既有匝道上的桥上桥拆除全套技术研究

杨 凯 （安徽省公路桥梁工程有限公司，安徽 合肥 230031）

1 引言

上世纪末，中国桥梁事业发展迅速，许多混凝土箱型结构桥梁以其结构刚度大、施工方便、工期短、跨越能力大、造价经济等优点，得到了广泛应用。尤其是悬浇变截面混凝土连续梁桥，广泛应用于高等级公路上跨江跨河的大桥，而低高度的等截面连续梁桥和斜腿刚构桥则广泛应用于有净空要求的航道桥、跨线桥、匝道桥及城市高架桥。受理论缺陷、施工工艺、施工水平（管理水平和技术水平）、建筑材料本身限制、施工控制不严等多重因素的影响，建成后的大量混凝土箱型结构普遍出现顶板、底板和腹板开裂和预应力度下降及跨中下挠的现象。轻则影响结构的耐久性和美观性，重则限制桥梁的正常使用，甚至导致结构丧失承载力，部分桥梁需要选择维修加固，部分桥梁则无法加固或不具备加固价值，不得不进行拆除。另因桥梁使用功能的改变或线路升级改造，部分桥梁也需进行相应的改造，也有些桥梁需要进行全部或部分拆除，这类桥梁数量多、结构受力复杂、边界条件多样、拆除难度较大、技术风险高。因此，研究如何安全可靠地拆除这些桥梁具有重大的现实意义。

目前国内外针对桥梁拆除的研究也不在少数，其中拆除方法根据施工环境和特点主要分为两大类，分为机械拆除和爆破拆除，而机械拆除又分为机械吊直接破碎法、静力切割法（结合机械吊装）、机械牵引拆除法以及重锤撞击法等。本项目考虑到施工环境的不同，对不同条件下的桥梁拆除分别使用机械直接破碎法和静力切割法（绳锯切割结合机械吊装）。

2 工程概况

现状西二环原东南向主桥共计6联，全长共计790 m，其中第一联为5×30 m、第二联为4×30 m、第三联为30 m+35 m+30 m+30 m、第四联为5×30 m、第五联为30 m+35 m+30 m+30 m、第六联为4×30 m，全部为现浇预应力混凝土结构，桥墩采用钢筋混凝土独柱花瓶墩。其中西北二环立交C 匝道（原ES 匝道）利用部分现状桥梁，拆除一部分桥梁并与新建NS 匝道（D 匝道）合建，考虑部分利用拆除桥梁的桥墩和承台桩基础。本次拆除桥梁范围是pm00-pm13，拆除段全长395 m，共计3 联（原设计第一联至第三联），分别为5×30 m、4×30 m、30 m+35 m+30 m+30 m，其中利用桥墩及基础1 个（PC15）、桩基及承台6 个（PC07-PC11、PC14），桥梁宽度13 m，均为现浇预应力混凝土桥梁，独柱钢筋混凝土花瓶墩结构以及一处门架墩结构。

3 既有桥梁拆除思路

本次桥梁拆除范围主要为pm00-pm13，主要分为三联，其中第一联和第二联的施工条件允许采用机械直接破碎法，并配备洒水车进行动态持续降尘。第三联属于上跨既有保留的匝道桥（见图2），施工环境复杂，为避免对现状桥梁造成冲击破坏，第三联的第1、4 跨采用机械直接破碎法，第2、3 跨的梁底搭设满堂支架进行绳锯切割并结合机械吊装的手段进行拆除。

图1 待拆桥梁原状走向

图2 拆除范围整体及第三联示意图

4 既有桥梁拆除工艺

4.1 桥梁拆除整体工序

本次拆除桥梁属于多曲线桥梁，不仅存在平曲线，也存在竖曲线，考虑到该特殊条件，本次桥梁拆除工序较传统有所区别。待拆匝道桥梁pm01-pm09跨可直接进行机械破碎拆除，拆除环境较为独立。剩余pm09-pm13跨为考虑拆除过程中的结构受力变化影响，采用机械破碎先拆除pm12-pm13 跨，pm10-pm12 跨基于搭设好的支架通过绳锯切割结合机械吊装手段进行拆除，而pm09-pm10 跨做为pm10-pm12 跨的配重段放在最后进行拆除，以此在一定程度上可提高绳锯切割部分的安全性。

表1 所拆桥梁ES匝道工程量统计

4.2 机械破碎拆除

箱体的拆除用液压破碎锤均匀布设在桥梁两侧，对现浇段箱梁整体式破除，按桥面板、翼板、腹板、底板的次序从外向内分次对称凿除，先中跨后边跨的顺序进行，第三联pm09-pm10 切割段完成后进行破碎、pm12-pm13 跨则先进行破碎，期间派专人指挥破碎锤，避免同步施工引起共振。拆除时采用破碎锤配合人工气割进行，人工切割采用吊车配备吊篮进行实施，配备专人指挥，破碎锤清理干净松散的混凝土等散落物，安排专人进行外漏钢筋的割除。

图3 机械破碎拆除现场

4.3 绳锯切割拆除

本工程东转南pm10-pm12 跨为重点拆除段，该段下部存在现状桥梁，现场施工安排应安全可靠，保证现状桥梁的安全。总计切割长度65 m。按照纵横向60×90cm 间距搭设盘扣支架，顶托上横桥向设置10 cm×10 cm 的方木，支架落在桥下及下方桥梁上，并在下方的桥梁底板下按照同等间距搭设托底盘扣支架，利用下部桥梁作为过渡层，减少现状保护桥梁的变形；在保护桥梁顶板薄弱部位利用10 cm×10 cm 的方木作为底部横梁，将上方压力一定程度可以均布传递在腹板位置，保证下部桥梁的顶板安全。

图4 支架搭设及架体底部布设方木以分配受力

施工前按照破碎法施工将护栏及翼板进行破除，破碎护栏及翼板时在下方桥面铺设钢板进行桥面防护，并在钢板上铺设沙袋，破碎护栏及翼板时控制破碎料大小，控制粒径不大于20cm。

支架搭设前对施工场地进行整平碾压，对地基软弱位置进行翻挖处理，并在地基处理完成后浇筑15 cmC15 混凝土作为垫层。

箱梁延米重量，每延米18 t（7×1×2.55≈18 t）。中横梁Pm10、Pm12=17.62×3×2.55=134.793 t；Pm11=17×2.1×3×2.55=273.105 t。根据其重量，施工中按照小于2 m 的间距进行切割。Pm10、Pm12 横梁直接在柱顶进行破碎，Pm11 进行分段切割，分为2 m 一道。根据箱梁和横梁切割尺寸可知，单段最大重量不超过60 t，采用300 t 汽车进行吊运（吊运参数已验算合格），切割前在梁体上取芯设置对称吊点。

5 既有结构物保护

因拆除的匝道桥紧临现状桥梁，匝道桥原有分联墩（保留匝道分联墩）需保留，拆除施工前需对既有墩柱采用相应的保护措施。

5.1 匝道桥墩柱保护

桥梁靠近墩柱处（边跨自伸缩缝向跨中2.5 m，共5 m 范围）采用钢管柱对梁体进行支撑防护。

图5 绳锯切割吊装及最后配重段机械拆除

图6 既有结构物保护

钢管柱临时支撑结构设计φ630 mm×6 mm 的钢管柱以支撑梁体混凝土，钢管柱底部浇筑1 m×1 m×0.5 m的C15 混凝土基础，基础顶部预埋钢板与钢管桩焊接。钢管桩顶部设置三角钢锲块调节上部高度，钢管桩直接承受箱梁拆除部分重量（经迈达斯模拟验算，结果符合要求）。

5.2 现状保留桥面保护

为避免护栏拆除时的混凝土块等杂物损伤现状合淮路桥沥青路面，需要在护栏拆除前对护栏边的桥面进行保护，对钢扶手添加钢管骨架保护以及对桥边桥面铺设渣土进行防护。

6 结语

本文通过对拆除区域的桥梁所使用的工艺方法进行分析研究，其中待拆桥梁的第一联和第三联采用直接机械破碎法进行拆除，第二联的中间两跨采用绳锯切割，切割前对第四跨直接机械破除后保留第一跨作为绳锯切割段的配重以提高施工安全性，待绳锯切割结束便可进行第一跨的箱梁破除，至此完成该特征桥梁的拆除。结果表明按照此工艺进行本项目的桥梁拆除较为顺利且安全。同时也阐述了既有结构物的保护措施，给类似桥梁拆除项目提供一定参考。