既有匝道上的曲線橋跨拆除施工技術分析

楊 慶 （安徽省公路橋梁工程有限公司，安徽 合肥 230001）

1 工程概況

目前，我國許多城市核心地段的高架橋，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改造，其中位于既有匝道上的曲線橋跨拆除改造工程較為復雜，這類橋梁的結構受力復雜、拆除難度較大、技術風險高。因此，結合現場施工環境和橋梁結構形式編制合理的施工技術，對既有匝道上的曲線橋跨進行安全可靠地拆除，具有重大的現實意義。

西二環（北二環-樊洼路）快速化改造工程-2 標段橋梁起點位于南淝河以北180m 處，西二環主線高架向北依次經過林湖路、固鎮路、北二環互通立交、瓦埠湖路以及清源路，并于清源路以北海亮蘭郡西門到達橋梁終點。建設長度2.1km，包含西二環（北二環至南淝河）、合淮路（北二環至海亮蘭郡西門）及西二環-北二環立交。除主線高架外，沿線改擴建4 條匝道分別連接西二環-北二環高架互通、西二環-合淮路主線高架銜接，并對C匝道進行部分拆除改建。

現狀拆除改建的C 匝道東南向主橋共計6 聯，全長共計790m，拆除范圍介于PM00～PM13 之間，拆除段全長395m，共計3 聯（原設計第一聯至第三聯），分別為5×30m、4×30m、30+35+2×30m，其中利用橋墩及基礎1 個（PC15），利用樁基及承臺6 個（PC0 7～PC11、PC14），橋梁寬度13m，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。其中第三聯屬于橋上橋拆除，采用繩鋸切割機械破碎手段進行拆除，繩鋸切割段下采用滿堂支架體系。

2 既有匝道上的曲線橋跨拆除施工

2.1 拆除原理

①既有老橋保護

在上跨既有橋梁機械破碎段（PM9-10跨、PM12-13跨）的老橋面上布設20cm 厚的碎石土緩沖層，橋面鋼護欄周圍安裝鋼管防護框架，降低機械破碎混凝土塊對既有老橋的破壞程度。同時對伸縮縫處現狀保留的橋墩采用C30混凝土基礎（1m×1m×0.5m）+鋼管樁（Φ630mm×6mm）框架支護，基礎頂部預埋鋼板與鋼管樁焊接，鋼管樁頂部向箱梁拆除后端頭保留部分的重量提供支撐點，避免對現狀保留橋墩造成沖撞破壞。

圖1 現狀利用橋墩保護

②滿堂支架體系

繩鋸切割段（PM10-12 跨）在既有老橋上下分別采用滿堂支架作為臨時支撐，支架搭設縱橫向立桿間距為60cm×60cm，標準步距1.5m，既有老橋下支撐系統坐落于處理好的混凝土墊層上，支架頂部支撐于老橋梁底。既有老橋面上支架頂部僅設置橫向分配梁，既有老橋面的支架底部設置垂直于腹板方向的分配梁，保證老橋梁體在支撐體系中的“過渡層”作用。

圖2 支撐體系橫向剖面示意圖

③橋梁拆除工藝

遵循橋梁縱向曲率“由高到低”原則進行逐跨拆除，拆除前采用鋼板焊接方式將永久支座進行臨時固結。首先將PM13-12 跨采用機械破碎方法進行拆除，基于“先建后拆、后建先拆、對稱拆除”的原則，拆除順序為橋面系及附屬工程→梁板翼緣板→頂板→腹板→底板。后將PM12-11、PM11-10 跨采用繩鋸切割方法進行拆除，在橋面系及附屬工程和翼緣板提前拆除后，進行場地清理并搭設滿堂支架，將每塊箱體寬度控制在2m 以內進行繩鋸切割。PM10-09跨作為繩鋸切割橋跨處于懸臂狀態時的配重段，在繩鋸切割結束后采用上述的機械破碎手段進行移除。不僅縮短了工期，而且保證了橋上橋箱體切割塊的平穩落地，提高了拆除過程中的力學體系轉換穩定性。

圖3 待拆橋跨永久支座臨時固定

圖5 PM10-PM09橋跨機械破碎示意圖

圖6 PM12-PM10橋跨繩鋸切割示意圖

2.2 施工工藝流程（見圖7）

圖7 施工工藝流程

圖8 現狀保留橋墩鋼管樁支撐

圖10 滿堂支架體系

2.3 既有結構物保護

因所拆除匝道橋箱梁與現狀橋梁緊臨，匝道橋原有分聯墩（保留匝道分聯墩）需保留使用，拆除施工前需對既有墩柱采用相應的保護措施。

①既有匝道橋墩柱保護

橋梁靠近墩柱處采用鋼管柱對梁體進行支撐防護。鋼管柱臨時支撐結構設計參數為2 根Φ630mm×6mm 鋼管樁，鋼管柱底部澆筑1m×1m×0.5m 的C30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保留部分重量。

②既有老橋保護

為防止護欄拆除時混凝土塊等雜物損傷現狀合淮路橋瀝青路面，護欄拆除前對護欄邊的橋面鋪設20cm 厚碎石土進行保護，同時在鋼護欄周圍安裝鋼管框架進行防護。

2.4 橋面附屬拆除

待拆橋梁上各種管線、路燈、標志標牌等附屬結構物較多，分屬于不同的產權單位。護欄拆除之前，要求各產權單位先行拆除。

2.5 護欄及翼緣板拆除

施工前基于破碎法施工采用320D長臂破碎機將護欄及翼板進行破除，破碎護欄及翼板時控制破碎料大小（粒徑不大于20cm），鋼筋由人工氣割切除，破除不到位的部分采用人工持風鎬上橋鑿除，拆除面至箱梁翼緣板和腹板分界面處，拆除順序為對稱單向依次拆除。

2.6 滿堂支架搭設

按照縱橫向60cm×60cm 間距搭設盤扣支架，頂托上橫橋向設置10cm×10cm 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。為了減少現狀橋梁的變形，在現狀橋梁頂板部位利用10cm×10cm方木作為支架底部橫梁，將上方壓力均布傳遞在腹板位置，保證既有橋梁的受力安全。

支架搭設前對既有橋梁下方場地進行整平碾壓，并對地基軟弱位置進行翻挖處理，地基處理完成后澆筑15cmC15混凝土作為墊層。

2.7 機械破碎拆除

采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、腹板、底板的次序從外向內分次對稱鑿除，先中跨后邊跨的程序進行，PM13-PM12 跨先進行破碎，機械破碎段PM09-PM10 跨在PM12-PM10 繩鋸切割段完成后進行破碎，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，人工切割采用吊車配備吊籃進行實施，并配備專人指揮，同時用破碎錘清理干凈松散的混凝土等散落物，安排專人割除外漏鋼筋。需要注意以下三方面內容。

①箱梁頂板及底腹板混凝土采用長臂破碎錘在橋下拆除，鋼筋及預應力鋼絞線束用挖掘機配液壓剪除。

②箱梁頂板拆除時采用破碎錘從跨中向兩側對稱拆除，每一跨破碎完畢，立即清理混凝土塊，減輕對箱梁的荷載。

③邊腹板拆除時自跨中向兩側拆除，如遇預應力鋼束，則采用液壓剪或氣割將預應力鋼束放張，直至腹板拆除完成。隨后自跨中向兩側拆除底板混凝土，最后拆除中腹板。

2.8 繩鋸切割拆除

繩鋸切割段吊車站位處的地基需進行反挖換填處理，反挖深度為50cm，并重新填入級配碎石進行夯實碾壓，碾壓后在地表面鋪設鋼板來提高承載能力。

根據待拆橋梁圖紙設計，中橫梁PM10、PM12=17.62×3×2.55=134.793t，PM11=17×2.1×3×2.55=273.105t。根據其重量，施工中按照小于2m 間距進行切割。PM10、PM12 橫梁直接在柱頂進行破碎，PM11以2m 為一段進行分段切割。切割前根據吊點孔設計圖在2m 一道的分割線位置進行鉆孔，進而將金剛石繩鋸從吊點孔穿入，通過動力裝置啟動切割。梁體切割時吊車繩索適當拉直即可，吊裝時切割塊和繩索之間的夾角控制在不小于45°，保證切割塊平穩落地。

圖11 PM12-PM10橋跨繩鋸切割現場

合肥市西二環項目對橋上橋曲線橋跨的拆除采用繩鋸切割結合機械破碎手段進行拆除，繩鋸切割梁底采用滿堂支架作為支撐體系，過程中通過采用支座臨時固結、老橋面和鋼護欄進行防護以及“由高到低”的拆除方向等技術措施，完成橋上橋的梁體拆除工作。相比于原設計，使用門架式貝雷梁作為支撐體系，工期從17天縮短至8天，節省工期9天。

3 總結

本技術采用繩鋸切割結合機械破碎施工技術對橋梁進行拆除，保障了施工安全性的同時可以控制施工進度。

本技術在既有老橋面上和鋼護欄周圍分別設置緩沖層和防護框架，降低機械破碎混凝土塊對既有老橋的破壞程度。

本技術在繩鋸切割段梁底和投影區域下的既有老橋梁底設置滿堂支架支撐體系，待拆橋梁的支架頂部僅設置橫向分配梁，為繩鋸切割技術提供工作面。既有老橋面的支架底部設置垂直于腹板方向的分配梁，降低上部荷載對既有老橋產生的應力集中，提升梁體在支撐體系中的“過渡層”作用，且滿堂支架體系的搭設速度較門架式貝雷梁要快，可以有效地縮短工期。

本技術采用“由高到低”的順序對橋梁進行逐跨拆除，有利于橋梁拆除處于懸挑狀態時梁體和支撐系統的整體受力穩定性。

本技術采用鋼圈焊接的方式對支座進行臨時固結，提高橋梁拆除中抗滑移性。