裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁拆除施工技術(shù)

湯懷迎 TANG Huai-ying

（中鐵十四局集團第三工程有限公司，濟南 250300）

1 工程概況

勝利黃河大橋于1988 年6月正式通車，至今已有33 年，大橋全長2817.46m，由主橋及引橋組成，其中引橋全長2135.46m，橋面寬度19.5m。2019 年，國家道路及橋梁質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心對大橋進(jìn)行了全面檢測，引橋評定為五類橋。

原引橋高度7.6-9.5m，箱梁為30m 小箱梁，高度為1.9m，每跨6 片，整體式蓋梁，寬度1.4m，結(jié)構(gòu)斷面圖見圖1。原橋存在箱梁斜向裂縫、混凝土剝落、碳化深度大等病害，嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)安全，需要拆除進(jìn)行重建。主要拆除墩柱、蓋梁及箱梁橋面等結(jié)構(gòu)。為提高施工效率，保證施工過程中的安全性，本工程采用了分部位破除、吊離、破碎施工工藝，本文將對此工藝進(jìn)行論述。

圖1 引橋結(jié)構(gòu)斷面圖

圖2 拆除工藝流程圖

2 拆除方案選擇

橋梁結(jié)構(gòu)拆除是施工架設(shè)的逆過程，按照橋面附屬結(jié)構(gòu)→橋面鋪裝層拆除→濕接縫破除→箱梁拆除→蓋梁拆除→墩柱拆除的順序進(jìn)行，其中危險性最大的為30m 箱梁拆除，拆除高度9.5m，單件重量92.1t。

目前常規(guī)使用的橋梁結(jié)構(gòu)拆除工藝有爆破拆除、切割吊裝、原位破碎等方式，本項目地處黃河中下游，下游緊鄰黃河口生態(tài)保護區(qū)，且位于城郊，爆破拆除引起的噪聲、碎塊飛濺、化學(xué)污染等嚴(yán)重影響周邊環(huán)境及生活，不予采用。主要從現(xiàn)場施工條件、安全性、工效、對周邊影響考慮對切割吊裝及原位破碎兩種方式進(jìn)行比選。（表1）

表1 引橋拆除方式對比表

綜合考慮采用機械破除方式進(jìn)行拆除，過程中產(chǎn)生的粉塵通過配置霧炮機進(jìn)行控制，避免對環(huán)境造成不利影響。

在將箱梁分解成單個的結(jié)構(gòu)后，每片梁重量92.1t，吊裝高度9.5m，箱梁的吊裝下橋是本工程的一個難點。箱梁吊裝方式常用的有龍門吊、架橋機、大噸位履帶吊三種方式。橋址處地質(zhì)較差、存在大量的溝塘淤坑，僅在橋梁的一側(cè)有較好的通行條件，采用龍門吊進(jìn)行吊裝，地基處理費用太大，不予采用。架橋機吊裝方式每天僅能拆除3-4 片，工期較長且不具備增加設(shè)備提高功效的條件。最終選擇空間需求小、效率高的履帶吊吊裝方式。

3 橋梁拆除施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

①施工便道，在現(xiàn)有道路的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓寬處理，并對局部條件較差的區(qū)域進(jìn)行碎石換填，保證履帶吊的施工作業(yè)空間。

②履帶吊選型：根據(jù)最大吊重，選擇用2 臺200t 履帶吊進(jìn)行吊裝，吊裝距離最大為12m，履帶吊性能滿足吊裝要求。（圖3）

圖3 履帶吊吊裝站位圖

③箱梁吊裝為兩點起吊，用鋼絲繩繞梁兜底，鋼絲繩角度60°，根據(jù)單根總量考慮不小于6 倍的安全系數(shù)，選擇6×37+1 直徑43mm 鋼絲繩，長度9m。

3.2 橋梁上部結(jié)構(gòu)拆除

3.2.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)分離

引橋箱梁之間采用鉸縫連接，鉸縫深度10cm，橋面鋪裝厚度5cm，鉸縫破除深度15cm。根據(jù)方案，將采用破碎錘對連接鉸縫及端橫隔板進(jìn)行破除。為確保施工安全及施工速度，橋梁分離工作將使用3 臺履帶式破碎錘同步進(jìn)行分離工作。破除順序如圖4 所示。

圖4 鉸縫拆除順序圖

圖5 箱梁吊裝孔位置選取示意圖

為確保施工的安全性，兩臺履帶式破碎錘首先破碎橋梁兩側(cè)的鉸縫，橋梁中間鉸縫由第三臺履帶式破碎錘獨立完成。端橫隔板在這一跨箱梁全部分離完成后統(tǒng)一進(jìn)行破碎。

3.2.2 橋梁上部結(jié)構(gòu)吊離

①鋼絲繩就位。鋼絲繩安裝在距梁端1.5m 處。通過履帶吊錨鉤和掛鉤的相互配合使鋼絲繩精準(zhǔn)就位，具體做法為：錨鉤帶著鋼絲繩從箱梁外側(cè)落到地面，掛鉤從箱梁內(nèi)側(cè)落到地面，然后掛上鋼絲繩的另一頭。兩個掛鉤同時上升，鋼絲繩就位。

②箱梁吊裝順序。由于施工空間狹小，箱梁存放區(qū)域有限，需要邊吊離邊破碎，所以箱梁吊裝順序為（以第二、三跨為例）：先將第二跨箱的梁拆除3 片，然后履帶吊轉(zhuǎn)移到第三跨，再拆除第三跨3 片箱梁，等到第二跨已拆除的3 片箱梁破碎完成后，履帶吊再轉(zhuǎn)移到第二跨，拆除剩余箱梁，以此往復(fù)。（圖6）

圖6 箱梁吊裝順序示意圖

3.2.3 箱梁破碎

由于施工區(qū)域狹小，箱梁落地后需要立即進(jìn)行粉碎性破碎，破碎過程中提前將構(gòu)件潤濕，同時用霧炮車進(jìn)行降塵，避免揚塵。破除完成后產(chǎn)生的廢渣用于鋪墊便道，多余的廢渣打包成方塊狀的碎石堆，并用密目網(wǎng)覆蓋。

3.3 橋梁下部結(jié)構(gòu)拆除

3.3.1 橋梁下部結(jié)構(gòu)分離

橋梁下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分段分離。為提高施工速度，本工程決定不搭建施工平臺，而使用登高車進(jìn)行施工。根據(jù)方案，蓋梁和墩柱的分離位置在蓋梁下1m 的位置，拆除順序為1#-3#-2#。首先人工使用空壓機鑿開缺口，深度至鋼筋內(nèi)側(cè)，然后使用氧氣乙炔割斷缺口處鋼筋，加鉆將墩柱頂斷（鉆頭水平或稍向上），并填充鋼板。在此過程中履帶吊一直在吊著蓋梁，確保施工安全。（圖7）

圖7 橋梁下部結(jié)構(gòu)分離順序示意圖

3.3.2 蓋梁吊離

前文已經(jīng)說明在蓋梁分離過程中，兩臺履帶吊一直在吊著蓋梁。蓋梁分離完成后，履帶吊立即吊離蓋梁。

3.3.3 蓋梁拆除

蓋梁落地后立即利用破碎錘進(jìn)行粉碎性破碎，破碎過程中提前將構(gòu)件潤濕，同時用霧炮車進(jìn)行降塵，避免揚塵。破除完成后產(chǎn)生的廢渣利用自卸車運送到指定地點。

3.4 拆除效果

勝利黃河大橋引橋拆除工程共計箱梁426 片，設(shè)兩個拆除面，耗時35 天，平均拆除速度為6 片/天·工作面，功效明顯高出其他方式拆除施工。在施工過程中配置灑水車、霧炮等降塵措施，拆除期間對周邊環(huán)境影響較小。同時該方式工藝簡單成熟、效率高、輔助工作少，大大降低了施工成本，相比于其他拆除方式能節(jié)約費用約80 萬元。（表2）

表2 實施效果對比

4 結(jié)束語

經(jīng)實踐證明橋梁分部位拆除、吊離、破碎的施工工藝，可以有效縮短施工周期，提高施工安全性，特別是對跨河裝配式橋梁及不具備爆破、整體式破碎等拆除方法的裝配式橋梁的拆除，具有現(xiàn)實的意義。在施工安全保障、施工經(jīng)濟性等方面有較大的優(yōu)勢，具有很高的推廣價值。