橋梁貝雷梁支架拆除法安全監(jiān)控技術(shù)

陳釗昕

（福州東南繞城高速公路有限公司， 福州 350008）

1 項(xiàng)目概況

1.1 工程位置及拆除工作量

青口樞紐互通原為沈海高速和福銀高速交通轉(zhuǎn)換服務(wù)，福州繞城公路在此接入后，互通形式由Y 型變?yōu)槭纸徊嫘?，按照設(shè)計(jì)要求需將原互通匝道橋拆除改擴(kuò)建。拆除范圍為圖所示的A、B、C、D 匝道和福銀高速起點(diǎn)至跨G324 國道部分，包括6 座橋梁，其中兩聯(lián)上跨沈海高速，四聯(lián)上跨LNG 管道，兩聯(lián)上跨國道，拆除橋梁總長(zhǎng)2244.17m，拆除混凝土方量1.74 萬m3。

圖1 互通橋梁總平面圖

2 實(shí)施思路和總體方案

2.1 實(shí)施思路：跨LNG 管道全封閉、防墜落，并做好管道保護(hù)；其余按照新建需求計(jì)劃和資源配置采用經(jīng)濟(jì)、適用的快速拆除方法。

2.2 總體方案：橋梁拆除采用自上而下，先拆除橋面系，然后拆除梁部，最后拆除橋墩?？绺咚佟⒖鐕啦捎美K鋸切割、整跨拆除、整體移運(yùn)至落梁場(chǎng)破碎，跨LNG 管道、橋墩與高速相鄰的橋梁采用貝雷梁支架法繩鋸切割。

3 貝雷梁支架拆除安全監(jiān)控技術(shù)

四條匝道橋均有一跨跨越LNG 管道，跨管道處凈高11～14m，直接破碎可能損壞管道，采用鋼管樁貝雷梁支架、線鋸切割、大噸位吊機(jī)吊裝拆除。

3.1 跨LNG 管道拆除方案

（1）跨LNG 管道拆除方案

在鄰近管道兩側(cè)橋梁搭設(shè)全封閉支架，采用在承臺(tái)搭鋼管樁支架，安裝分配梁和貝雷梁，最后安裝工字鋼和方木頂住現(xiàn)澆梁，繩鋸切割梁段，使梁段支承于封閉式支架頂；逐塊切割、吊運(yùn)梁體。管道頂采用覆土2m，土頂滿鋪輪胎對(duì)其保護(hù)。

（2）工藝流程

在完成支架安裝、管道防護(hù)后，進(jìn)行跨管道橋梁體結(jié)構(gòu)拆除。拆除工藝流程同跨高速公路拆除流程。

（3）關(guān)鍵控制點(diǎn)

關(guān)鍵控制點(diǎn)主要為：支架設(shè)計(jì)、拼裝，管道位置、防護(hù)。

圖2 管道防護(hù)

3.2 橋梁跨LNG管道拆除監(jiān)控方案和實(shí)施結(jié)果

主要對(duì)B、C 匝道跨管道支架體系進(jìn)行應(yīng)力和變形監(jiān)控。

（1）建立模型

（2）監(jiān)測(cè)布置、監(jiān)測(cè)內(nèi)容

圖3 應(yīng)力監(jiān)測(cè)斷面

圖4 應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖

監(jiān)控內(nèi)容主要包括：應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)、貝雷梁應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)、鋼管立柱應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)。

（3）應(yīng)力分析與對(duì)比

表1 C 匝道第六聯(lián)第一跨拆除應(yīng)力應(yīng)變匯總表

由上表可知，由于孔道壓漿良好，殘留的預(yù)應(yīng)力仍能發(fā)揮良好效果，梁體在拆除過程中，只是部分削弱成橋狀態(tài)時(shí)的預(yù)應(yīng)力效果，大部分混凝土仍處于受壓狀態(tài)，少部分混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，實(shí)測(cè)最大拉應(yīng)力0.76MPa，未達(dá)混凝土受拉極限，拆除過程中均未出現(xiàn)混凝土開裂情況。

4 安全、環(huán)保技術(shù)保證措施

4.1 安全技術(shù)保證措施

4.1.1 過程安全監(jiān)測(cè)

施工過程中對(duì)跨高速、跨國道、跨LNG 管道進(jìn)行全過程應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)控，成立安全監(jiān)控管理小組，由監(jiān)控小組對(duì)關(guān)鍵部位和工序發(fā)布指令。

（1）跨高速、國道整跨拆除時(shí)的梁體監(jiān)測(cè)

跨高速、國道橋梁主跨采用整跨拆除，監(jiān)測(cè)對(duì)象主要是邊跨梁體。及時(shí)獲取由于主跨切斷體系發(fā)生轉(zhuǎn)換后，剩余結(jié)構(gòu)包括梁體和臨時(shí)支撐的受力姿態(tài)，即邊跨預(yù)應(yīng)力重分布情況、邊跨支架受力情況等。

在設(shè)置預(yù)警值時(shí)，參照材料容許應(yīng)力及變形限值，結(jié)合有限元仿真計(jì)算來控制預(yù)警值。例如：梁體混凝土采用C40，在拆除時(shí)不要將預(yù)應(yīng)力效應(yīng)全部抵消，不出現(xiàn)拉應(yīng)力，若出現(xiàn)，最大拉應(yīng)力不應(yīng)超過1.7MPa；鋼管柱及分配梁等采用Q235鋼材，實(shí)際最大應(yīng)力不超容許應(yīng)力158MPa；貝雷梁等采用16Mn，實(shí)際最大應(yīng)力不超容許應(yīng)力273MPa?，F(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)測(cè)值與有限元計(jì)算結(jié)果進(jìn)一步縮小預(yù)警范圍。

（2）跨高速、管道支架變形監(jiān)測(cè)

根據(jù)貝雷梁支架臨時(shí)結(jié)構(gòu)，最大變形不超跨度的1/400 設(shè)置支架變形預(yù)警值，當(dāng)變形值達(dá)到預(yù)警值時(shí)立即停止相關(guān)可能繼續(xù)產(chǎn)生變形的拆除工作，排查原因，判斷是否能進(jìn)行下一步工序。預(yù)警值如下表：

表2 跨高速、LNG 管道預(yù)警標(biāo)識(shí)表

綜上所述，拆除過程本身就是破壞結(jié)構(gòu)，通?？刂埔粋€(gè)合理的冗余范圍，這個(gè)安全范圍必須具備較強(qiáng)容錯(cuò)能力和較大的安全儲(chǔ)備，利用有限元仿真計(jì)算結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，有限元計(jì)算結(jié)果作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控預(yù)警、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)差值反算真實(shí)應(yīng)力值、誤差分析的依據(jù)，其作用屬于更加精確的控制。

4.1.2 LNG 管道安全保護(hù)措施

（1）對(duì)跨管道首先探明位置，并設(shè)置地面警示標(biāo)志，對(duì)管道頂覆土至2m，并在管道中心線兩側(cè)各3m 范圍鋪輪胎防護(hù)。

（2）拆除過程中為避免碎塊直接沖擊管道頂覆土，拆除時(shí)應(yīng)邊拆、邊清理，減少累計(jì)堆載重量。

4.1.3 其它安全技術(shù)措施

其它安全技術(shù)措施包括支架防坍塌、繩鋸切割安全防護(hù)、起重吊裝技術(shù)保證、防止高空墜落和高空拋物、防止觸電、防止火災(zāi)爆炸、防止交通事故等措施。

4.2 環(huán)保措施

（1）失效的混凝土、灰砂等用于施工便道和鉆孔平臺(tái)，棄渣選擇合適低洼地堆放、填埋，避免污染環(huán)境。

（2）施工期間始終保持良好排水狀態(tài)，不形成淤積和沖刷；及時(shí)灑水抑制揚(yáng)塵，保護(hù)河流水質(zhì)和空氣環(huán)境。

（3）主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)橋梁、翼緣、護(hù)欄等采用繩鋸切割降低噪音污染，智能多軸車移動(dòng)支架加快進(jìn)度、節(jié)約資源；避免夜間作業(yè)而造成噪音和燈光污染。

5 結(jié)束語

福州繞城青口互通橋梁拆除是目前國內(nèi)最大規(guī)模的高速公路互通拆除項(xiàng)目，跨越LNG 管道給項(xiàng)目施工組織帶來更大難度。項(xiàng)目建設(shè)團(tuán)隊(duì)根據(jù)橋梁自身特點(diǎn)、結(jié)合周邊環(huán)境采用鋼管樁貝雷梁支架、金剛石繩鋸切割、大型起重設(shè)備吊裝，關(guān)鍵部位和工序采用Midas Civil 2015 建模和仿真分析，并全過程進(jìn)行安全技術(shù)監(jiān)控，綜合方案的成功應(yīng)用切實(shí)保障橋梁拆除施工的安全高效，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，可為同類型拆橋施工提供借鑒。