城市低凈空水上鋼橋梁拆除施工技術(shù)

孫全武

（貴州橋梁建設(shè)集團有限責任公司，貴州 貴陽 550000）

0 引言

城市道路工程的水上鋼結(jié)構(gòu)橋梁不但上跨河流，且往往處于凈空較低的環(huán)境中，加之交通流量大、四周有高樓、地下管線多，施工風險較大，而常規(guī)的拖拉法、滿堂支架法，無論拖拉需要的后方空位還是在水下搭設(shè)滿堂支架，其施工難度均較大。對其進行拆除，除要充分理解自身的結(jié)構(gòu)受力特點，還應(yīng)思考在如此復(fù)雜的施工環(huán)境下，如何快速、高效、安全地完成拆除工作，從而為下一步的建設(shè)提供工作面。

本文依托貴州橋梁建設(shè)集團有限責任公司承建的貴陽市人民大道項目中的一中橋及雪涯橋的拆除，通過利用橋梁自身結(jié)構(gòu)特點，原位割孔后插打鋼管樁，再搭設(shè)少量貝雷梁作為臨時支撐，然后對稱大塊拆除，將水中施工轉(zhuǎn)換為陸上施工，降低了施工難度，減少了對周邊環(huán)境的影響。

1 工藝特點

1.1 充分利用橋梁自身結(jié)構(gòu)受力特點

（1）在縱主梁與主橫梁交叉節(jié)點位置附近點開孔后插打鋼管樁，再在鋼管樁上搭設(shè)少量貝雷梁支撐其主縱梁，支撐結(jié)構(gòu)搭設(shè)簡單，便于施工，實用性強。

（2）根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)橋桁架受力特點，遵循鋼桁架最優(yōu)化卸載的順序，每根桿件的拆除均最大化地保障剩余結(jié)構(gòu)承載能力，從而確保施工安全。

1.2 便捷、安全、高效

（1）利用貝雷梁桁架裝配性強且承受能力大的特點，只需在橋面內(nèi)側(cè)開少量樁位孔（外側(cè)樁位設(shè)在主桁架以外），能快速完成水上支撐結(jié)構(gòu)的搭設(shè)難題。

（2）切割過程不但保障每根桿件的拆除后剩余結(jié)構(gòu)承載能力，還考慮根據(jù)桿件特點，找準最薄弱切割位置，做到大塊切割成桁片（配備相應(yīng)吊裝能力的吊車輔助），能快速肢解和裝運出城。

（3）鋼筒插打、貝雷片放置及支撐結(jié)構(gòu)的拆除，基本不需要人員進入河水中作業(yè)，施工風險小。

1.3 合理利用城市空間、占地較少

所有設(shè)備基本均在原橋位上逐步后退，避免了在橋位兩端再占用施工場地，能克服城市施工空間有限的難題。

2 工藝原理

2.1 支撐結(jié)構(gòu)的布設(shè)及施工原理

（1）基于市區(qū)大部分鋼結(jié)構(gòu)橋梁的橋面板的基本為主縱梁及主橫梁構(gòu)成基本框架，然后再在該框架上鋪設(shè)橋面系等其他加強結(jié)構(gòu)，拆除過程利用主梁受大力的特點布設(shè)支撐點。

（2）水上低凈空情況下支撐點的布置考慮在主縱梁與主橫梁交叉節(jié)點位置附近點開孔，然后從橋面上利用吊車緩慢下放鋼管，再利用振動錘插打鋼管形成鋼管樁，在鋼管樁上搭設(shè)支撐其主縱梁的貝雷梁形成穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)。

2.2 結(jié)構(gòu)拆除原理

利用吊車配合人工切割的拆卸方式，從跨中分兩個工作面分別向兩端橋臺進行對稱拆除。切割順序不但保障每根桿件的拆除后剩余結(jié)構(gòu)承載能力，還考慮根據(jù)桿件特點，找準最薄弱切割位置，大塊切割成桁片。最后利用吊車逐步拆除臨時支撐結(jié)構(gòu)（配振動錘拔樁）即可。

3 工藝流程

現(xiàn)場調(diào)查→方案制定→人員設(shè)備進場→施工準備→交通封閉→切除人行道護欄及鑿除橋面→測量放樣樁位→開孔打樁→安裝貝雷片支撐→對稱切割鋼結(jié)構(gòu)橋→運至指定位置存放→拆除支撐結(jié)構(gòu)→清理場地。

4 操作要點

4.1 貝雷梁支撐結(jié)構(gòu)施工步驟

（1）充分分析橋梁結(jié)構(gòu)特點及現(xiàn)場建設(shè)條件，針對城市水上鋼橋的拆除，確定采用插打鋼管樁安裝貝雷梁作為臨時支撐。鋼管樁支撐點要避開主要受力的主縱梁與主橫梁。橋梁立面、平面圖分別見圖1、圖2。

（2）通過受力計算及現(xiàn)場地質(zhì)條件，確定支撐結(jié)構(gòu)具體參數(shù)。

（3）電力電線改線；鑿除橋面鋪裝層；切割樁位孔、人行道及欄桿（吊車配合吊裝拆卸）。

（4）用振動錘夾持鋼管穿過打樁孔進行鋼管樁插打，插打完成后再利用吊車配合卷揚機安設(shè)貝雷梁支撐體系即可。

4.2 鋼橋拆除步驟

（1）根據(jù)設(shè)計圖紙進行桿件劃分并按照對稱拆除的原則編號；

（2）計算大塊構(gòu)件吊點重心（趨于理論重心即可，也可用CAD找出質(zhì)心），吊點設(shè)置務(wù)必位于該重心之上，且設(shè)置在重心兩側(cè)。同時，根據(jù)最大吊重及現(xiàn)場條件選取吊車功率（考慮踩點位置）；

（3）按照編號順序?qū)ΨQ拆除上弦桿、上橫梁、下弦桿、腹桿結(jié)構(gòu)；

（4）從拆橋跨中心線處向兩側(cè)拆除橋面及下弦桿、下橫梁；

（5）每個編號對應(yīng)的橋面與弦桿件組成的整體可根據(jù)實際情況拆分為3塊；

（6）如此循環(huán)完成全橋桁架鋼結(jié)構(gòu)的拆除；

（7）在兩端利用吊車貝雷梁支撐體系；

（8）拆除拆橋過程中所搭設(shè)的貝雷梁支撐體系后，可利用吊車配合振動錘拔出鋼管樁；

（9）鑿除橋臺鋼筋混凝土，運輸、清理場地，完成拆除工作。

4.3 操作要點

4.3.1 貝雷梁支撐結(jié)構(gòu)搭設(shè)

（1）打樁順序從跨中向兩側(cè)；

（2）位于主橋正下方位置的鋼管樁，施工完畢后及時采用厚10mm鋼板臨時覆蓋，并采用設(shè)置活動護欄與標志標牌。

（3）根據(jù)測量放樣確定鋼管樁的中心位置后，采用75t吊車配合90kW振動錘進行鋼管樁的插打。插打過程，高度關(guān)注嵌巖深度進而反饋出鋼管樁的承載力是否滿足需求。

（4）打樁過程，盡量采用履帶吊施工，同時需要控制其可操作半徑滿足需求。

（5）貝雷梁連接時的貝雷銷必須打緊，每個銷子上均上卡扣，支撐架螺栓必須擰緊。

（6）每組貝雷梁安設(shè)時保證其線形，防止其移位；貝雷梁與橫向工字鋼接觸處需焊接限位（鋼板）。

（7）鑒于成橋的鋼結(jié)構(gòu)橋存在一定的預(yù)拱度或者坡度，貝雷梁支撐結(jié)構(gòu)上的分配梁與梁底不能做到完全接觸受力，需要根據(jù)實際高差做好鋼箱支墊或者木方支墊，鋼板墊放的長度沿縱向為雙拼工字鋼的寬度，鋼板寬度不小于每片貝雷弦桿的寬度，施工時保證支墊密實。

4.3.2 鋼橋拆除

（1）吊車打腿盡可能在臨時支撐墩靠橋臺段橋面板內(nèi)，且需要控制吊車支腿在貝雷梁支撐結(jié)構(gòu)上，禁止跨越臨時支撐墩打腳支撐以及在無橫梁的橋面板上支腿，防止集中力過大帶來的安全隱患。

（2）桿件吊點需設(shè)置在重心以上，并設(shè)置在重心兩側(cè)，防止大噸位吊件空中翻轉(zhuǎn)危險。

圖1 橋梁立面圖（單位：mm）

圖2 橋梁平面圖（單位：mm）

（3）吊車工作在支腿全開的情況下，不能超過允許承載能力范圍以外，且禁止在不打支腿的情況下吊重，防止發(fā)生吊車傾覆安全事故。

（4）切割人行道及護欄過程中，務(wù)必先在每一段（9m）兩端設(shè)置吊孔，并用吊車掛鉤先行掛接，做好起吊準備，保證該段分塊不發(fā)生突變危險。

（5）分塊編號嚴格按照圖紙進行，現(xiàn)場可根據(jù)現(xiàn)場實際情況（切割難度）對切割線進行適當調(diào)整，但不可做過大調(diào)整，避免因某段過重而超出吊車的工作能力。

（6）切割上弦桿及腹桿過程中，特別注意高空作業(yè)的安全措施。上弦桿及腹桿切割，可采用移動式腳手架，腳手架需輔助采用D=16mm光圓鋼筋焊接于桁架相鄰豎桿或腹桿上。同時，焊接臨時掛鉤用于安全繩的掛接。

（7）當施工至距橋臺第二、第一跨時暫時保留下弦桿主梁，其余工序不變，待上弦桿及橋面板拆除完成后再采用吊車直接提取下弦桿主梁，防止懸臂端過重。

（8）當出現(xiàn)懸臂施工的情況，施工人員施工最危險的情況，可在橋臺端方向堆放已經(jīng)拆卸的主桁或者再配置一臺50t裝車的吊車，從而起到配重作用。

（9）理論上，鋼絲繩末端采用卸扣連接，若大構(gòu)件吊運過程可能出現(xiàn)鋼絲繩摩擦現(xiàn)象，接觸處應(yīng)采取必要的包裹防范措施，防止梁體割斷鋼絲繩。

（10）起吊過程中，專職安全員應(yīng)全程旁站指揮吊裝，確保安全。

（11）在施工完成，將進行貝雷梁支撐結(jié)構(gòu)拆除處理，拆除順序為：橋面板螺絲拆除→起吊橋面板→吊橫梁→拆貝雷→拆橫枕→割剪刀撐→拔樁→設(shè)備轉(zhuǎn)移。

5 鋼橋拆除安全保證措施

（1）施工準備階段，務(wù)必做好交通改道及標志標牌工作，保障施工安全的同時規(guī)范施工。

（2）在支撐結(jié)構(gòu)周圍設(shè)置圍護，保證施工安全。

（3）該主桁的拆除過程需要動用大量的氧氣乙炔切割設(shè)備，務(wù)必按照安全規(guī)范要求執(zhí)行安全動火條律，保證氧氣與乙炔的安全距離至少5m，放置位置遠離火源。

（4）切割上弦桿及腹桿過程中，應(yīng)特別注意高空作業(yè)的安全措施。焊接臨時掛鉤，用于安全繩的掛接，確保工人施工安全。

（5）在支撐結(jié)構(gòu)相應(yīng)位置設(shè)置檢測點，實時監(jiān)測支撐結(jié)構(gòu)的變形及沉降，確保施工安全。

（6）鋼結(jié)構(gòu)橋梁的拆除，左、右側(cè)應(yīng)同步對稱進行，防止操作不當造成支撐結(jié)構(gòu)局部變形或支撐結(jié)構(gòu)偏位，保證施工安全。

（7）嚴格執(zhí)行高空作業(yè)的相關(guān)規(guī)定，操作人員必須嚴格遵守各自崗位職責，防止疏漏。

（8）起吊過程中，專職安全員全過程旁站指揮吊裝，確保安全。

（9）經(jīng)常檢查整個系統(tǒng)的工作情況，特別注意檢查鋼支撐是否達到支撐效果，確保在拆除施工中不產(chǎn)生任何方向的滑動，受力部位發(fā)生異常情況時，應(yīng)及時處理。

（10）做好支撐結(jié)構(gòu)的監(jiān)測工作。

6 鋼橋拆除環(huán)保措施

（1）鋼結(jié)構(gòu)橋梁的拆除施工場地采取圍護措施，且先灑水后拆除，防止揚塵。

（2）清理、修理施工機械、車輛的廢油、廢水，采取回收方式按有關(guān)規(guī)定進行處理，不得隨意處置?，F(xiàn)場存放油料的位置要采取措如鋪防油氈等。使用過程中，采取防止油料跑、冒、滴、漏的措施，防止土壤及水源受到污染。

（3）施工現(xiàn)場不得堆放垃圾及雜物，應(yīng)在適當?shù)攸c設(shè)置臨時堆放點，專人管理，做到日集日清，集中堆放，定期外運，不得直接投入江、河、湖中。

（4）將施工場地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔文明。

（5）合理安排拆除作業(yè)時間，降低施工中的噪聲和振動，避免對周圍居民造成干擾，保持周邊環(huán)境干凈整潔，樹立良好的外部形象。

7 結(jié)語

與傳統(tǒng)施工方法相比，本項目采用的施工方法利用橋梁自身結(jié)構(gòu)特點，快速搭設(shè)支撐平臺，對稱大塊拆除，建立了城市水上低凈空施工工作面，將水中施工轉(zhuǎn)換為陸上施工，降低了施工難度，減少了作業(yè)人員數(shù)量和勞動強度，提高了鋼梁拆除效率，節(jié)約了施工成本、縮短了施工工期，保障了施工安全，促進了環(huán)境的保護，形成了良好的社會及環(huán)境效益，可為此類工程的設(shè)計和施工提供參考借鑒。