朱紹鋒

（上海同豐工程咨詢有限公司，上海市 200444）

1 概述

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋由于橋型美觀、跨度施工范圍大、橋位現(xiàn)場條件低、結(jié)構(gòu)剛度大等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于鐵路、公路橋梁工程中。懸臂法施工（又稱掛籃法施工）是連續(xù)梁橋常見的一種施工方法，該方法在高橋墩、大跨度及跨河、跨路等情況的施工中顯現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢。

在連續(xù)梁懸臂法實(shí)際施工過程中，為克服可能出現(xiàn)的不平衡荷載和極端情況的影響，確保梁體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全，一般需要對主墩和0＃塊間實(shí)施臨時(shí)固結(jié)。為確保連續(xù)梁受力體系合理和梁體安全，一般在連續(xù)梁合龍之后、預(yù)應(yīng)力張拉之前，需要對臨時(shí)固結(jié)進(jìn)行解除[1]。臨時(shí)固結(jié)常采用普通鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力（Φ32 mm精軋螺紋鋼）鋼筋混凝土形式將0＃塊和橋墩進(jìn)行剛性連結(jié)，一般每個(gè)橋墩主墩對稱設(shè)置4個(gè)矩形截面的臨時(shí)固結(jié)立柱。本文以合（肥）福（州）高鐵某連續(xù)梁橋?yàn)槔?，介紹了一種高強(qiáng)度鋼筋混凝土快速切割技術(shù)。

合（肥）福（州）高鐵某連續(xù)梁橋懸臂法施工臨時(shí)固結(jié)見圖1、圖2。

2 高鐵連續(xù)梁懸臂法施工中臨時(shí)固結(jié)解除的特點(diǎn)和困難

圖1 臨時(shí)固結(jié)遠(yuǎn)視圖

圖2 臨時(shí)固結(jié)近視圖

合（肥）福（州）高鐵中大量采用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋形式跨越河流和道路，懸臂法施工是其主要施工方法之一。合福高鐵中的連續(xù)梁橋存在荷載標(biāo)準(zhǔn)高、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高、混凝土標(biāo)號高、梁體結(jié)構(gòu)自重大等特點(diǎn)，對臨時(shí)固結(jié)的強(qiáng)度和剛度提出了較高要求，因此施工單位采用了加大截面、加大鋼筋直徑、加密鋼筋布置、提高混凝土標(biāo)號（一般在C50及以上）等措施來加強(qiáng)臨時(shí)固結(jié)，以確保施工中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和施工安全[2-4]。

上述措施雖然保證了施工過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全，但對臨時(shí)固結(jié)的解除造成了極大困難。以機(jī)械振動破碎為特征的傳統(tǒng)鋼筋混凝土破除方式已不能滿足高鐵連續(xù)梁橋臨時(shí)固結(jié)解除的要求，該方式主要表現(xiàn)為破除速度慢、效率低、施工工期長、對梁體和墩身震動大、破除后的界面外觀差、環(huán)境污染程度高等特點(diǎn)。

近年來市場上出現(xiàn)了一種先進(jìn)、快速、高效的高強(qiáng)度鋼筋混凝土切割設(shè)備和技術(shù)---液壓繩鋸系統(tǒng)，該系統(tǒng)為高速鐵路連續(xù)梁施工中臨時(shí)固結(jié)的解除提供了有力的技術(shù)支持。

3 液壓繩鋸系統(tǒng)

3.1 工作原理與構(gòu)成

液壓繩鋸系統(tǒng)是指在強(qiáng)大的液壓動力系統(tǒng)驅(qū)動下，金鋼石串珠切割繩通過固定后的導(dǎo)輪體系導(dǎo)引，在切割構(gòu)件的指定位置進(jìn)行高速循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過切割繩與切割構(gòu)件的高速摩擦運(yùn)動實(shí)現(xiàn)對構(gòu)件切割目的的一整套系統(tǒng)。為降低切割繩工作溫度和減少摩阻力，繩鋸系統(tǒng)工作時(shí)，需要對切割部位進(jìn)行水冷卻。

液壓繩鋸系統(tǒng)在國外市場已比較成熟和普及，國內(nèi)市場亦有部分仿制產(chǎn)品，但總體性能尚不能與國外產(chǎn)品匹敵。本文僅以國外某品牌SK-SD型液壓繩鋸系統(tǒng)為例，介紹其性能和使用方法。SK-SD型液壓繩鋸系統(tǒng)包括動力系統(tǒng)、導(dǎo)體體系、金鋼石串珠切割繩、冷卻系統(tǒng)等部分（見圖3、圖4）。

圖3 液壓動力系統(tǒng)

圖4 導(dǎo)輪體系與切割繩

3.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）動力強(qiáng)大，適用于高強(qiáng)度鋼筋混凝土拆除。此型液壓動力系統(tǒng)為國外原產(chǎn)電動動力裝置及配套系統(tǒng)，動力強(qiáng)大，可以精準(zhǔn)、快速、高效地切割拆除鋼筋混凝土構(gòu)件，且對于高強(qiáng)度（C50及以上）鋼筋混凝土構(gòu)件，其切割效率高的特點(diǎn)尤為明顯。

（2）外型小巧。動力系統(tǒng)外形尺寸為760 mm×550 mm×1 140 mm，導(dǎo)輪架外形尺寸為920 mm×810 mm×1 340 mm，整套系統(tǒng)重約500 kg，方便運(yùn)輸、安裝與拆卸，尤其適用于高鐵橋墩墩頂狹小的操作空間。此套系統(tǒng)僅利用既有墩頂空間和前期工程施工平臺即可完成全部工作，不必另行搭設(shè)施工平臺或支架。

（3）操作簡潔。安裝系統(tǒng)、固定導(dǎo)輪體系、安裝切割繩、開機(jī)運(yùn)行等系統(tǒng)操作均無太大技術(shù)難度，正常情況下2名成熟工人即可完成安裝、操作及拆卸工作。導(dǎo)輪體系的安裝、固定對現(xiàn)場要求較低，可適用于各種復(fù)雜的施工場地和施工空間。工作時(shí)一旦開機(jī)運(yùn)行，由1名技術(shù)工人即可完成對整個(gè)系統(tǒng)的操作，另1名工人只須現(xiàn)場配合。

（4）靜力切割。相比較于以機(jī)械振動破碎為主的傳統(tǒng)破除方法，此套系統(tǒng)采用了先進(jìn)的靜力切割破除方式，施工過程中無震動、不產(chǎn)生混凝土碎塊，切割面整齊，外觀美觀。同時(shí)，靜力切割方式對相鄰構(gòu)件起到了極大的保護(hù)作用，完全可以滿足高速鐵路施工對成品保護(hù)的要求。

（5）高效安全。此套系統(tǒng)工作效率較高，以合（肥）福（州）高鐵連續(xù)梁臨時(shí)固結(jié)解除為例，平均切割效率為3 h/m2，每個(gè)主墩臨時(shí)固結(jié)總切割面積（每個(gè)固結(jié)墩在梁底及墩頂各切割1個(gè)斷面）按12 m2計(jì)，總切割時(shí)間為12×3=36 h。計(jì)入系統(tǒng)安拆裝、移位時(shí)間估計(jì)12 h，并按系統(tǒng)24 h工作計(jì)，則（36＋12）/24=2 d即可完成1個(gè)主墩臨時(shí)固結(jié)的解除和拆除工作。大量施工案例表明，此套系統(tǒng)的工作效率完全可以滿足施工工期要求。另外，此套系統(tǒng)成熟度高，操作安全性高。同時(shí)系統(tǒng)操作簡便，操作工人工作量小，運(yùn)行中以值守設(shè)備為主，施工中工人安全度高，在安全設(shè)施齊備的條件下，完全可以夜間施工，可大大提高工作效率，縮短施工工期。

（6）環(huán)保美觀。以機(jī)械振動破碎為主的傳統(tǒng)鋼筋混凝土破除方法極易造成環(huán)境污染，如噪聲污染、粉塵污染、油跡污染、廢棄物污染，施工過程中容易落碴落石，對施工安全造成威脅。同時(shí)傳統(tǒng)破除方式破除鋼筋時(shí)一般采用氧氣-乙炔方式切割拆除鋼筋，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，界面不美觀。傳統(tǒng)破除方式也極易對梁體和橋墩造成震動破壞，不利于成品保護(hù)和結(jié)構(gòu)安全。液壓繩鋸系統(tǒng)施工過程中無震動、噪音小，不產(chǎn)生碎碴，切割時(shí)僅產(chǎn)生少量的混凝土粉末，同時(shí)系統(tǒng)采用水冷卻，切割粉末隨冷卻水一起流入現(xiàn)場排污系統(tǒng)，不易形成環(huán)境污染。液壓繩鋸系統(tǒng)切割時(shí)將高強(qiáng)度混凝土和內(nèi)含的鋼筋同時(shí)切斷，切割時(shí)可以沿著墩頂或梁底（斜面）切割，切割面與墩頂面或梁底面（斜面）平行，臨時(shí)固結(jié)殘余高度可保持在1 cm以下，完全可以滿足高速鐵路施工對構(gòu)件構(gòu)造尺寸的要求。

4 連續(xù)梁懸臂法施工臨時(shí)固結(jié)切割拆除施工工藝

（1）施工前應(yīng)對橋墩墩頂?shù)碾s物進(jìn)行清理，保證施工場地干凈整潔。同時(shí)也需在墩頂設(shè)置必要的安全防護(hù)，如安裝臨時(shí)鋼扶手、圍設(shè)防護(hù)網(wǎng)。

（2）由于橋墩墩身較高，一般采用塔吊輔助吊運(yùn)液壓繩鋸系統(tǒng)到橋墩頂面。安裝系統(tǒng)前應(yīng)保證用水、用電的供應(yīng)。安裝系統(tǒng)包括電纜連接、液壓油管安裝、冷卻系統(tǒng)安裝等，安裝過程簡單快速。

（3）將導(dǎo)輪系統(tǒng)固定在墩頂或梁底，將切割繩繞過待切割的鋼筋混凝土臨時(shí)固結(jié)立柱的底面或頂面，然后收緊切割繩。一般情況下應(yīng)先切割臨時(shí)固結(jié)墩頂截面，后切割梁底截面。

（4）上述準(zhǔn)備工作完成后，即可啟動系統(tǒng)進(jìn)行切割。液壓繩鋸系統(tǒng)運(yùn)行過程高度自動化，僅安排1名技術(shù)工人值守設(shè)備，另外1名工人現(xiàn)場配合即可。切割過程中注意觀察切割面進(jìn)展情況，必要時(shí)可以隨時(shí)停機(jī)調(diào)整。同時(shí)應(yīng)注意冷卻水的供應(yīng)，防止出現(xiàn)“干切”情況。對于梁底平面是斜面的情況，可通過調(diào)整導(dǎo)輪體系實(shí)現(xiàn)斜截面切割。切割墩頂截面時(shí)注意在切割縫隙時(shí)塞入2～3根Φ10 mm鋼筋，以利于切割完后順利移除臨時(shí)固結(jié)鋼筋混凝土塊體。

（5）每個(gè)臨時(shí)固結(jié)立柱每次切割完成后應(yīng)對導(dǎo)輪體系和切割繩進(jìn)行移位、安裝，必要時(shí)可對動力系統(tǒng)進(jìn)行移位。每個(gè)主墩臨時(shí)固結(jié)切割完成后也需設(shè)備移位。主墩間設(shè)備移位一般需要塔吊配合。整個(gè)過程簡單快捷（見圖5、圖6）。

（6）切割完成后液壓繩鋸系統(tǒng)即可撤場。撤場前應(yīng)清理施工場地，以免造成環(huán)境污染；切割完成后利用人工配合撬棍、手拉葫蘆、塔吊等機(jī)械設(shè)備即可將臨時(shí)固結(jié)鋼筋混凝土塊移出橋墩墩頂，可吊裝、運(yùn)輸至指定棄碴場地，實(shí)現(xiàn)對臨時(shí)固結(jié)的完全拆除。

圖5 切割過程

圖6 切割效果（梁底斜截面）

5 結(jié)語

（1）以靜力切割為特征、以混凝土面為切割對象的液壓繩鋸系統(tǒng)切割拆除方法完全可以替代以機(jī)械振動破碎為特征、以混凝土體為破除對象的傳統(tǒng)拆除方法，可以成為高速鐵路連續(xù)梁橋懸臂法施工臨時(shí)固結(jié)解除的主要施工方法。

（2）液壓繩鋸系統(tǒng)切割拆除方法相較于傳統(tǒng)的機(jī)械破碎拆除方法具有靜力、精準(zhǔn)、快速、高效、環(huán)保、安全等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景，廣泛推廣應(yīng)用可獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1]JTG T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]靳敏超，管昌生，馮仲仁，等.多跨連續(xù)梁橋臨時(shí)固結(jié)及撓度影響研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2010,32(10）:45-48.

[3]汪德軍，翁金福，張奎夫.富民橋5號主塔墩臨時(shí)固結(jié)方法及計(jì)算分析[J].橋梁建設(shè)，2004（增刊）：61-63.

[4]魏勝勇，王根會.結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換對PC連續(xù)梁橋變形的影響研究[J].蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版），2004,23(1）：34-46.