既有高速公路上跨桥拆除方案及验算

宋 佳 （合肥市市政设计研究总院有限公司，安徽 合肥 230041）

近年来，随着城市建设的快速发展，市政路网逐渐完善。部分上跨高速公路桥梁存在宽度不足、设计荷载等级以及与市政路网不能吻合等问题，需要拆除。高速公路上旧桥拆除是一项环境复杂、技术难度大、施工风险高的工程，必须确保桥梁拆除的安全、文明、经济[1]。因此，桥梁拆除方案的制订应结合桥梁结构特点，并辅助一定的结构验算，为拆除过程的安全可靠提供技术支持。

1 工程概况

某高速公路跨线桥跨径布置为20m+2m×25m+20m，桥梁全长97.0m。于中央分隔带落墩，整幅断面宽12.0m=0.4m（防撞护栏）+11.2m（机动车道）+0.4m（防撞护栏）。桥梁上部结构采用预应力混凝土现浇箱梁，梁高1.5m。下部结构采用柱式桥墩、桩基础，桥台采用桩接盖梁轻型桥台。

上部箱梁采用单箱双室断面，悬臂长度2m，跨中顶板厚25cm，底板厚20cm，腹板厚40 cm，支点断面顶板厚50 cm，底板厚40cm，中腹板厚80cm，边腹板厚60cm。上部箱梁配置有顶、底板及腹板束。其中腹板束为6根16φS15.20，顶板束为 10 根 7φS15.20，底板束为12根9φS15.20。下部结构2号桥墩为独柱墩，柱径1.8 m，桩径1.5 m，1号、3号桥墩柱径1.3 m，桩径1.5 m，桥台桩径1.5 m。

图1 桥梁立面图

2 拆除方案及施工工艺

2.1 总体方案

桥梁拆除的总体原则：安全第一、施工有序、平衡对称、化整为零。

老桥拆除的总体方案：根据现场和桥梁结构采用机械拆除方案，上部现浇部分采用机械停放地面进行纵向破碎拆除；墩柱部分采用机械停放地面进行就地拆除。独柱墩拆除时为了保证桥梁的整体稳定，拆除时要从两侧悬臂对称进行破碎，先拆除两侧悬臂，再拆除边腹板，之后拆除顶底板，最后用挖掘机或装载机将破碎后的混凝土装车外运。

为了保证拆除过程梁体的稳定，防止意外发生倾塌，在进行拆除前对单墩柱进行稳定性加固。加固采用直径600mm钢管桩支撑。

2.2 施工工艺

2.2.1 桥上桥下各种设施拆除

桥上桥下各种管道、管线、电缆分属不同的产权单位。各种管、线在拆桥前，联系各产权单位改移处理，避免造成损失，然后拆除桥上的护栏、护栏上的支架、钢管。

2.2.2 桥面混凝土铺装层凿除

桥面混凝土铺装层厚15cm。桥面混凝土铺装层拆除全部在桥上进行，不会影响桥下道路交通的正常运行。在凿除开始前首先用钢网（板）制成的防护屏障（长5 m、高2 m）沿桥梁护栏将待拆除路段进行封闭，避免施工中飞溅物砸到桥梁下方的车辆。

采用挖掘机（液压锤）凿除桥面的混凝土铺装层，将凿除的混凝土清理干净，运至弃土场。根据施工高度和桥梁结构，比照以往的施工经验，采用液压锤破碎拆除可以达到高效安全拆除。

2.2.3 上跨桥箱梁机械拆除

根据现场情况和箱梁结构，用液压锤对箱梁两侧同时对称拆除，变“板”为“梁”的拆除方法，先拆除两侧翼板，再拆除边腹板及顶底板，最后拆除中腹板。当一跨梁板拆除后，再施工另外一跨，直至结束。凿除起点、终点分别距离墩柱外缘50cm。

每跨拆除前，应进行防护搭设和缓冲垫层的铺设。同时将梁的端头的预应力锚具破坏，将连接锚具钢丝用气割割断释放预应力。防护屏障采用双排钢管架搭设，外立面覆盖密目钢丝网，平面呈U型防护，横桥向每边比梁宽1 m，梁两侧纵向高出桥面2 m。

2.2.4 墩柱拆除

①墩柱采用液压振锤拆除。

②盖梁先拆除墩柱以外部分，然后拆除墩柱中间部分。

③拆除工作只需至现状地面标高。

2.2.5 破碎后的混凝土清运

用挖机或装载机将破碎出的混凝土块装车运至指定的弃土场。

3 拆除工序

高速公路的保通是桥梁拆除过程中的重点和难点。上跨桥拆除作业遵循半幅封闭施工、半幅双向通行的交通组织方式。首先封闭半幅交通，待该半幅梁体拆除完成后，恢复交通，转移到另外半幅施工。根据这一思路，桥梁拆除工序如图2。

4 结构建模及验算

图2 拆除工序

由于老桥为四跨连续结构，拆除第二跨后，第一跨变成简支结构，第三、第四跨成为两跨连续结构，故需对剩余结构进行结构验算，并根据验算结果，合理设置剩余结构的支撑体系。

4.1 结构建模

桥梁结构整体计算采用有限元软件《桥梁博士V3.6》进行结构分析，建模要点：

①不考虑桥面铺装，仅计入护栏及箱梁自重；

②由于预应力钢筋切断后，其作用效应不明确，故将预应力钢筋折算为普通钢筋带入模型进行计算；

③在3号墩25m跨径方向增设临时支撑。

图3 结构建模

4.2 验算结果

承载能力极限状态下主梁弯矩及抗力包络图如图4，由验算结果可知，设计的拆除方案安全可靠。

5 结语

随着时代的发展，上跨高速公路桥拆除会越来越多地出现。桥梁拆除方案的制订要综合考虑高速公路的交通组织和桥梁结构自身的特点，确保施工过程的安全可靠。采用有限元软件对施工过程进行模拟，为工程的有序开展提供理论支持。

图4 主梁弯矩及抗力包络图