采用繩鋸切割法拆除市政道路舊橋連續(xù)空心板梁體施工關(guān)鍵技術(shù)

魯曉明 沈紅良 湯宇 童昌 林映

摘 要：長沙市軌道交通5號線毛竹塘站—板塘沖站區(qū)間下穿圭塘河橋，受舊橋樁基影響需要對圭塘河橋的東幅進行拆除重建，對于舊橋連續(xù)空心板梁體，用金剛石繩鋸按原施工節(jié)段逆順序分段切割成塊。采取對稱拆除的形式，用大型起重機將切割后的空心板梁塊進行拆除吊裝。本文主要介紹了舊橋梁板切割拆除關(guān)鍵技術(shù)，供今后類似工程借鑒。

關(guān)鍵詞：舊橋拆除;金剛石繩鋸;靜力對稱切割;逆序分塊吊裝

中圖分類號：U445.6文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）01-0102-04

Abstract： Changsha Rail Transit Line 5 Bamboo Pond Station-Plate Pond Chong Station under the zone of GuiTong River Bridge， under the influence of the old Pile Foundation， the east part of GUI Tang River bridge must be demolished and rebuilt， and the diamond wire saw for the continuous hollow slab beam of the old bridge is cut into blocks according to the original construction segment in reverse order. Taking the form of symmetrical dismantling， the large crane will be used to remove the hollow slab beam block after cutting. This paper introduced the key technology of cutting and dismantling of old bridge slab for reference in future similar projects.

Keywords： demolition of old bridges;diamond wire saw;static symmetry cutting;reverse block hoisting

1 工程概況

長沙市軌道交通5號線毛竹塘站—板塘沖站區(qū)間ZDK20+140.90～ZDK20+174.10段下穿圭塘河橋，其中原有圭塘河橋有7根樁基侵入?yún)^(qū)間凈空，受舊橋樁基影響，需要對圭塘河橋的東幅進行拆除重建，即先將靠近線路的半幅橋樁在隧道影響范圍內(nèi)的樁基拔除，待盾構(gòu)掘進通過后，調(diào)整橋梁樁位，再在原位復建該半幅橋梁[1]。

圭塘河橋建于2003—2004年，設(shè)計為雙向八車道，東西幅橋雙向分離，需要拆除的東幅橋?qū)?7 m，與圭塘河斜交73°，橋面內(nèi)側(cè)無護欄，外側(cè)為鋼板基礎(chǔ)無縫鋼管護欄;上部結(jié)構(gòu)采用（9.69 m+15 m+9.69 m）鋼筋砼連續(xù)空心板梁?？紤]到圭塘河為長沙市重要的市區(qū)景觀城中河，且正值汛期，橋面板破除無法采用傳統(tǒng)破碎頭進行破除施工[2]。

2 施工重難點分析

第一，因圭塘河為長沙市重要的市區(qū)景觀城中河，且正值汛期，橋梁梁板破除需要保證不污染圭塘河河水，同時保證建筑垃圾不掉入河中阻洪成為本工程施工的重難點及關(guān)鍵。

第二，圭塘河橋位于長沙市萬家麗路與時代陽光大道交匯處，為長沙市市政主干道，交通流量極大，圍擋區(qū)域極其有限，導致施工場地狹窄，如何在狹窄的場地內(nèi)完成橋面拆除也是本工程的難點。

第三，施工區(qū)域周邊為城市居民集中住宅小區(qū)，如何控制好噪聲污染，把對周邊環(huán)境的影響降到最低也是本工程施工的重點[3]。

3 施工總體方案及原則

中鐵五局集團第一工程有限責任公司根據(jù)多年連續(xù)梁型橋梁的施工經(jīng)驗，結(jié)合大量的理論分析，決定采用金剛石繩鋸將橋梁連續(xù)空心板梁體按原施工節(jié)段逆順序分段切割成塊。采取對稱拆除的形式，用大型起重機將切割后的空心板梁塊吊裝拆除，成功完成對該橋上部結(jié)構(gòu)的拆除施工，滿足了環(huán)保及防汛要求，同時避免了傳統(tǒng)破碎頭施工的噪聲污染，把對周邊居民生活環(huán)境的影響降到了最低[4]。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

金剛石繩鋸切割拆除連續(xù)空心板梁體施工工藝流程如圖1所示。

4.2 操作要點

4.2.1 拆除橋面附屬。為減輕結(jié)構(gòu)上部荷載，需要提前將橋面附屬設(shè)施拆除，包括人行道欄桿、人行道板、路緣石及伸縮縫等。附屬設(shè)施重量較輕，且拆除附屬時，橋梁整體剛度未減小，此時橋梁結(jié)構(gòu)是安全的。人行道欄桿拆除由兩端向中間進行，逐個拆除;人行道蓋板寬3m，先進行機械切割，然后堆碼成塊后一并裝車運走;伸縮縫拆除，先用風鎬鑿開橋面混凝土，與橋臺及梁板鋼筋連接部分用氣割割斷。

4.2.2 履帶吊車拼裝?？招陌辶后w切割吊裝采用QUY150型液壓履帶吊車，清理平整一塊寬25 m、長80 m的安裝場地，其構(gòu)件到場用100 t汽車吊卸車。

4.2.3 確定切割面。依據(jù)原橋設(shè)計圖紙，在橋面上畫好分跨標線;梁體采用整體切割，即橋面、腹板及底板一起分塊的切割方法。

①空心板梁確定切割分塊線與原有空心板布置線平行，以不影響整體結(jié)構(gòu)平衡性為原則。

②切割拆除整體原則：全橋縱向?qū)ΨQ、橫向?qū)ΨQ，先中跨后邊跨，中跨由東往西依次切割，邊跨由西往東依次切割。

③綜合考慮起吊重量、轉(zhuǎn)運能力、施工進度等諸多方面因素，確定梁體切割分為A～H型共8種，共計112塊。

④施工時，嚴格按照設(shè)計分塊進行切割，每切割一塊隨即吊裝一塊，直到完成半幅橋梁的切割。

4.2.4 鉆吊裝孔和切割孔。吊裝孔采用[d]=108 mm的水磨鉆打孔機進行作業(yè)，吊點設(shè)置參考《建筑施工手冊》，結(jié)合人員作業(yè)安全性綜合考慮，確定每一個切割塊設(shè)置兩個吊孔，保證切割順利進行和吊裝安全?？筛鶕?jù)《起重吊裝計算及安全技術(shù)》確定起吊位置[X]，可按式（1）計算：

其中，[L]為空心板長度，m。

各切割塊吊裝孔位置詳見表1。

以F型梁塊為例：[X]=0.207×6=1.24 m。根據(jù)計算結(jié)果確定空心板最合理的吊點位置為空心板兩端距中1.24m處。

切割孔采用[d]=63 mm的水磨鉆打孔機進行作業(yè)。一般情況下，根據(jù)分塊確定切割孔，沿切縫每1m確定一個切割孔;同時，切割過程中，保證切縫順直、減小對繩鋸的消耗和鉆孔過程中的安全。

吊裝孔及切割孔現(xiàn)場施工如圖2所示。

4.2.5 安裝繩鋸機及導向輪。用M16化學錨栓固定繩鋸主腳架及輔助腳架，導向輪安裝一定要穩(wěn)定，且輪的邊緣一定要和穿繩孔的中心線對準，以確保切割面的有效切割速度，嚴格執(zhí)行安裝精度要求。

4.2.6 安裝吊裝繩和金剛石繩索。切割塊采取兩點吊法（如圖3所示），將鋼絲繩依次穿入頂板孔、底板孔后再從翼緣板穿出，在每個梁塊吊裝孔底部放置一個承受50 t重量的U型卡環(huán)與鋼絲繩之間固定好，保證吊裝時鋼絲繩不滑動。為了防止梁底板棱角磨傷鋼絲繩，需要在吊裝孔頂部和底部孔口處加墊廢舊輪胎對鋼絲繩進行保護。

根據(jù)已確定的切割形式將金剛石繩索按一定的順序纏繞在主動輪及輔助輪上，注意繩子的方向應和主動輪驅(qū)動方向一致。

4.2.7 節(jié)段切割。切割吊裝作業(yè)順序：全橋縱向?qū)ΨQ、橫向?qū)ΨQ，先中跨后邊跨：中跨由東往西依次切割，邊跨由西往東切割。

切割中跨梁體：第一刀先由東端中跨中間向南北兩側(cè)切割，分成A型、B型，沿縱橋向按照2.0 m間距由東向西依次切割12段，A、B型共有48塊;最后3段按照1.0 m間距分成C型、D型，共12塊;切割吊裝作業(yè)順序由編號1～60依次進行。

切割邊跨梁體：沿縱橋向按照2.0 m間距由西向東依次切割12段，E、F型共有48塊;最后3段按照1.0 m間距分成G型、H型，共12塊;切割吊裝作業(yè)順序由編號61～120依次進行。

通過控制金剛石繩鋸操作盤調(diào)整主動輪提升張力，保證金剛石繩適當繃緊，啟動循環(huán)冷卻水，再啟動另一個電動馬達，驅(qū)動主動輪帶動金剛石繩索回轉(zhuǎn)切割。切割過程中必須密切觀察機座的穩(wěn)定性，隨時調(diào)整導向輪的偏移，以確保切割繩在同一個平面內(nèi)。

切割過程中，通過操作控制盤調(diào)整切割參數(shù)，確保金剛石繩運轉(zhuǎn)線速度在20 m/s左右。同時，切割過程中應保證足夠的沖洗液量，以保證對金剛石繩的冷卻，并且把磨削下來的粉屑帶走。切割操作要做到速度穩(wěn)定、參數(shù)穩(wěn)定、設(shè)備穩(wěn)定。

4.2.8 吊裝、轉(zhuǎn)運。每個切割塊完全切斷時，鋼絲繩受力，保證起吊時鋼絲繩垂直于梁體，以防止梁體失穩(wěn)傾覆，吊車緩慢平衡地將切割好的梁塊吊至空置處。按照以上工序循環(huán)作業(yè)，每切割一塊就吊裝一塊，直到完成半幅橋梁的切割。分割梁塊累積到一定數(shù)量，采用16 m長重型平板車集中吊裝拉走。

4.2.9 機械破碎。當切割塊運到規(guī)定存放地點后，采用汽車吊將切割塊體吊在指定位置，再用空壓機進行破碎，破碎后的混凝土按規(guī)定進行處理。

5 結(jié)語

長沙市軌道交通5號線毛竹塘站—板塘沖站區(qū)間，圭塘河橋舊橋采用金用金剛石繩鋸切割法進行橋梁連續(xù)空心板梁體拆除。該施工工藝程序銜接緊密，操作安全方便，中跨拆除后邊跨均可同步對稱切割，提高了施工效率，有效縮短了施工工期15 d。同時，工序交叉作業(yè)少，有利于確保施工的安全性，解決了常規(guī)拆除施工過程中的振動、噪聲、灰塵、碎渣及其他環(huán)境污染問題，實現(xiàn)了環(huán)境保護，且節(jié)約了施工成本25 萬元。利用本工法對橋梁上部結(jié)構(gòu)進行拆除，科學、安全地完成了施工任務，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]丁昭平.橋梁大修施工中靜力切割技術(shù)的應用[J].交通世界（運輸.車輛），2015（10）：58-59.

[2]饒永強，凌濤，舒海英，等.繩鋸法拆除既有橋梁施工方法研究及應用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2019（2）：42-44，51.

[3]劉治軍，雷斌，葉坤.繩鋸法模塊式拆除大型鋼筋混凝土墻體[J].施工技術(shù)，2018（S4）：1145-1149.

[4]王臻林.繩鋸法整體拆除既有跨線橋施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù)，2013（S1）：38-40，47.