章蘇亞

（上海公路橋梁（集團(tuán)）有限公司 上海 200433）

0 引言

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，一些早期建造的橋梁已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代交通發(fā)展的需要，橋梁拆除項(xiàng)目正在越來越多地出現(xiàn)在工程施工領(lǐng)域。因此，采用何種方法能夠使得橋梁拆除工程經(jīng)濟(jì)環(huán)保且安全可靠，已經(jīng)成為了當(dāng)前學(xué)術(shù)界和工程界關(guān)注的重點(diǎn)問題。孫士鵬等人［1］研究了結(jié)合模塊車支頂切割馱運(yùn)、模塊車支頂切割吊運(yùn)、滿堂支架支頂切割吊運(yùn)三種工法的實(shí)施方案，實(shí)現(xiàn)了快速拆除超長城市立交橋的工程目的。焦佳振［2］結(jié)合上海S26 入城段建設(shè)項(xiàng)目，研究了采用SPMT（Self-Propelled Modular Trans?porter）模塊車智能移運(yùn)方法快速拆除原有高架的施工技術(shù)。楊森林［3］依托福州市洪山大橋拆除工程，研究了基于逆序拆除方案的施工控制要點(diǎn)，對位于城市主干線上大型橋梁的快速拆除提供了參考。

在跨河橋梁拆除中，通常要考慮水體保護(hù)、水源地保護(hù)、通航需求、橋上交通保暢等因素，同時(shí)還要兼顧施工安全性、合理性、經(jīng)濟(jì)性、快速性等。目前在我國采用的橋梁拆除施工方法主要有爆破拆除法和機(jī)械拆除法（非爆破拆除法）。王誠［4］針對舊瀾石大橋爆破拆除過程進(jìn)行了安全分析，認(rèn)為在每跨4 處反彎點(diǎn)位置設(shè)置爆破孔，對主拱圈的承載力和整體穩(wěn)定性影響較小。受限于河流通航等需求因素，爆破拆除法在跨河橋梁拆除工程中的應(yīng)用往往會(huì)受到限制。許多學(xué)者對機(jī)械拆除法在跨河橋梁拆除工程中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。陳潔［5］依托上海吳淞路閘橋拆除工程介紹了選擇使用機(jī)械拆除法原因，提出了在大城市中心區(qū)拆橋應(yīng)優(yōu)先使用可控制的機(jī)械拆除法的觀點(diǎn)。陸焱等人［6］在杭寧高速公路新展橋提出大跨度變截面連續(xù)箱梁橋靜力拆除新技術(shù)，重點(diǎn)介紹了掛籃拆除主跨的施工工藝和相關(guān)數(shù)值模擬計(jì)算。劉慶生［7］在常熟徐灣大橋中提出了利用浮船支架法拆除連續(xù)箱梁橋的方法。王威等人［8］依托岷江大橋提出了爆破拆除跨江連續(xù)梁，重點(diǎn)介紹了特殊情況下的快速應(yīng)急搶險(xiǎn)處置技術(shù)。張興其［9］依托翡翠路派河橋介紹了常見的幾種連續(xù)箱梁橋拆除方案的安全性能評估方法。康笠等人［10］針對當(dāng)前連續(xù)箱梁橋的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，提出了對應(yīng)的拆除方法，認(rèn)為采用臨時(shí)支撐和液壓靜力切割的方法有助于增強(qiáng)工程的安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性。王鵬飛等人［11］基于杭金衢三標(biāo)項(xiàng)目西小江大橋老橋跨河通航拆除工程，通過人工、機(jī)械投入，施工工效及效益等方面的比選分析，得出最佳拆除方案。許佳林等人［12］依托炭步大橋拆除工程詳細(xì)介紹了T 形剛構(gòu)橋的拆除方案，提出安裝防抖鋼絲繩以防止拆除過程中抖動(dòng)對結(jié)構(gòu)的影響。

值得注意的是，目前工程中出現(xiàn)了針對大跨度寬幅連續(xù)箱梁的快速拆除施工項(xiàng)目，然而相關(guān)的施工技術(shù)研究尚不完善。綜上所述，本文結(jié)合上海某大橋拆除工程，重點(diǎn)研究了采用金剛石繩鋸機(jī)、金剛石圓盤鋸等設(shè)備的機(jī)械拆除法快速拆除大跨度寬幅連續(xù)箱梁的施工技術(shù)，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)環(huán)保、安全可靠的目的，相關(guān)研究對類似的橋梁快速拆除工程具有一定的參考意義。

1 工程概況

本文依托的上海某大橋拆除項(xiàng)目起因于該橋所在航道需由Ⅵ級提標(biāo)至Ⅲ級，導(dǎo)致沿線橋梁均需按Ⅲ級航道標(biāo)準(zhǔn)改造，即要求橋梁通航凈高7 m，通航凈寬不小于101 m。然而，該橋的通航凈寬僅40 m，通航凈高5 m，遠(yuǎn)不能滿足航道提標(biāo)改造的要求?；诖?，該橋需拆除重建，新建橋梁最高抬升5.69 m。該橋位于高速公路與江河航道交匯處，工程實(shí)施范圍主線南起某主干路附近，向北上跨江河航道后接現(xiàn)狀高架橋，主線全長約1 573 m，該大橋地理位置如圖1所示。

圖1 橋的地理位置示意圖Fig.1 Geographical Location of the Bridge

該橋主橋的上部結(jié)構(gòu)為三跨寬幅預(yù)應(yīng)力混凝土變高度連續(xù)箱梁，橋長為156 m，跨徑組合45 m、66 m、45 m。西幅橋?yàn)閱蜗潆p室變截面混凝土連續(xù)箱梁，橋面寬度15.8 m，箱梁底板寬11.388 m，翼緣板寬2.39～3.06 m，梁高4.0～1.8 m；東幅橋?yàn)閱蜗淙易兘孛婊炷吝B續(xù)箱梁，箱梁底板寬16.564 m，翼緣板寬2.31～3.66 m，梁高4.0～1.8 m。下部結(jié)構(gòu)為實(shí)體橋墩、低樁承臺、PHC 樁基礎(chǔ)。預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的混凝土強(qiáng)度等級為C50。原建設(shè)方案采用掛籃法施工，西幅橋的掛籃總重量為75 t，掛籃重量與最大節(jié)段重量比為0.65∶1；東幅橋的掛籃總重為85 t，掛籃重量與最大節(jié)段混凝土重量比為0.54∶1。

該橋位于長江三角洲入?？跊_擊平原的東南前緣，工程范圍內(nèi)的地基土層主要包括飽和黏性土和粉土，具有強(qiáng)度較軟、壓縮性較高的特點(diǎn)。場地地表水較發(fā)育，受潮位影響較明顯；場地地下水孔隙潛水穩(wěn)定水位，埋深為0.8～1.9 m，（微）承壓水層呈年周期性變化，埋深為3.0～12.0 m。工程紅線范圍內(nèi)的所有地上、地下管線及附屬設(shè)施較多，種類包含通信信息、高低壓電力、燃?xì)獾?，施工期間需特別注意。

2 施工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

針對主橋上部結(jié)構(gòu)采用懸臂澆筑法分段施工建造順序的逆次序進(jìn)行分段切割拆除。切割技術(shù)引入自礦山開采作業(yè)中使用的液壓繩鋸機(jī)靜力切割技術(shù)，采用無振動(dòng)的金剛石繩鋸機(jī)、金剛石圓盤鋸等切割設(shè)備，降低切割作業(yè)對尚未拆除的橋梁結(jié)構(gòu)造成損傷的可能性。主橋中跨配備1 臺浮吊，主橋兩側(cè)邊跨各配備1 臺履帶吊同步進(jìn)行吊裝作業(yè)。主橋橫斷面如圖2所示。

圖2 橋的主橋橫斷面Fig.2 Cross Section View of the Main Structure of the Bridge （mm）

2.1 臨時(shí)支撐體系搭建關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

拆除前設(shè)置結(jié)構(gòu)臨時(shí)支撐體系以保證主橋上部結(jié)構(gòu)在拆除過程中的整體穩(wěn)定性，具體措施包括在邊跨箱梁下部搭設(shè)滿堂鋼管支撐體系，如圖3所示；同時(shí)在主墩墩頂與主橋箱梁之間的0#塊支座四周澆筑灌漿料填充密實(shí)并設(shè)置鋼牛腿，如圖4 所示。邊跨箱梁下部搭設(shè)的臨時(shí)支撐橫向布設(shè)在箱梁腹板位置，縱向布設(shè)在邊跨箱梁切割線位置。采用楔形鋼墊塊將支撐鋼管頂部與箱梁之間的空隙頂緊，防止箱梁中跨及邊跨合龍段斷開后，主墩兩側(cè)箱梁出現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)。在臨時(shí)支撐的陸地、岸邊區(qū)域分別設(shè)置條形基礎(chǔ)和臨時(shí)支墩體系，條形基礎(chǔ)為現(xiàn)澆混凝土構(gòu)造，臨時(shí)支墩體系包括槽鋼樁基、鋼立柱、工字鋼分配梁、貝雷架。對零號塊支座四周的墩頂表面混凝土進(jìn)行鑿毛處理，后填充高強(qiáng)度灌漿料澆筑，并在主墩墩頂與箱梁之間的支座兩側(cè)設(shè)置臨時(shí)抗傾覆鋼牛腿，使得橋梁結(jié)構(gòu)體系由連續(xù)梁轉(zhuǎn)化為連續(xù)剛構(gòu)。同時(shí)采取增加低熱水泥用量、優(yōu)化集料級配、原材料預(yù)冷等方法，降低上述臨時(shí)固結(jié)措施導(dǎo)致主墩產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。

圖3 邊跨箱梁臨時(shí)支撐體系縱立面示意圖Fig.3 Longitudinal Diagram of Temporary Bracing System of Side-span Box Girder

圖4 墩頂0#塊臨時(shí)固結(jié)示意圖Fig.4 Diagram of Temporary Consolidation of Block Zero at the Top of Pier

2.2 橋面附屬設(shè)施拆除關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

為保證切割施工的斷面位置準(zhǔn)確，進(jìn)行切割線、穿繩孔及吊裝孔放樣，并復(fù)核每個(gè)節(jié)段的尺寸及重量。拆除橋面瀝青混凝土鋪裝層、防撞墻及部分翼緣板等橋面附屬設(shè)施，以減少橋面荷載和主梁拆除節(jié)段的重量。瀝青混凝土鋪裝層從橋中心向兩邊進(jìn)行破除。防撞墻和翼緣板采用金剛石靜力切割設(shè)備橫向?qū)ΨQ均衡拆除，翼緣板橫向切割寬度為0.5～1.0 m，防撞墻切割按照每段長度5.0 m進(jìn)行切割。使用1臺50 t汽車吊單機(jī)吊除，在吊除過程中將鋼絲繩與混凝土接觸的棱角部位采用包角+橡膠襯墊的方式進(jìn)行保護(hù)，以減少鋼絲繩的磨損，同時(shí)避免因?yàn)闄C(jī)械碰撞和操作失誤對連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)造成擾動(dòng)和破壞。

2.3 寬幅連續(xù)箱梁拆除關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

拆除主橋上部主體結(jié)構(gòu)。首先，根據(jù)寬幅連續(xù)箱梁分段懸臂澆筑施工的逆順序?qū)χ鳂蛑锌绾淆埗芜M(jìn)行拆除作業(yè)。為防止中跨合龍段箱梁切割拆除過程中出現(xiàn)較大的變形和沖擊，預(yù)先保留中跨合龍段的剛性連接（箱梁兩側(cè)腹板結(jié)構(gòu)）中跨合龍段拆除作業(yè)順序?yàn)椋焊〉醯踝〈懈畹暮淆埗蜗淞悍謮K、采用多臺金剛石繩鋸對合龍段箱梁的中間部分進(jìn)行靜力切割、在部分已切割的箱梁處安裝防沖擊梁、切割拆除合龍段箱梁兩側(cè)的腹板、浮吊吊移至岸邊空地進(jìn)行破碎處理。其中，防沖擊梁采用雙榀工字鋼，與箱梁通過螺栓連接，對稱布置在合龍段箱梁切割完成后的中間部分的頂板和底板上，防沖擊梁的橫向、縱向布置如圖5所示。切割面確保平齊，避免出現(xiàn)鏈鋸彎曲現(xiàn)象，防止吊裝刮擦，影響提升效率。

圖5 合龍段防沖擊梁布置Fig.5 Impact-proof Beam in Closure Section

主橋中跨合龍段切割吊除后，可開始切割中跨其他節(jié)段的箱梁，拆除順序由跨中合龍段往兩側(cè)主墩方向依次進(jìn)行拆除，東、西幅橋的箱梁切割斷面示意圖如圖6所示。切割斷面在原有箱梁節(jié)段交界面的基礎(chǔ)上向兩側(cè)平移50 cm，以防止切割拆除時(shí)破壞箱梁節(jié)段分段澆筑交界面的縱向預(yù)應(yīng)力錨索，從而造成其他箱梁節(jié)段的預(yù)應(yīng)力失效。預(yù)先統(tǒng)計(jì)各個(gè)箱梁節(jié)段的斷面尺寸和重量，根據(jù)箱梁節(jié)段切割的不同階段分次增加浮吊吊裝的鋼絲繩張力，鋼絲繩張力在切割前設(shè)置為拆除節(jié)段重量的20%，在箱梁節(jié)段的底板、腹板、頂板切割完成后，分別設(shè)置鋼絲繩張力為拆除節(jié)段重量的50%、80%、100%。

圖6 橋箱梁切割斷面示意圖Fig.6 Schematic Diagram of Cut Section of Bridge Box Girder

邊跨箱梁節(jié)段始終在滿堂鋼管支撐上進(jìn)行切割拆除，與主橋中跨箱梁節(jié)段的拆除同步進(jìn)行，切割拆除步驟與中跨合龍段一致。邊跨箱梁節(jié)段切割完成后，由1 臺250 t 履帶吊吊至運(yùn)梁車上運(yùn)離現(xiàn)場，并拆除相應(yīng)節(jié)段的臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)。為確保主跨上部結(jié)構(gòu)拆除過程中的整體穩(wěn)定，邊跨箱梁節(jié)段的切割拆除進(jìn)度始終慢于中跨兩個(gè)節(jié)段作為壓重，拆除過程中定期檢查邊跨箱梁支架的沉降變化情況。進(jìn)行主墩墩頂0#塊的拆除。采用金剛石靜力切割設(shè)備將重量較重、尺寸較大的0#塊沿順橋向和橫斷面切割分塊，采用1臺浮吊單機(jī)依次對稱吊除。

3 交通與航運(yùn)組織

該橋高速公路路面東西幅寬度均為15 m，交通組織施工期間采取半幅施工、半幅通行的組織方案，由原雙向6 車道組織為雙向4 車道，單幅車道布置為兩側(cè)0.25 m 路緣帶+3.5 m 大車道+3.25 m 小車道，中央采用0.5 m 隔離墩隔離。交通組織范圍為南側(cè)自施工范圍外100 m 開始，樁號K165+800；北側(cè)由于主線為兩幅橋分離式高架斷面，施工翻交范圍向北延伸至路基段，總長為4.4 km。施工第一階段，將西半幅橋及A、B 匝道封閉施工，期間利用東半幅橋及C、D 匝道保持車道通行；施工第二階段，將東半幅橋及C、D 匝道封閉施工，期間利用西半幅橋及A、B 匝道保持車道通行。該橋主線封交范圍示意圖如圖7所示。

圖7 橋主線封交范圍示意圖Fig.7 Diagram of Traffic Closure of Main Line of the Bridge

該橋現(xiàn)跨越航道的等級為Ⅵ級，航段現(xiàn)狀面寬約85 m。主橋中跨拆除施工期間采取間歇性臨時(shí)封航的組織方案，單次封航時(shí)長不大于8 h，在施工區(qū)域的上、下游設(shè)置警戒區(qū)，以避免由于封航船舶堵塞造成相關(guān)安全問題。

4 安全措施與應(yīng)急預(yù)案

工程實(shí)施期間，嚴(yán)格遵守有關(guān)安全生產(chǎn)的法律法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立健全安全生產(chǎn)管理制度。項(xiàng)目實(shí)行安全技術(shù)交底制，項(xiàng)目經(jīng)理部組織有關(guān)人員進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底，并實(shí)行定期安全檢查制度，有效落實(shí)“管生產(chǎn)必須管安全”的原則。制定臨時(shí)用電、起重吊裝、高處作業(yè)、設(shè)備管理、管線保護(hù)、周邊交通、航道航運(yùn)等安全措施。

與此同時(shí)，編制相關(guān)應(yīng)急預(yù)案，建立重大事故應(yīng)急救援體系，提高快速反應(yīng)和協(xié)調(diào)能力。確立應(yīng)急救援組織并規(guī)定應(yīng)急救援組織職責(zé)，設(shè)立應(yīng)急救援工作小組為統(tǒng)一指揮機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)日常應(yīng)急準(zhǔn)備工作督導(dǎo)、應(yīng)急響應(yīng)時(shí)的指揮和外部協(xié)調(diào)、善后處理工作和書面材料報(bào)告。同時(shí)設(shè)立現(xiàn)場救援組、事故處理組、通訊聯(lián)絡(luò)組、警戒疏導(dǎo)組等工作組，分別負(fù)責(zé)人員物資搶救、事故控制處理、救援聯(lián)絡(luò)上報(bào)、現(xiàn)場秩序維護(hù)等工作。明確應(yīng)急救援響應(yīng)流程。明確了從事故現(xiàn)場目擊者到分包負(fù)責(zé)人再到總包項(xiàng)目經(jīng)理的上報(bào)體系，規(guī)定了事故信息快速報(bào)告的內(nèi)容，要求總包項(xiàng)目經(jīng)理在接到報(bào)告后迅速啟動(dòng)應(yīng)急救援預(yù)案并按時(shí)限逐級上報(bào)。針對高處墜落、物體打擊、觸電事故、起重事故、支架坍塌、溺水事故等現(xiàn)場易發(fā)生的情況細(xì)化了應(yīng)急處理措施。

5 結(jié)語

為了研究橋梁拆除工程在拆除方案、組織管理、施工技術(shù)等關(guān)鍵因素方面的控制，保證橋梁拆除過程中的經(jīng)濟(jì)環(huán)保、安全可靠。本文依托上海某大橋拆除工程，介紹了采用液壓靜力切割結(jié)合臨時(shí)支撐措施方法快速拆除大跨度寬幅連續(xù)箱梁的施工技術(shù)。在項(xiàng)目過程中實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場的安全保障，有效降低了工程的成本，減少了拆除施工對交通的影響，為類似的橋梁快速拆除工程提供了參考和借鑒。