某舊橋拆除方案比選

楊慶華

（中國(guó)核工業(yè)第二二建設(shè)有限公司，武漢 430050）

隨著我國(guó)道路建設(shè)提檔升級(jí)的飛速進(jìn)行，越來(lái)越多的舊橋拆除問(wèn)題出現(xiàn)在工程技術(shù)人員面前。由于橋型、材質(zhì)、周邊環(huán)境等諸多因素不同，導(dǎo)致拆橋施工需要考慮更多的問(wèn)題，加上之前類似經(jīng)驗(yàn)較少，使得橋梁拆除工作變得更加復(fù)雜[1]。本文以某跨線橋梁的拆除工作為研究背景，采用了2 種不同的拆除施工方案，對(duì)這2 種方案進(jìn)行比選優(yōu)化，最后成功拆除。

1 工程概況

某跨越高速公路的橋梁，橋面寬6 m，行車道寬4 m，兩側(cè)各1 m 人行道，橋梁全長(zhǎng)45 m，橋型結(jié)構(gòu)為45 m 斜腿式剛構(gòu)拱橋，目前僅能供車輛單向通行，不能滿足該道路通行要求，現(xiàn)將拆除新建。

該橋主要由斜腹桿、橫向連接桿、桁架梁、現(xiàn)澆鋼筋混凝土橋面板組成。本次舊橋拆除主要包括橋面附屬構(gòu)筑物、混凝土橋面鋪裝、斜腿式剛構(gòu)拱橋。上部結(jié)構(gòu)為本次橋梁拆除的重點(diǎn)部分（包括各類管線、標(biāo)識(shí)牌、廣告牌等），橋梁拆除時(shí)對(duì)下穿的高速公路將進(jìn)行封閉，本橋拆除屬于危險(xiǎn)性較大的工程。拆除工作面臨著如下幾個(gè)問(wèn)題：①橋梁下方是某高速公路，交通量大，車速快，且該橋梁跨越處，正位于高速公路彎道處，司機(jī)視線受限；②該橋梁距高速公路凈高有5 m，拆除施工期間，如果稍有不甚，物件脫落極有可能傷害高速行駛的車輛和司乘人員；③長(zhǎng)時(shí)間封控高速公路將會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也是極不科學(xué)、現(xiàn)實(shí)的。

如何針對(duì)上述問(wèn)題，提出合理的拆橋施工方案，這是一個(gè)十分棘手的問(wèn)題。在參建各方的共同努力之下，提出了如下2 種施工方案。

2 橋梁拆除施工方案

2.1 機(jī)械拆除方案

2.1.1 總體施工思路

根據(jù)本工程的地理位置特點(diǎn)和周邊環(huán)境影響，現(xiàn)有老橋拆除施工分步實(shí)施，橋梁附屬結(jié)構(gòu)物拆除及管線遷改在橋梁主體結(jié)構(gòu)拆除前完成，其余步驟于正式拆除作業(yè)當(dāng)晚完成。施工拆除順序：機(jī)械設(shè)備和材料進(jìn)場(chǎng)→高速公路及附屬設(shè)施保護(hù)→橋拱一端鑿斷→破碎落地構(gòu)件→清除路障和清掃路面→恢復(fù)交通→橋臺(tái)拆除[2]。

2.1.2 機(jī)械設(shè)備和材料進(jìn)場(chǎng)

本次拆除工程所需機(jī)械設(shè)備在正式拆除施工前，設(shè)備在某檢查站附近停靠待命，待道路封閉完成后，輪式機(jī)械及裝載路面防護(hù)用砂料的運(yùn)輸車進(jìn)入施工場(chǎng)地，開展防護(hù)施工，防護(hù)工作到位后，長(zhǎng)臂破碎錘等進(jìn)入施工場(chǎng)地開始拆除施工。

2.1.3 高速公路及附屬設(shè)施保護(hù)

路面保護(hù):在高速公路上舊橋投影范圍及前后17 m共40 m 范圍路面滿鋪和路面寬度相同的砂墊層，厚度為50 cm，然后在舊橋投影范圍及前后2 m 共10 m 范圍采用吊車鋪設(shè)鋼板，厚度不小于2 cm，鋼板上方繼續(xù)鋪設(shè)1.5 m 厚砂墊層，以免施工機(jī)械、碎落的砼塊及鋼筋對(duì)下方高速公路路面造成破壞。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本施工方案采用25 t 汽車吊，擬采用2 臺(tái)25 t 吊車分別位于橋梁兩端配合人工進(jìn)行路面防護(hù)用鋼板鋪設(shè)吊裝。下穿高速公路防護(hù)保護(hù)為橋梁主體結(jié)構(gòu)正式拆除工程施工當(dāng)晚第一步，防護(hù)工作完成后方可進(jìn)行橋梁主體拆除工作。

波形護(hù)欄防護(hù): 因波形護(hù)欄在目前安全圍擋范圍內(nèi)，在正式拆除施工前，需沿道路拆除道路兩側(cè)各40 m 波形護(hù)欄，波形護(hù)欄橫梁拆除后運(yùn)至安全區(qū)域存放，立柱因需進(jìn)行切割，無(wú)法保護(hù)性拆除，在橋體拆除完畢后安裝新立柱恢復(fù)波形護(hù)欄原貌。

中央隔離帶防護(hù):中央隔離帶高度為80 cm，防護(hù)方式為鋪設(shè)砂墊層，砂墊層厚度超出中央隔離墩高度不少于70 cm。

國(guó)防電纜防護(hù): 快速路兩側(cè)排水溝外均埋設(shè)有國(guó)防光纜，本次施工鋪設(shè)砂墊層及鋼板時(shí)，加寬至道路兩側(cè)光纜區(qū)域，額外作為緩沖帶以保護(hù)管線。

2.1.4 附屬結(jié)構(gòu)物拆除

橋面附屬結(jié)構(gòu)物主要有限高架、檢修道人行護(hù)欄、廣告牌和附屬管線等。由于提前拆除廣告牌等附屬結(jié)構(gòu)物需封閉下穿高速公路進(jìn)行施工，為防止廢渣掉落影響下方車輛通行安全，且保證拆除工程進(jìn)度，故在橋體拆除當(dāng)晚一并進(jìn)行破壞性拆除，待新橋建成后進(jìn)行廣告牌的恢復(fù)。拆除時(shí)，采用長(zhǎng)臂破碎向外側(cè)破除廣告牌及人行護(hù)欄，拆除后及時(shí)將廣告牌等廢棄物經(jīng)下穿高速公路清運(yùn)至指定場(chǎng)地。

2.1.5 橋體拆除

待拆天橋路面距高速公路高度約5 m，根據(jù)同路段且結(jié)構(gòu)相同的橋梁拆除工程施工經(jīng)驗(yàn)，為使拆除塌落振動(dòng)在可控范圍，因此計(jì)劃天橋主體由皇鉑御府小區(qū)一側(cè)向另一側(cè)進(jìn)行，分三步先后順序落地，以減輕對(duì)路面的沖擊，拆除時(shí)配備專人統(tǒng)一指揮。橋梁破碎切割點(diǎn)為橋梁兩側(cè)橋面與橋臺(tái)連接、橋梁中部以及沿橋梁長(zhǎng)度方向每?jī)擅滋?，具體拆除步驟如下。

1）由3 臺(tái)破碎錘對(duì)橋梁靠二二公司一側(cè)進(jìn)行鑿斷。先由2 臺(tái)長(zhǎng)臂破碎錘在橋梁左右兩側(cè)下方鑿除支腿，再由1 臺(tái)短臂破碎錘在天橋上方橋臺(tái)臺(tái)尾鑿斷橋面與橋臺(tái)連接處，使橋梁靠皇鉑御府小區(qū)一端先落地。

2）橋梁一端落地后，由于拉力作用，另一側(cè)橋面與橋臺(tái)也會(huì)分離，此時(shí)，橋梁左右兩側(cè)下方2 臺(tái)長(zhǎng)臂破碎錘前往另一端對(duì)支腿進(jìn)行鑿除，讓橋梁兩端均落地。

3）由于本橋?yàn)楣皹颍瑯蛄簝啥巳柯涞睾?，存在橋梁中部懸空的可能性，若出現(xiàn)上述情況，2 臺(tái)長(zhǎng)臂破碎錘需前往橋梁中部從兩側(cè)向中間對(duì)向鑿除中部砼，使橋梁中部落地。

4）橋梁全部落地后，在保證機(jī)械設(shè)備安全距離的前提下，多臺(tái)機(jī)械設(shè)備同時(shí)作業(yè)，采用破碎錘配合液壓剪對(duì)構(gòu)件按2 m 左右的長(zhǎng)度進(jìn)行分解，大塊采用吊車裝車，碎塊采用挖掘機(jī)配合無(wú)齒裝載機(jī)進(jìn)行裝車，直至破除完成。

2.1.6 廢棄物處理及外運(yùn)

拆除完成后采用無(wú)齒裝載機(jī)配合挖機(jī)，及時(shí)將拆除的砼和路面防護(hù)砂墊層清出施工場(chǎng)地，運(yùn)至場(chǎng)外指定棄土場(chǎng)。采用吊車配合液壓剪的方式將鋼板裝車運(yùn)出施工場(chǎng)地；對(duì)于機(jī)械設(shè)備無(wú)法裝車的細(xì)碎殘?jiān)?，采用人工配合灑水車?duì)施工區(qū)域進(jìn)行清掃、沖洗。

2.1.7 現(xiàn)場(chǎng)清理及恢復(fù)

采用人工配合吊車、裝載機(jī)的方式清理砂墊層和鋼板；采用人工配合灑水車對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行清掃、沖洗。

2.1.8 安全保證措施和相關(guān)操作規(guī)程

教育與培訓(xùn)：凡從事電氣、起重、焊接、火焰切割及車駕駛員等特種作業(yè)職工，必須接受特種作業(yè)安全培訓(xùn)，通過(guò)考試取得“特種作業(yè)安全操作證”者才能上崗操作；從事一般工種作業(yè)的職工，必須認(rèn)真學(xué)習(xí)本工種的安全技術(shù)操作規(guī)程、崗位安全責(zé)任制和安全生產(chǎn)規(guī)章制度；新員工在上崗前，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行三級(jí)安全教育；員工在轉(zhuǎn)崗或執(zhí)行新工藝、使用新設(shè)備前，對(duì)其進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)；各級(jí)行政、技術(shù)、管理人員必須經(jīng)常學(xué)習(xí)有關(guān)的國(guó)家安全生產(chǎn)方針、政策、法規(guī)和公司的安全生產(chǎn)規(guī)章制度，并經(jīng)常開展安全教育；拆除工程施工前，做好安全技術(shù)交底工作，項(xiàng)目部技術(shù)人員就拆除方案向管理人員交底，項(xiàng)目管理人員就如何拆除向作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底，并履行簽字手續(xù)，確保安全拆除。

作業(yè)場(chǎng)地管理：作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)要整潔有序，各種機(jī)械物料應(yīng)整齊放置在規(guī)定區(qū)域；作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)道路暢通，路面平坦，保證司機(jī)視野開闊，并滿足消防要求；作業(yè)施工人員勞保用品穿戴整齊，戴好安全帽；在施工現(xiàn)場(chǎng)周圍配備、架立必要的安全警戒線及安全生產(chǎn)標(biāo)志牌。

跨路施工安全管理：交通疏導(dǎo)方案本著“盡量減少社會(huì)交通中斷時(shí)間，確保交通安全和施工安全，最大限度地減少施工與交通的相互干擾”的導(dǎo)改原則。嚴(yán)格按照導(dǎo)行措施及交通導(dǎo)行方案進(jìn)行，疏導(dǎo)期間在行車道上游設(shè)明顯的、統(tǒng)一的導(dǎo)向警示標(biāo)志。為保證道路運(yùn)輸安全，在道路上方的鋼箱梁拆卸等作業(yè)時(shí)，對(duì)交通進(jìn)行臨時(shí)封閉，待拆除完畢后再開放交通。臨時(shí)封閉交通時(shí)，請(qǐng)相關(guān)部門人員指揮，項(xiàng)目安全人員配合管理。采取各種有效的緩堵、保安措施，最大程度減小施工擁堵，嚴(yán)防重特大交通事故和責(zé)任生產(chǎn)事故，在高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、高效率完成施工任務(wù)的同時(shí)，對(duì)周邊群眾及過(guò)往行人進(jìn)行大力宣傳，爭(zhēng)得廣大群眾的理解與支持，確保施工期間周邊社會(huì)道路基本安全暢通。

吊運(yùn)安全保證措施：汽車吊使用前，支墩下應(yīng)采用墊木墊平、墊牢固；吊裝作業(yè)過(guò)程中，作業(yè)人員除應(yīng)遵守一般的操作規(guī)程外，還應(yīng)加強(qiáng)以下安全措施：凡施工人員均應(yīng)熟悉本方案，向施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，并應(yīng)經(jīng)交底人及被交底人雙方簽字后歸檔并認(rèn)真按方案執(zhí)行；所需吊裝機(jī)具均應(yīng)嚴(yán)格檢查，加夠潤(rùn)滑油，確認(rèn)性能良好、符合要求才能使用，嚴(yán)禁超負(fù)荷使用；經(jīng)試吊并對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行了處理，確認(rèn)萬(wàn)無(wú)一失后才能正式起吊；嚴(yán)格執(zhí)行各種安全操作規(guī)程，在吊裝區(qū)域設(shè)置明顯警示標(biāo)志，未經(jīng)許可非作業(yè)人員不許入內(nèi)。起重機(jī)械操作人員必須持證上崗，嚴(yán)禁非持起重作業(yè)操作證人員從事起重作業(yè)。作業(yè)前，現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)設(shè)施必須到位，嚴(yán)禁在安全防護(hù)設(shè)施不全的情況下開工。作業(yè)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有安全值班員，檢查現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)措施的執(zhí)行情況。作業(yè)時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況配備必要的聯(lián)絡(luò)工具，統(tǒng)一指揮。

2.2 繩鋸拆除方案

2.2.1 總體施工思路

本次施工拆除順序：搭設(shè)安全操作架→管線拆除→橋面系及附屬結(jié)構(gòu)拆除→橋面鋪裝拆除→現(xiàn)狀斜腿剛架拱橋切割→切割塊處理外運(yùn)→安全操作架拆除[3]。

2.2.2 施工工藝流程

由于要保證高速公路正常通行，且考慮施工對(duì)車輛通行的安全，所以要對(duì)交通進(jìn)行轉(zhuǎn)換、改道，由原來(lái)的雙向四車道改為雙向兩車道，為支架搭設(shè)、切割施工、分塊吊裝等施工提供條件。

切割流程如圖1 所示。

圖1 繩鋸施工工藝流程圖

2.2.3 搭設(shè)防護(hù)腳手架

在橋頭底現(xiàn)有平臺(tái)搭設(shè)承插盤扣式鋼管支架，作為橋梁拆除時(shí)的作業(yè)平臺(tái)及安全防護(hù)。架體水平桿步距1.5 m，豎向斜桿步距1.5 m，掃地桿高度小于等于200 mm；自由端高度小于等于650 mm，橋下架體橫向最大0.9 m，縱向最大0.9 m，主龍骨采用100 mm×100 mm 方木，次龍骨采用φ48 mm×3.0 mm 鋼管，間距200 mm。頂部鋪設(shè)竹腳手板、防護(hù)網(wǎng)及帆布，防止上部舊橋拆除時(shí)掉落碎渣，以保證下方通行車輛行車安全[4]。支架立面圖如圖2 所示。

圖2 支架立面圖

2.2.4 吊車選型

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本施工方案采用50 t 汽車吊，擬采用2 臺(tái)50 t 吊車分別位于橋梁兩端進(jìn)行吊裝。

2.2.5 橋面系及附屬拆除

為了保證拆除安全，每跨側(cè)欄桿由兩端向中間進(jìn)行，逐片拆除，防撞護(hù)欄橋面梁板鋼筋連接處用氣割設(shè)備割除。伸縮縫拆除先用風(fēng)鎬拆除橋面混凝土，與橋臺(tái)及梁板鋼筋連接部分用氣割割開，依次拆除，裝車運(yùn)走。按上述步驟和要求逐段拆除、吊裝，至完成橋面附屬的拆除工作。在支架頂部及四周鋪設(shè)竹腳手板、防護(hù)網(wǎng)及帆布，防止上部舊橋拆除時(shí)掉落碎渣，以保證下方通行車輛行車安全。

2.2.6 混凝土橋面拆除

按要求確定破除舊路面的位置、寬度、深度。采用繩鋸切除面層后，分塊進(jìn)行整體吊裝后外運(yùn)。切成塊狀的路面采用自卸車外運(yùn)至指定位置。

2.2.7 斜腿剛構(gòu)拱橋拆除

經(jīng)查閱45 m 斜腿式剛構(gòu)拱密度為2.4 t/m3，斜腿式剛構(gòu)拱最大處寬高為60 cm×35 cm，因此剛構(gòu)拱重段單位長(zhǎng)度重為0.504 t/m。按50 t 吊車最大起吊長(zhǎng)度25 m時(shí)最大起重量3 t 計(jì)算，其最大長(zhǎng)度應(yīng)不大于5.9 m；因此將45 m 斜腿式剛構(gòu)拱分為8 塊。具體分塊見(jiàn)表1（皆按剛構(gòu)拱橋重段計(jì)算，且切割段依次以一端橋頭向另一端橋頭）。

表1 橋梁拆除切割分塊表

定位放線，切割前根據(jù)計(jì)算噸位，放繩鋸穿孔位置、吊裝孔位置，吊裝孔位距離邊沿線不小于10 cm，對(duì)于斜腿式剛構(gòu)拱橋上原有吊裝孔洞的應(yīng)優(yōu)先采用原有吊裝孔洞。

用風(fēng)鉆鉆出繩鋸穿孔繩，在成孔過(guò)程中，如果遇到底板下面有支撐木方也要移動(dòng)位置重新鉆孔。

同時(shí)用水鉆配直徑150 mm 鉆頭鉆吊裝孔。保證每個(gè)大塊必須達(dá)到4 個(gè)吊裝孔，在成孔過(guò)程中，如果遇到底板下面有支撐木方也要移動(dòng)位置重新鉆孔。

預(yù)制梁的吊裝拆除工作在吊裝時(shí)一定要遵循一定的順序，由跨中向兩側(cè)有序進(jìn)行。在切割體兩端靠近支座內(nèi)側(cè)0.8 m，距翼緣板邊0.5 m 處，用鉆芯機(jī)鉆出吊裝孔，采用Ф58-6×37 纖維芯鋼絲繩從梁端翼板上的吊裝孔穿過(guò)，對(duì)待吊裝進(jìn)行捆綁，使形成的吊裝夾角為30°。在梁的邊角外，為了防止銳利的邊角對(duì)鋼絲繩的傷害，采取弧形鋼板隔離，捆綁應(yīng)牢固。按照順序，依次進(jìn)行吊裝作業(yè)，至最后一片梁吊裝至運(yùn)輸車上。

3 2 種施工方案的比較

從工期上講，采用機(jī)械拆除法最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省時(shí)間，僅用11 h 就可以把整個(gè)橋梁全部拆掉并且清運(yùn)干凈；而采用繩鋸拆除法對(duì)高速公路通行車輛的影響將會(huì)長(zhǎng)達(dá)13 d。機(jī)械拆除法相比繩鋸法，可大大節(jié)省工期。

從工程經(jīng)濟(jì)角度來(lái)分析，采用機(jī)械拆除，節(jié)省了支架搭設(shè)與拆除，且在施工過(guò)程中不需要增加高速公路保通的措施費(fèi)，在機(jī)械拆除過(guò)程中，所鋪設(shè)的鋼板可以回收再利用。相比采用繩鋸法，需要增加橋下高速公路保通措施費(fèi)，還需要起重吊裝、運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用。機(jī)械拆除法相比繩鋸法，可以大大節(jié)省成本。

從安全風(fēng)險(xiǎn)的角度來(lái)分析，采用機(jī)械拆除的方法，直接短暫封閉了高速公路，利用夜間交通量小，把成本降到了最低且把風(fēng)險(xiǎn)也降到了最小。采用繩鋸法施工，橋下高速公路要保持暢通，在高速公路上設(shè)置門洞式支架，行駛的車輛有撞擊支架的風(fēng)險(xiǎn)；繩鋸在上部施工過(guò)程中，有橋梁上部構(gòu)件墜落擊中下方車輛的風(fēng)險(xiǎn)。所以，從風(fēng)險(xiǎn)的角度來(lái)分析，機(jī)械拆除比繩鋸拆除法風(fēng)險(xiǎn)要小得多。

綜上所述，采用機(jī)械拆除的方法，要大大優(yōu)于繩鋸法施工。該橋最后采用了機(jī)械拆除法，在10 h 內(nèi)成功完成了拆除清運(yùn)，并按時(shí)恢復(fù)了橋下高速公路的交通。