阳茂高速公路旧跨线连续箱梁天桥拆除施工方案研究

谭海洲

摘 要：通过对爆破、机械拆除、SPMT快速拆除、支架无损切割吊装拆除方案的选择，确定了旧跨线连续箱梁天桥的拆除施工工艺。利用midas软件对施工工况进行分析，以验证方案的合理性，结果表明，箱梁在采用无损切割吊装拆除方案时，箱梁变形及内力均满足要求;现场拆除施工实践证明，方案安全可靠。

关键词：连续箱梁;支架;無损切割;吊装;拆除;绳锯

中图分类号：U445.6 文献标识码：A

1 工程概况

沈阳至海口国家高速公路阳江至茂名段（以下简称“阳茂高速公路”），东接开阳高速公路终点，西接茂湛高速公路起点，是国家高速公路网规划“2纵”G15沈阳至海口国家高速公路的一段，是连接广东、广西、海南三省的交通要道，是粤西地区连接珠三角地区的高速公路主骨架，同时也是广东省“十纵五横两环”高速公路主骨架中第五条横线的一段。路线全长79.76 km，主线采用速度120 km/h。

K3288+560跨线天桥为2x25 m跨预应力砼连续箱梁，位于直线段上，与主线斜交，采用斜桥正做，竣工高程为桥面中心处高程。上部结构采用单箱单室等截面斜腹板连续箱梁，中间设独柱墩，墩梁不固结。下部结构桥墩均为独柱墩钻孔桩基础，桥台为桩柱埋置式桥台。

2 拆除方案选定及施工流程

2.1 拆除方案比选

桥梁结构的常规拆除方法主要包括爆破法、机械拆除法、SPMT快速拆除法（即混凝土切割模块车整体平移法）。爆破法[1]施工工期较短但需与周边建筑保持一定安全距离，且社会影响大、爆破后现场形象差，同爆破施工需对施工现场进行严格的安全及交通管制，本项目新旧桥间间距过小难以保护，故爆破法不予考虑。

机械拆除法如气动破碎、大型机械破碎法，施工周期不可控，8个小时封闭期不一定满足要求，且施工过程中环境污染大，现场形象差，特别是连续箱梁旧桥离新桥距离近，汽车吊起吊方向难以控制，可能对新桥造成破坏。

SPMT快速拆除法[2]（即混凝土切割模块车整体平移法）切割速度快，效率高，移梁速度快，但对施工场地要求高，桥梁整体平移需要较大的存梁场地，会增加征地面积，且机械租赁周期长，费用大。

支架无损切割吊装拆除法[3]切割速度快、效率高、环境影响小、低噪音、经济效益明显，与传统的桥梁拆除技术相比，对工期要求紧迫、环保要求高，以及一些大型混凝土结构拆除、切割的工程，具有非常明显的优点。

为降低噪音、降低污染、减少振动，同时为减小社会影响，并考虑经济效益[4]，经综合比较，并结合施工工期、现场环境及设计要求，采用支架无损切割吊装拆除作为连续箱梁跨线天桥的拆除方案。

2.2 工艺流程

旧桥采用支架无损切割吊装拆除方案，主要分为三个阶段：

①第一阶段：交通不封闭，完成桥梁拆除前的结构预处理，包括不影响交通的主线路面外条形基础施工和临时钢支撑搭设，翼缘板和防撞护栏的绳锯切割和吊走。②第二阶段：交通全封闭，主线路面临时钢支撑搭设，8小时内对关键节段切割分离梁体，并在8小时完成吊装施工，清理主线路面上方的支架，恢复交通。③第三阶段：开放交通后完成主线路面外边跨桥台的凿除和混凝土块的破碎清运。

3 拆桥方案仿真分析

全桥箱梁混凝土自重：（206.7+33.9+31.2）*2.5=679.5 T，箱梁每延米自重：679.5/50=13.59 T，最长分5 m一个节段，节段重量为68 t，墩顶6.3 m实腹段及变截面段按实心计算节段重量为100 t，切割完翼缘板后重量为70 t。

本文根据上述旧桥结构参数，利用有限元软件模拟旧桥拆除施工过程，分析其结构受力及变形，以验证拆除方案的合理性。

3.1 有限元模拟

3.1.1 不同的拆除工况下箱梁的应力、位移、支撑反力验算

（1）工况1：桥梁拆除前（图1）。

（2）工况2：拆除跨中节段（图2）。

（3）工况3：拆除第2节段（图3）。

（4）工况4：拆除第3节段（图4）。

本桥采用C50混凝土控制指标，混凝土拉应力不超过2.0 MPa;位移控制指为L400，因此箱梁在切断时应力应变均在允许范围内。

3.1.2 支撑受力验算

钢支撑最大反力为60.7 T，分配梁长度为2.6 m，2道分配梁，分配梁线荷载为60.7/2.6/2=12 T/m。

图5 钢支撑应力应变计算

钢支撑的允许应力值为215 MPa，计算值为71 MPa，支架计算受力安全;支架变形（1.73 mm）允许变形1 300/400

=3.25 mm，变形满足允许变形范围内。

由表2、图5可知，切割后的桥面板出现一定程度的变形[5]，但变形值较小（最大2.7 mm），切割前、后各结构材料的最大应力仍在最大承载能力范围内，同时，钢支撑允许应力值及变形满足允许范围。因此，采用无损切割吊装拆除方案，结构仍处于安全状态且有较大盈余，方案可靠性高。

4 拆除施工

要求在8小时的交通管制内完成支撑系统、箱梁切割、结构吊装和路面清理，施工难度很大。施工时，结合桥梁的受力情况、现场环境，采用液压金刚石绳锯切割，箱梁解除约束后的吊装应考虑钢丝绳水平力作用下和箱梁混凝土磨损效应，梁块吊装使用钢丝绳对梁块进行捆绑式吊装，混凝土棱角与钢丝绳接触位置使用钢板做护角，防止钢丝绳在负重下被混凝土棱角切割，造成安全事故。桥面板切割完落入支架后集中吊装至指定地点破碎。涉路临时钢支撑应及时拆除，尽快恢复交通，缩短高速公路占道时间。涉路部分拆除后，采用破碎锤尽快放倒主线外桥台，减少对行车安全的隐患。

5 结论

根据阳茂高速公路旧连续箱梁跨线天桥所处的位置及桥下交通需求，桥梁拆除方案采用支架无损切割吊装拆除，并运用有限元软件对旧桥拆除过程进行数值仿真模拟，桥面板切割前、后结构的变形和应力均在允许范围内，拆除方案合理可行，拆除施工作业仅进行交通封闭8小时，拆桥方案切割速度快、效率高、环境影响小、低噪音，经济效益明显，并且旧梁切割后吊运安全性高，施工难度相对最小，为后续同类型桥梁的拆除提供了一定的参考借鉴作用。

参考文献：

[1]杨云杰，等.改扩建高速公路车行天桥爆破拆除施工技术[J].城市道桥与防洪，2019，72（04）：187-189.

[2]乔晓冉.基于SPMT技术的快速拆桥研究[J].公路交通科技（应用技术版），2018，14（08）：150-152.

[3]李耀宇.吊装拆除运营高速公路跨线天桥施工技术[J].工程质量，2019，37（05）：88-91.

[4]谢石龙，马占飞.大跨度连续梁桥临时固结体系施工与绳锯拆除技术[J].公路工程，2018（03）：131-135.

[5]朱超宇，袁鑫，田石柱，等.跨高速公路连续梁桥拆除施工方案研究[J].世界桥梁，2020，48（01）：77-81.