既有匝道上的曲线桥跨拆除施工技术分析

杨 庆 （安徽省公路桥梁工程有限公司，安徽 合肥 230001）

1 工程概况

目前，我国许多城市核心地段的高架桥，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改造，其中位于既有匝道上的曲线桥跨拆除改造工程较为复杂，这类桥梁的结构受力复杂、拆除难度较大、技术风险高。因此，结合现场施工环境和桥梁结构形式编制合理的施工技术，对既有匝道上的曲线桥跨进行安全可靠地拆除，具有重大的现实意义。

西二环（北二环-樊洼路）快速化改造工程-2 标段桥梁起点位于南淝河以北180m 处，西二环主线高架向北依次经过林湖路、固镇路、北二环互通立交、瓦埠湖路以及清源路，并于清源路以北海亮兰郡西门到达桥梁终点。建设长度2.1km，包含西二环（北二环至南淝河）、合淮路（北二环至海亮兰郡西门）及西二环-北二环立交。除主线高架外，沿线改扩建4 条匝道分别连接西二环-北二环高架互通、西二环-合淮路主线高架衔接，并对C匝道进行部分拆除改建。

现状拆除改建的C 匝道东南向主桥共计6 联，全长共计790m，拆除范围介于PM00～PM13 之间，拆除段全长395m，共计3 联（原设计第一联至第三联），分别为5×30m、4×30m、30+35+2×30m，其中利用桥墩及基础1 个（PC15），利用桩基及承台6 个（PC0 7～PC11、PC14），桥梁宽度13m，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。其中第三联属于桥上桥拆除，采用绳锯切割机械破碎手段进行拆除，绳锯切割段下采用满堂支架体系。

2 既有匝道上的曲线桥跨拆除施工

2.1 拆除原理

①既有老桥保护

在上跨既有桥梁机械破碎段（PM9-10跨、PM12-13跨）的老桥面上布设20cm 厚的碎石土缓冲层，桥面钢护栏周围安装钢管防护框架，降低机械破碎混凝土块对既有老桥的破坏程度。同时对伸缩缝处现状保留的桥墩采用C30混凝土基础（1m×1m×0.5m）+钢管桩（Φ630mm×6mm）框架支护，基础顶部预埋钢板与钢管桩焊接，钢管桩顶部向箱梁拆除后端头保留部分的重量提供支撑点，避免对现状保留桥墩造成冲撞破坏。

图1 现状利用桥墩保护

②满堂支架体系

绳锯切割段（PM10-12 跨）在既有老桥上下分别采用满堂支架作为临时支撑，支架搭设纵横向立杆间距为60cm×60cm，标准步距1.5m，既有老桥下支撑系统坐落于处理好的混凝土垫层上，支架顶部支撑于老桥梁底。既有老桥面上支架顶部仅设置横向分配梁，既有老桥面的支架底部设置垂直于腹板方向的分配梁，保证老桥梁体在支撑体系中的“过渡层”作用。

图2 支撑体系横向剖面示意图

③桥梁拆除工艺

遵循桥梁纵向曲率“由高到低”原则进行逐跨拆除，拆除前采用钢板焊接方式将永久支座进行临时固结。首先将PM13-12 跨采用机械破碎方法进行拆除，基于“先建后拆、后建先拆、对称拆除”的原则，拆除顺序为桥面系及附属工程→梁板翼缘板→顶板→腹板→底板。后将PM12-11、PM11-10 跨采用绳锯切割方法进行拆除，在桥面系及附属工程和翼缘板提前拆除后，进行场地清理并搭设满堂支架，将每块箱体宽度控制在2m 以内进行绳锯切割。PM10-09跨作为绳锯切割桥跨处于悬臂状态时的配重段，在绳锯切割结束后采用上述的机械破碎手段进行移除。不仅缩短了工期，而且保证了桥上桥箱体切割块的平稳落地，提高了拆除过程中的力学体系转换稳定性。

图3 待拆桥跨永久支座临时固定

图5 PM10-PM09桥跨机械破碎示意图

图6 PM12-PM10桥跨绳锯切割示意图

2.2 施工工艺流程（见图7）

图7 施工工艺流程

图8 现状保留桥墩钢管桩支撑

图10 满堂支架体系

2.3 既有结构物保护

因所拆除匝道桥箱梁与现状桥梁紧临，匝道桥原有分联墩（保留匝道分联墩）需保留使用，拆除施工前需对既有墩柱采用相应的保护措施。

①既有匝道桥墩柱保护

桥梁靠近墩柱处采用钢管柱对梁体进行支撑防护。钢管柱临时支撑结构设计参数为2 根Φ630mm×6mm 钢管桩，钢管柱底部浇筑1m×1m×0.5m 的C30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保留部分重量。

②既有老桥保护

为防止护栏拆除时混凝土块等杂物损伤现状合淮路桥沥青路面，护栏拆除前对护栏边的桥面铺设20cm 厚碎石土进行保护，同时在钢护栏周围安装钢管框架进行防护。

2.4 桥面附属拆除

待拆桥梁上各种管线、路灯、标志标牌等附属结构物较多，分属于不同的产权单位。护栏拆除之前，要求各产权单位先行拆除。

2.5 护栏及翼缘板拆除

施工前基于破碎法施工采用320D长臂破碎机将护栏及翼板进行破除，破碎护栏及翼板时控制破碎料大小（粒径不大于20cm），钢筋由人工气割切除，破除不到位的部分采用人工持风镐上桥凿除，拆除面至箱梁翼缘板和腹板分界面处，拆除顺序为对称单向依次拆除。

2.6 满堂支架搭设

按照纵横向60cm×60cm 间距搭设盘扣支架，顶托上横桥向设置10cm×10cm 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。为了减少现状桥梁的变形，在现状桥梁顶板部位利用10cm×10cm方木作为支架底部横梁，将上方压力均布传递在腹板位置，保证既有桥梁的受力安全。

支架搭设前对既有桥梁下方场地进行整平碾压，并对地基软弱位置进行翻挖处理，地基处理完成后浇筑15cmC15混凝土作为垫层。

2.7 机械破碎拆除

采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、腹板、底板的次序从外向内分次对称凿除，先中跨后边跨的程序进行，PM13-PM12 跨先进行破碎，机械破碎段PM09-PM10 跨在PM12-PM10 绳锯切割段完成后进行破碎，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，人工切割采用吊车配备吊篮进行实施，并配备专人指挥，同时用破碎锤清理干净松散的混凝土等散落物，安排专人割除外漏钢筋。需要注意以下三方面内容。

①箱梁顶板及底腹板混凝土采用长臂破碎锤在桥下拆除，钢筋及预应力钢绞线束用挖掘机配液压剪除。

②箱梁顶板拆除时采用破碎锤从跨中向两侧对称拆除，每一跨破碎完毕，立即清理混凝土块，减轻对箱梁的荷载。

③边腹板拆除时自跨中向两侧拆除，如遇预应力钢束，则采用液压剪或气割将预应力钢束放张，直至腹板拆除完成。随后自跨中向两侧拆除底板混凝土，最后拆除中腹板。

2.8 绳锯切割拆除

绳锯切割段吊车站位处的地基需进行反挖换填处理，反挖深度为50cm，并重新填入级配碎石进行夯实碾压，碾压后在地表面铺设钢板来提高承载能力。

根据待拆桥梁图纸设计，中横梁PM10、PM12=17.62×3×2.55=134.793t，PM11=17×2.1×3×2.55=273.105t。根据其重量，施工中按照小于2m 间距进行切割。PM10、PM12 横梁直接在柱顶进行破碎，PM11以2m 为一段进行分段切割。切割前根据吊点孔设计图在2m 一道的分割线位置进行钻孔，进而将金刚石绳锯从吊点孔穿入，通过动力装置启动切割。梁体切割时吊车绳索适当拉直即可，吊装时切割块和绳索之间的夹角控制在不小于45°，保证切割块平稳落地。

图11 PM12-PM10桥跨绳锯切割现场

合肥市西二环项目对桥上桥曲线桥跨的拆除采用绳锯切割结合机械破碎手段进行拆除，绳锯切割梁底采用满堂支架作为支撑体系，过程中通过采用支座临时固结、老桥面和钢护栏进行防护以及“由高到低”的拆除方向等技术措施，完成桥上桥的梁体拆除工作。相比于原设计，使用门架式贝雷梁作为支撑体系，工期从17天缩短至8天，节省工期9天。

3 总结

本技术采用绳锯切割结合机械破碎施工技术对桥梁进行拆除，保障了施工安全性的同时可以控制施工进度。

本技术在既有老桥面上和钢护栏周围分别设置缓冲层和防护框架，降低机械破碎混凝土块对既有老桥的破坏程度。

本技术在绳锯切割段梁底和投影区域下的既有老桥梁底设置满堂支架支撑体系，待拆桥梁的支架顶部仅设置横向分配梁，为绳锯切割技术提供工作面。既有老桥面的支架底部设置垂直于腹板方向的分配梁，降低上部荷载对既有老桥产生的应力集中，提升梁体在支撑体系中的“过渡层”作用，且满堂支架体系的搭设速度较门架式贝雷梁要快，可以有效地缩短工期。

本技术采用“由高到低”的顺序对桥梁进行逐跨拆除，有利于桥梁拆除处于悬挑状态时梁体和支撑系统的整体受力稳定性。

本技术采用钢圈焊接的方式对支座进行临时固结，提高桥梁拆除中抗滑移性。