既有匝道上的曲線橋跨拆除施工技術(shù)分析

楊 慶 （安徽省公路橋梁工程有限公司，安徽 合肥 230001）

1 工程概況

目前，我國許多城市核心地段的高架橋，因橋梁使用功能的改變或線路升級改造，部分橋梁也需進(jìn)行相應(yīng)改造，其中位于既有匝道上的曲線橋跨拆除改造工程較為復(fù)雜，這類橋梁的結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜、拆除難度較大、技術(shù)風(fēng)險高。因此，結(jié)合現(xiàn)場施工環(huán)境和橋梁結(jié)構(gòu)形式編制合理的施工技術(shù)，對既有匝道上的曲線橋跨進(jìn)行安全可靠地拆除，具有重大的現(xiàn)實意義。

西二環(huán)（北二環(huán)-樊洼路）快速化改造工程-2 標(biāo)段橋梁起點位于南淝河以北180m 處，西二環(huán)主線高架向北依次經(jīng)過林湖路、固鎮(zhèn)路、北二環(huán)互通立交、瓦埠湖路以及清源路，并于清源路以北海亮蘭郡西門到達(dá)橋梁終點。建設(shè)長度2.1km，包含西二環(huán)（北二環(huán)至南淝河）、合淮路（北二環(huán)至海亮蘭郡西門）及西二環(huán)-北二環(huán)立交。除主線高架外，沿線改擴(kuò)建4 條匝道分別連接西二環(huán)-北二環(huán)高架互通、西二環(huán)-合淮路主線高架銜接，并對C匝道進(jìn)行部分拆除改建。

現(xiàn)狀拆除改建的C 匝道東南向主橋共計6 聯(lián)，全長共計790m，拆除范圍介于PM00～PM13 之間，拆除段全長395m，共計3 聯(lián)（原設(shè)計第一聯(lián)至第三聯(lián)），分別為5×30m、4×30m、30+35+2×30m，其中利用橋墩及基礎(chǔ)1 個（PC15），利用樁基及承臺6 個（PC0 7～PC11、PC14），橋梁寬度13m，均為現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，獨柱鋼筋混凝土花瓶墩結(jié)構(gòu)以及一處門架墩結(jié)構(gòu)。其中第三聯(lián)屬于橋上橋拆除，采用繩鋸切割機(jī)械破碎手段進(jìn)行拆除，繩鋸切割段下采用滿堂支架體系。

2 既有匝道上的曲線橋跨拆除施工

2.1 拆除原理

①既有老橋保護(hù)

在上跨既有橋梁機(jī)械破碎段（PM9-10跨、PM12-13跨）的老橋面上布設(shè)20cm 厚的碎石土緩沖層，橋面鋼護(hù)欄周圍安裝鋼管防護(hù)框架，降低機(jī)械破碎混凝土塊對既有老橋的破壞程度。同時對伸縮縫處現(xiàn)狀保留的橋墩采用C30混凝土基礎(chǔ)（1m×1m×0.5m）+鋼管樁（Φ630mm×6mm）框架支護(hù)，基礎(chǔ)頂部預(yù)埋鋼板與鋼管樁焊接，鋼管樁頂部向箱梁拆除后端頭保留部分的重量提供支撐點，避免對現(xiàn)狀保留橋墩造成沖撞破壞。

圖1 現(xiàn)狀利用橋墩保護(hù)

②滿堂支架體系

繩鋸切割段（PM10-12 跨）在既有老橋上下分別采用滿堂支架作為臨時支撐，支架搭設(shè)縱橫向立桿間距為60cm×60cm，標(biāo)準(zhǔn)步距1.5m，既有老橋下支撐系統(tǒng)坐落于處理好的混凝土墊層上，支架頂部支撐于老橋梁底。既有老橋面上支架頂部僅設(shè)置橫向分配梁，既有老橋面的支架底部設(shè)置垂直于腹板方向的分配梁，保證老橋梁體在支撐體系中的“過渡層”作用。

圖2 支撐體系橫向剖面示意圖

③橋梁拆除工藝

遵循橋梁縱向曲率“由高到低”原則進(jìn)行逐跨拆除，拆除前采用鋼板焊接方式將永久支座進(jìn)行臨時固結(jié)。首先將PM13-12 跨采用機(jī)械破碎方法進(jìn)行拆除，基于“先建后拆、后建先拆、對稱拆除”的原則，拆除順序為橋面系及附屬工程→梁板翼緣板→頂板→腹板→底板。后將PM12-11、PM11-10 跨采用繩鋸切割方法進(jìn)行拆除，在橋面系及附屬工程和翼緣板提前拆除后，進(jìn)行場地清理并搭設(shè)滿堂支架，將每塊箱體寬度控制在2m 以內(nèi)進(jìn)行繩鋸切割。PM10-09跨作為繩鋸切割橋跨處于懸臂狀態(tài)時的配重段，在繩鋸切割結(jié)束后采用上述的機(jī)械破碎手段進(jìn)行移除。不僅縮短了工期，而且保證了橋上橋箱體切割塊的平穩(wěn)落地，提高了拆除過程中的力學(xué)體系轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性。

圖3 待拆橋跨永久支座臨時固定

圖5 PM10-PM09橋跨機(jī)械破碎示意圖

圖6 PM12-PM10橋跨繩鋸切割示意圖

2.2 施工工藝流程（見圖7）

圖7 施工工藝流程

圖8 現(xiàn)狀保留橋墩鋼管樁支撐

圖10 滿堂支架體系

2.3 既有結(jié)構(gòu)物保護(hù)

因所拆除匝道橋箱梁與現(xiàn)狀橋梁緊臨，匝道橋原有分聯(lián)墩（保留匝道分聯(lián)墩）需保留使用，拆除施工前需對既有墩柱采用相應(yīng)的保護(hù)措施。

①既有匝道橋墩柱保護(hù)

橋梁靠近墩柱處采用鋼管柱對梁體進(jìn)行支撐防護(hù)。鋼管柱臨時支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)為2 根Φ630mm×6mm 鋼管樁，鋼管柱底部澆筑1m×1m×0.5m 的C30混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂部預(yù)埋鋼板與鋼管樁焊接；鋼管樁頂部設(shè)置三角鋼鍥塊調(diào)節(jié)上部高度，鋼管樁直接承受箱梁拆除保留部分重量。

②既有老橋保護(hù)

為防止護(hù)欄拆除時混凝土塊等雜物損傷現(xiàn)狀合淮路橋瀝青路面，護(hù)欄拆除前對護(hù)欄邊的橋面鋪設(shè)20cm 厚碎石土進(jìn)行保護(hù)，同時在鋼護(hù)欄周圍安裝鋼管框架進(jìn)行防護(hù)。

2.4 橋面附屬拆除

待拆橋梁上各種管線、路燈、標(biāo)志標(biāo)牌等附屬結(jié)構(gòu)物較多，分屬于不同的產(chǎn)權(quán)單位。護(hù)欄拆除之前，要求各產(chǎn)權(quán)單位先行拆除。

2.5 護(hù)欄及翼緣板拆除

施工前基于破碎法施工采用320D長臂破碎機(jī)將護(hù)欄及翼板進(jìn)行破除，破碎護(hù)欄及翼板時控制破碎料大?。讲淮笥?0cm），鋼筋由人工氣割切除，破除不到位的部分采用人工持風(fēng)鎬上橋鑿除，拆除面至箱梁翼緣板和腹板分界面處，拆除順序為對稱單向依次拆除。

2.6 滿堂支架搭設(shè)

按照縱橫向60cm×60cm 間距搭設(shè)盤扣支架，頂托上橫橋向設(shè)置10cm×10cm 方木，支架落在橋下及下方橋梁上，并在下方的橋梁底板下按照同等間距搭設(shè)托底盤扣支架，利用下部橋梁作為過渡層。為了減少現(xiàn)狀橋梁的變形，在現(xiàn)狀橋梁頂板部位利用10cm×10cm方木作為支架底部橫梁，將上方壓力均布傳遞在腹板位置，保證既有橋梁的受力安全。

支架搭設(shè)前對既有橋梁下方場地進(jìn)行整平碾壓，并對地基軟弱位置進(jìn)行翻挖處理，地基處理完成后澆筑15cmC15混凝土作為墊層。

2.7 機(jī)械破碎拆除

采用液壓破碎錘均勻布設(shè)在橋梁兩側(cè)，對現(xiàn)澆段箱梁整體式破除。按橋面板、腹板、底板的次序從外向內(nèi)分次對稱鑿除，先中跨后邊跨的程序進(jìn)行，PM13-PM12 跨先進(jìn)行破碎，機(jī)械破碎段PM09-PM10 跨在PM12-PM10 繩鋸切割段完成后進(jìn)行破碎，期間派專人指揮破碎錘，避免同步施工引起共振。拆除時采用破碎錘配合人工氣割，人工切割采用吊車配備吊籃進(jìn)行實施，并配備專人指揮，同時用破碎錘清理干凈松散的混凝土等散落物，安排專人割除外漏鋼筋。需要注意以下三方面內(nèi)容。

①箱梁頂板及底腹板混凝土采用長臂破碎錘在橋下拆除，鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼絞線束用挖掘機(jī)配液壓剪除。

②箱梁頂板拆除時采用破碎錘從跨中向兩側(cè)對稱拆除，每一跨破碎完畢，立即清理混凝土塊，減輕對箱梁的荷載。

③邊腹板拆除時自跨中向兩側(cè)拆除，如遇預(yù)應(yīng)力鋼束，則采用液壓剪或氣割將預(yù)應(yīng)力鋼束放張，直至腹板拆除完成。隨后自跨中向兩側(cè)拆除底板混凝土，最后拆除中腹板。

2.8 繩鋸切割拆除

繩鋸切割段吊車站位處的地基需進(jìn)行反挖換填處理，反挖深度為50cm，并重新填入級配碎石進(jìn)行夯實碾壓，碾壓后在地表面鋪設(shè)鋼板來提高承載能力。

根據(jù)待拆橋梁圖紙設(shè)計，中橫梁PM10、PM12=17.62×3×2.55=134.793t，PM11=17×2.1×3×2.55=273.105t。根據(jù)其重量，施工中按照小于2m 間距進(jìn)行切割。PM10、PM12 橫梁直接在柱頂進(jìn)行破碎，PM11以2m 為一段進(jìn)行分段切割。切割前根據(jù)吊點孔設(shè)計圖在2m 一道的分割線位置進(jìn)行鉆孔，進(jìn)而將金剛石繩鋸從吊點孔穿入，通過動力裝置啟動切割。梁體切割時吊車?yán)K索適當(dāng)拉直即可，吊裝時切割塊和繩索之間的夾角控制在不小于45°，保證切割塊平穩(wěn)落地。

圖11 PM12-PM10橋跨繩鋸切割現(xiàn)場

合肥市西二環(huán)項目對橋上橋曲線橋跨的拆除采用繩鋸切割結(jié)合機(jī)械破碎手段進(jìn)行拆除，繩鋸切割梁底采用滿堂支架作為支撐體系，過程中通過采用支座臨時固結(jié)、老橋面和鋼護(hù)欄進(jìn)行防護(hù)以及“由高到低”的拆除方向等技術(shù)措施，完成橋上橋的梁體拆除工作。相比于原設(shè)計，使用門架式貝雷梁作為支撐體系，工期從17天縮短至8天，節(jié)省工期9天。

3 總結(jié)

本技術(shù)采用繩鋸切割結(jié)合機(jī)械破碎施工技術(shù)對橋梁進(jìn)行拆除，保障了施工安全性的同時可以控制施工進(jìn)度。

本技術(shù)在既有老橋面上和鋼護(hù)欄周圍分別設(shè)置緩沖層和防護(hù)框架，降低機(jī)械破碎混凝土塊對既有老橋的破壞程度。

本技術(shù)在繩鋸切割段梁底和投影區(qū)域下的既有老橋梁底設(shè)置滿堂支架支撐體系，待拆橋梁的支架頂部僅設(shè)置橫向分配梁，為繩鋸切割技術(shù)提供工作面。既有老橋面的支架底部設(shè)置垂直于腹板方向的分配梁，降低上部荷載對既有老橋產(chǎn)生的應(yīng)力集中，提升梁體在支撐體系中的“過渡層”作用，且滿堂支架體系的搭設(shè)速度較門架式貝雷梁要快，可以有效地縮短工期。

本技術(shù)采用“由高到低”的順序?qū)蛄哼M(jìn)行逐跨拆除，有利于橋梁拆除處于懸挑狀態(tài)時梁體和支撐系統(tǒng)的整體受力穩(wěn)定性。

本技術(shù)采用鋼圈焊接的方式對支座進(jìn)行臨時固結(jié)，提高橋梁拆除中抗滑移性。