陽茂高速公路舊跨線連續箱梁天橋拆除施工方案研究

譚海洲

摘 要：通過對爆破、機械拆除、SPMT快速拆除、支架無損切割吊裝拆除方案的選擇，確定了舊跨線連續箱梁天橋的拆除施工工藝。利用midas軟件對施工工況進行分析，以驗證方案的合理性，結果表明，箱梁在采用無損切割吊裝拆除方案時，箱梁變形及內力均滿足要求;現場拆除施工實踐證明，方案安全可靠。

關鍵詞：連續箱梁;支架;無損切割;吊裝;拆除;繩鋸

中圖分類號：U445.6 文獻標識碼：A

1 工程概況

沈陽至海口國家高速公路陽江至茂名段（以下簡稱“陽茂高速公路”），東接開陽高速公路終點，西接茂湛高速公路起點，是國家高速公路網規劃“2縱”G15沈陽至海口國家高速公路的一段，是連接廣東、廣西、海南三省的交通要道，是粵西地區連接珠三角地區的高速公路主骨架，同時也是廣東省“十縱五橫兩環”高速公路主骨架中第五條橫線的一段。路線全長79.76 km，主線采用速度120 km/h。

K3288+560跨線天橋為2x25 m跨預應力砼連續箱梁，位于直線段上，與主線斜交，采用斜橋正做，竣工高程為橋面中心處高程。上部結構采用單箱單室等截面斜腹板連續箱梁，中間設獨柱墩，墩梁不固結。下部結構橋墩均為獨柱墩鉆孔樁基礎，橋臺為樁柱埋置式橋臺。

2 拆除方案選定及施工流程

2.1 拆除方案比選

橋梁結構的常規拆除方法主要包括爆破法、機械拆除法、SPMT快速拆除法（即混凝土切割模塊車整體平移法）。爆破法[1]施工工期較短但需與周邊建筑保持一定安全距離，且社會影響大、爆破后現場形象差，同爆破施工需對施工現場進行嚴格的安全及交通管制，本項目新舊橋間間距過小難以保護，故爆破法不予考慮。

機械拆除法如氣動破碎、大型機械破碎法，施工周期不可控，8個小時封閉期不一定滿足要求，且施工過程中環境污染大，現場形象差，特別是連續箱梁舊橋離新橋距離近，汽車吊起吊方向難以控制，可能對新橋造成破壞。

SPMT快速拆除法[2]（即混凝土切割模塊車整體平移法）切割速度快，效率高，移梁速度快，但對施工場地要求高，橋梁整體平移需要較大的存梁場地，會增加征地面積，且機械租賃周期長，費用大。

支架無損切割吊裝拆除法[3]切割速度快、效率高、環境影響小、低噪音、經濟效益明顯，與傳統的橋梁拆除技術相比，對工期要求緊迫、環保要求高，以及一些大型混凝土結構拆除、切割的工程，具有非常明顯的優點。

為降低噪音、降低污染、減少振動，同時為減小社會影響，并考慮經濟效益[4]，經綜合比較，并結合施工工期、現場環境及設計要求，采用支架無損切割吊裝拆除作為連續箱梁跨線天橋的拆除方案。

2.2 工藝流程

舊橋采用支架無損切割吊裝拆除方案，主要分為三個階段：

①第一階段：交通不封閉，完成橋梁拆除前的結構預處理，包括不影響交通的主線路面外條形基礎施工和臨時鋼支撐搭設，翼緣板和防撞護欄的繩鋸切割和吊走。②第二階段：交通全封閉，主線路面臨時鋼支撐搭設，8小時內對關鍵節段切割分離梁體，并在8小時完成吊裝施工，清理主線路面上方的支架，恢復交通。③第三階段：開放交通后完成主線路面外邊跨橋臺的鑿除和混凝土塊的破碎清運。

3 拆橋方案仿真分析

全橋箱梁混凝土自重：（206.7+33.9+31.2）*2.5=679.5 T，箱梁每延米自重：679.5/50=13.59 T，最長分5 m一個節段，節段重量為68 t，墩頂6.3 m實腹段及變截面段按實心計算節段重量為100 t，切割完翼緣板后重量為70 t。

本文根據上述舊橋結構參數，利用有限元軟件模擬舊橋拆除施工過程，分析其結構受力及變形，以驗證拆除方案的合理性。

3.1 有限元模擬

3.1.1 不同的拆除工況下箱梁的應力、位移、支撐反力驗算

（1）工況1：橋梁拆除前（圖1）。

（2）工況2：拆除跨中節段（圖2）。

（3）工況3：拆除第2節段（圖3）。

（4）工況4：拆除第3節段（圖4）。

本橋采用C50混凝土控制指標，混凝土拉應力不超過2.0 MPa;位移控制指為L400，因此箱梁在切斷時應力應變均在允許范圍內。

3.1.2 支撐受力驗算

鋼支撐最大反力為60.7 T，分配梁長度為2.6 m，2道分配梁，分配梁線荷載為60.7/2.6/2=12 T/m。

圖5 鋼支撐應力應變計算

鋼支撐的允許應力值為215 MPa，計算值為71 MPa，支架計算受力安全;支架變形（1.73 mm）允許變形1 300/400

=3.25 mm，變形滿足允許變形范圍內。

由表2、圖5可知，切割后的橋面板出現一定程度的變形[5]，但變形值較小（最大2.7 mm），切割前、后各結構材料的最大應力仍在最大承載能力范圍內，同時，鋼支撐允許應力值及變形滿足允許范圍。因此，采用無損切割吊裝拆除方案，結構仍處于安全狀態且有較大盈余，方案可靠性高。

4 拆除施工

要求在8小時的交通管制內完成支撐系統、箱梁切割、結構吊裝和路面清理，施工難度很大。施工時，結合橋梁的受力情況、現場環境，采用液壓金剛石繩鋸切割，箱梁解除約束后的吊裝應考慮鋼絲繩水平力作用下和箱梁混凝土磨損效應，梁塊吊裝使用鋼絲繩對梁塊進行捆綁式吊裝，混凝土棱角與鋼絲繩接觸位置使用鋼板做護角，防止鋼絲繩在負重下被混凝土棱角切割，造成安全事故。橋面板切割完落入支架后集中吊裝至指定地點破碎。涉路臨時鋼支撐應及時拆除，盡快恢復交通，縮短高速公路占道時間。涉路部分拆除后，采用破碎錘盡快放倒主線外橋臺，減少對行車安全的隱患。

5 結論

根據陽茂高速公路舊連續箱梁跨線天橋所處的位置及橋下交通需求，橋梁拆除方案采用支架無損切割吊裝拆除，并運用有限元軟件對舊橋拆除過程進行數值仿真模擬，橋面板切割前、后結構的變形和應力均在允許范圍內，拆除方案合理可行，拆除施工作業僅進行交通封閉8小時，拆橋方案切割速度快、效率高、環境影響小、低噪音，經濟效益明顯，并且舊梁切割后吊運安全性高，施工難度相對最小，為后續同類型橋梁的拆除提供了一定的參考借鑒作用。

參考文獻：

[1]楊云杰，等.改擴建高速公路車行天橋爆破拆除施工技術[J].城市道橋與防洪，2019，72（04）：187-189.

[2]喬曉冉.基于SPMT技術的快速拆橋研究[J].公路交通科技（應用技術版），2018，14（08）：150-152.

[3]李耀宇.吊裝拆除運營高速公路跨線天橋施工技術[J].工程質量，2019，37（05）：88-91.

[4]謝石龍，馬占飛.大跨度連續梁橋臨時固結體系施工與繩鋸拆除技術[J].公路工程，2018（03）：131-135.

[5]朱超宇，袁鑫，田石柱，等.跨高速公路連續梁橋拆除施工方案研究[J].世界橋梁，2020，48（01）：77-81.