大跨度变截面三跨连续梁桥拆除施工技术

蒋琦

（中铁十七局集团有限公司 江苏苏州 215151）

1 引言

从施工的角度讲，桥梁拆除施工具有风险性高，技术难度大，工期短等特点，对于待拆除桥梁自身而言，预应力的损失程度、工作性能和承载能力等结构受力状况难以被清楚掌握，不确定因素很多，具有较大的潜在安全隐患，如果拆除方案选择不当，拆除的难度及风险则会成倍增长，严重者甚至会酿成事故。在提倡以人为本的今天，要确保桥梁拆除工程安全、高效、经济、环保，则必须进行系统的桥梁拆除施工技术探索与理论分析研究。

大跨度连续梁桥拆除施工技术目前在国内仍处于初步研究阶段，尚未建立相关拆除理论，可供参考的技术研究及文献资料相对稀少，可供借鉴的案例不多，本文以苏州老长浒大桥拆除工程为背景，依据类似桥梁拆除工程成功经验，介绍变截面三跨连续梁拆除施工技术。

2 工程概况

长浒大桥位于苏州新区，全长210m，由双幅桥并列设置组成，单幅桥宽15m，跨越升级改造后的京杭运河，主桥长（35+60+35）130m为悬臂浇筑法施工的三跨预应力变截面混凝土连续箱梁，北幅桥建于1991年，南幅桥建于2000年。主桥为单箱双室直腹板截面，箱梁顶板宽度15m，底板宽8m，悬臂长3.5m。顶板厚0.30m，底板厚度为0.25m。箱梁梁高1.8～3.2m；两个边腹板厚0.3m，中腹板厚0.2m。北侧引桥采用2×20m预制安装T梁，南侧引桥采用2×20m先张法预应力混凝土空心板梁。长浒大桥立面图见图1，平面图见图2。桥位处河道宽92m，水深5～5.5m，为IV级航道，航道运输繁忙。

图1 长浒大桥立面图

图2 长浒大桥平面图

3 交通组织方案

老长浒大桥拆除期间桥面交通不中断，采取封闭半幅，同时将交通转换至另半幅的导行方案。先拆除北半幅，待北侧新桥在原位重建完成并进行交通再次转换后，再拆除南半幅老桥。老桥所跨越京杭运河在桥梁拆除期间只能间断性封航，按照航道主管部门要求，各节段每次吊运航道封闭时长必须控制在4h以内。

4 主桥拆除对航道的影响

因浮吊允许起重半径限制，主跨和部份边跨共分为11次吊运拆除，其中涉及主跨通航孔为5次，为确保安全，需间断性封闭航道，施工前与航道、海事等部门协调沟通，每次/天需封航4h。

5 主桥拆除施工工艺

老长浒大桥采用悬臂浇筑法施工，主桥拆除按照其建造工序的逆次序进行，首先实施主墩墩梁固结，搭设临时支墩，然后切割中跨合拢段，转换体系，使结构形成对应建造时悬臂最长状态。对称于桥墩按施工时的梁截面划分节段依次切割、吊运后解体破碎。拆除前岸上的边跨梁段通过搭设φ426mm钢管支架结构预顶，而水中边跨梁段则搭设贝雷支架，用以保证梁段分割及拆除过程中的整体稳定性。梁段切割采用目前已成熟运用的液压静力切割技术。

5.1 临时支墩设计

5.1.1 临时水中支架设计

水中临时支架由两个基础+纵横向贝雷架组成，基础采用直径φ426mm，壁厚δ=8mm钢管桩打入河床中，为增加临时支架稳定性，钢管桩之间设置纵横向剪刀撑连接，水中临时墩布置见图3。

图3 水中临时墩布置图

5.1.2 岸上临时支撑架

岸上临时支墩采用混凝土扩大板式基础与φ426mm钢管（δ=8mm）、型钢搭设而成，每组由横桥向4根，纵桥向设置两排同尺寸钢管组成。支撑之间由14#槽钢剪刀撑焊接以增加整体性。混凝土下部基础施打木桩进行基础处理，夯实，其后再浇筑c30厚度0.5m钢筋混凝土基础，并预埋地脚螺栓、法兰盘等，钢管通过法兰盘与混凝土基础连接，钢管顶端与箱梁接触处设置封头法兰盲板，钢管就位并调整铅垂后与箱梁底板锚固，端部用铁楔塞紧、垫实。支墩横向、纵向布置及混凝土基础平面图见图 4～6。

5.2 主桥拆除施工技术

5.2.1 墩梁固结

主跨合拢段拆解后梁体内纵向预应力解除，自重荷载传递到0#块体上，为保证主墩支点受力稳定，必须使支座两侧梁段维持基本平衡，但考虑到拆除过程中各种不确定因素，且主墩为薄壁墩，墩厚仅为1.5m，为了确保安全，分割梁段前采用钢板组合叠加将薄壁墩两侧梁底与墩顶之间间隙全部填塞密实。

图4 支墩横桥向布置图

图5 支墩纵桥向布置图

图6 混凝土基础平面图

5.2.2 梁段分割原则

箱梁根据浮吊吊装重量许可及原施工截面位置综合确定各吊装节段纵向长度。需要引起注意的是为防止切割设备切到锚头，切割位置须在节块连接处向拆除节段方向偏移0.5m。

5.2.3 静力切割工艺

大节段箱梁切割采用链式切割机进行，切割断面呈“八”字型以便切割段的整体吊装，切割面应平顺，尽量避免出现链锯弯曲现象，防止吊装刮擦，影响起升效率。箱梁两端切割断面须同时进行切割，同一断面的4个切割点也必须同步进行；为防止切割过程中切割段突然下坠冲击，切割前将钢丝绳吊力调整至计算拉力大小，根据箱梁切割部位变形量，逐步调整吊力，使节段箱梁始终保持平衡。同时，在顶板与底板切缝内加塞铁片楔子，保持切割缝隙在1cm以上，确保切割的顺利实施。

5.2.4 拆除顺序

拆除顺序由中跨合扰段往东西两侧主墩方向进行，即①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩11○的拆除顺序，将各节段吊运至岸上指定区域卸载，再进行二次解体破碎转运出场。①～11○梁段拆除完毕后再对陆地剩余边跨梁段实施拆除，采用自行式液压破碎锤机械凿除的施工方法，过程中及时洒水降尘，防止扬尘污染，拆除顺序见图7。

图7 拆除施工顺序

5.3 吊装设备选择

为了尽量减少航道封闭次数，考虑桥梁高度、运河水深等施工环境特点，根据计算得到的分割梁段最大吊重为346t，所配备浮吊选用500t级确保吊装的安全性。浮吊工作尺寸见图8～9。

图8 浮吊平面工作尺寸示意图

图9 浮吊立面工作尺寸示意图

计算得到吊装最重分割梁段（1#、0#、1′#）重346t为最不利工况条件，吊点横断面设置详见图10。钢丝绳选择公称抗拉强度1870MPa、纤维芯钢丝绳6×37类，直径为56mm，经计算其最小破断力能满足安全性要求。

图10 吊点横断面设置

5.4 水中墩拆除

主桥吊除后，水中盖梁、墩柱及承台采用大型船载破碎机（PC470型）直接进行破碎。破碎机为PC470型，最大破碎深度可达水下8m，满足本工程水下破碎深度要求。破碎过程中配备一艘定位抓斗挖泥船进行混凝土碎块打捞，将水下混凝土碎块清除干净，最后申请航道部门进行验收。

7 结论

不同的连续梁桥拆除施工因为桥梁本身设计、要求工期及所处环境差异等原因所选用的拆除方法亦存在诸多差别，只能通过具体情况进行具体分析，从安全性、经济性及工期、桥梁边界条件等多方面综合考虑，选定安全、经济、合理的拆除方案，结果表明，本工程配备少量临时支撑，采用的液压静力切割、分段吊装的施工方法最终被证明是安全、快速、经济的，具有结构体系转换平稳，施工速度快，对周边环境影响小，安全性能够得到保证等优点，取得了较好的经济和社会效益，可为同类变截面连续梁桥的拆除施工提供借鉴。

[1]蒋汉祥.水中连续梁桥拆除施工技术.城市建设理论研究：电子版，2012（13）.

[2]王旺劝，向睿，等.反浇筑顺序的节段切割法在旧桥拆除中的应用研究[J].交通科技，2007，223（4）：34～36.