混凝土梁式橋拆除技術(shù)分析

□文/楊顯維 楊文強

混凝土梁式橋拆除技術(shù)分析

□文/楊顯維 楊文強

結(jié)合拆除實例，重點分析了混凝土梁式橋拆除技術(shù)與拆除方法，總結(jié)了混凝土梁式橋拆除技術(shù)要點，對混凝土梁式橋拆除方法進行分析歸類，為以后混凝土梁式橋拆除提供技術(shù)支持和借鑒。

混凝土；梁式橋；拆除

橋梁拆除是橋梁發(fā)展建設(shè)的一個重要任務(wù)，隨著橋梁建設(shè)的快速發(fā)展，橋梁拆除工程數(shù)量逐年遞增，由于橋梁結(jié)構(gòu)形式的多樣性和周圍環(huán)境的復(fù)雜性，決定了橋梁拆除工藝的不同。橋梁拆除比橋梁建造更具有復(fù)雜性、高風(fēng)險性。而且目前國內(nèi)尚未有成熟的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)。為更好促進橋梁技術(shù)發(fā)展，本文重點分析了混凝土梁式橋拆除技術(shù)與拆除方法，結(jié)合拆除實例，總結(jié)了混凝土梁式橋拆除技術(shù)要點，對混凝土梁式橋拆除方法進行分析歸類，為以后混凝土梁式橋拆除提供技術(shù)支持和借鑒。

1 技術(shù)要點

混凝土梁式橋按承載結(jié)構(gòu)體系可分為簡支梁橋、連續(xù)梁橋和懸臂梁橋。

1）簡支梁橋應(yīng)首先拆除梁體之間的橫向連接、縱向連接以及梁體與墩柱之間的抗震連接并采取臨時支撐措施，使每一片梁體形成獨立、穩(wěn)定的待拆構(gòu)件。

2）連續(xù)梁橋包括先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系和連續(xù)結(jié)構(gòu)體系。先簡支后連續(xù)梁橋應(yīng)先拆除支點處連接混凝土，釋放負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力，使橋梁上部結(jié)構(gòu)由連續(xù)體系轉(zhuǎn)化成為簡支結(jié)構(gòu)。連續(xù)結(jié)構(gòu)拆除應(yīng)首先確定應(yīng)力解除，應(yīng)力釋放順序宜按照原施工階段的逆順序進行，同時確定應(yīng)力破除后的三向受力變化，確定破碎或吊運單體聯(lián)、梁、整座橋梁、墩、梁、柱各結(jié)構(gòu)部位穩(wěn)定。

3）懸臂梁橋應(yīng)先將合龍段部分切割移除，轉(zhuǎn)換梁的受力體系，形成懸臂結(jié)構(gòu)，再分段切割，用吊機移除；懸臂分段拆除時，應(yīng)對0#塊采取臨時固結(jié)措施；分段拆除宜按原施工分段位置，對稱進行拆除。

2 拆除方法

混凝土橋梁的拆除需要對橋梁上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)分別進行拆除。

橋梁的拆除不同于高層建筑物的拆除重要因素在于結(jié)構(gòu)受力體系的復(fù)雜轉(zhuǎn)變，按照橋梁上部結(jié)構(gòu)拆除技術(shù)有以下幾種。

1）直接破除法。直接破除法是對結(jié)構(gòu)不采取如搭設(shè)支架（可局部搭設(shè)支架）、臨時加固等措施的情況下，采用人工、機械進行直接破除。該方法簡便、快捷，但噪聲大、粉塵污染嚴(yán)重，需要對周圍進行安全防護。該方法適用于跨徑不大、高度較矮的橋梁及完全廢除的橋梁。

2）整孔吊裝拆除法。采用大型吊車、浮吊、架橋機，直接將簡支梁的預(yù)制梁或現(xiàn)澆梁切割后的一跨梁體，吊裝至地面，完成梁體的拆除。該方法適用于跨徑不大、梁板可二次利用的預(yù)制梁拆除以及整孔切割的現(xiàn)澆梁拆除。

3）搭設(shè)支架分層分段拆除法。在連續(xù)梁下面搭設(shè)支架，將連續(xù)梁采取分層分段的切割為若干小塊件，吊裝外運，完成橋梁主體結(jié)構(gòu)的拆除。該方法適用于梁體較重及周圍環(huán)境不允許直接破除、直接吊裝的橋梁拆除。

4）懸臂分段拆除法。利用橋面吊裝系統(tǒng)進行懸臂分段拆除，是懸臂澆筑的逆過程。該方法適應(yīng)于采用懸臂澆筑施工的現(xiàn)澆梁橋。

5）頂推、頂升、平移拆除法。隨著頂升技術(shù)的發(fā)展，尤其是同步頂升技術(shù)在橋梁改造中的應(yīng)用，頂推、頂升、平移橋梁技術(shù)逐步開始應(yīng)用，其優(yōu)點是頂推設(shè)備輕型簡便，不需大型吊運機具，是橋梁整體拆除的較為先進的工藝。該方法適用于特殊場地橋梁的拆除，如水深較淺，浮吊不能進入的河流或者深谷等。

6）浮吊分段拆除法。利用浮吊的吊裝，逐步將橋梁主體分段拆除，該方法較為簡單，適用于深水河道內(nèi)，河岸有適宜梁體卸載碼頭。

7）爆破法。目前國內(nèi)外的爆破方法主要有控制爆破法、割爆破法、水壓爆破法、無聲靜態(tài)爆破法等。橋梁常常要跨越河流，與建筑物在受力模式上有所不同，在特殊條件下(如通航河流、部分拆除等)，將爆破的方法應(yīng)用于橋梁拆除就受到限制。該方法適用于無法進行人工、機械拆除的橋梁或者采用人工、機械拆除不經(jīng)濟的橋梁。

8）綜合拆除法。是指以上幾種拆除方法組合應(yīng)用的拆除方法。該方法適用于橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，梁橋所處的位置受條件限制不宜采用某一種方法拆除而需要采用幾種拆除方法的綜合利用。

3 拆除方法選用原則和方案擬定原則

3.1 施工方法選用原則

1）選用施工方法應(yīng)依據(jù)設(shè)計原則進行。

2）選用施工方法應(yīng)與所擁有的機具設(shè)備匹配。

3）選用施工方法應(yīng)與現(xiàn)場條件吻合。

4）選用施工方法必須是可控制的，安全措施能夠落到實處。

5）選用施工方法應(yīng)能夠與監(jiān)控、交通組織、施工組織、預(yù)案協(xié)調(diào)。

3.2 拆除方案擬定原則

1）應(yīng)針對結(jié)構(gòu)體系、類型不同而不同。

2）應(yīng)結(jié)合計算分析，安排步驟和控制過程內(nèi)力。

3）應(yīng)參考原結(jié)構(gòu)的施工方法。

4）應(yīng)針對橋梁缺陷和病害嚴(yán)重程度，區(qū)別對待。如：病害嚴(yán)重者，在梁體上直接放置機具設(shè)備可能出現(xiàn)垮塌，因此，在拆除之前，需要采取臨時加固措施。

5）應(yīng)考慮拆除設(shè)備運行和工藝的可行性。

6）應(yīng)考慮對保留構(gòu)件（如下部結(jié)構(gòu)）安全措施和拆下部分構(gòu)件的再利用的可能性。

7）應(yīng)綜合考慮監(jiān)控、安全措施、交通組織、保護環(huán)境措施、緊急預(yù)案、施工組織、工期安排、概算的協(xié)調(diào)。

4 實施準(zhǔn)備工作

1）混凝土梁橋拆除前應(yīng)掌握的相關(guān)技術(shù)資料，包括：待拆除橋梁的設(shè)計、施工、竣工等建造階段原始資料養(yǎng)護管理、維修加固等運營階段相關(guān)資料；橋梁結(jié)構(gòu)形式、承載能力、損害情況等現(xiàn)狀信息；拆除前技術(shù)評估、論證、審批等拆除前期資料；橋梁附近相關(guān)電力、通訊、燃?xì)?、自來水、光纜、交通等相關(guān)資料。

2）應(yīng)對待拆除橋梁進行檢測，掌握橋梁各部位相關(guān)的位移、沉降、橋梁結(jié)構(gòu)、受力體系狀況。重點的檢測和試驗項目應(yīng)制定相應(yīng)檢測試驗方案。

3）對周圍情況應(yīng)進行充分的調(diào)查，掌握周圍交通情況、周邊建筑物影響、對居民生活影響情況、河流情況以及地上、地下各種管線等情況，制定保護措施。

4）調(diào)查和分析類似橋梁的拆除經(jīng)驗和教訓(xùn)，結(jié)合拆除工程的結(jié)構(gòu)形式及環(huán)境情況，分析拆除橋梁的各種風(fēng)險因素。

5）開工前必須編制橋梁拆除施工組織設(shè)計及專項施工方案。

6）根據(jù)待拆除橋梁施工需要，配備合理的機械設(shè)備和生產(chǎn)工具并在施工前進行安裝調(diào)試。

7）結(jié)合待拆除橋梁的規(guī)模、地形特點及周圍環(huán)境等情況合理布置施工場地，臨時設(shè)施應(yīng)滿足施工需要及安全施工的要求，橋梁拆除前應(yīng)完成臨時供水、供電和臨時道路建設(shè)，完成機械存放、梁體破碎、固體廢棄物堆放等場地建設(shè)。

8）施工前應(yīng)發(fā)布安民告示，施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置圍擋等隔離設(shè)施，危險區(qū)域應(yīng)設(shè)置警戒隔離設(shè)施、設(shè)置安全警告標(biāo)志及禁行標(biāo)志并設(shè)專人警戒。

9）按照施工方案，做好橋梁上部結(jié)構(gòu)及下部結(jié)構(gòu)拆除前的相應(yīng)防護措施。對橋梁保留部位，應(yīng)采取相應(yīng)保護措施。

10）混凝土梁橋拆除之前，應(yīng)對各項準(zhǔn)備工作檢查確認(rèn)并形成檢查確認(rèn)記錄。

5 工程實例

5.1 懸臂分段拆除法

南淝河大橋是合寧高速公路大蜀山—隴西立交段跨越南淝河的一座特大橋梁。主橋為雙幅變截面三向預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋跨布置為45 m+75 m+45 m，11個懸臂節(jié)段。

5.1.1 拆除方案的比較與確定

從可視的邊界條件出發(fā)，不能用爆破法拆除，必須化整為零，基于靜力切割。

1）方案1——少支架。邊跨搭7排支架，主跨比邊跨提前1～2個節(jié)段懸臂拆除，0#塊分塊拆除。

2）方案2——多支架?；就桨?；但在邊跨搭設(shè)13排支撐，先拆除主跨，再拆除邊跨。

3）方案3——滿堂支架?；就桨?；但在邊跨搭設(shè)滿堂支撐且直接鑿除邊跨。

4）方案4——逆序。即完全按原新建施工逆序拆除，進行可靠的墩梁固結(jié)。

對4種拆除方案的優(yōu)缺點和適應(yīng)性進行了評價，認(rèn)為方案2是科學(xué)合理的。

5.1.2 拆除方案實施

按方案2布置施工時，橋梁的整體拆除順序為先拆南半幅，再拆北半幅：單幅橋先拆除附屬結(jié)構(gòu)、橋面鋪裝及護欄，再拆除中跨箱梁，接下來拆除邊跨箱梁，最后拆除0#塊。采用人工加機械拆卸附屬結(jié)構(gòu)、橋面鋪裝及護欄；中跨在合龍段解除，分節(jié)段逆序靜力切割箱梁（掛籃線切法)，用橋面吊機預(yù)提、吊裝下放至平板駁船轉(zhuǎn)運至碼頭，鑿巖機實施破碎；邊跨基本同中跨拆除，但需搭設(shè)少量支架。

切割物就地或轉(zhuǎn)運到指定場所進行破碎，0#塊按10 t左右的小塊切割拆除，汽車吊吊裝，就地或轉(zhuǎn)運到指定場所進行二次分解。

5.2 整孔切割拆除法

錫北運河大橋是滬寧高速公路互通內(nèi)主線上一座大橋，與河道成46°斜交。全橋長478.9 m，主孔一聯(lián)橋孔布置為20 m+21 m+35 m+45 m+20 m，其中主孔45 m位于錫北運河上。為變截面三向預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。該橋采用河中搭設(shè)支架現(xiàn)澆法施工。

5.2.1 拆除方案的比較與確定

1）方案1——滿堂支架法。即橋下搭設(shè)滿堂支架，在河中插打臨時樁，采用鑿巖機對梁體鑿除破碎。橋下空間較小，打臨時樁機具操作困難，施工期間不能保證通航要求。

2）方案2——定向爆破法。即在梁體布置打孔、灌藥，采取控制混凝土碎塊大小、方向的爆破法。破的飛濺物控制較難，擔(dān)心影響另一幅的車輛運行，碎塊落到運河內(nèi)清理困難，難以保證運河的通航要求。

3）方案3——整體切割拆卸法。在駁船上搭設(shè)支架，拖運到橋下托住主孔橋，將整孔橋切割，切下的塊件落到駁船的支架上，然后運走、上岸解體。此方案安全性高、可以較好地控制拆除過程，基本不影響通航，不影響相鄰一幅車輛運營。

最終采用了方案3。

5.2.2 拆除方案實施

1）采用4艘駁船并列捆綁在一起，在其上用貝雷梁搭設(shè)支架，支墊枕木。將船艙灌滿水，然后拖運到橋下，將倉內(nèi)水排出，支架頂住橋梁。

2）邊孔搭設(shè)支架。

3）先拆除橋面系，切割翼緣。

4）在主孔橋墩根部處，兩條切割縫同時切割，致梁斷裂、落在駁船支架上。

5）將切下的塊件拖運到指定岸邊，進行解體、破碎，清理現(xiàn)場。梁體切割設(shè)備采用鏈?zhǔn)角懈顧C。施工過程中采用監(jiān)控措施，制定嚴(yán)密的安全措施和緊急預(yù)案。

6 結(jié)語

混凝土梁橋拆除是一項高度復(fù)雜且風(fēng)險較高的任務(wù)，對于拆除過程中的方方面面的因素要求有足夠的關(guān)注。在混凝土梁橋拆除之前，應(yīng)對各種存在的風(fēng)險因素進行詳細(xì)的分析，同時應(yīng)充分分析出邊界條件，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式、橋梁破壞程度、環(huán)境要求等，對拆除方案進行比選，確定最優(yōu)方案。對于混凝土梁橋拆除，保證其上部結(jié)構(gòu)在拆除過程中的安全是要點?；炷亮簶蛏喜拷Y(jié)構(gòu)的拆除方法選擇時應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)的特點和橋梁現(xiàn)狀進行?；炷亮簶虿鸪椒ǖ倪x用不是單一、機械地采用某一個方法，一個拆除工程也可能是多個方法的集合。對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模較大和周邊環(huán)境復(fù)雜的混凝土梁橋拆除，還應(yīng)進行拆除過程監(jiān)控，應(yīng)根據(jù)監(jiān)控分析結(jié)果對擬實施的方案進行優(yōu)化和調(diào)整，確保拆除工作順利進行。

□楊文強/天津城建隧道股份有限公司。

U445.6

C

1008-3197（2013）05-57-03

10.3969/j.issn.1008-3197.2013.05.022

2013-02-25

楊顯維/女，1979年出生，工程師，天津城建集團有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。