橋梁貝雷梁支架拆除法安全監控技術

陳釗昕

（福州東南繞城高速公路有限公司， 福州 350008）

1 項目概況

1.1 工程位置及拆除工作量

青口樞紐互通原為沈海高速和福銀高速交通轉換服務，福州繞城公路在此接入后，互通形式由Y 型變為十字交叉型，按照設計要求需將原互通匝道橋拆除改擴建。拆除范圍為圖所示的A、B、C、D 匝道和福銀高速起點至跨G324 國道部分，包括6 座橋梁，其中兩聯上跨沈海高速，四聯上跨LNG 管道，兩聯上跨國道，拆除橋梁總長2244.17m，拆除混凝土方量1.74 萬m3。

圖1 互通橋梁總平面圖

2 實施思路和總體方案

2.1 實施思路：跨LNG 管道全封閉、防墜落，并做好管道保護；其余按照新建需求計劃和資源配置采用經濟、適用的快速拆除方法。

2.2 總體方案：橋梁拆除采用自上而下，先拆除橋面系，然后拆除梁部，最后拆除橋墩。跨高速、跨國道采用繩鋸切割、整跨拆除、整體移運至落梁場破碎，跨LNG 管道、橋墩與高速相鄰的橋梁采用貝雷梁支架法繩鋸切割。

3 貝雷梁支架拆除安全監控技術

四條匝道橋均有一跨跨越LNG 管道，跨管道處凈高11～14m，直接破碎可能損壞管道，采用鋼管樁貝雷梁支架、線鋸切割、大噸位吊機吊裝拆除。

3.1 跨LNG 管道拆除方案

（1）跨LNG 管道拆除方案

在鄰近管道兩側橋梁搭設全封閉支架，采用在承臺搭鋼管樁支架，安裝分配梁和貝雷梁，最后安裝工字鋼和方木頂住現澆梁，繩鋸切割梁段，使梁段支承于封閉式支架頂；逐塊切割、吊運梁體。管道頂采用覆土2m，土頂滿鋪輪胎對其保護。

（2）工藝流程

在完成支架安裝、管道防護后，進行跨管道橋梁體結構拆除。拆除工藝流程同跨高速公路拆除流程。

（3）關鍵控制點

關鍵控制點主要為：支架設計、拼裝，管道位置、防護。

圖2 管道防護

3.2 橋梁跨LNG管道拆除監控方案和實施結果

主要對B、C 匝道跨管道支架體系進行應力和變形監控。

（1）建立模型

（2）監測布置、監測內容

圖3 應力監測斷面

圖4 應力測點布置圖

監控內容主要包括：應力應變監測、貝雷梁應力應變監測、鋼管立柱應力應變監測。

（3）應力分析與對比

表1 C 匝道第六聯第一跨拆除應力應變匯總表

由上表可知，由于孔道壓漿良好，殘留的預應力仍能發揮良好效果，梁體在拆除過程中，只是部分削弱成橋狀態時的預應力效果，大部分混凝土仍處于受壓狀態，少部分混凝土產生拉應力，實測最大拉應力0.76MPa，未達混凝土受拉極限，拆除過程中均未出現混凝土開裂情況。

4 安全、環保技術保證措施

4.1 安全技術保證措施

4.1.1 過程安全監測

施工過程中對跨高速、跨國道、跨LNG 管道進行全過程應力應變監控，成立安全監控管理小組，由監控小組對關鍵部位和工序發布指令。

（1）跨高速、國道整跨拆除時的梁體監測

跨高速、國道橋梁主跨采用整跨拆除，監測對象主要是邊跨梁體。及時獲取由于主跨切斷體系發生轉換后，剩余結構包括梁體和臨時支撐的受力姿態，即邊跨預應力重分布情況、邊跨支架受力情況等。

在設置預警值時，參照材料容許應力及變形限值，結合有限元仿真計算來控制預警值。例如：梁體混凝土采用C40，在拆除時不要將預應力效應全部抵消，不出現拉應力，若出現，最大拉應力不應超過1.7MPa；鋼管柱及分配梁等采用Q235鋼材，實際最大應力不超容許應力158MPa；貝雷梁等采用16Mn，實際最大應力不超容許應力273MPa。現場可根據實測值與有限元計算結果進一步縮小預警范圍。

（2）跨高速、管道支架變形監測

根據貝雷梁支架臨時結構，最大變形不超跨度的1/400 設置支架變形預警值，當變形值達到預警值時立即停止相關可能繼續產生變形的拆除工作，排查原因，判斷是否能進行下一步工序。預警值如下表：

表2 跨高速、LNG 管道預警標識表

綜上所述，拆除過程本身就是破壞結構，通常控制一個合理的冗余范圍，這個安全范圍必須具備較強容錯能力和較大的安全儲備，利用有限元仿真計算結合現場監控預警系統，有限元計算結果作為現場監控預警、現場監測差值反算真實應力值、誤差分析的依據，其作用屬于更加精確的控制。

4.1.2 LNG 管道安全保護措施

（1）對跨管道首先探明位置，并設置地面警示標志，對管道頂覆土至2m，并在管道中心線兩側各3m 范圍鋪輪胎防護。

（2）拆除過程中為避免碎塊直接沖擊管道頂覆土，拆除時應邊拆、邊清理，減少累計堆載重量。

4.1.3 其它安全技術措施

其它安全技術措施包括支架防坍塌、繩鋸切割安全防護、起重吊裝技術保證、防止高空墜落和高空拋物、防止觸電、防止火災爆炸、防止交通事故等措施。

4.2 環保措施

（1）失效的混凝土、灰砂等用于施工便道和鉆孔平臺，棄渣選擇合適低洼地堆放、填埋，避免污染環境。

（2）施工期間始終保持良好排水狀態，不形成淤積和沖刷；及時灑水抑制揚塵，保護河流水質和空氣環境。

（3）主要風險點橋梁、翼緣、護欄等采用繩鋸切割降低噪音污染，智能多軸車移動支架加快進度、節約資源；避免夜間作業而造成噪音和燈光污染。

5 結束語

福州繞城青口互通橋梁拆除是目前國內最大規模的高速公路互通拆除項目，跨越LNG 管道給項目施工組織帶來更大難度。項目建設團隊根據橋梁自身特點、結合周邊環境采用鋼管樁貝雷梁支架、金剛石繩鋸切割、大型起重設備吊裝，關鍵部位和工序采用Midas Civil 2015 建模和仿真分析，并全過程進行安全技術監控，綜合方案的成功應用切實保障橋梁拆除施工的安全高效，降低安全風險，可為同類型拆橋施工提供借鑒。