大跨度變截面三跨連續梁橋拆除施工技術

蔣琦

（中鐵十七局集團有限公司 江蘇蘇州 215151）

1 引言

從施工的角度講，橋梁拆除施工具有風險性高，技術難度大，工期短等特點，對于待拆除橋梁自身而言，預應力的損失程度、工作性能和承載能力等結構受力狀況難以被清楚掌握，不確定因素很多，具有較大的潛在安全隱患，如果拆除方案選擇不當，拆除的難度及風險則會成倍增長，嚴重者甚至會釀成事故。在提倡以人為本的今天，要確保橋梁拆除工程安全、高效、經濟、環保，則必須進行系統的橋梁拆除施工技術探索與理論分析研究。

大跨度連續梁橋拆除施工技術目前在國內仍處于初步研究階段，尚未建立相關拆除理論，可供參考的技術研究及文獻資料相對稀少，可供借鑒的案例不多，本文以蘇州老長滸大橋拆除工程為背景，依據類似橋梁拆除工程成功經驗，介紹變截面三跨連續梁拆除施工技術。

2 工程概況

長滸大橋位于蘇州新區，全長210m，由雙幅橋并列設置組成，單幅橋寬15m，跨越升級改造后的京杭運河，主橋長（35+60+35）130m為懸臂澆筑法施工的三跨預應力變截面混凝土連續箱梁，北幅橋建于1991年，南幅橋建于2000年。主橋為單箱雙室直腹板截面，箱梁頂板寬度15m，底板寬8m，懸臂長3.5m。頂板厚0.30m，底板厚度為0.25m。箱梁梁高1.8～3.2m；兩個邊腹板厚0.3m，中腹板厚0.2m。北側引橋采用2×20m預制安裝T梁，南側引橋采用2×20m先張法預應力混凝土空心板梁。長滸大橋立面圖見圖1，平面圖見圖2。橋位處河道寬92m，水深5～5.5m，為IV級航道，航道運輸繁忙。

圖1 長滸大橋立面圖

圖2 長滸大橋平面圖

3 交通組織方案

老長滸大橋拆除期間橋面交通不中斷，采取封閉半幅，同時將交通轉換至另半幅的導行方案。先拆除北半幅，待北側新橋在原位重建完成并進行交通再次轉換后，再拆除南半幅老橋。老橋所跨越京杭運河在橋梁拆除期間只能間斷性封航，按照航道主管部門要求，各節段每次吊運航道封閉時長必須控制在4h以內。

4 主橋拆除對航道的影響

因浮吊允許起重半徑限制，主跨和部份邊跨共分為11次吊運拆除，其中涉及主跨通航孔為5次，為確保安全，需間斷性封閉航道，施工前與航道、海事等部門協調溝通，每次/天需封航4h。

5 主橋拆除施工工藝

老長滸大橋采用懸臂澆筑法施工，主橋拆除按照其建造工序的逆次序進行，首先實施主墩墩梁固結，搭設臨時支墩，然后切割中跨合攏段，轉換體系，使結構形成對應建造時懸臂最長狀態。對稱于橋墩按施工時的梁截面劃分節段依次切割、吊運后解體破碎。拆除前岸上的邊跨梁段通過搭設φ426mm鋼管支架結構預頂，而水中邊跨梁段則搭設貝雷支架，用以保證梁段分割及拆除過程中的整體穩定性。梁段切割采用目前已成熟運用的液壓靜力切割技術。

5.1 臨時支墩設計

5.1.1 臨時水中支架設計

水中臨時支架由兩個基礎+縱橫向貝雷架組成，基礎采用直徑φ426mm，壁厚δ=8mm鋼管樁打入河床中，為增加臨時支架穩定性，鋼管樁之間設置縱橫向剪刀撐連接，水中臨時墩布置見圖3。

圖3 水中臨時墩布置圖

5.1.2 岸上臨時支撐架

岸上臨時支墩采用混凝土擴大板式基礎與φ426mm鋼管（δ=8mm）、型鋼搭設而成，每組由橫橋向4根，縱橋向設置兩排同尺寸鋼管組成。支撐之間由14#槽鋼剪刀撐焊接以增加整體性。混凝土下部基礎施打木樁進行基礎處理，夯實，其后再澆筑c30厚度0.5m鋼筋混凝土基礎，并預埋地腳螺栓、法蘭盤等，鋼管通過法蘭盤與混凝土基礎連接，鋼管頂端與箱梁接觸處設置封頭法蘭盲板，鋼管就位并調整鉛垂后與箱梁底板錨固，端部用鐵楔塞緊、墊實。支墩橫向、縱向布置及混凝土基礎平面圖見圖 4～6。

5.2 主橋拆除施工技術

5.2.1 墩梁固結

主跨合攏段拆解后梁體內縱向預應力解除，自重荷載傳遞到0#塊體上，為保證主墩支點受力穩定，必須使支座兩側梁段維持基本平衡，但考慮到拆除過程中各種不確定因素，且主墩為薄壁墩，墩厚僅為1.5m，為了確保安全，分割梁段前采用鋼板組合疊加將薄壁墩兩側梁底與墩頂之間間隙全部填塞密實。

圖4 支墩橫橋向布置圖

圖5 支墩縱橋向布置圖

圖6 混凝土基礎平面圖

5.2.2 梁段分割原則

箱梁根據浮吊吊裝重量許可及原施工截面位置綜合確定各吊裝節段縱向長度。需要引起注意的是為防止切割設備切到錨頭，切割位置須在節塊連接處向拆除節段方向偏移0.5m。

5.2.3 靜力切割工藝

大節段箱梁切割采用鏈式切割機進行，切割斷面呈“八”字型以便切割段的整體吊裝，切割面應平順，盡量避免出現鏈鋸彎曲現象，防止吊裝刮擦，影響起升效率。箱梁兩端切割斷面須同時進行切割，同一斷面的4個切割點也必須同步進行；為防止切割過程中切割段突然下墜沖擊，切割前將鋼絲繩吊力調整至計算拉力大小，根據箱梁切割部位變形量，逐步調整吊力，使節段箱梁始終保持平衡。同時，在頂板與底板切縫內加塞鐵片楔子，保持切割縫隙在1cm以上，確保切割的順利實施。

5.2.4 拆除順序

拆除順序由中跨合擾段往東西兩側主墩方向進行，即①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩11○的拆除順序，將各節段吊運至岸上指定區域卸載，再進行二次解體破碎轉運出場。①～11○梁段拆除完畢后再對陸地剩余邊跨梁段實施拆除，采用自行式液壓破碎錘機械鑿除的施工方法，過程中及時灑水降塵，防止揚塵污染，拆除順序見圖7。

圖7 拆除施工順序

5.3 吊裝設備選擇

為了盡量減少航道封閉次數，考慮橋梁高度、運河水深等施工環境特點，根據計算得到的分割梁段最大吊重為346t，所配備浮吊選用500t級確保吊裝的安全性。浮吊工作尺寸見圖8～9。

圖8 浮吊平面工作尺寸示意圖

圖9 浮吊立面工作尺寸示意圖

計算得到吊裝最重分割梁段（1#、0#、1′#）重346t為最不利工況條件，吊點橫斷面設置詳見圖10。鋼絲繩選擇公稱抗拉強度1870MPa、纖維芯鋼絲繩6×37類，直徑為56mm，經計算其最小破斷力能滿足安全性要求。

圖10 吊點橫斷面設置

5.4 水中墩拆除

主橋吊除后，水中蓋梁、墩柱及承臺采用大型船載破碎機（PC470型）直接進行破碎。破碎機為PC470型，最大破碎深度可達水下8m，滿足本工程水下破碎深度要求。破碎過程中配備一艘定位抓斗挖泥船進行混凝土碎塊打撈，將水下混凝土碎塊清除干凈，最后申請航道部門進行驗收。

7 結論

不同的連續梁橋拆除施工因為橋梁本身設計、要求工期及所處環境差異等原因所選用的拆除方法亦存在諸多差別，只能通過具體情況進行具體分析，從安全性、經濟性及工期、橋梁邊界條件等多方面綜合考慮，選定安全、經濟、合理的拆除方案，結果表明，本工程配備少量臨時支撐，采用的液壓靜力切割、分段吊裝的施工方法最終被證明是安全、快速、經濟的，具有結構體系轉換平穩，施工速度快，對周邊環境影響小，安全性能夠得到保證等優點，取得了較好的經濟和社會效益，可為同類變截面連續梁橋的拆除施工提供借鑒。

[1]蔣漢祥.水中連續梁橋拆除施工技術.城市建設理論研究：電子版，2012（13）.

[2]王旺勸，向睿，等.反澆筑順序的節段切割法在舊橋拆除中的應用研究[J].交通科技，2007，223（4）：34～36.