桥梁贝雷梁支架拆除法安全监控技术

陈钊昕

（福州东南绕城高速公路有限公司， 福州 350008）

1 项目概况

1.1 工程位置及拆除工作量

青口枢纽互通原为沈海高速和福银高速交通转换服务，福州绕城公路在此接入后，互通形式由Y 型变为十字交叉型，按照设计要求需将原互通匝道桥拆除改扩建。拆除范围为图所示的A、B、C、D 匝道和福银高速起点至跨G324 国道部分，包括6 座桥梁，其中两联上跨沈海高速，四联上跨LNG 管道，两联上跨国道，拆除桥梁总长2244.17m，拆除混凝土方量1.74 万m³。

图1 互通桥梁总平面图

2 实施思路和总体方案

2.1 实施思路：跨LNG 管道全封闭、防坠落，并做好管道保护；其余按照新建需求计划和资源配置采用经济、适用的快速拆除方法。

2.2 总体方案：桥梁拆除采用自上而下，先拆除桥面系，然后拆除梁部，最后拆除桥墩。跨高速、跨国道采用绳锯切割、整跨拆除、整体移运至落梁场破碎，跨LNG 管道、桥墩与高速相邻的桥梁采用贝雷梁支架法绳锯切割。

3 贝雷梁支架拆除安全监控技术

四条匝道桥均有一跨跨越LNG 管道，跨管道处净高11～14m，直接破碎可能损坏管道，采用钢管桩贝雷梁支架、线锯切割、大吨位吊机吊装拆除。

3.1 跨LNG 管道拆除方案

（1）跨LNG 管道拆除方案

在邻近管道两侧桥梁搭设全封闭支架，采用在承台搭钢管桩支架，安装分配梁和贝雷梁，最后安装工字钢和方木顶住现浇梁，绳锯切割梁段，使梁段支承于封闭式支架顶；逐块切割、吊运梁体。管道顶采用覆土2m，土顶满铺轮胎对其保护。

（2）工艺流程

在完成支架安装、管道防护后，进行跨管道桥梁体结构拆除。拆除工艺流程同跨高速公路拆除流程。

（3）关键控制点

关键控制点主要为：支架设计、拼装，管道位置、防护。

图2 管道防护

3.2 桥梁跨LNG管道拆除监控方案和实施结果

主要对B、C 匝道跨管道支架体系进行应力和变形监控。

（1）建立模型

（2）监测布置、监测内容

图3 应力监测断面

图4 应力测点布置图

监控内容主要包括：应力应变监测、贝雷梁应力应变监测、钢管立柱应力应变监测。

（3）应力分析与对比

表1 C 匝道第六联第一跨拆除应力应变汇总表

由上表可知，由于孔道压浆良好，残留的预应力仍能发挥良好效果，梁体在拆除过程中，只是部分削弱成桥状态时的预应力效果，大部分混凝土仍处于受压状态，少部分混凝土产生拉应力，实测最大拉应力0.76MPa，未达混凝土受拉极限，拆除过程中均未出现混凝土开裂情况。

4 安全、环保技术保证措施

4.1 安全技术保证措施

4.1.1 过程安全监测

施工过程中对跨高速、跨国道、跨LNG 管道进行全过程应力应变监控，成立安全监控管理小组，由监控小组对关键部位和工序发布指令。

（1）跨高速、国道整跨拆除时的梁体监测

跨高速、国道桥梁主跨采用整跨拆除，监测对象主要是边跨梁体。及时获取由于主跨切断体系发生转换后，剩余结构包括梁体和临时支撑的受力姿态，即边跨预应力重分布情况、边跨支架受力情况等。

在设置预警值时，参照材料容许应力及变形限值，结合有限元仿真计算来控制预警值。例如：梁体混凝土采用C40，在拆除时不要将预应力效应全部抵消，不出现拉应力，若出现，最大拉应力不应超过1.7MPa；钢管柱及分配梁等采用Q235钢材，实际最大应力不超容许应力158MPa；贝雷梁等采用16Mn，实际最大应力不超容许应力273MPa。现场可根据实测值与有限元计算结果进一步缩小预警范围。

（2）跨高速、管道支架变形监测

根据贝雷梁支架临时结构，最大变形不超跨度的1/400 设置支架变形预警值，当变形值达到预警值时立即停止相关可能继续产生变形的拆除工作，排查原因，判断是否能进行下一步工序。预警值如下表：

表2 跨高速、LNG 管道预警标识表

综上所述，拆除过程本身就是破坏结构，通常控制一个合理的冗余范围，这个安全范围必须具备较强容错能力和较大的安全储备，利用有限元仿真计算结合现场监控预警系统，有限元计算结果作为现场监控预警、现场监测差值反算真实应力值、误差分析的依据，其作用属于更加精确的控制。

4.1.2 LNG 管道安全保护措施

（1）对跨管道首先探明位置，并设置地面警示标志，对管道顶覆土至2m，并在管道中心线两侧各3m 范围铺轮胎防护。

（2）拆除过程中为避免碎块直接冲击管道顶覆土，拆除时应边拆、边清理，减少累计堆载重量。

4.1.3 其它安全技术措施

其它安全技术措施包括支架防坍塌、绳锯切割安全防护、起重吊装技术保证、防止高空坠落和高空抛物、防止触电、防止火灾爆炸、防止交通事故等措施。

4.2 环保措施

（1）失效的混凝土、灰砂等用于施工便道和钻孔平台，弃渣选择合适低洼地堆放、填埋，避免污染环境。

（2）施工期间始终保持良好排水状态，不形成淤积和冲刷；及时洒水抑制扬尘，保护河流水质和空气环境。

（3）主要风险点桥梁、翼缘、护栏等采用绳锯切割降低噪音污染，智能多轴车移动支架加快进度、节约资源；避免夜间作业而造成噪音和灯光污染。

5 结束语

福州绕城青口互通桥梁拆除是目前国内最大规模的高速公路互通拆除项目，跨越LNG 管道给项目施工组织带来更大难度。项目建设团队根据桥梁自身特点、结合周边环境采用钢管桩贝雷梁支架、金刚石绳锯切割、大型起重设备吊装，关键部位和工序采用Midas Civil 2015 建模和仿真分析，并全过程进行安全技术监控，综合方案的成功应用切实保障桥梁拆除施工的安全高效，降低安全风险，可为同类型拆桥施工提供借鉴。