T 型刚构桥拆除施工关键技术应用

钟志斌

（广州市交通工程质量监督站，广东 广州 511430）

0 引言

随着社会经济的不断发展，越来越多旧桥的通行功能不能满足其所处位置的交通通行需求，因此许多桥梁都面临着拆除重建的命运［1］。桥梁拆除方法主要有整孔爆破拆除、液压炮机逐孔直接破碎凿除、分块切割吊装法。本文以广州某大桥重建工程为例，因该桥址对环保文明施工要求高，通过方案比选，决定采用分块切割吊装法带挂梁 T 型刚构桥拆除总体方案，介绍架桥机分片吊离法主桥挂梁、T 构箱梁拆除等施工关键技术在该桥拆除施工的应用。

1 工程概况

某大桥重建工程，位于广东省广州市花都区炭步镇境内，是省道 S118 线跨越巴江河的跨河桥，该处原有一座建于 20 世纪 90 年代的旧桥，此次工程为拆除旧桥，在旧桥址处及旧桥上游重建一座分幅式新桥及引道，路线总体呈东北至西南走向。本次重建范围路线总长 1.71 km，规划红线宽 60 m，为城市快速路。拟建桥梁分左、右两幅，右幅桥位于旧桥上游（西面），左幅桥位于旧桥址处，桥梁长度 878.4 m（含耳墙长度）。右幅新建桥于 2021 年 1 月建成通车后，左幅旧桥开始拆除施工。

图1 广州某大桥旧桥

该大桥旧桥上部结构，引桥采用 16 m 普通钢筋混凝土简支 T 梁，主桥长 52.5 m（25 m 预应力半挂T梁+27.5 m T 构箱梁）+80 m（27.5 m T 构箱梁+25 m 预应力全挂 T 梁+27.5 m T 构箱梁）+52.5 m（25 m 预应力半挂T 梁+27.5 m T 构箱梁）=185 m。T 构箱梁部分为预制吊装悬拼结构，箱梁横断面 1 #～9 # 梁段为双箱单室，10 #、11 #（牛腿）梁段为单箱三室，其中 1 # 梁段与墩顶0 # 块为湿接缝拼接，2 #～11 # 块与前一段采用环氧树脂胶拼接。下部结构引桥为三柱墩，四柱座板式桥台，主桥附墩为四柱式墩，主墩为空心墩，基础为钻孔灌注支承桩。炭步大桥 2015 年的检测结果评定为三类桥，2016 年为四类桥。

2 拆除方案比选

基于该大桥跨越有通航要求的巴江河，周边有高层住宅，对环保文明施工要求高，采用分块切割吊装法拆除施工。吊装方案比选：①原设计采用浮吊分块吊至运输船，再吊装至陆地用汽车转运至破碎点。该方法安全，但旧桥水中主墩位于河道浅滩处，无法驶入浮吊；同时需长时间封闭通航河道，在作业区的上下游合适处还需建设临时锚锭区供过往船只的临时抛锚，规模大，影响范围广且施工准备周期较长。②桅杆吊拆除+陆地汽车转运至指定破碎点，在旧桥主墩处设置可 360°旋转的桅杆吊，通过旋转的桅杆吊分节段直接吊至陆地的汽车上再转运至破碎点，这种方法简便快捷，前期工作量小，时间短，对通航影响小，但安全风险大。③梁式架桥机+陆地汽车转运对指定破碎点，利用架桥机天车把切割件吊至陆地汽车上在转运，该方法的特点是简便快捷，前期做准备的工作量小、时间短，对河道通航影响小，相对安全。在对比以上 3 种吊装方案后，决定选取第 3 种作为此次旧桥拆除的方案。

3 拆除总体方案

首先进行交通疏导封闭旧桥交通，完成所有管线的迁改后，并取得当地政府、公路管理部门、交通管理部门及航道、海事等水运部门的许可后，方可进行旧桥的拆除工作。先主桥挂梁拆除，后主桥 T 构箱梁及引桥拆除［2］。先主桥后引桥，先利用引桥作为运输通道，把主桥三孔挂梁拆除后，主桥与引桥已完全分离，此时主桥、引桥可同时进行拆除作业。

主桥拆除顺序：主桥防撞护栏→中跨挂梁→边跨挂梁→主桥 T 构箱梁对称分节段逐步拆除（11 #～1 # 块）→主墩拆除（含 0 # 块）→主墩承台拆除→北岸水中主墩桩基（14 #）拆除→场地清理→硬化清扫河床。

引桥拆除顺序：总体从主桥向两端桥台方向，即：13 # 孔→1 # 孔，17 #→29 # 孔。单孔顺序：跨中填筑长条状土堆→清理桥面→封闭交通→液压炮机就位→2台炮击于跨中对称从外侧向结构中心线方向以整跨范围内破碎上部结构直至全部破碎拆除→盖梁就地破碎→桥台就地凿除→场地清理。

4 主桥挂梁（预制 T 梁）拆除

主桥挂梁（预制 T 梁），采用架桥机分片吊离法，先中跨挂梁，后边跨挂梁。拆除顺序：旧桥靠引桥侧 T 构牛腿（悬拼 11 # 块）下临时支撑墩施工→架桥机拼装并检验及试吊等→主桥跨中挂梁拆除→架桥机移至边跨→边跨挂梁拆除→靠附墩侧离附墩 10 m 处临时墩（抗倾覆）施工→架桥机移位至临时墩与主墩间→边跨挂梁拆除。

4.1 牛腿下临时支撑墩施工

为了保证旧桥挂梁拆除过程中主墩受力平衡，挂梁吊装前在旧桥附墩侧主桥悬拼 T 构牛腿下设置临时支撑以抵消跨中挂梁吊离后对主墩向附墩侧所产生的偏载，临时支撑布置如图 2 所示。北岸挂梁拆除的临时支撑墩（14 # 墩）位于河漫滩，采用钢管桩基础，河滩施工钢管桩处高程为：6.53 m，约有近 1.5 m 淤泥，下为砂层，与桥梁勘察钻孔 14-H 相对应。采用 6 根φ800 -8 mm 钢管桩，经计算复核，北岸临时支撑墩管桩需打入 2～3 层，高程-10.12 m 处时，方能满足支撑要求。南岸临时支撑墩根据现场实际，采用钢筋混凝土扩大基础，基础规格：2.0 m（宽）×3.0 m（长）×0.8 m（厚），每个基础上设置 2 根φ800-8 mm 钢管，在基坑开挖后需进行承载力测试，否则应进行换填或基础再扩大处理，使之满足承载力要求。

图2 挂梁拆除临时支撑墩设置图

4.2 中跨挂梁拆除

在桥面上准确地量测出原有预制挂梁湿接缝位置，凿除部份桥面铺装露出湿接缝进行验证，然后用红色油漆标示出分块切割线、吊装孔、捆绑孔位置，再用电动抽芯机钻孔，吊装孔径D=250 mm（在距 T 梁端头约 1.2～1.5 m 处），捆绑孔径D=150 mm（在距 T 梁端头约 2.0 m 处）。

凿除伸缩缝处桥面铺装，解除桥面分联间伸缩缝的连接后，用链锯把所有 T 梁横隔板进行切割，然后依划线用碟锯从湿接缝中心线处切割分离 T 梁，从两侧向中间逐片对称分离，架桥机逐片吊离 T 梁，并通过运梁专车运到指定地点直至跨中 T 构全部拆除，如图 3 所示的秩序 1→2→3→…→9，从两侧向中间逐片吊离，切割分离一片，吊装运离一片。

图3 挂梁拆除吊装顺序

4.3 边跨挂梁及临时支撑拆除

平移架桥机至附墩与主跨 T 构间，参照中跨挂梁的拆除步骤逐片拆除边跨挂梁。完成主桥所有挂梁的拆除后，再平移架桥机并使中支腿位于主墩正上方，前、后支腿位于中支腿两侧，采用手拉葫芦把架桥机与T 构箱梁进行临时锚固。架桥机锚固于主墩后，即可拆除牛腿下临时支撑，用千斤顶稍向上顶起挂梁牛腿下双拼工字钢，抽出双拼工字钢横梁与钢管法兰间型钢垫，汽车吊吊运出钢管上双拼工字钢横梁，再吊运钢管立杆完成牛腿下临时支撑墩拆除。

5 T 构箱梁拆除

5.1 拆除施工顺序

拆除施工思路为先把T构箱梁顺桥向分为两部份，然后再按施工的反序、对称逐块切割，逐块吊离，11 # 块→10 # 块→…1 # 块，为了节省架桥机横向移动次数，T 构拆除吊离采用之字形分块吊离法，如图 4 所示。

图4 T 构箱梁拆除吊离顺序及吊装孔位布置图（单位：cm）

平移架桥机使后支腿支于临时墩上，后支腿与临时墩进行锚固后即可进行 T 构箱梁的切割、吊装拆除工作，如图 5 所示。单块拆除工序顺序：平移架桥机至主桥且中支腿位于主墩正上方后与 T 构箱梁临时锚固→拆除 T 构牛腿下临时支撑→施工 T 构拆除临时支撑墩→再向附墩侧平移架桥机使后支腿支于临时支撑墩上并锚固→T 构桥面放样并标示（纵向分部线、横向分块线、吊装孔等）→钻吊装孔→吊具安装并预紧→纵向切割分部→横向切割分块（航道警戒）→起吊临河侧切割块至高出桥面→吊装块 90°转体→平移临河侧吊装块至主墩处→纵、横向切割附墩侧吊装块→起吊附墩侧吊装块→运输车就位（吊装块正下方）→下放吊装块到运输车并运离至破碎地→临河侧吊装块平移过架桥机中支腿至运输车上空→下放吊装块到运输车并运离至破碎地→横桥向移动架桥机至下个吊装块上空位置→第二吊装块切割（如此循环直至拆除 1 # 块）。

图5 T 构箱梁拆除及临时支撑墩图

5.2 临时支撑墩设置及抗拔力验算

在离 11 # 块牛腿最外端 10.0 m 处靠附墩侧用振动锤打入两排共 6 根φ800-8mm 钢管，作为 T 构箱梁拆除时架桥机可直接装车或垂直卸落于地面时架桥机支腿的临时支撑。架桥机防倾覆验算，临河侧吊装块相对于中支腿最大弯矩为 11 # 块，重量W=478.0 kN，与中支腿距离L=27.5 m，则弯矩M=W×L=13 145.0 kN·m。临时支撑墩距中支腿距离L边=27.5 m+10.0 m=37.5 m，保证架桥机不向临河侧倾覆的临时支撑墩的抗拨阻力F≥M÷L边=13 145.0 kN·m÷37.5 m=350.5 kN。

南北岸临时支撑墩抗拨力验算，依照岩土工程设计参数参照图，只计算管桩周的摩擦阻力，即单桩容许承载力P=1/2（Ulτp），经计算复核临时支撑墩两根双置钢管桩打入地面以下 10.0 m 满足抗拔力要求。

5.3 吊装孔布置及钻取

用红色喷漆标示出纵向切割线及横桥向分块切割线、吊装孔位（见图 4），然后用移动式抽芯机按标示的吊装孔位在 T 构箱梁桥面板上钻出吊装孔。吊装孔布设于箱室内腹板倒角处，孔径以能顺利穿过吊装钢丝绳（11# 节段）或精轧螺纹钢（10#～1# 节段）为原则，穿钢丝绳孔径D=200～250 mm，穿精轧螺纹钢孔径D=45～55 mm，离端头约 30～50 cm。其中 11 # 块为兜底吊，在横向分块缝处钻取两个吊装孔，钢丝绳从吊装孔向下依序穿过箱梁底板后从牛腿端返上顶板，两端穿入架桥机吊装扁担梁上。10 #～1 # 块采用专用吊具，每侧 2 个吊装孔，每个吊装块 4 个孔。

5.4 吊装块切割、吊运

移动架桥机天车至吊装块正上方，用钢丝绳或专用吊具把需要吊装的块段与天车吊勾连接，起动天车起吊升降电机，使起吊钢丝绳拉直并承受一定吊装重力后，使需切割分离的块段进行捆绑预紧，再进行切割。用蝶锯纵向把箱梁分节段切割成两个半幅，再横桥向使用链锯切割需吊装的块段，纵向分幅切割线稍向前（墩中心方向）超过横向分块线以确保横向切割时块段能分离，横向切割时要缓慢，以减少分离时的抖动，作业人员必须站于不分离侧。为保证架桥机不向临河侧倾覆，先行切割临河侧箱梁且需等临河侧吊装块起吊移动至架桥机主支腿与临河侧支腿间后，方可开始切割背河侧（附墩侧）吊装块。临河侧横向切割完成，节段完全分离后，缓慢起动垂直升降吊装电机，提升已分离的节段，起动临河侧天车平移电机，使吊装节段缓慢地向墩中心平移到墩中心附近（离墩中心线约 5 m）后，下放块段至运输车上，运输车驶离吊装现场至破碎点。

6 墩承台及水中桩基拆除

主桥主墩、承台采用炮机从上向下直接凿除的方法，南岸主墩、承台位于河岸边的陆地上，直接使用炮机从上向上直接凿除后，再清理碎块运至指定堆放点。北岸主墩、承台位于河道内，需先修筑一条便道与水中承台相接，供炮机行驶至墩身处，然后采用炮机从上向下直接凿除主墩。施工钢板桩围堰，炮机凿除承台，清理围堰内淤泥，切割桩基［3］。

7 结语

本文根据工程项目实际，通过方案比选，确定采用架桥机分块切割吊装法拆除方案，并系统阐述挂梁、T 构箱梁拆除工序流程及重点、难点。该大桥旧桥拆除施工已于 2021 年 4 月顺利实施完成，验证了本 T 型刚构桥拆除施工方案安全、经济、可行。采用架桥机分片吊离法拆除主桥挂梁、T 构箱梁施工关键技术，对环保文明施工要求高的跨河公路桥梁拆除施工具有一定参考意义。Q