淺談機械切割分段拆除簡支T梁橋技術應用

彭開彥 李立

摘要 由于舊橋拆除無法爆破施工，為更好地進行城鎮道路舊橋拆除工作，最大限度達到環保要求和安全標準。文章結合實際項目，重點探討了應用機械切割分解并分段轉運的方式，分別對拆除機械設備的選擇、整體工藝流程、施工前準備、主要結構物拆除技術、汽車吊作業工況驗算、主梁拆除過程中下部結構承載力驗算等多方面進行分析。通過研究，應用機械切割分解并分段轉運的方式拆除舊橋的技術具有應用價值。

關鍵詞 橋梁拆除;切割;穩定性;結構安全

中圖分類號 U445.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）12-0065-03

收稿日期：2022-04-19

作者簡介：彭開彥（1984—），男，本科，從事道路與橋梁施工管理方面工作。

0 引言

隨著對道路通行等級要求越來越高，一些老舊橋梁已逐漸無法承擔現代物流與交通行業對通行的要求，同時也有部分老橋接近設計使用年限。有的因道路改擴建，需要拆除重建;或因使用的安全因素而廢棄拆除。介于舊橋拆除施工項目本身的特殊性，尤其是早一些城鎮道路，處于環保要求或安全考慮，不能按照常規的爆破施工方式，因此應用機械切割分解并分段轉運的方式拆除舊橋，具有一定參考借鑒價值。

1 簡支T梁橋概況

某危橋項目，橋梁全長245.06 m，于1986年建成通車，上部結構為12×20 m鋼筋混凝土簡支T形梁，橫向7片梁;下部結構為雙柱式墩、臺，鉆孔灌注樁基礎。橋梁設計荷載為汽車-20級、掛-100，橋面全寬為11.18 m，單向雙車道。因近期檢測結果橋梁被評定為E類危橋，且該段道路需改擴建，擴為單向四車道。故對舊橋進行拆除。

2 拆除機械設備的選擇

（1）切割設備：繩鋸、盤鋸。

（2）吊裝設備：汽車吊（25 t、50 t、100 t）。

（3）轉運及破碎設備：平板載重貨車、破碎機。

3 整體工藝流程

交通管制→修筑施工便道→繩鋸切割拆除防撞墻→由中跨開始分別向邊跨拆除的順序（兩個作業面）對鉸縫進行鑿除→將準備拆除的橋跨結構進行分解，分解為單個梁→吊車調離梁體→現場初步分割→由運輸車輛轉運至指定地點破碎廢棄。

4 施工前準備

4.1 手續完善

完善交通管制手續，實施交通管制。橋梁拆除前梳理橋上管線、標識標牌等附屬設施，在征得管理單位同意便可進行逐一拆除。交通管制后，用氧割對封閉區內的標牌、管線等進行拆除，嚴禁在通行車道上方進行拆除，防止墜物砸到通行車輛。

4.2 場地清理

施工便道修筑會影響到原有地貌，破壞部分已有結構物。在施工前做好相關調查，并會同產權單位核定損壞面積及數量，以便在施工完成后恢復原貌。

4.3 設備作業便道

大型設備作業需要有足夠的操作空間，且橋梁本身已經被定義為危橋，無法從橋上通過大型設備，需要考慮在靠近橋梁的位置修筑施工作業便道，且便道寬度需滿足設備作業需要。便道寬度12 m，長度與擬拆除橋梁匹配250 m。

5 主要結構物拆除技術

對于橋梁的整體切割分解拆除，需考慮的主要因素為：吊車的起重能力與吊距、分解過程中橋梁自身穩定性與結構安全、轉運時道路交通情況。

5.1 護欄等附屬結構拆除

護欄包括金屬欄桿、防撞墻等。首先用氣割拆除金屬欄桿，運至指定地點進行處理。查勘橋梁上有無其他管線，若發現不明確用途的管線應及時與相關部門聯系，得到確切回復后方可處理。防撞墻拆除時先每隔3 m橫向切斷，采用一臺25 t的汽車吊均衡地吊在防撞墻的兩端，讓鋼絲繩受力（約2 t），用切割設備沿縱向將防撞墻從橋體上分離開，將切割下來的節段吊裝到運輸車里轉運到指定的渣場集中破碎[1]，防撞墻拆除后可為后期的上部結構拆除減輕荷載。

5.2 上部結構簡支T梁拆除

橋梁上部結構為簡支梁橋，橋跨之間為橋面連續結構，直接采用繩鋸配合圓盤鋸切割橋面即可將T梁分割開。放出切割線位置，作出標記。安設軌道采用盤鋸進行切割使兩塊相鄰橋梁板分離。橫隔板或濕接縫處因為厚度較大，采用繩鋸切割分離即可，如圖1所示。

梁體采用鋼絲繩兜吊的方式，拆除T梁時由兩臺100 t汽車吊抬吊，兜吊位置為梁端附近1.5 m處，然后起吊。在便道一側提前碼放枕木用于支墊梁體，下放至便道臨時存放，因梁長20 m在便道上不方便運輸，需在便道上用繩鋸將梁體分解為三段。

5.3 墩柱與蓋梁拆除

蓋梁具體分塊措施及拆除順序為：優先將蓋梁中線處進行切割，使其與左右兩個立柱分離，將蓋梁底面以下30 cm的墩柱位置斷開，采用鋼絲繩兜吊的形式將其起吊分離，經現場初步分割后轉運出場集中破碎處理。鋼絲繩捆綁蓋梁懸臂的變截面部分時，應采取在蓋梁底面打孔穿粗鋼筋約束鋼絲繩、在蓋梁表面刻槽嵌入鋼絲繩等可靠措施確保鋼絲繩與蓋梁底面不滑脫，確保吊裝穩定安全。剩下的墩柱部分采用繩鋸靠近水面進行切割，立柱分割前可采取提前在立柱中心線上打吊裝孔的方式穿入鋼絲繩或者采取植入粗鋼筋、增加鋼抱箍等可靠方式進行吊裝。

5.4 系梁與樁頭拆除

采用繩鋸切割先將系梁兩側切割，使其兩樁頭獨立，依次于水面下1 m處切割樁頭用鋼絲繩兜吊的形式將其起吊分離后轉運出場集中破碎處理。為保證安全，在切割分離前需將鋼絲繩兜吊、吃力。對于處在水中的樁頭部分，考慮將繩鋸鏈條置于河床面以上的水下，主電機放置在水面以上的位置。在露出水面的部分打孔穿鋼棒作為起吊受力點，待水下切割完畢后吊起樁頭轉運出場。

5.5 各構造物分解情況分析

護欄：每3 m分段。主梁：每片主梁拆除放置于便道上，切割分解為3段，每段長度6.7 m，寬1.6 m。蓋梁：分解為兩段，單個節段長5.3 m，寬1.5 m。立柱：最高立柱6#墩，分解長度6.8 m，直徑1.1 m。系梁：長度4.5 m，寬1 m。樁基：最大切除長度1.5 m，直徑1.5 m。根據以上結構物分解尺寸，擬采用車廂尺寸（7 200×2 294×1 000）mm的平板載貨汽車運輸。一般城鎮道路交通狀況均可滿足所有構件外運需求。

6 汽車吊作業工況驗算

6.1 吊重計算

采用2臺100 t吊車進行T梁吊裝，負荷按照平均分配計算，即單機承擔箱梁重量的一半，最重的邊梁重量約28 t，一半則為14 t。計算時以14 t計。

考慮捆綁鋼絲繩和吊具等重量0.5 t，所以單機實際承擔理論重量為14+0.5=14.5 t。

6.2 吊裝重量Q、吊裝高度H及作業半徑R

吊車吊裝起重量Q隨起重半徑R的改變而變化，當起重機的臂桿長度一定時，不同半徑下的最大安全起重量可參考吊車性能表[2]。其中起重半徑R、起重臂長度L及臂桿傾角α相互之間的幾何關系如下式：

R=F+Lcosα? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

H=E+Lsinα?h? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

6.3 工況驗算

QY100H汽車吊作業工況：當主臂長度27.8 m時吊重29.2 t，最大回轉半徑16 m。可滿足現場工況要求。

起吊鋼絲繩選用φ42 mm，最大起重量14.5 t，單個吊機起吊點1個，采用1根鋼絲繩作業，每個吊點鋼絲繩受力145 kN。考慮起吊時受力不均情況，按照125%考慮，即F=145 kN×1.25=181.25 kN。

根據鋼絲繩的計算要求，最小破斷拉力=2 270 kN×

1.249（鋼絲繩為呢絨芯的系數）=2 835 kN。安全系數：f=2 835/181.25=15.64>5，所選鋼絲繩滿足要求。

7 主梁拆除過程中下部結構承載力驗算

因橋梁為簡支梁橋，且每跨均為20 m。要計算整個橋梁的拆除過程中下部結構承載力，可以簡化為計算單個跨徑結構拆除時的工況即可，即每一跨的拆除均是在重復這一工況，直至全橋拆除完畢為止。

7.1 蓋梁承載力驗算

用MIDAS有限元建立蓋梁和橋墩的計算模型如圖2所示。在模型中，上部結構鋼筋混凝土T梁按重量加入計算模型，墩與蓋梁和基礎均為固結，計算時考慮舊橋性能退化影響，進行了蓋梁、立柱的承載力折減。

蓋梁抗彎承載力驗算結果和抗剪承載力驗算結果分別見表1、2所示。

7.2 橋墩承載力驗算

根據圖2所示的計算模型，得到橋墩立柱承載力驗算結果，見表3。

通過計算軟件對一個單跨拆除過程的模擬計算。可見在拆除過程中，蓋梁和橋墩受力是安全穩定的。

8 結論

近年來隨著現代化交通升級的需要，老舊橋梁拆除重建、改擴建的項目日益增多。簡支預應力T梁橋作為一種典型的橋梁結構，一直在橋梁建設中廣泛應用。進一步完善機械切割分段拆除該類型橋梁的技術及通過結構計算來論證拆橋過程的結構安全性。通過該項技術應用的推廣，可有效規范該類橋梁的拆除流程，確保拆除工程的施工效率，保證施工人員安全。

參考文獻

[1]蔣彧， 趙軍. 混凝土箱梁橋的靜力切割法拆除施工及安全防護措施[J]. 交通標準化， 2011（19）： 109-112.

[2]卜一德.? 起重吊裝計算及安全技術[M].? 北京：中國建筑工業出版社， 2008.