既有高速公路上跨橋拆除方案及驗算

宋 佳 （合肥市市政設計研究總院有限公司，安徽 合肥 230041）

近年來，隨著城市建設的快速發展，市政路網逐漸完善。部分上跨高速公路橋梁存在寬度不足、設計荷載等級以及與市政路網不能吻合等問題，需要拆除。高速公路上舊橋拆除是一項環境復雜、技術難度大、施工風險高的工程，必須確保橋梁拆除的安全、文明、經濟[1]。因此，橋梁拆除方案的制訂應結合橋梁結構特點，并輔助一定的結構驗算，為拆除過程的安全可靠提供技術支持。

1 工程概況

某高速公路跨線橋跨徑布置為20m+2m×25m+20m，橋梁全長97.0m。于中央分隔帶落墩，整幅斷面寬12.0m=0.4m（防撞護欄）+11.2m（機動車道）+0.4m（防撞護欄）。橋梁上部結構采用預應力混凝土現澆箱梁，梁高1.5m。下部結構采用柱式橋墩、樁基礎，橋臺采用樁接蓋梁輕型橋臺。

上部箱梁采用單箱雙室斷面，懸臂長度2m，跨中頂板厚25cm，底板厚20cm，腹板厚40 cm，支點斷面頂板厚50 cm，底板厚40cm，中腹板厚80cm，邊腹板厚60cm。上部箱梁配置有頂、底板及腹板束。其中腹板束為6根16φS15.20，頂板束為 10 根 7φS15.20，底板束為12根9φS15.20。下部結構2號橋墩為獨柱墩，柱徑1.8 m，樁徑1.5 m，1號、3號橋墩柱徑1.3 m，樁徑1.5 m，橋臺樁徑1.5 m。

圖1 橋梁立面圖

2 拆除方案及施工工藝

2.1 總體方案

橋梁拆除的總體原則：安全第一、施工有序、平衡對稱、化整為零。

老橋拆除的總體方案：根據現場和橋梁結構采用機械拆除方案，上部現澆部分采用機械停放地面進行縱向破碎拆除；墩柱部分采用機械停放地面進行就地拆除。獨柱墩拆除時為了保證橋梁的整體穩定，拆除時要從兩側懸臂對稱進行破碎，先拆除兩側懸臂，再拆除邊腹板，之后拆除頂底板，最后用挖掘機或裝載機將破碎后的混凝土裝車外運。

為了保證拆除過程梁體的穩定，防止意外發生傾塌，在進行拆除前對單墩柱進行穩定性加固。加固采用直徑600mm鋼管樁支撐。

2.2 施工工藝

2.2.1 橋上橋下各種設施拆除

橋上橋下各種管道、管線、電纜分屬不同的產權單位。各種管、線在拆橋前，聯系各產權單位改移處理，避免造成損失，然后拆除橋上的護欄、護欄上的支架、鋼管。

2.2.2 橋面混凝土鋪裝層鑿除

橋面混凝土鋪裝層厚15cm。橋面混凝土鋪裝層拆除全部在橋上進行，不會影響橋下道路交通的正常運行。在鑿除開始前首先用鋼網（板）制成的防護屏障（長5 m、高2 m）沿橋梁護欄將待拆除路段進行封閉，避免施工中飛濺物砸到橋梁下方的車輛。

采用挖掘機（液壓錘）鑿除橋面的混凝土鋪裝層，將鑿除的混凝土清理干凈，運至棄土場。根據施工高度和橋梁結構，比照以往的施工經驗，采用液壓錘破碎拆除可以達到高效安全拆除。

2.2.3 上跨橋箱梁機械拆除

根據現場情況和箱梁結構，用液壓錘對箱梁兩側同時對稱拆除，變“板”為“梁”的拆除方法，先拆除兩側翼板，再拆除邊腹板及頂底板，最后拆除中腹板。當一跨梁板拆除后，再施工另外一跨，直至結束。鑿除起點、終點分別距離墩柱外緣50cm。

每跨拆除前，應進行防護搭設和緩沖墊層的鋪設。同時將梁的端頭的預應力錨具破壞，將連接錨具鋼絲用氣割割斷釋放預應力。防護屏障采用雙排鋼管架搭設，外立面覆蓋密目鋼絲網，平面呈U型防護，橫橋向每邊比梁寬1 m，梁兩側縱向高出橋面2 m。

2.2.4 墩柱拆除

①墩柱采用液壓振錘拆除。

②蓋梁先拆除墩柱以外部分，然后拆除墩柱中間部分。

③拆除工作只需至現狀地面標高。

2.2.5 破碎后的混凝土清運

用挖機或裝載機將破碎出的混凝土塊裝車運至指定的棄土場。

3 拆除工序

高速公路的保通是橋梁拆除過程中的重點和難點。上跨橋拆除作業遵循半幅封閉施工、半幅雙向通行的交通組織方式。首先封閉半幅交通，待該半幅梁體拆除完成后，恢復交通，轉移到另外半幅施工。根據這一思路，橋梁拆除工序如圖2。

4 結構建模及驗算

圖2 拆除工序

由于老橋為四跨連續結構，拆除第二跨后，第一跨變成簡支結構，第三、第四跨成為兩跨連續結構，故需對剩余結構進行結構驗算，并根據驗算結果，合理設置剩余結構的支撐體系。

4.1 結構建模

橋梁結構整體計算采用有限元軟件《橋梁博士V3.6》進行結構分析，建模要點：

①不考慮橋面鋪裝，僅計入護欄及箱梁自重；

②由于預應力鋼筋切斷后，其作用效應不明確，故將預應力鋼筋折算為普通鋼筋帶入模型進行計算；

③在3號墩25m跨徑方向增設臨時支撐。

圖3 結構建模

4.2 驗算結果

承載能力極限狀態下主梁彎矩及抗力包絡圖如圖4，由驗算結果可知，設計的拆除方案安全可靠。

5 結語

隨著時代的發展，上跨高速公路橋拆除會越來越多地出現。橋梁拆除方案的制訂要綜合考慮高速公路的交通組織和橋梁結構自身的特點，確保施工過程的安全可靠。采用有限元軟件對施工過程進行模擬，為工程的有序開展提供理論支持。

圖4 主梁彎矩及抗力包絡圖