既有匝道上的橋上橋拆除全套技術研究

楊 凱 （安徽省公路橋梁工程有限公司，安徽 合肥 230031）

1 引言

上世紀末，中國橋梁事業發展迅速，許多混凝土箱型結構橋梁以其結構剛度大、施工方便、工期短、跨越能力大、造價經濟等優點，得到了廣泛應用。尤其是懸澆變截面混凝土連續梁橋，廣泛應用于高等級公路上跨江跨河的大橋，而低高度的等截面連續梁橋和斜腿剛構橋則廣泛應用于有凈空要求的航道橋、跨線橋、匝道橋及城市高架橋。受理論缺陷、施工工藝、施工水平（管理水平和技術水平）、建筑材料本身限制、施工控制不嚴等多重因素的影響，建成后的大量混凝土箱型結構普遍出現頂板、底板和腹板開裂和預應力度下降及跨中下撓的現象。輕則影響結構的耐久性和美觀性，重則限制橋梁的正常使用，甚至導致結構喪失承載力，部分橋梁需要選擇維修加固，部分橋梁則無法加固或不具備加固價值，不得不進行拆除。另因橋梁使用功能的改變或線路升級改造，部分橋梁也需進行相應的改造，也有些橋梁需要進行全部或部分拆除，這類橋梁數量多、結構受力復雜、邊界條件多樣、拆除難度較大、技術風險高。因此，研究如何安全可靠地拆除這些橋梁具有重大的現實意義。

目前國內外針對橋梁拆除的研究也不在少數，其中拆除方法根據施工環境和特點主要分為兩大類，分為機械拆除和爆破拆除，而機械拆除又分為機械吊直接破碎法、靜力切割法（結合機械吊裝）、機械牽引拆除法以及重錘撞擊法等。本項目考慮到施工環境的不同，對不同條件下的橋梁拆除分別使用機械直接破碎法和靜力切割法（繩鋸切割結合機械吊裝）。

2 工程概況

現狀西二環原東南向主橋共計6聯，全長共計790 m，其中第一聯為5×30 m、第二聯為4×30 m、第三聯為30 m+35 m+30 m+30 m、第四聯為5×30 m、第五聯為30 m+35 m+30 m+30 m、第六聯為4×30 m，全部為現澆預應力混凝土結構，橋墩采用鋼筋混凝土獨柱花瓶墩。其中西北二環立交C 匝道（原ES 匝道）利用部分現狀橋梁，拆除一部分橋梁并與新建NS 匝道（D 匝道）合建，考慮部分利用拆除橋梁的橋墩和承臺樁基礎。本次拆除橋梁范圍是pm00-pm13，拆除段全長395 m，共計3 聯（原設計第一聯至第三聯），分別為5×30 m、4×30 m、30 m+35 m+30 m+30 m，其中利用橋墩及基礎1 個（PC15）、樁基及承臺6 個（PC07-PC11、PC14），橋梁寬度13 m，均為現澆預應力混凝土橋梁，獨柱鋼筋混凝土花瓶墩結構以及一處門架墩結構。

3 既有橋梁拆除思路

本次橋梁拆除范圍主要為pm00-pm13，主要分為三聯，其中第一聯和第二聯的施工條件允許采用機械直接破碎法，并配備灑水車進行動態持續降塵。第三聯屬于上跨既有保留的匝道橋（見圖2），施工環境復雜，為避免對現狀橋梁造成沖擊破壞，第三聯的第1、4 跨采用機械直接破碎法，第2、3 跨的梁底搭設滿堂支架進行繩鋸切割并結合機械吊裝的手段進行拆除。

圖1 待拆橋梁原狀走向

圖2 拆除范圍整體及第三聯示意圖

4 既有橋梁拆除工藝

4.1 橋梁拆除整體工序

本次拆除橋梁屬于多曲線橋梁，不僅存在平曲線，也存在豎曲線，考慮到該特殊條件，本次橋梁拆除工序較傳統有所區別。待拆匝道橋梁pm01-pm09跨可直接進行機械破碎拆除，拆除環境較為獨立。剩余pm09-pm13跨為考慮拆除過程中的結構受力變化影響，采用機械破碎先拆除pm12-pm13 跨，pm10-pm12 跨基于搭設好的支架通過繩鋸切割結合機械吊裝手段進行拆除，而pm09-pm10 跨做為pm10-pm12 跨的配重段放在最后進行拆除，以此在一定程度上可提高繩鋸切割部分的安全性。

表1 所拆橋梁ES匝道工程量統計

4.2 機械破碎拆除

箱體的拆除用液壓破碎錘均勻布設在橋梁兩側，對現澆段箱梁整體式破除，按橋面板、翼板、腹板、底板的次序從外向內分次對稱鑿除，先中跨后邊跨的順序進行，第三聯pm09-pm10 切割段完成后進行破碎、pm12-pm13 跨則先進行破碎，期間派專人指揮破碎錘，避免同步施工引起共振。拆除時采用破碎錘配合人工氣割進行，人工切割采用吊車配備吊籃進行實施，配備專人指揮，破碎錘清理干凈松散的混凝土等散落物，安排專人進行外漏鋼筋的割除。

圖3 機械破碎拆除現場

4.3 繩鋸切割拆除

本工程東轉南pm10-pm12 跨為重點拆除段，該段下部存在現狀橋梁，現場施工安排應安全可靠，保證現狀橋梁的安全。總計切割長度65 m。按照縱橫向60×90cm 間距搭設盤扣支架，頂托上橫橋向設置10 cm×10 cm 的方木，支架落在橋下及下方橋梁上，并在下方的橋梁底板下按照同等間距搭設托底盤扣支架，利用下部橋梁作為過渡層，減少現狀保護橋梁的變形；在保護橋梁頂板薄弱部位利用10 cm×10 cm 的方木作為底部橫梁，將上方壓力一定程度可以均布傳遞在腹板位置，保證下部橋梁的頂板安全。

圖4 支架搭設及架體底部布設方木以分配受力

施工前按照破碎法施工將護欄及翼板進行破除，破碎護欄及翼板時在下方橋面鋪設鋼板進行橋面防護，并在鋼板上鋪設沙袋，破碎護欄及翼板時控制破碎料大小，控制粒徑不大于20cm。

支架搭設前對施工場地進行整平碾壓，對地基軟弱位置進行翻挖處理，并在地基處理完成后澆筑15 cmC15 混凝土作為墊層。

箱梁延米重量，每延米18 t（7×1×2.55≈18 t）。中橫梁Pm10、Pm12=17.62×3×2.55=134.793 t；Pm11=17×2.1×3×2.55=273.105 t。根據其重量，施工中按照小于2 m 的間距進行切割。Pm10、Pm12 橫梁直接在柱頂進行破碎，Pm11 進行分段切割，分為2 m 一道。根據箱梁和橫梁切割尺寸可知，單段最大重量不超過60 t，采用300 t 汽車進行吊運（吊運參數已驗算合格），切割前在梁體上取芯設置對稱吊點。

5 既有結構物保護

因拆除的匝道橋緊臨現狀橋梁，匝道橋原有分聯墩（保留匝道分聯墩）需保留，拆除施工前需對既有墩柱采用相應的保護措施。

5.1 匝道橋墩柱保護

橋梁靠近墩柱處（邊跨自伸縮縫向跨中2.5 m，共5 m 范圍）采用鋼管柱對梁體進行支撐防護。

圖5 繩鋸切割吊裝及最后配重段機械拆除

圖6 既有結構物保護

鋼管柱臨時支撐結構設計φ630 mm×6 mm 的鋼管柱以支撐梁體混凝土，鋼管柱底部澆筑1 m×1 m×0.5 m的C15 混凝土基礎，基礎頂部預埋鋼板與鋼管樁焊接。鋼管樁頂部設置三角鋼鍥塊調節上部高度，鋼管樁直接承受箱梁拆除部分重量（經邁達斯模擬驗算，結果符合要求）。

5.2 現狀保留橋面保護

為避免護欄拆除時的混凝土塊等雜物損傷現狀合淮路橋瀝青路面，需要在護欄拆除前對護欄邊的橋面進行保護，對鋼扶手添加鋼管骨架保護以及對橋邊橋面鋪設渣土進行防護。

6 結語

本文通過對拆除區域的橋梁所使用的工藝方法進行分析研究，其中待拆橋梁的第一聯和第三聯采用直接機械破碎法進行拆除，第二聯的中間兩跨采用繩鋸切割，切割前對第四跨直接機械破除后保留第一跨作為繩鋸切割段的配重以提高施工安全性，待繩鋸切割結束便可進行第一跨的箱梁破除，至此完成該特征橋梁的拆除。結果表明按照此工藝進行本項目的橋梁拆除較為順利且安全。同時也闡述了既有結構物的保護措施，給類似橋梁拆除項目提供一定參考。