市区大跨度混凝土连续箱梁桥切割拆除施工技术

□金风清 □何文菊（中国水利水电第十一工程局有限公司）

1 工程概况

郑州市中原路西三环立交桥为双线预应力混凝土连续箱梁桥，主桥上部结构为单箱双室预应力钢筋混凝土连续箱梁结构，桥墩为“T”型钢筋混凝土墩，桥宽25.50m，桥体厚1.40m。立交桥位于闹市城区，周边环境较为复杂，市政自来水、煤气、电力管道从南侧桥下横穿，两侧为居民区。根据城市设计规划需拆除南部2联6跨进行扩建，拆除部分长度164m，拆除部分钢筋混凝土工程量2730m3。拆除桥段箱梁断面形状如图1所示。

图1 箱梁断面形状示意图

2 拆除施工顺序

围挡封闭防护、设置交通警戒标示；预拆除，清理桥面路灯杆、护栏、防撞墙等附属物；左右对称夹碎或切割或破碎拆除箱梁两侧翼缘板；对第二联进行满堂支架支护，顶紧撑托并紧固；切割支撑栓，解除箱梁与墩连接；标定预应力箱梁切割线和吊装钻孔挂位；切割箱梁，用吊车将切割箱梁块吊离支架，放置封闭后的辅道上破碎，再拆除碗扣架；对第一联桥下有地下管线的部位利用废旧轮胎和土袋进行防护，以缓冲塌落振动冲击；机械拆除破碎第一联预应力箱梁；破碎桥墩，分离钢筋和混凝土；清理、外运废渣，平整场地、清理验收。

3 拆除准备工作

3.1 设置围挡

使用符合市政标准的彩钢板，按照交通管理部门审批的道路封闭和保通方案，在保证施工机械工作半径的基础上对施工区段进行隔离封闭。

3.2 通电、接水和排水

在切割过程中冷水具有对切割设备本身进行降温及避免扬尘的作用。在机械破碎和垃圾清运过程中应进行洒水降尘。为保障施工切割和机械施工降尘，施工前应将水电接通到位，确保施工现场通电、通水。按切割机每台功率25kW，计划6台切割机150kW的用电负荷，以确保机械切割用电。在切割区域用土或砖砌挡水墙，有序组织排水，防止施工用水污染周围环境。

3.3 标定地下管线

施工前，协调自来水、电力、环卫、通信、光缆传输等有关部门现场进行交底，标定其位置和走向，按防护方案进行防护，避免吊车站位吊装和机械破碎对地下穿越的管线造成损坏。

4 预拆除

首先拆除桥上灯具和桥上亮化设施。拆除时，应认真检查是否断电、有无余电，保证拆除灯具和相关设施无电，保证施工人员安全。

然后吊离隔离墩，拆除护栏、防撞墙。使用气割切除两侧防护栏。切割时，桥下及两侧不得有车辆和行人。使用液压锤或液压钳，破碎或夹碎桥两侧翼缘板上防撞墙。拆除破碎时，机械应尽可能站在中间车道，防止桥体重心偏移，严禁将防撞墙整块推落桥下，防止大块坠落撞击破坏地下管线。

再使用液压钳在桥下从伸缩缝开始，对称夹碎两侧翼缘板，或使用液压锤破碎。拆除时，为防重心偏移失稳侧翻，每幅应两侧交替依次后退破碎拆除，两侧拆除前后距离偏差不超过5m。

5 碗扣支架搭设

为确保拆除时保留桥体的安全稳定，应对该联进行满堂支撑。满堂式钢管支架，搭设时纵横向间距均为60cm，立杆步距为150cm，如图2所示。

图2 碗扣架支撑横断面示意图

箱梁底腹板下对正撑托架设横向10cm×10cm方木，以消除应力集中。为确保支架的整体稳定性，应按相关规定设置剪刀撑。支架搭设好后，由可调顶托、底托进行调整支架高度使方木与梁底顶紧，使每根碗扣立杆受力均匀。

6 桥梁切割施工

6.1 切割原理及工艺流程

金刚石绳锯切割是金刚石绳索在液压马达驱动下绕切割面高速运动研磨切割体，完成切割工作。由于使用金刚石单晶做为研磨材料，故此可以对钢筋混凝土等坚硬物体进行切割。切割是在液压马达驱动下进行的，液压泵运转平稳，并且可以通过高压油管远距离控制操作，所以切割过程中不但操作安全方便，而且震动和噪音很小，被切割物体能在几乎无扰动的情况下被分离。切割过程中高速运转的金刚石绳索靠水冷却，并将研磨碎屑带走。切割工艺流程如图3所示。

图3 切割工艺流程图

6.2 切割准备工作

切割前先从分缝桥墩上横梁中心线向两侧按第一块2.50m，其它块按≤4m(12t/m)将箱梁实体依次进行排版。排版标定过程中按第一块不超过30t，其它切割块重量不超过50t左右进行放线排版。在每个分段块上钻四个Φ108的吊装孔，钻孔的位置应选择在能保证吊装块起吊时相对平衡的中心位置上。

用绳锯切割预应力箱梁是将梁体内钢束线对称逐根、逐束、对称缓慢割断，预应力不会突然整体释放，因此切割时对周边不会产生较大危害。

6.3 切割施工要点

6.3.1 固定绳锯机及导向轮

用M16化学锚栓固定绳锯主脚架及辅助脚架,导向轮安装一定要稳定，且轮的边缘一定要和穿绳孔的中心线对准，以确保切割面的有效切割速度，严格执行安装精度要求。

6.3.2 安装绳索

根据已确定的切割形式将金刚石绳索按一定的顺序缠绕在主动轮及辅助轮上,注意绳子的方向应和主动轮驱动方向一致。

6.3.3 切割

启动电动马达，通过控制盘调整主动轮提升张力，保证金刚石绳适当绷紧，供应循环冷却水，再启动另一个电动马达，驱动主动轮带动金刚石绳索回转切割。切割过程中必须密切观察机座的稳定性，随时调整导向轮的偏移，以确保切割绳在同一个平面内。

6.3.4 切割参数的选择

切割过程中通过操作控制盘调整切割参数，确保金刚石绳运转线速度在20m/s左右，另一方面切割过程中应保证足够的冲洗液量，以保证对金刚石绳的冷却，并把磨削下来的粉屑带走。切割操作做到速度稳定，参数稳定、设备稳定。

6.4 安全注意事项

第一，在金刚石绳锯的每个卡子上都有明确的箭头标识，也可通过金刚石绳锯本身的串珠来识别。在使用中，需正确的区分金刚石绳锯的使用方向。

第二，金刚石绳锯使用前须连接一个闭合的循环。

第三，水、电、机械设备等相关管路的连接应正确规范、相对集中，走线摆放严格执行安全操作规程。并在一定区域内设安全标志，以提示行人不要进入施工作业区域。

第四，整联箱梁切割时应从两端同时切割卸载，与桥墩中心线相距1.25m处同时均匀切割，基本保持本联箱梁两头靠近桥墩处同时截断，由两端向中间桥墩依次切割，并保持中间桥墩的支撑作用，防止荷载同时传递到支撑架上。

第五，保持墩两侧的切割预留长度一致，墩两侧切割后重心保持在墩中心不发生位移和失衡。

7 结论

混凝土连续箱梁采用静力切割法拆除，施工安全可靠、速度快，扰民影响小，是一种工艺先进、过程环保、施工高效的钢筋混凝土工程拆除施工技术。郑州市中原路西三环预应力混凝土连续箱梁高架立交桥总拆除周期仅用14d，取得了较好的社会效益和经济效益。