏随渣土运输车集中清运3。2.3.3梁体拆除（1）T 梁分割确定 T 梁纵向湿接缝和横向湿接缝位置并放线，该桥每联为 5 片 T 梁，共有 4 道湿接缝，位置见图 3。用金刚石绳锯切割机沿湿接缝中心线将桥面铺装层及湿接缝混凝土切断。跨中横隔板用金刚石绳锯直接切断，分块吊离。在每片 T 梁距端头 1m 处（内侧翼缘板）采用取芯机钻孔（钻孔直径 10cm），作为梁体吊装孔，孔口做磨圆处理 以 避 免 损 伤 钢 丝 绳。桥 面 上 T 梁 吊 装 孔 布 置见图 4。图 3 T 梁切割位置图（单位：cm）图 4 T 梁吊装孔布置图（2）梁体拆除拆除作业前先确认各梁体之间的联系是否被切断，梁体是否处于简支状态。桥头部分梁体（东侧第 1 跨、西侧第 1113 跨共20 片 T 梁）采用汽车吊吊离，河道中的梁体使用一艘80t 的船吊吊离。船吊在吊装孔跨与施工便桥之间抛锚固定就位。为保证作业安全，抛锚点距离施工便桥不得小于 5m。施工过程中应加强对水深监测，确保水深满足船吊作业要求。作业人员通过切割成的桥面人孔下到盖梁顶，在梁体吊装孔穿套钢丝绳，穿绳后预起吊，保持梁体呈稳定状态，此时拆除 T 梁临时支撑，用氧割切断边梁与中梁横隔板上下连接钢筋，检查确认梁体与周围无连接后，作业人员全部撤离至安全区域，平稳起吊梁体并放置于停靠在施工便桥上的运梁平车。用同样的方法依次对称拆除同跨另一侧边梁、外中梁、次外中梁、中梁。逐跨拆除 T 梁至全部拆除完成。2.3.4盖梁拆除盖梁体积约 8.8m3，重量约 22t。吊装前清理盖梁表面杂物，船吊至待拆盖梁处附近就位，于盖梁长度约 1/3 处布设两吊点并呈预吊状态，用金刚石绳锯将立柱与盖梁结合部切断，整体吊装至便桥上的运梁平车。2.3.5桩基系梁拆除桩基系梁位于水面下大约 3.0m 深处，连接两墩柱，拆除墩柱前必须先拆除系梁。系梁采用液压绳锯水 下 切 割，系 梁 切 割 线 设 置 在 距 离 墩 柱 边 缘 大 约102运输经理世界隧道与桥梁工程10cm 处。在系梁 1/4 跨径位置设置吊点。吊机就位后，潜水员下潜至系梁位置，挂好钢丝绳，起吊系梁呈预吊状态，同时安装好金刚石绳锯，用绳锯在水下切割系梁混凝土。单个系梁体积约 3.5m3，重约 9t，切割完成后，用施工便桥上的 50t 汽车吊吊离外运。2.3.6墩柱、桩头拆除（1）墩柱、河床上桩头拆除墩柱采用分段切割、分段吊离的吊装方法。考虑吊装尺寸及重量，墩柱每次切割长度按照 3m 控制，每段墩柱重量约为 6t。在每段墩柱下方 50cm 处钻孔（直径为100mm），作为吊装孔，在该段墩柱 1/31/4 长度位置另增加一处吊装孔。钢丝绳穿孔就位呈预吊状态，然后用金刚石绳锯切割后吊离。最下面一段墩柱与桩基础相连，直径相同，沿河床位置设置切割线，河床上部桩头与墩柱一起切割拆除。水下切割混凝土施工方法同桩基系梁拆除施工。（2）河床下桩头拆除位于水下部分的桩基，设计要求拆除至现河床以下不小于 0.5m，新桥通航孔内的桥墩桩基应拆除至水深 5.418m 以下。根据原桥设计图纸，测量放样恢复原桩位，采用长臂挖掘机清理各桩基周围土层，通过钻孔抽芯布设吊装孔，在设计要求的桩头拆除位置以下切割，切断桩头后吊装外运。旧桥拆除完成后清理河道，对桥址航道范围进行扫床。2.4 绳锯法切割工艺在梁体及横隔板、墩柱、系梁、桩基拆除施工过程中，均采用了金刚石绳锯切割工艺4。2.4.1切割施工流程画线定位穿绳孔安装固定导向轮安装金刚石绳索切割吊装清理场地。2.4.2绳锯切割机安装在梁板、横隔板、墩柱等需要切割的结构位置安装膨胀螺丝，用来锚固绳锯切割机与导向轮，导向轮与穿绳孔中心对准。金刚石绳锯安装见图 5。根据确定的切割线，将金刚石绳锯按一定方向缠绕在主动和辅助轮上，注意绳子的方向应和主动轮的驱动方向一致。（a）（b）图 5 金刚石绳锯安装示意图2.4.3切割施工启动电动马达，通过主动轮控制盘调整主动轮的提升张力，使金刚石绳锯适当绷紧，启动循环冷却水，再启动另一个电动马达，驱动主动轮带动金刚石绳索回旋切割。切割过程中密切观察机座的稳定性，随时调整导向轮的偏差。金刚石绳索运转线速度控制在20m/s 左右，切割过程中应有足够的冲洗液供应，以冷却绳锯和冲洗粉屑。2.4.4切割施工注意事项绳索切割过程中，绳子运动方向的前面用竹胶板等材料遮挡防护，并设置安全警示标志，为降低扬尘污染，切割施工时采用喷淋防护。切割墩柱时，为了防止绳锯链条被卡住，在切割的同时使用钢板塞紧切缝，如图 6 所示。图 6 墩柱切割钢板塞垫示意图3结语随着我国经济的快速发展，交通流量持续增大，我国早期修建的桥梁出现了许多病害，甚至被评定为危桥，亟须拆除重建。尤其是跨越通航河道的桥梁，随着航道等级的提升，桥跨已不能满足大型船舶的通航要求，上横大桥为两种情况兼而有之。考虑桥梁结构特点，该桥采用机械法拆除，在预先加固梁体的基础上，通过绳锯切割机将桥梁结构化整为零，按一定的顺序进行拆除。该拆除方法噪声低、对河道污染小、综合成本较低、施工安全有保障，对类似桥梁拆除工程有很好的借鉴作用。参考文献：1中国工程建设标准化协会.公路混凝土桥梁拆除技术规程：T/CECS G：M61-012019S.北京：人民交通出版社，2020.2上海市住房和城乡建设管理委员会.桥梁拆除工程技术规程：DG/TJ08-22272017S.上海：同济大学出版社，2017.3王浩，魏建东.桥梁拆除中的一些新技术和新机具J.中外公路，2010（2）：164-167.4杨乐.切割法拆除桥梁的施工工艺J.工程建设与管理，2008（11）：253+257.103