高速公路改扩建工程桥梁拆除施工技术研究

2021-08-18许冬萍宋志甫

北方交通 2021年8期

许冬萍，宋志甫

(吉安市交通工程建设有限公司吉安市 343000)

自上世纪80年代起，沪嘉高速公路的建成掀起了我国高速公路建设的热潮。随着运营时间的累积，早期建成的高速公路面临病害问题日益突出、交通量日益增长等问题，需要对其改扩建。桥梁工程作为改扩建项目的一个控制节点，在工程实施过程中，在边通车边施工的条件下进行桥梁拆除是工程的难点之一，结合项目实施过程就桥梁拆除施工工艺展开分析[1]。

1 工程概况

某高速公路改扩建项目总里程17.5km，路线走向呈南北向，为4车道改8车道工程，其中1.7km为单侧加宽右幅新建、其余为两侧拼宽。

沿线共11座桥梁，30m先简支后连续I型梁桥共1座、位于单侧加宽段，其余10座桥梁为13～20m桥面连续空心板梁、位于两侧拼宽段。设计方案中所有桥梁均需拆除梁板和盖梁后，重新进行盖梁的浇筑和梁板的架设，完成四车道改八车道工作。桥梁施工过程有双向两车道保通需求，需结合具体施工顺序编制施工交通组织方案，对高速公路行车产生较大的影响。且部分桥梁上跨河流，拆除条件受限，加之拆除梁板重量大，故桥梁拆除施工难度较大[2]。

2 总体施工方案

2.1 总体方案

沿线桥梁的上部结构与盖梁需进行拆除，具体拆装方案如下：

2.1.1桥梁上部结构拆除方案

(1)跨径≥20m的梁板先割除一跨的防撞护栏(每节4m)，在桥跨上安装120t架桥机，然后按原有梁板宽度逐片切割湿接缝和横隔板，采用架桥机按架梁相反的步骤和顺序逐片拆除梁板。

(2)跨径<20m的梁板先割除一跨的防撞护栏(每节4m)，按原有梁板的宽度，逐跨逐片切割梁板，采用汽车吊拆除梁板。

2.1.2盖梁拆除方案

利用抱箍搭设施工平台后，采用金刚绳锯切割法将盖梁分块切割，通过汽车吊吊离。对于墩顶位置的盖梁部分，切割盖梁侧面及顶面箍筋后，钻孔、埋设膨胀剂，待混凝土裂开之后采用人工进行凿除。

施工设备统计表如表1所示。

表1 设备统计表

2.2 施工交通组织

对于单侧新建加宽的桥梁，在新建右幅桥梁完成后，将左幅桥梁的交通引导至右幅，再进行左幅桥梁施工。对于两侧加宽桥梁，先将交通引至左幅，待右幅盖梁及上部结构施工完成后，将交通引导到右幅，最后施工左幅。

3 桥梁拆除技术要点

3.1 跨径≥20m的梁板拆除

施工工艺流程：交通管制→切割、吊离护栏→架桥机安装验收→梁板划线、切割→架桥机将梁板吊至运梁车→架桥机按顺序拆除其余桥垮。

3.1.1拆除防撞护栏、设置临时防撞设施

由于防撞护栏影响边梁重心，若不拆除在吊梁时会造成梁体倾斜，产生安全隐患，因此需拆除防撞护栏。

采用金刚绳锯切割法，每4m为一段对防撞护栏进行分段切割。采用随车吊吊装拆除，每段重量约3t，切割方向以梁端起点方向往梁端终点方向，先切割竖向4m节段后，通过Φ100mm吊孔吊紧节段后进行水平向切割。切割完成后需运至指定地点进行破碎。

图1 防撞护栏分块切割示意图

原设计桥梁左右幅共用内侧护栏，施工时在内侧护栏1m处安装移动式钢护栏防护，见图2。

图2 新增移动式钢护栏示意图

3.1.2架桥机安装和验收

在桥梁的首跨或末跨按要求安装架桥机，并应通过试车试验和验收。架桥机安装前应在墩顶桥面处画出与盖梁平行标线，以保证横移轨道与盖梁平行。

3.1.3拆除梁板

20m空心板边梁最重为40.4t，30mI型梁边梁最重为100.46t，采用120t架桥机按架梁的逆向顺序拆除能满足安全质量和进度要求。

具体施工流程如下：

(1)标识切割线、吊装孔位。梁体的切割线主要在湿接缝中心、墩顶连续段中心。吊装孔位位于梁体1/4、3/4处，位于梁体腹板两侧。

(2)切割。对空心板采用金刚绳切割机沿切割线将桥面铺装及铰缝切割梁体。但对30mI型梁为了保持梁体的稳定性，在拆除时保留两端横隔板，防止I型梁侧倒，在吊装时再进行切断。在拆除每跨梁部时，最后拆除的一片梁为中梁，不宜将边梁作为最后一片拆除，保证吊装的安全性，在切割铰缝的同时沿位于墩顶的现浇连续段中心线位置切割梁体。

(3)架桥机用兜底吊的方式带紧梁体，之后用金刚绳锯把梁头预留未切割的横隔板切割掉。

(4)采用架桥机将梁体吊运至运梁车上运至破碎场。

3.1.4保证梁体稳定性措施

先简支后连续I型梁梁高为1.8m，梁截面底端为0.54m，单片梁立于盖梁上存在失稳的风险。有两种情况能使单片梁存在倾覆的可能：

(1)切除完梁体与梁体间的连系，如湿接缝、横隔板。

(2)同一跨梁体最后只剩下两片梁未拆的的时候，割除最后两片梁间的连系之后。

对于第一种情况，先割除梁间湿接缝和除了主梁端横隔板连系之外的其它横隔板，用架桥机兜底吊吊住梁体之后，稍微带紧钢丝绳，再割除梁与梁之间预留主梁端横隔板连系。对于第二种情况，当拆除只剩下最后两片梁时，先在最后一片拆除的中梁梁端横梁下支垫硬枕木和在翼板根部加型钢支撑，再行边梁拆除，以保证最后单梁不失稳。

图3 I型梁临时固定措施

3.2 跨径<20m的梁板拆除

对于16m和13m跨径的桥梁，16m和13m空心板边梁最重为25.6t、20.89t，以一片梁为单元由外向内切割拆除后，采用单台160t汽车吊按架梁的逆向顺序逐跨吊离梁板。

具体操作与之前方法一致，不同的是将120t架桥机改为通过在桥面上设置160t吊车进行梁体吊装。

图4 吊车梁体拆除示意图

3.3 盖梁拆除

施工工艺流程：安装抱箍支架→分块切割盖梁→汽车吊就位→吊除盖梁→环切法拆除墩顶处盖梁→清理墩柱、调直钢筋、清理场地。

3.3.1搭设抱箍平台

搭设抱箍平台供人员操作和切割混凝土块体的承重平台，同时作为新建盖梁的支架。由于盖梁的存在，直接安装抱箍和平台存在困难，需在墩柱底拼装好抱箍和平台后提升至适当位置，最后紧固抱箍。

抱箍采用双层抱箍，从下往上布置为抱箍、I56a双拼工字钢，每30cm间距布置的双拼10#槽钢，5cm高度的调节高程垫铁，盖梁底模，如图5所示。

图5 抱箍支架侧面图

3.3.2分块切割盖梁

将盖梁分7段进行切割线标记，即盖梁悬臂部分为Ⅰ区、墩顶部分为Ⅱ区、两墩柱间部分为Ⅲ区，见图6。

图6 盖梁分块切割示意图

(1)拆除区域Ⅰ，在区域Ⅰ两侧面各钻两个孔，即盖梁两侧侧面高度三分之一离块件两端四分之一处用风钻钻直径为35mm、深度为200mm的孔，然后插入50cm长的32mm螺纹钢，露出30cm便于吊装时防止钢丝绳滑动，采用1台50t吊车将这段盖梁吊紧，再用绳锯将其从盖梁上割离，最后吊至平板车上运至专用破碎场地进行破碎。

(2)拆除区域Ⅲ，该区域最重为38.80t。将区域Ⅲ均分为3块，每块重约12.93t，采用50t吊车，作业半径8m。依次对每块进行捆绑式吊装施工，首先采用将这小段盖梁吊紧，再用绳锯将其从盖梁上割离，最后吊至平板车上运至专用破碎场地进行破碎。

(3)拆除区域Ⅱ，剩余墩顶位置的盖梁采用切割机先在盖梁侧面及顶面进行切割，将盖梁箍筋切断，然后钻孔，埋设膨胀剂，待混凝土裂开之后，采用人工进行凿除，见图7。