采用绳锯切割法拆除市政道路旧桥连续空心板梁体施工关键技术

鲁晓明 沈红良 汤宇 童昌 林映

摘 要：长沙市轨道交通5号线毛竹塘站—板塘冲站区间下穿圭塘河桥，受旧桥桩基影响需要对圭塘河桥的东幅进行拆除重建，对于旧桥连续空心板梁体，用金刚石绳锯按原施工节段逆顺序分段切割成块。采取对称拆除的形式，用大型起重机将切割后的空心板梁块进行拆除吊装。本文主要介绍了旧桥梁板切割拆除关键技术，供今后类似工程借鉴。

关键词：旧桥拆除;金刚石绳锯;静力对称切割;逆序分块吊装

中图分类号：U445.6文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）01-0102-04

Abstract： Changsha Rail Transit Line 5 Bamboo Pond Station-Plate Pond Chong Station under the zone of GuiTong River Bridge， under the influence of the old Pile Foundation， the east part of GUI Tang River bridge must be demolished and rebuilt， and the diamond wire saw for the continuous hollow slab beam of the old bridge is cut into blocks according to the original construction segment in reverse order. Taking the form of symmetrical dismantling， the large crane will be used to remove the hollow slab beam block after cutting. This paper introduced the key technology of cutting and dismantling of old bridge slab for reference in future similar projects.

Keywords： demolition of old bridges;diamond wire saw;static symmetry cutting;reverse block hoisting

1 工程概况

长沙市轨道交通5号线毛竹塘站—板塘冲站区间ZDK20+140.90～ZDK20+174.10段下穿圭塘河桥，其中原有圭塘河桥有7根桩基侵入区间净空，受旧桥桩基影响，需要对圭塘河桥的东幅进行拆除重建，即先将靠近线路的半幅桥桩在隧道影响范围内的桩基拔除，待盾构掘进通过后，调整桥梁桩位，再在原位复建该半幅桥梁[1]。

圭塘河桥建于2003—2004年，设计为双向八车道，东西幅桥双向分离，需要拆除的东幅桥宽27 m，与圭塘河斜交73°，桥面内侧无护栏，外侧为钢板基础无缝钢管护栏;上部结构采用（9.69 m+15 m+9.69 m）钢筋砼连续空心板梁。考虑到圭塘河为长沙市重要的市区景观城中河，且正值汛期，桥面板破除无法采用传统破碎头进行破除施工[2]。

2 施工重难点分析

第一，因圭塘河为长沙市重要的市区景观城中河，且正值汛期，桥梁梁板破除需要保证不污染圭塘河河水，同时保证建筑垃圾不掉入河中阻洪成为本工程施工的重难点及关键。

第二，圭塘河桥位于长沙市万家丽路与时代阳光大道交汇处，为长沙市市政主干道，交通流量极大，围挡区域极其有限，导致施工场地狭窄，如何在狭窄的场地内完成桥面拆除也是本工程的难点。

第三，施工区域周边为城市居民集中住宅小区，如何控制好噪声污染，把对周边环境的影响降到最低也是本工程施工的重点[3]。

3 施工总体方案及原则

中铁五局集团第一工程有限责任公司根据多年连续梁型桥梁的施工经验，结合大量的理论分析，决定采用金刚石绳锯将桥梁连续空心板梁体按原施工节段逆顺序分段切割成块。采取对称拆除的形式，用大型起重机将切割后的空心板梁块吊装拆除，成功完成对该桥上部结构的拆除施工，满足了环保及防汛要求，同时避免了传统破碎头施工的噪声污染，把对周边居民生活环境的影响降到了最低[4]。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

金刚石绳锯切割拆除连续空心板梁体施工工艺流程如图1所示。

4.2 操作要点

4.2.1 拆除桥面附属。为减轻结构上部荷载，需要提前将桥面附属设施拆除，包括人行道栏杆、人行道板、路緣石及伸缩缝等。附属设施重量较轻，且拆除附属时，桥梁整体刚度未减小，此时桥梁结构是安全的。人行道栏杆拆除由两端向中间进行，逐个拆除;人行道盖板宽3m，先进行机械切割，然后堆码成块后一并装车运走;伸缩缝拆除，先用风镐凿开桥面混凝土，与桥台及梁板钢筋连接部分用气割割断。

4.2.2 履带吊车拼装。空心板梁体切割吊装采用QUY150型液压履带吊车，清理平整一块宽25 m、长80 m的安装场地，其构件到场用100 t汽车吊卸车。

4.2.3 确定切割面。依据原桥设计图纸，在桥面上画好分跨标线;梁体采用整体切割，即桥面、腹板及底板一起分块的切割方法。

①空心板梁确定切割分块线与原有空心板布置线平行，以不影响整体结构平衡性为原则。

②切割拆除整体原则：全桥纵向对称、横向对称，先中跨后边跨，中跨由东往西依次切割，边跨由西往东依次切割。

③综合考虑起吊重量、转运能力、施工进度等诸多方面因素，确定梁体切割分为A～H型共8种，共计112块。

④施工时，严格按照设计分块进行切割，每切割一块随即吊装一块，直到完成半幅桥梁的切割。

4.2.4 钻吊装孔和切割孔。吊装孔采用[d]=108 mm的水磨钻打孔机进行作业，吊点设置参考《建筑施工手册》，结合人员作业安全性综合考虑，确定每一个切割块设置两个吊孔，保证切割顺利进行和吊装安全。可根据《起重吊装计算及安全技术》确定起吊位置[X]，可按式（1）计算：

其中，[L]为空心板长度，m。

各切割块吊装孔位置详见表1。

以F型梁块为例：[X]=0.207×6=1.24 m。根据计算结果确定空心板最合理的吊点位置为空心板两端距中1.24m处。

切割孔采用[d]=63 mm的水磨钻打孔机进行作业。一般情况下，根据分块确定切割孔，沿切缝每1m确定一个切割孔;同时，切割过程中，保证切缝顺直、减小对绳锯的消耗和钻孔过程中的安全。

吊装孔及切割孔现场施工如图2所示。

4.2.5 安装绳锯机及导向轮。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。

4.2.6 安装吊装绳和金刚石绳索。切割块采取两点吊法（如图3所示），将钢丝绳依次穿入顶板孔、底板孔后再从翼缘板穿出，在每个梁块吊装孔底部放置一个承受50 t重量的U型卡环与钢丝绳之间固定好，保证吊装时钢丝绳不滑动。为了防止梁底板棱角磨伤钢丝绳，需要在吊装孔顶部和底部孔口处加垫废旧轮胎对钢丝绳进行保护。

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。

4.2.7 节段切割。切割吊装作业顺序：全桥纵向对称、横向对称，先中跨后边跨：中跨由东往西依次切割，边跨由西往东切割。

切割中跨梁体：第一刀先由东端中跨中间向南北两侧切割，分成A型、B型，沿纵桥向按照2.0 m间距由东向西依次切割12段，A、B型共有48块;最后3段按照1.0 m间距分成C型、D型，共12块;切割吊装作业顺序由编号1～60依次进行。

切割边跨梁体：沿纵桥向按照2.0 m间距由西向东依次切割12段，E、F型共有48块;最后3段按照1.0 m间距分成G型、H型，共12块;切割吊装作业顺序由编号61～120依次进行。

通过控制金刚石绳锯操作盘调整主动轮提升张力，保证金刚石绳适当绷紧，启动循环冷却水，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。

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20 m/s左右。同时，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，并且把磨削下来的粉屑带走。切割操作要做到速度稳定、参数稳定、设备稳定。

4.2.8 吊装、转运。每个切割块完全切断时，钢丝绳受力，保证起吊时钢丝绳垂直于梁体，以防止梁体失稳倾覆，吊车缓慢平衡地将切割好的梁块吊至空置处。按照以上工序循环作业，每切割一块就吊装一块，直到完成半幅桥梁的切割。分割梁块累积到一定数量，采用16 m长重型平板车集中吊装拉走。

4.2.9 机械破碎。当切割块运到规定存放地点后，采用汽车吊将切割块体吊在指定位置，再用空压机进行破碎，破碎后的混凝土按规定进行处理。

5 结语

长沙市轨道交通5号线毛竹塘站—板塘冲站区间，圭塘河桥旧桥采用金用金刚石绳锯切割法进行桥梁连续空心板梁体拆除。该施工工艺程序衔接紧密，操作安全方便，中跨拆除后边跨均可同步对称切割，提高了施工效率，有效缩短了施工工期15 d。同时，工序交叉作业少，有利于确保施工的安全性，解决了常规拆除施工过程中的振动、噪声、灰尘、碎渣及其他环境污染问题，实现了环境保护，且节约了施工成本25 万元。利用本工法对桥梁上部结构进行拆除，科学、安全地完成了施工任务，取得了良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]丁昭平.桥梁大修施工中静力切割技术的应用[J].交通世界（运输.车辆），2015（10）：58-59.

[2]饶永强，凌涛，舒海英，等.绳锯法拆除既有桥梁施工方法研究及应用[J].企业技术开发，2019（2）：42-44，51.

[3]刘治军，雷斌，叶坤.绳锯法模块式拆除大型钢筋混凝土墙体[J].施工技术，2018（S4）：1145-1149.

[4]王臻林.繩锯法整体拆除既有跨线桥施工技术[J].铁道建筑技术，2013（S1）：38-40，47.