南平太平大桥刚架拱拆除方案研究

戴伟民（福建新路达交通建设监理有限公司，南平353000）

南平太平大桥刚架拱拆除方案研究

戴伟民
（福建新路达交通建设监理有限公司，南平353000）

本文结合南平市G316国道太平大桥实例，对刚架拱桥采用拆除上部构造，保留并改造下部构造，新建上部构造的施工方法进行介绍，总结其施工工艺，为今后的类似的旧桥改造利用施工提供一些参考资料。

刚架拱拆除方案研究

1 工程概况

太平大桥位于G316国道（村厝至洋洧段）K141+ 317.116～K141+450.884，桥长133.77m，桥梁上部结构为30号钢筋混凝土刚架拱，跨径布置为3×37.36m。现状桥面宽度为1.0m人行道（含0.25m人行道护栏）+7.5m车行道+1.0m人行道（含0.25m人行道护栏），总宽9.5m。墩台基础均为明挖扩大基础。1#、4#桥台台帽及以上部分现浇钢筋混凝土结构，台身采用浆砌块石，基础为片石混凝土。桥墩为30号钢筋混凝土重力式圆头墩，高墩为29.70m。设计荷载为汽车-20级，挂车-100，人群3.0kN/m2；于1995年12月30日竣工。

太平大桥存在主要构件缺损、结构混凝土老化、上构承载能力不足等问题，严重影响桥梁使用功能。根据闽路养[2015]35号文件要求，除为维持交通实施的临时加固外，原则上予以拆除重建，不再加固利用。从太平大桥的综合功能（安全、经济、工期）出发，并考虑其周边环境，大桥改建设计为：保留太平大桥原有桥梁桥墩结构，拆除桥梁上部3×37.36m钢筋混凝土刚架拱结构和桥台；加高原有桥墩、增设盖梁，新建桥台，改建上部结构梁体。上部结构梁体采用3×37.36m装配式预应力混凝土T梁。

2 施工难点

（1）拱桥形式，上部构件老化严重，拆除过程的不可预见因素多，既要安全拆除上部刚拱结构，又要不破坏桥梁下部结构，是摆在施工人员面前的一个重要难题。

（2）施工场地狭窄，作业面小，桥梁横跨山谷，桥面与谷底落差大（达36m），如何在确保安全的情况下，尽快拆除上部刚拱结构是本次施工的重点和难点。

（3）桥址地处G316国道，且临近村庄，行人交通繁忙，如何组织好交通，确保安全也是施工过程中的一个控制难点。

3 刚架拱拆除方案的总体思路

（1）考虑到该桥为旱桥，桥下山谷无流水，为避免过往交通的影响，减少施工危险源，决定在两岸桥台位置修筑施工便道到达谷底，并派驻专人组织交通绕行旧桥。

（2）考虑到该桥为刚架拱形式，若采用传统的爆破或机械凿除，一是较难确保桥墩的完整性，二是机械设备作业面小，危险系数大。因此，在邀请相关专家现场勘查并充分讨论后，决定采用纵桥向架设通长架桥机（全长116m），利用吊装天车配合小型机械凿除、人工切割，将旧桥上部构筑物逐步起吊移除的方法来拆除刚架拱（示意图如图1）。

图1 刚架拱拆除示意图

4 拆除施工实施方案

4.1 拆除旧桥验算

拆除旧桥最不利状态为起吊拱肋3#节段（16.1t），对此工况下贝雷梁（单梁三排）、墩顶25b纵梁、钢管墩分别进行验算，结果表明强度、刚度及稳定性均满足要求。

4.2 拆除人行道及栏杆

用PC80型挖掘机破除人行道及栏杆，拆除后立即进行临边防护。

4.3 架桥机组装架设

在2#、3#墩顶处设架桥机中支腿：以伸缩缝为中心切割60cm宽破缝，伸缩缝两侧边腹孔各留20cm搭跨在拱上立柱，将桥机横移轨道安装至60cm破缝内，轨道下用方木垫平，使轨道顶面与原桥面平（墩顶架桥机中支腿如图2所示），做好支腿的加固工作。（因拱上立柱横向宽度仅6.8m，而架桥机横轨14m宽，因此在立柱的两侧增加钢管立柱，抵消轨道悬臂。）随后用16T汽车吊进行通长架桥机组装，完成电路系统、遥控系统等安装调试，实现通长架桥机的横移及纵移，使得4台70t吊装天车工作范围覆盖全桥。

图2 架桥机支腿示意图

4.4 刚架拱结构拆除工序

4.4.1 拆除桥面铺装层及微弯板

先对整个桥面破缝，再用架桥机吊移往两桥头对称出渣，将铺装层及微弯板拆除。具体拆除方法如下：因该旧桥各部件均采用现浇施工，考虑拱肋与微弯板存在浇筑粘接的可能，先放线确定钢架拱3道拱肋范围，采用小型炮弹头挖掘机（PC80型）沿着拱肋位置边缘纵向破缝，破缝过程避开拱肋范围。破缝时架桥机可分别开至左侧、右侧，给挖掘机腾出足够的工作空间。横向以2.5～3.0m为一段破横缝。挖掘机破缝完成后接着用空压机将分缝后的微弯板四周凿空，用天车捆绑吊住微弯板块体，再用气割设备将块体四周的钢筋切断，吊移块体装车至指定地点破碎。

移除桥面铺装及微弯板块体必须3跨对称卸载，严禁“一头清”。先中跨、后两边逐块跨跳步卸除，保证3跨拱肋荷载基本平衡，特别注意在架桥机天车吊卸块体的时候架桥机不得横移操作，避免不必要的晃动。破除微弯板时必须放线控制好破缝位置，严禁破损拱肋及横梁。

4.4.2 纵梁和拱肋拆除

待桥面铺装、微弯板拆除后，开始拆除纵梁和拱肋，拆除顺序遵循先中跨，后边跨，纵向对称拆除的原则进行。由桥梁横桥向一侧向另一侧逐片拆除，按图3由编号①～⑨逐步拆除。

拆除时，首先拆除中跨Ⅰ单元纵梁的横系梁，接着拆除纵梁、卸除和拱肋，拆除顺序如图4所示：

先用2台架桥机天车吊住纵梁与斜撑（即1#节段或2#节段），用空压机凿断中腹孔、边腹孔、次拱腿（斜撑）切割点，切除钢筋后用天车吊至桥头破解外运，在一道拱肋连接的2条纵梁及次拱腿（斜撑）吊卸后（即1#节段和2#节段）。

然后分别用1号、2号、3号、4号吊装天车吊住A、B、C、D 4个吊点（如图5），采用空压机气镐凿断拱肋跨中切割点，接着凿段3#节段拱脚切割点，切断后将3#节段缓缓起吊并调平后往桥岸出渣，为防止吊起的拱肋侧翻，吊装采用定制吊具进行吊装。拱肋较窄，凿切割点的作业人员需将安全绳挂锁在架桥机桁架安全缆上保证人员安全。

图3 拆除单元编号示意图

图4 拆除顺序图

图5 吊装天车吊点示意图

吊出3#节段后，再将4#节段的拱脚切割点凿断，同样将4#节段调平后往桥梁另一侧出渣。以此类推，按照编号①～⑨逐步进行拆除（见图6）。

图6 桥墩顶拆除单元划分图

如上图所示，重点注意在Ⅰ、Ⅱ单元拆除完成后，为防止Ⅲ单元孤立可能产生侧翻，在凿除Ⅱ、Ⅲ单元之间的横系梁之前，在Ⅲ单元两侧用4道缆风绳将Ⅲ单元拉至桥下地锚，在Ⅲ单元保护完成后方能着手拆除Ⅱ单元。

4.4.3 拱上立柱及拱座的拆除

完成全桥拱肋拆除后，进行拱上立柱及拱座的拆除。拱上立柱及拱座周边无作业面，拆除前必须安装施工托架实现作业平地化（施工托架可在后续盖梁改造施工中继续使用）。施工托架采用3.0m×1.5m贝雷片拼装后用精轧螺纹钢挂锁在架桥机桁架下，并可升降高度，最低可降至旧墩顶下1m，用于墩柱盖梁改造。

因2号、3号墩中支点横移轨道支撑点为拱上立柱及墩顶两侧的钢管立柱，考虑架桥机横移轨道的挠度，在拆除拱上立柱和拱座时，拱上立柱及拱座分左右两侧进行拆除，横桥向左侧一半用风镐破除至墩顶一下1m以后，在墩中心处加设一个4Φ89mm壁厚6mm无缝钢管设立支撑点，再行破除右侧一半。拆除过程如图7所示。

图7 拱上立柱及拱座拆除示意图

5 结语

南平市太平大桥刚架拱拆除施工在2016年3月15日贝雷桁架架桥机拼装完成后，开始按既定方案拆除，5月20日最后一段拱上竖墙及拱座拆除完成，历时66天，整个过程安全可控。从拆除的效果看，因大部分拆除作业采用切割和整件吊离，极好的保护了下部构造的完整性，也极大的减少了建筑垃圾的产生。拆除作业采用预先安装通长架桥机协助拆除刚拱结构的方法，架桥机在拆除工作完成后仍可协助完成墩柱、盖梁改造及T梁的架设，在节约了设备投入的同时，还有效的降低了安全风险，缩短了建设工期，极大的降低了工程造价。以上就是南平太平大桥刚架拱拆除的方案，希望能给类似桥梁拆除工程带来一些启发和帮助。

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