老橋拆除施工方案比選及實(shí)施

張潤(rùn)澤,閔 玉

（四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司,四川 成都 610200）

老橋拆除施工方案比選及實(shí)施

張潤(rùn)澤,閔 玉

（四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司,四川 成都 610200）

近年來(lái),隨著城市飛速發(fā)展,市政路網(wǎng)規(guī)劃更新調(diào)整周期也不斷縮短,隨之而來(lái)的老橋拆除重建工作也進(jìn)入了近幾年的多數(shù)城市市政工程的實(shí)施清單中。從當(dāng)前老橋拆除施工技術(shù)現(xiàn)狀出發(fā),結(jié)合筆者近期參與管理實(shí)施的沿海某市老橋拆除施工的實(shí)際工作,通過(guò)綜合比較,最終確定"支架+繩鋸分塊切割吊裝拆除"的方案,并予以實(shí)施,達(dá)到預(yù)期效果。

老橋；拆除；施工方案；比選；實(shí)施

0 引言

近年來(lái),隨著城市的飛速發(fā)展,市政道路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整周期不斷縮短；老路擴(kuò)建翻新、新增高架快速化通道、老橋拆除擴(kuò)建等成為多數(shù)城市市政工程實(shí)施清單中不斷增加的項(xiàng)目,老橋拆除施工成為原址新橋重建的前奏。但從近幾年老橋拆除施工過(guò)程中發(fā)生的坍塌事故可以看出,拆除方案的選擇及實(shí)施成為施工安全的關(guān)鍵。

1 工程概況

該工程為沿海某市外環(huán)線高架老橋,根據(jù)該市最新規(guī)劃設(shè)計(jì)需對(duì)該老橋進(jìn)行拆除。涉及范圍為該段老橋4聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁。全長(zhǎng)約480 m,拆除C50混凝土約12 000 m3,鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼絞線約2 000 t。橋跨布置:4×（40×3）m,橫斷面為單箱五室結(jié)構(gòu),橋?qū)?8 m,梁高2.2 m,橋高0.5～10 m,其中一跨跨越現(xiàn)狀25 m寬河道。

該路段為城市主要干道之一,由于橋梁周邊分布幾所大、中、小學(xué)校,當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)管理部門(mén)要求橋梁拆除僅能利用學(xué)校暑假期間進(jìn)行,如若暑假期間不能完成橋梁拆除工作,必須按時(shí)開(kāi)放交通,剩余未拆除部分待寒假方可繼續(xù)施工；根據(jù)對(duì)當(dāng)?shù)貙W(xué)校走訪,當(dāng)?shù)胤偶僮钸t的為6月底,剩余時(shí)間僅60 d；加之,通過(guò)類(lèi)似工程實(shí)施案例了解到,相似規(guī)模的工程拆除大約需90 d。因此,拆除施工任務(wù)重,施工安全風(fēng)險(xiǎn)極大,施工組織、管控要求很高。

2 拆除施工方案比選

2.1 方案A:一次性爆破拆除方案

通過(guò)封閉施工區(qū)域段道路7 d左右,在墩柱對(duì)應(yīng)處埋設(shè)靜態(tài)爆破劑,通過(guò)爆破劑發(fā)生水化反應(yīng),使位于墩柱內(nèi)的爆破劑體積膨脹,膨脹應(yīng)力大于砼極限拉應(yīng)力導(dǎo)致混凝土墩柱開(kāi)裂,失去承受能力,使現(xiàn)澆箱梁整體倒塌落至橋梁投影面下,清理設(shè)置圍擋維護(hù)起來(lái),開(kāi)放交通,通過(guò)挖機(jī)在圍擋內(nèi)在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)落地現(xiàn)澆箱梁砼逐段破碎并外運(yùn)。

2.1.1 優(yōu)點(diǎn)

封道7天,封道時(shí)間短,交通影響小,整橋一次性坍塌、工效高；省去支架搭拆及砼切割及部分吊裝費(fèi)用,成本較低。

2.1.2 缺點(diǎn)

目前,化學(xué)靜態(tài)爆破技術(shù)在現(xiàn)澆橋梁上使用案例極少,可參考類(lèi)似工程不多；根據(jù)已有小型工程拆除的案例得知,化學(xué)靜態(tài)爆破技術(shù)不成熟,極易出現(xiàn)水化反應(yīng)不可控情況,可能造成“危橋”現(xiàn)象,極大的增加了老橋拆除施工難度,安全風(fēng)險(xiǎn)極高；控制不當(dāng)極可能造成重大安全事故；爆破后現(xiàn)場(chǎng)砼破碎設(shè)備破碎施工噪音高,揚(yáng)塵污染大。

2.2 方案B:采用支架+繩鋸分塊切割混凝土現(xiàn)澆箱梁方案

通過(guò)封閉道路交通約30 d,采用支架+繩鋸分塊切割混凝土現(xiàn)澆箱梁,使用350 t履帶吊按切割順序及分塊情況,逐塊吊混凝土切塊,并通過(guò)120 t平板車(chē)運(yùn)輸至場(chǎng)外,再通過(guò)破碎設(shè)備對(duì)混凝土切塊予以破除的方案。

2.2.1 優(yōu)點(diǎn)

場(chǎng)內(nèi)封閉施工,對(duì)周邊環(huán)境安全影響較小,采用支架搭拆速度快,使用大塊砼切割新工藝即金剛石繩鋸切割具有噪音低,無(wú)污染,速度快,切角任意,條件受限小,安全風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小[1]。

2.2.2 缺點(diǎn)

混凝土切割作業(yè)及混凝土塊吊裝、運(yùn)輸作業(yè)存在一定安全風(fēng)險(xiǎn),且需封閉道路30 d左右,交通影響較大。成本相對(duì)增加。

2.3 方案C:采用支架+帶破碎頭挖機(jī)直接橋下破除方案[2]

通過(guò)封閉施工區(qū)域道路約60 d,在橋下搭設(shè)支架,通過(guò)帶破碎頭挖機(jī)在橋上逐段破除箱梁頂板、底板、橫梁；剩余腹板采用破碎挖機(jī)在橋下直接破除作業(yè),完成橋梁拆除。

2.3.1 優(yōu)點(diǎn)

場(chǎng)內(nèi)封閉施工,對(duì)周邊環(huán)境安全影響較大,成本相對(duì)節(jié)約。

2.3.2 缺點(diǎn)

箱梁混凝土破碎聲音大,粉塵污染大,施工工期長(zhǎng),施工區(qū)域道路封閉約60 d,交通影響很大。

通過(guò)上述A、B、C三個(gè)方案比選,結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)交通、學(xué)校、居民區(qū)及其他外部環(huán)境,從拆除施工涉及的全程作業(yè)安全、施工技術(shù)可行性、施工工期要求、工程經(jīng)濟(jì)性、國(guó)家及當(dāng)?shù)丨h(huán)保、水保要求等方面綜合對(duì)比研究分析,方案B較其他兩個(gè)方案,具有相對(duì)明顯優(yōu)勢(shì),且有成功實(shí)施的案例,只要實(shí)施過(guò)程控制得當(dāng),滿足上述相關(guān)要求,就能確保工程在有限時(shí)間內(nèi)順利完成。因此,選擇方案B作為本工程的拆除方案。

3 拆除施工方案實(shí)施

3.1 實(shí)施概述

首先封閉施工道路,硬化處理支架基礎(chǔ),搭設(shè)橋下碗扣式滿堂支架,穿插拆除橋面系及附屬設(shè)施。隨后采用金剛石繩鋸靜力分塊切割現(xiàn)澆箱梁主體結(jié)構(gòu),利用350 t履帶吊對(duì)切割后的砼塊逐個(gè)吊離,采用120 t大型平板車(chē)運(yùn)輸至場(chǎng)外破除。直至所有現(xiàn)澆箱梁混凝土塊切割、吊裝、外運(yùn)完畢,支架拆除,恢復(fù)交通。

3.2 拆除準(zhǔn)備

編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案和交通封閉繞行方案,組織專(zhuān)家論證并報(bào)批,發(fā)布拆橋段交通封閉繞行公告,施工人員、材料及機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng),并按要求對(duì)施工人員進(jìn)行三級(jí)安全教育及安全技術(shù)交底,進(jìn)場(chǎng)材料及機(jī)械設(shè)備進(jìn)行報(bào)驗(yàn)。規(guī)范設(shè)置圍擋,封閉交通；通電、接水,并完善場(chǎng)地排水系統(tǒng),防止污染周邊環(huán)境；對(duì)涉及雨污水、電信、路燈、交通信號(hào)監(jiān)控等完成對(duì)接及防護(hù)；同步完成其他相應(yīng)準(zhǔn)備工作[3,4]。

3.3 支架施工

在需要拆除的橋梁下搭設(shè)鋼管支架,作為拆除跨箱梁腹板的支撐。本跨鋼管支架共有兩排,兩排鋼管中心間距為9 m,鋼管距離n#和（n+1）#橋墩中心距離為8 m,兩排鋼管之間通過(guò)325 mm× 6 mm型鋼進(jìn)行縱向連接,共三組。鋼管柱采用600×8鋼管,每排共5根鋼管,間距為5.75 m和5.5 m,鋼管和鋼管之間采用325×6鋼管進(jìn)行連接。鋼管上架設(shè)2H500型鋼作為分配梁,分配梁和箱梁之間留有5 cm距離,待箱梁頂板和底板破除完成后在分配梁上箱梁腹板的位置用木板（或橡膠）進(jìn)行支墊,在此時(shí)支墊是為保證腹板兩端破除后不對(duì)支架產(chǎn)生沖擊荷載,同時(shí)減少拆除腹板是破碎頭對(duì)鋼管支架的振動(dòng),避免鋼管支架失穩(wěn)和地基土產(chǎn)生沉降。

鋼管支架基礎(chǔ)為原地面換填50 cm以上宕渣并壓實(shí),在其上澆筑截面尺寸100 cm×100 cm的C25混凝土基礎(chǔ),在混凝土條形式上部和下部用φ10的圓鋼鋪設(shè)一道鋼筋網(wǎng)。為防止在橋梁拆除過(guò)程中,支座活動(dòng)位移,首先在支座四周用20 mm鋼板連接支座上下蓋板,焊接牢固,鎖定支座。

3.4 混凝土塊切割、吊運(yùn)破碎

3.4.1 混凝土塊切割

混凝土塊切割前,充分考慮施工周邊環(huán)境、交通、工期、起重等關(guān)鍵綜合因素,結(jié)合老橋?qū)嶋H,進(jìn)行縱、橫向現(xiàn)澆箱梁砼分塊。4聯(lián)箱梁共劃分混凝土塊350塊,單塊長(zhǎng)約為7～11 m,寬約為2～5 m；最大混凝土塊重量約80 t。

切割采用金剛石繩鋸按方案設(shè)定的切割順序進(jìn)行連續(xù)切割作業(yè),金剛石繩鋸混凝土切割設(shè)備具有切割無(wú)振動(dòng),對(duì)結(jié)構(gòu)無(wú)影響,體積輕巧,裝拆就位快,切割能力強(qiáng),效率高,采用水冷卻,無(wú)施工粉塵,切口平直等特點(diǎn)。

切割前,對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束布設(shè)、切割線做紅油漆標(biāo)明。切割時(shí)切縫要稍微外斜,形成上大下小的楔塊。混凝土切割過(guò)程中,注意觀測(cè)支墊點(diǎn)位的穩(wěn)定情況,防止梁段的突然斷裂造成對(duì)支墊位沖擊受力過(guò)大出現(xiàn)意外。

由于箱梁預(yù)應(yīng)力釋放及分塊切割后,既有橋梁預(yù)應(yīng)力體系已發(fā)生較嚴(yán)重的破壞,預(yù)應(yīng)力鋼束可能存在殘余應(yīng)力,為防止梁體變形位移發(fā)生梁體與支撐脫空,必須保證支架頂方木與箱梁體始終處于緊貼狀態(tài),同時(shí)安排專(zhuān)業(yè)人員對(duì)施工過(guò)程全程監(jiān)控。

3.4.2 混凝土塊吊運(yùn)、破碎

通過(guò)350 t履帶吊采用四點(diǎn)吊法進(jìn)行吊裝。橫梁采用鋼絲繩捆綁兜底法進(jìn)行提吊,吊裝過(guò)程中,采用鋼瓦做好角點(diǎn)遮墊,保護(hù)好鋼繩不受損壞。

混凝土塊用120 t平板車(chē)運(yùn)至場(chǎng)外遠(yuǎn)郊的存放場(chǎng)地,通過(guò)炮頭就地破碎。

3.4.3 安全管理

據(jù)本工程老橋拆除的特點(diǎn),即橋下支架搭設(shè)難度大、邊施工單側(cè)道路邊臨時(shí)保通、切塊量大,吊裝重量重,工期緊,道路繞行前需進(jìn)行施工準(zhǔn)備,施工組織難度大等,分析出施工現(xiàn)場(chǎng)中存在的重大施工危險(xiǎn)源,針對(duì)各個(gè)危險(xiǎn)源,分別定制相應(yīng)的防控措施,確保施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全可控。

4 結(jié)語(yǔ)

從安全角度出發(fā),本工程在拆除過(guò)程中,未發(fā)生任何安全事故,安全管理達(dá)到預(yù)期目標(biāo)；從工期角度,本工程實(shí)際施工工期50 d,比既定工期提前10 d完成；從經(jīng)濟(jì)性角度,工期提前較計(jì)劃成本有一定節(jié)約；社會(huì)效益角度,本工程在預(yù)定時(shí)間內(nèi)完成交通開(kāi)放,且施工期間未接到任何投訴,贏得了當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)管理部門(mén)、建設(shè)單位、監(jiān)理單位等認(rèn)可。本方案比選及拆除施工實(shí)施要點(diǎn)可為相似老橋拆除作業(yè)提供借鑒。

[1]許洪強(qiáng).金剛石繩鋸在市政匝道橋梁拆除中的應(yīng)用[J].工程技術(shù):文摘版,2016(11):317.

[2]馮博.鬧市區(qū)橋梁拆除技術(shù)淺談[J].建筑知識(shí),2016(2):166.

[3]李耀生.舊橋拆除方案探析 [J].城市道橋與防洪,2014(12): 137-139.

[4]李旭東.鬧市區(qū)不封道條件下已有高架橋的拆除技術(shù)[J].建筑施工,2009,31(1):70-73.

U445.45

B

1009-7716（2017）07-0189-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.07.058

2017-00-00

張潤(rùn)澤（1984-）,男,安徽霍邱人,項(xiàng)目總工程師,道橋工程師,從事道路橋梁施工技術(shù)管理研究工作。