分塊靜態切割拆除法在老舊橋梁中的應用

摘 要：隨著城市基礎設施的快速發展，早期建成的部分既有道路在凈空、跨度等方面已經不適應目前城市發展與人民出行需求，部分舊橋在跨越既有線拆除時，涉及下方既有線路行車安全，施工難度大，且傳統的解體、破碎拆除方法耗時長、功效低，通過跨線橋繩鋸切割分塊整體吊裝拆梁技術的研究與應用，能快速完成既有線橋梁的整體拆除，拆除方法設計合理、投入設備少，并且施工過程安全、可靠，周期短，經濟實用。

關鍵詞：靜態；利用；切割；橋梁拆除；分塊

中圖分類號：TU755 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）24-0155-04

Abstract： With the rapid development of urban infrastructure， some of the existing roads built in the early stage can no longer meet the current urban development and people's travel needs in terms of clearance and span. When some old bridges are dismantled across the existing lines， it involves the traffic safety of the existing lines below， the construction is difficult， and the traditional disintegration， breaking and demolition methods take a long time and low efficiency. Through the research and application of cross-line bridge rope saw cutting and integral hoisting and dismantling beam technology， the overall demolition of existing bridges can be completed quickly， with reasonable design， less equipment input， safe， reliable， short cycle， economical and practical construction process.

Keywords： static; utilization; cutting; bridge demolition; block

某道路改建工程項目周邊環境復雜，上跨既有道路的橋梁拆除技術方法，本項目對箱梁切割后進行抬升移出，對切割精度有嚴格要求，因此，本次拆除方法為分片劃線，水磨鉆開孔，繩鋸安裝切割吊車配合，頂升分離移除橋位，對跨線、跨河、保留部分結構等類型老舊橋梁具有工期短、環境保護好、對既鄰營業線施工干擾小等明顯優勢特點。

1 工程概況

某項目工程原道路跨東二環老橋與新建NK3+000～NK3+055段重合，固對橋梁進行拆除重建。跨東二環老橋上部結構為變截面鋼筋混凝土連續板四跨，需全部拆除。

由于該項目為箱梁切割后進行抬升移出，設計對切割精度有嚴格要求，施工前組織專業技術人員對現場周邊環境進行踏勘，對橋四周各種管線聯系產權單位進行改遷，對跨線施工區域進行辦理施工占道手續，對跨河區域聯系水務做好河道保護方案，滿足各方要求后，采用切割設備全液壓切割機。

2 技術方法

2.1 準備

1）完成影響拆橋施工的移動、聯通、供水和燃氣管線過渡遷改。

2）按交管部門批準的交通疏導方案封閉既有道路中斷交通，用圍擋圍閉作業范圍，并在拆除封閉范圍外設置內限速墩、路障。

3）橋下設置鋼支撐，頂緊梁體。為確保拆除切割時橋體的安全穩定，先對橋梁進行支撐，如圖1所示。采用工字鋼、鋼板、鋼管樁、型鋼及可調頂托設備組合搭設，根據梁體切割位置布置間距、高度。工字鋼采用I45b工字鋼，在瀝青路面設置I45b雙拼工字鋼，鋼管柱上下焊接安裝1 m×1 m×1 cm厚鋼板，鋼管柱為φ630 mm×8 mm的螺旋鋼管制作而成，相鄰鋼支撐中間用I12型工字鋼焊接牢固。箱梁底腹板下可調頂托設備采用螺旋千斤頂，螺旋千斤頂安裝在I45b工字鋼上方，由螺旋千斤頂調整高度與梁底頂緊，使鋼管樁及剪刀撐受力均勻。

4）變形監測，在立柱基礎上設置觀測點，每周一次觀測基礎有無沉降；在跨中設置觀測點，每6 h觀測一次梁變形情況。

5）人工配合機械鑿除既有橋梁梁端伸縮縫，將梁體與橋臺分離開，在鑿除范圍四周設置封閉圍擋，確保碎塊不飛濺入臨近道路，及時將棄渣清運出場。

6）驗算橋梁重量。對橋梁箱梁重量進行驗算，設置合理安全系數，保證拆除過程中施工安全，老橋各部位重量見表1。

7）標定箱梁切割線和吊裝鉆孔掛位，切割箱梁頂板及底板，切割后單體砼塊重量控制在15 t內，長度控制在3 m以內，將切割繩鋸用化學錨栓固定安裝至箱梁頂面，然后安裝導軌及金剛石切割繩。切割機冷卻水管從橋面引入，且有相應的引流裝置。切割繩采用橫向下壓切割方式，確保箱梁全斷面切斷。切割工藝流程如下：梁片劃分→吊裝孔定位計算→繩鋸腳固定→繩鋸方位調整→穿金剛石繩索→系統參數設置校正→設置安全警戒線及保護措施→切割啟動→頂升→吊裝移梁→分塊解小→外運。

2.2 拆除

2.2.1 切割吊運順序

本次橋梁拆除順序為：橋面清理→第三跨箱梁護欄、翼緣板切割吊運→第二跨箱梁護欄、翼緣板切割吊運→第二跨箱體切割吊運→第三跨箱體切割吊運→2#橋墩切割吊運→原地破除第一跨、第四跨及橋墩→清理、外運廢渣。

在鋼支架與箱梁達到接觸壓力后，采用2臺繩鋸同時對箱梁進行切割，切割位置靠近支座橫向中心位置由上向下切斜，斜切角度為2°。

拆除時，應認真檢查是否斷電，保證施工人員安全。施工前，用噴灑的方法濕潤橋體，以減降塵土。對上部防拋網、護欄、翼板進行對稱切割。切割后單體砼塊重量控制在15 t內，長度控制在3 m以內，從小里程往大里程順序切割吊運，采用汽車吊（80 t）吊裝，裝車運離，第二跨及第三跨箱梁切割平面如圖2所示。

2.2.2 橋梁拆除流程

第一步： 封閉第三跨交通，施工進場，場地做好圍擋措施；切割護欄及翼緣板，同時架設第三跨中間鋼支撐柱，翼板、護欄鉆孔穿索吊運出場，如圖3所示。

第二步：封閉第三跨交通，開放第二跨交通，場地做好圍擋措施；先拆除第二跨箱梁護欄、翼緣板，鉆孔吊運出場；第二跨距墩柱邊1.5 m位置，兩端搭設鋼支撐，延橋梁中心線順橋向切割箱梁，在距墩柱0.5 m位置橫橋向切斷箱梁，鉆孔吊運至旁邊空地，切割吊運出場，如圖4所示。

第三步：開放第二跨交通，封閉第三跨交通，場地做好圍擋措施；同第二跨搭設鋼支撐，拆除箱梁，吊運出場，如圖5所示。

第四步：拆除吊運2#墩柱，同時破碎第一跨及第四跨箱梁，清理外運，如圖6所示。

第五步：場外破除1#、3#橋墩，清理現場、廢渣外運，如圖7所示。

2.2.3 裝吊裝繩和金剛石繩索

1）安繩鋸穿孔前先在巖體切割位置處打設水平、豎直鉆孔；按照梁片分段圖，定位劃線，鉆取穿繩孔，以便于鏈條穿過。

2）金剛石繩鋸由具備上崗資格的專業技術人員持證上崗，切下的梁塊用吊車及時吊離現場，留出最大的操作空間，繩鋸的主動輪及輔助輪上，時刻保持注意觀察，注意安裝纏繞方向的一致性與協調性。

3）水鉆安裝與操作，施工用水直接從河中取水，水鉆固定采用膨脹螺栓，開孔方向角度與繩鋸切割穿繩角度保持一致，便于繩鋸的運行，吊裝孔位置若遇穿繩孔，可適當調整，但需經過重新計算確定，切下的梁塊用吊車直接運出現場。

2.2.4 節段切割

1）切割前應根據確定的切割面劃線表示，并測量初始高程。切割時應及時在割縫處插打鋼楔，防止切斷的梁塊擠壓鏈鋸將其卡住。

2）繩鋸為機械式原理，切割時可調整操作盤實時控制，保持金剛石繩適當繃緊，循環水與馬達為其提供動力及必要的冷卻，切割過程中派專人進行觀察，保持機身穩定，使得繩鋸切割時繩與切割方向在同一平面，不得發生扭曲，卡繩等現象。

2.2.5 吊運

橋梁拆除采取半幅封閉施工，為了減少對交通的影響，故對本次拆除施工做了詳細部署：①交通組織；②拆除橋梁上部結構；③加大人員、設備投入，在確保安全的前提下迅速完成拆除施工；④施工區域封閉施工，盡可能減小對過往車輛的影響。

2.2.6 箱梁吊運計算

在梁片穿繩線或切割孔邊300 mm處，或距離橋臺邊、橋墩中心線1 000 mm處，安裝吊裝鋼絲繩，如圖8所示。

1）吊車選用。根據現場實際情況，梁體擬采用2臺150 t吊車進行吊裝，混凝土量為23.04 m3，鋼筋混凝土系數為2.6 t/m3，T梁自重23.04×2.6=59.9 t。根據130 t吊車主臂起重表查表驗算得出，150 t汽車吊，臂長25 m時，工作半徑3～10 m，起重量140-33.8=106.2 t。

2）起重計算。設吊車最大起重量為Q1，翼板、護欄自重為Q2，吊車最小起重量Q1=33.8×2=77.6 t。T梁自重Q2=23.04×2.6=59.9 t，即Q1≥Q2，故本項目采用2臺150 t吊車滿足安全吊裝要求。

3）鋼絲繩的選用。砼體積23.04 m3，系數2.6，重量59.9 t，根據吊裝作業要求時，吊索為兩端起吊安裝。每端重量59.9÷2=24.95 t，采用兜底吊裝吊裝夾角為30°，采用2根鋼絲繩。

鋼絲繩實際拉力計算公式

P=Q/ncos，

式中：P為每根鋼絲繩所受的拉力；Q為起重設備的重力；n為使用鋼絲繩的根數；a為鋼絲繩與鉛垂線的夾角。

本次吊裝每根鋼絲繩實際拉力

P=（24.95×9.8）÷4cos30°=71 kN，破斷拉力計算公式：[S]=S0/K。

S0=[S]×K=71×6=426 kN。

查鋼絲繩性能參數見表2，故使用6×19+1－Ф34鋼絲繩，最小抗拔拉力為679×0.75=509.25 kN滿足安全吊裝要求。

3 安全措施

1）橋面設施拆除的作業安全。先行封閉橋下交通，設置臨時封閉標識，禁止車輛及行人通過橋底，由專業技術工人拆除橋面管線等障礙物。

2）進場施工前進行安全技術培訓及交底，交代工程安全隱患、施工注意安全措施、預防措施和施工重難點等；派專職安全員現場監督，時刻保持警惕。

3）構件的吊裝設立指揮小組，建立項目崗位責任制，明確責權。

4）在拆除施工過程中固定指揮人員，操作人員。指揮者應隨時觀測老橋在拆除中的變化，指揮及時正確果斷，統一信號。

4 結論

本項目通過詳細的施工方案和專家論證評審，在工期內圓滿安全高效地完成了拆除任務，獲得了參建單位及社會的一致好評，既保證了施工安全，又保證了橋下快速路不間斷交通行駛的安全。

相比常規方法縮短工期共計1.5個月，減少項目各項管理成本約50萬元，此技術的成功應用，不僅降低了施工作業安全風險，更減小了對上跨既有線路影響程度并縮短了工期，效果非常明顯。該技術在為繁忙的城市快速路改造中上跨橋梁的拆除、及線路重疊改建工程局部切割部分構件的保護性拆除工程，提供了非常寶貴的經驗。

參考文獻：

[1] 羅強，徐剛，李揚.復雜結構老舊天橋快速拆除及中間墩施工技術研究[J].江西建材，2023（3）：350-352.

[2] 蔡俊華.市政橋梁快速拆除施工方法研究——以中山市桂南立交橋為例[J].工程技術研究，2022（13）：215-218.

[3] 姜躍晟.狹小空間深基坑混凝土支撐拆除施工技術[J].山西建筑，2021（11）：100-102.

[4] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑拆除工程安全技術規范：JGJ 147—2016[S].北京：中國建筑工業出版社，2017.