浅谈机械切割分段拆除简支T梁桥技术应用

彭开彦 李立

摘要 由于旧桥拆除无法爆破施工，为更好地进行城镇道路旧桥拆除工作，最大限度达到环保要求和安全标准。文章结合实际项目，重点探讨了应用机械切割分解并分段转运的方式，分别对拆除机械设备的选择、整体工艺流程、施工前准备、主要结构物拆除技术、汽车吊作业工况验算、主梁拆除过程中下部结构承载力验算等多方面进行分析。通过研究，应用机械切割分解并分段转运的方式拆除旧桥的技术具有应用价值。

关键词 桥梁拆除;切割;稳定性;结构安全

中图分类号 U445.6 文献标识码 A 文章編号 2096-8949（2022）12-0065-03

收稿日期：2022-04-19

作者简介：彭开彦（1984—），男，本科，从事道路与桥梁施工管理方面工作。

0 引言

随着对道路通行等级要求越来越高，一些老旧桥梁已逐渐无法承担现代物流与交通行业对通行的要求，同时也有部分老桥接近设计使用年限。有的因道路改扩建，需要拆除重建;或因使用的安全因素而废弃拆除。介于旧桥拆除施工项目本身的特殊性，尤其是早一些城镇道路，处于环保要求或安全考虑，不能按照常规的爆破施工方式，因此应用机械切割分解并分段转运的方式拆除旧桥，具有一定参考借鉴价值。

1 简支T梁桥概况

某危桥项目，桥梁全长245.06 m，于1986年建成通车，上部结构为12×20 m钢筋混凝土简支T形梁，横向7片梁;下部结构为双柱式墩、台，钻孔灌注桩基础。桥梁设计荷载为汽车-20级、挂-100，桥面全宽为11.18 m，单向双车道。因近期检测结果桥梁被评定为E类危桥，且该段道路需改扩建，扩为单向四车道。故对旧桥进行拆除。

2 拆除机械设备的选择

（1）切割设备：绳锯、盘锯。

（2）吊装设备：汽车吊（25 t、50 t、100 t）。

（3）转运及破碎设备：平板载重货车、破碎机。

3 整体工艺流程

交通管制→修筑施工便道→绳锯切割拆除防撞墙→由中跨开始分别向边跨拆除的顺序（两个作业面）对铰缝进行凿除→将准备拆除的桥跨结构进行分解，分解为单个梁→吊车调离梁体→现场初步分割→由运输车辆转运至指定地点破碎废弃。

4 施工前准备

4.1 手续完善

完善交通管制手续，实施交通管制。桥梁拆除前梳理桥上管线、标识标牌等附属设施，在征得管理单位同意便可进行逐一拆除。交通管制后，用氧割对封闭区内的标牌、管线等进行拆除，严禁在通行车道上方进行拆除，防止坠物砸到通行车辆。

4.2 场地清理

施工便道修筑会影响到原有地貌，破坏部分已有结构物。在施工前做好相关调查，并会同产权单位核定损坏面积及数量，以便在施工完成后恢复原貌。

4.3 设备作业便道

大型设备作业需要有足够的操作空间，且桥梁本身已经被定义为危桥，无法从桥上通过大型设备，需要考虑在靠近桥梁的位置修筑施工作业便道，且便道宽度需满足设备作业需要。便道宽度12 m，长度与拟拆除桥梁匹配250 m。

5 主要结构物拆除技术

对于桥梁的整体切割分解拆除，需考虑的主要因素为：吊车的起重能力与吊距、分解过程中桥梁自身稳定性与结构安全、转运时道路交通情况。

5.1 护栏等附属结构拆除

护栏包括金属栏杆、防撞墙等。首先用气割拆除金属栏杆，运至指定地点进行处理。查勘桥梁上有无其他管线，若发现不明确用途的管线应及时与相关部门联系，得到确切回复后方可处理。防撞墙拆除时先每隔3 m横向切断，采用一台25 t的汽车吊均衡地吊在防撞墙的两端，让钢丝绳受力（约2 t），用切割设备沿纵向将防撞墙从桥体上分离开，将切割下来的节段吊装到运输车里转运到指定的渣场集中破碎[1]，防撞墙拆除后可为后期的上部结构拆除减轻荷载。

5.2 上部结构简支T梁拆除

桥梁上部结构为简支梁桥，桥跨之间为桥面连续结构，直接采用绳锯配合圆盘锯切割桥面即可将T梁分割开。放出切割线位置，作出标记。安设轨道采用盘锯进行切割使两块相邻桥梁板分离。横隔板或湿接缝处因为厚度较大，采用绳锯切割分离即可，如图1所示。

梁体采用钢丝绳兜吊的方式，拆除T梁时由两台100 t汽车吊抬吊，兜吊位置为梁端附近1.5 m处，然后起吊。在便道一侧提前码放枕木用于支垫梁体，下放至便道临时存放，因梁长20 m在便道上不方便运输，需在便道上用绳锯将梁体分解为三段。

5.3 墩柱与盖梁拆除

盖梁具体分块措施及拆除顺序为：优先将盖梁中线处进行切割，使其与左右两个立柱分离，将盖梁底面以下30 cm的墩柱位置断开，采用钢丝绳兜吊的形式将其起吊分离，经现场初步分割后转运出场集中破碎处理。钢丝绳捆绑盖梁悬臂的变截面部分时，应采取在盖梁底面打孔穿粗钢筋约束钢丝绳、在盖梁表面刻槽嵌入钢丝绳等可靠措施确保钢丝绳与盖梁底面不滑脱，确保吊装稳定安全。剩下的墩柱部分采用绳锯靠近水面进行切割，立柱分割前可采取提前在立柱中心线上打吊装孔的方式穿入钢丝绳或者采取植入粗钢筋、增加钢抱箍等可靠方式进行吊装。

5.4 系梁与桩头拆除

采用绳锯切割先将系梁两侧切割，使其两桩头独立，依次于水面下1 m处切割桩头用钢丝绳兜吊的形式将其起吊分离后转运出场集中破碎处理。为保证安全，在切割分离前需将钢丝绳兜吊、吃力。对于处在水中的桩头部分，考虑将绳锯链条置于河床面以上的水下，主电机放置在水面以上的位置。在露出水面的部分打孔穿钢棒作为起吊受力点，待水下切割完毕后吊起桩头转运出场。

5.5 各构造物分解情况分析

护栏：每3 m分段。主梁：每片主梁拆除放置于便道上，切割分解为3段，每段长度6.7 m，宽1.6 m。盖梁：分解为两段，单个节段长5.3 m，宽1.5 m。立柱：最高立柱6#墩，分解长度6.8 m，直径1.1 m。系梁：长度4.5 m，宽1 m。桩基：最大切除长度1.5 m，直径1.5 m。根据以上结构物分解尺寸，拟采用车厢尺寸（7 200×2 294×1 000）mm的平板载货汽车运输。一般城镇道路交通状况均可满足所有构件外运需求。

6 汽车吊作业工况验算

6.1 吊重计算

采用2台100 t吊车进行T梁吊装，负荷按照平均分配计算，即单机承担箱梁重量的一半，最重的边梁重量约28 t，一半则为14 t。计算时以14 t计。

考虑捆绑钢丝绳和吊具等重量0.5 t，所以单机实际承担理论重量为14+0.5=14.5 t。

6.2 吊装重量Q、吊装高度H及作业半径R

吊车吊装起重量Q随起重半径R的改变而变化，当起重机的臂杆长度一定时，不同半径下的最大安全起重量可参考吊车性能表[2]。其中起重半径R、起重臂长度L及臂杆倾角α相互之间的几何关系如下式：

R=F+Lcosα                                                             （1）

H=E+Lsinα−h                                                         （2）

6.3 工况验算

QY100H汽车吊作业工况：当主臂长度27.8 m时吊重29.2 t，最大回轉半径16 m。可满足现场工况要求。

起吊钢丝绳选用φ42 mm，最大起重量14.5 t，单个吊机起吊点1个，采用1根钢丝绳作业，每个吊点钢丝绳受力145 kN。考虑起吊时受力不均情况，按照125%考虑，即F=145 kN×1.25=181.25 kN。

根据钢丝绳的计算要求，最小破断拉力=2 270 kN×

1.249（钢丝绳为呢绒芯的系数）=2 835 kN。安全系数：f=2 835/181.25=15.64>5，所选钢丝绳满足要求。

7 主梁拆除过程中下部结构承载力验算

因桥梁为简支梁桥，且每跨均为20 m。要计算整个桥梁的拆除过程中下部结构承载力，可以简化为计算单个跨径结构拆除时的工况即可，即每一跨的拆除均是在重复这一工况，直至全桥拆除完毕为止。

7.1 盖梁承载力验算

用MIDAS有限元建立盖梁和桥墩的计算模型如图2所示。在模型中，上部结构钢筋混凝土T梁按重量加入计算模型，墩与盖梁和基础均为固结，计算时考虑旧桥性能退化影响，进行了盖梁、立柱的承载力折减。

盖梁抗弯承载力验算结果和抗剪承载力验算结果分别见表1、2所示。

7.2 桥墩承载力验算

根据图2所示的计算模型，得到桥墩立柱承载力验算结果，见表3。

通过计算软件对一个单跨拆除过程的模拟计算。可见在拆除过程中，盖梁和桥墩受力是安全稳定的。

8 结论

近年来随着现代化交通升级的需要，老旧桥梁拆除重建、改扩建的项目日益增多。简支预应力T梁桥作为一种典型的桥梁结构，一直在桥梁建设中广泛应用。进一步完善机械切割分段拆除该类型桥梁的技术及通过结构计算来论证拆桥过程的结构安全性。通过该项技术应用的推广，可有效规范该类桥梁的拆除流程，确保拆除工程的施工效率，保证施工人员安全。

参考文献

[1]蒋彧， 赵军. 混凝土箱梁桥的静力切割法拆除施工及安全防护措施[J]. 交通标准化， 2011（19）： 109-112.

[2]卜一德.  起重吊装计算及安全技术[M].  北京：中国建筑工业出版社， 2008.