陽茂高速公路舊跨線連續(xù)箱梁天橋拆除施工方案研究

譚海洲

摘 要：通過對爆破、機械拆除、SPMT快速拆除、支架無損切割吊裝拆除方案的選擇，確定了舊跨線連續(xù)箱梁天橋的拆除施工工藝。利用midas軟件對施工工況進行分析，以驗證方案的合理性，結(jié)果表明，箱梁在采用無損切割吊裝拆除方案時，箱梁變形及內(nèi)力均滿足要求;現(xiàn)場拆除施工實踐證明，方案安全可靠。

關(guān)鍵詞：連續(xù)箱梁;支架;無損切割;吊裝;拆除;繩鋸

中圖分類號：U445.6 文獻標識碼：A

1 工程概況

沈陽至?？趪腋咚俟逢柦撩危ㄒ韵潞喎Q“陽茂高速公路”），東接開陽高速公路終點，西接茂湛高速公路起點，是國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃“2縱”G15沈陽至海口國家高速公路的一段，是連接廣東、廣西、海南三省的交通要道，是粵西地區(qū)連接珠三角地區(qū)的高速公路主骨架，同時也是廣東省“十縱五橫兩環(huán)”高速公路主骨架中第五條橫線的一段。路線全長79.76 km，主線采用速度120 km/h。

K3288+560跨線天橋為2x25 m跨預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，位于直線段上，與主線斜交，采用斜橋正做，竣工高程為橋面中心處高程。上部結(jié)構(gòu)采用單箱單室等截面斜腹板連續(xù)箱梁，中間設(shè)獨柱墩，墩梁不固結(jié)。下部結(jié)構(gòu)橋墩均為獨柱墩鉆孔樁基礎(chǔ)，橋臺為樁柱埋置式橋臺。

2 拆除方案選定及施工流程

2.1 拆除方案比選

橋梁結(jié)構(gòu)的常規(guī)拆除方法主要包括爆破法、機械拆除法、SPMT快速拆除法（即混凝土切割模塊車整體平移法）。爆破法[1]施工工期較短但需與周邊建筑保持一定安全距離，且社會影響大、爆破后現(xiàn)場形象差，同爆破施工需對施工現(xiàn)場進行嚴格的安全及交通管制，本項目新舊橋間間距過小難以保護，故爆破法不予考慮。

機械拆除法如氣動破碎、大型機械破碎法，施工周期不可控，8個小時封閉期不一定滿足要求，且施工過程中環(huán)境污染大，現(xiàn)場形象差，特別是連續(xù)箱梁舊橋離新橋距離近，汽車吊起吊方向難以控制，可能對新橋造成破壞。

SPMT快速拆除法[2]（即混凝土切割模塊車整體平移法）切割速度快，效率高，移梁速度快，但對施工場地要求高，橋梁整體平移需要較大的存梁場地，會增加征地面積，且機械租賃周期長，費用大。

支架無損切割吊裝拆除法[3]切割速度快、效率高、環(huán)境影響小、低噪音、經(jīng)濟效益明顯，與傳統(tǒng)的橋梁拆除技術(shù)相比，對工期要求緊迫、環(huán)保要求高，以及一些大型混凝土結(jié)構(gòu)拆除、切割的工程，具有非常明顯的優(yōu)點。

為降低噪音、降低污染、減少振動，同時為減小社會影響，并考慮經(jīng)濟效益[4]，經(jīng)綜合比較，并結(jié)合施工工期、現(xiàn)場環(huán)境及設(shè)計要求，采用支架無損切割吊裝拆除作為連續(xù)箱梁跨線天橋的拆除方案。

2.2 工藝流程

舊橋采用支架無損切割吊裝拆除方案，主要分為三個階段：

①第一階段：交通不封閉，完成橋梁拆除前的結(jié)構(gòu)預(yù)處理，包括不影響交通的主線路面外條形基礎(chǔ)施工和臨時鋼支撐搭設(shè)，翼緣板和防撞護欄的繩鋸切割和吊走。②第二階段：交通全封閉，主線路面臨時鋼支撐搭設(shè)，8小時內(nèi)對關(guān)鍵節(jié)段切割分離梁體，并在8小時完成吊裝施工，清理主線路面上方的支架，恢復(fù)交通。③第三階段：開放交通后完成主線路面外邊跨橋臺的鑿除和混凝土塊的破碎清運。

3 拆橋方案仿真分析

全橋箱梁混凝土自重：（206.7+33.9+31.2）*2.5=679.5 T，箱梁每延米自重：679.5/50=13.59 T，最長分5 m一個節(jié)段，節(jié)段重量為68 t，墩頂6.3 m實腹段及變截面段按實心計算節(jié)段重量為100 t，切割完翼緣板后重量為70 t。

本文根據(jù)上述舊橋結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用有限元軟件模擬舊橋拆除施工過程，分析其結(jié)構(gòu)受力及變形，以驗證拆除方案的合理性。

3.1 有限元模擬

3.1.1 不同的拆除工況下箱梁的應(yīng)力、位移、支撐反力驗算

（1）工況1：橋梁拆除前（圖1）。

（2）工況2：拆除跨中節(jié)段（圖2）。

（3）工況3：拆除第2節(jié)段（圖3）。

（4）工況4：拆除第3節(jié)段（圖4）。

本橋采用C50混凝土控制指標，混凝土拉應(yīng)力不超過2.0 MPa;位移控制指為L400，因此箱梁在切斷時應(yīng)力應(yīng)變均在允許范圍內(nèi)。

3.1.2 支撐受力驗算

鋼支撐最大反力為60.7 T，分配梁長度為2.6 m，2道分配梁，分配梁線荷載為60.7/2.6/2=12 T/m。

圖5 鋼支撐應(yīng)力應(yīng)變計算

鋼支撐的允許應(yīng)力值為215 MPa，計算值為71 MPa，支架計算受力安全;支架變形（1.73 mm）允許變形1 300/400

=3.25 mm，變形滿足允許變形范圍內(nèi)。

由表2、圖5可知，切割后的橋面板出現(xiàn)一定程度的變形[5]，但變形值較?。ㄗ畲?.7 mm），切割前、后各結(jié)構(gòu)材料的最大應(yīng)力仍在最大承載能力范圍內(nèi)，同時，鋼支撐允許應(yīng)力值及變形滿足允許范圍。因此，采用無損切割吊裝拆除方案，結(jié)構(gòu)仍處于安全狀態(tài)且有較大盈余，方案可靠性高。

4 拆除施工

要求在8小時的交通管制內(nèi)完成支撐系統(tǒng)、箱梁切割、結(jié)構(gòu)吊裝和路面清理，施工難度很大。施工時，結(jié)合橋梁的受力情況、現(xiàn)場環(huán)境，采用液壓金剛石繩鋸切割，箱梁解除約束后的吊裝應(yīng)考慮鋼絲繩水平力作用下和箱梁混凝土磨損效應(yīng)，梁塊吊裝使用鋼絲繩對梁塊進行捆綁式吊裝，混凝土棱角與鋼絲繩接觸位置使用鋼板做護角，防止鋼絲繩在負重下被混凝土棱角切割，造成安全事故。橋面板切割完落入支架后集中吊裝至指定地點破碎。涉路臨時鋼支撐應(yīng)及時拆除，盡快恢復(fù)交通，縮短高速公路占道時間。涉路部分拆除后，采用破碎錘盡快放倒主線外橋臺，減少對行車安全的隱患。

5 結(jié)論

根據(jù)陽茂高速公路舊連續(xù)箱梁跨線天橋所處的位置及橋下交通需求，橋梁拆除方案采用支架無損切割吊裝拆除，并運用有限元軟件對舊橋拆除過程進行數(shù)值仿真模擬，橋面板切割前、后結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力均在允許范圍內(nèi)，拆除方案合理可行，拆除施工作業(yè)僅進行交通封閉8小時，拆橋方案切割速度快、效率高、環(huán)境影響小、低噪音，經(jīng)濟效益明顯，并且舊梁切割后吊運安全性高，施工難度相對最小，為后續(xù)同類型橋梁的拆除提供了一定的參考借鑒作用。

參考文獻：

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[5]朱超宇，袁鑫，田石柱，等.跨高速公路連續(xù)梁橋拆除施工方案研究[J].世界橋梁，2020，48（01）：77-81.