高速公路改擴(kuò)建工程橋梁拆除施工技術(shù)研究

許冬萍，宋志甫

(吉安市交通工程建設(shè)有限公司 吉安市 343000)

自上世紀(jì)80年代起，滬嘉高速公路的建成掀起了我國(guó)高速公路建設(shè)的熱潮。隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的累積，早期建成的高速公路面臨病害問(wèn)題日益突出、交通量日益增長(zhǎng)等問(wèn)題，需要對(duì)其改擴(kuò)建。橋梁工程作為改擴(kuò)建項(xiàng)目的一個(gè)控制節(jié)點(diǎn)，在工程實(shí)施過(guò)程中，在邊通車邊施工的條件下進(jìn)行橋梁拆除是工程的難點(diǎn)之一，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程就橋梁拆除施工工藝展開(kāi)分析[1]。

1 工程概況

某高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目總里程17.5km，路線走向呈南北向，為4車道改8車道工程，其中1.7km為單側(cè)加寬右幅新建、其余為兩側(cè)拼寬。

沿線共11座橋梁，30m先簡(jiǎn)支后連續(xù)I型梁橋共1座、位于單側(cè)加寬段，其余10座橋梁為13～20m橋面連續(xù)空心板梁、位于兩側(cè)拼寬段。設(shè)計(jì)方案中所有橋梁均需拆除梁板和蓋梁后，重新進(jìn)行蓋梁的澆筑和梁板的架設(shè)，完成四車道改八車道工作。橋梁施工過(guò)程有雙向兩車道保通需求，需結(jié)合具體施工順序編制施工交通組織方案，對(duì)高速公路行車產(chǎn)生較大的影響。且部分橋梁上跨河流，拆除條件受限，加之拆除梁板重量大，故橋梁拆除施工難度較大[2]。

2 總體施工方案

2.1 總體方案

沿線橋梁的上部結(jié)構(gòu)與蓋梁需進(jìn)行拆除，具體拆裝方案如下：

2.1.1橋梁上部結(jié)構(gòu)拆除方案

(1)跨徑≥20m的梁板先割除一跨的防撞護(hù)欄(每節(jié)4m)，在橋跨上安裝120t架橋機(jī)，然后按原有梁板寬度逐片切割濕接縫和橫隔板，采用架橋機(jī)按架梁相反的步驟和順序逐片拆除梁板。

(2)跨徑<20m的梁板先割除一跨的防撞護(hù)欄(每節(jié)4m)，按原有梁板的寬度，逐跨逐片切割梁板，采用汽車吊拆除梁板。

2.1.2蓋梁拆除方案

利用抱箍搭設(shè)施工平臺(tái)后，采用金剛繩鋸切割法將蓋梁分塊切割，通過(guò)汽車吊吊離。對(duì)于墩頂位置的蓋梁部分，切割蓋梁側(cè)面及頂面箍筋后，鉆孔、埋設(shè)膨脹劑，待混凝土裂開(kāi)之后采用人工進(jìn)行鑿除。

施工設(shè)備統(tǒng)計(jì)表如表1所示。

表1 設(shè)備統(tǒng)計(jì)表

2.2 施工交通組織

對(duì)于單側(cè)新建加寬的橋梁，在新建右幅橋梁完成后，將左幅橋梁的交通引導(dǎo)至右幅，再進(jìn)行左幅橋梁施工。對(duì)于兩側(cè)加寬橋梁，先將交通引至左幅，待右幅蓋梁及上部結(jié)構(gòu)施工完成后，將交通引導(dǎo)到右幅，最后施工左幅。

3 橋梁拆除技術(shù)要點(diǎn)

3.1 跨徑≥20m的梁板拆除

施工工藝流程：交通管制→切割、吊離護(hù)欄→架橋機(jī)安裝驗(yàn)收→梁板劃線、切割→架橋機(jī)將梁板吊至運(yùn)梁車→架橋機(jī)按順序拆除其余橋垮。

3.1.1拆除防撞護(hù)欄、設(shè)置臨時(shí)防撞設(shè)施

由于防撞護(hù)欄影響邊梁重心，若不拆除在吊梁時(shí)會(huì)造成梁體傾斜，產(chǎn)生安全隱患，因此需拆除防撞護(hù)欄。

采用金剛繩鋸切割法，每4m為一段對(duì)防撞護(hù)欄進(jìn)行分段切割。采用隨車吊吊裝拆除，每段重量約3t，切割方向以梁端起點(diǎn)方向往梁端終點(diǎn)方向，先切割豎向4m節(jié)段后，通過(guò)Φ100mm吊孔吊緊節(jié)段后進(jìn)行水平向切割。切割完成后需運(yùn)至指定地點(diǎn)進(jìn)行破碎。

圖1 防撞護(hù)欄分塊切割示意圖

原設(shè)計(jì)橋梁左右幅共用內(nèi)側(cè)護(hù)欄，施工時(shí)在內(nèi)側(cè)護(hù)欄1m處安裝移動(dòng)式鋼護(hù)欄防護(hù)，見(jiàn)圖2。

圖2 新增移動(dòng)式鋼護(hù)欄示意圖

3.1.2架橋機(jī)安裝和驗(yàn)收

在橋梁的首跨或末跨按要求安裝架橋機(jī)，并應(yīng)通過(guò)試車試驗(yàn)和驗(yàn)收。架橋機(jī)安裝前應(yīng)在墩頂橋面處畫出與蓋梁平行標(biāo)線，以保證橫移軌道與蓋梁平行。

3.1.3拆除梁板

20m空心板邊梁最重為40.4t，30mI型梁邊梁最重為100.46t，采用120t架橋機(jī)按架梁的逆向順序拆除能滿足安全質(zhì)量和進(jìn)度要求。

具體施工流程如下：

(1)標(biāo)識(shí)切割線、吊裝孔位。梁體的切割線主要在濕接縫中心、墩頂連續(xù)段中心。吊裝孔位位于梁體1/4、3/4處，位于梁體腹板兩側(cè)。

(2)切割。對(duì)空心板采用金剛繩切割機(jī)沿切割線將橋面鋪裝及鉸縫切割梁體。但對(duì)30mI型梁為了保持梁體的穩(wěn)定性，在拆除時(shí)保留兩端橫隔板，防止I型梁側(cè)倒，在吊裝時(shí)再進(jìn)行切斷。在拆除每跨梁部時(shí)，最后拆除的一片梁為中梁，不宜將邊梁作為最后一片拆除，保證吊裝的安全性，在切割鉸縫的同時(shí)沿位于墩頂?shù)默F(xiàn)澆連續(xù)段中心線位置切割梁體。

(3)架橋機(jī)用兜底吊的方式帶緊梁體，之后用金剛繩鋸把梁頭預(yù)留未切割的橫隔板切割掉。

(4)采用架橋機(jī)將梁體吊運(yùn)至運(yùn)梁車上運(yùn)至破碎場(chǎng)。

3.1.4保證梁體穩(wěn)定性措施

先簡(jiǎn)支后連續(xù)I型梁梁高為1.8m，梁截面底端為0.54m，單片梁立于蓋梁上存在失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。有兩種情況能使單片梁存在傾覆的可能：

(1)切除完梁體與梁體間的連系，如濕接縫、橫隔板。

(2)同一跨梁體最后只剩下兩片梁未拆的的時(shí)候，割除最后兩片梁間的連系之后。

對(duì)于第一種情況，先割除梁間濕接縫和除了主梁端橫隔板連系之外的其它橫隔板，用架橋機(jī)兜底吊吊住梁體之后，稍微帶緊鋼絲繩，再割除梁與梁之間預(yù)留主梁端橫隔板連系。對(duì)于第二種情況，當(dāng)拆除只剩下最后兩片梁時(shí)，先在最后一片拆除的中梁梁端橫梁下支墊硬枕木和在翼板根部加型鋼支撐，再行邊梁拆除，以保證最后單梁不失穩(wěn)。

圖3 I型梁臨時(shí)固定措施

3.2 跨徑<20m的梁板拆除

對(duì)于16m和13m跨徑的橋梁，16m和13m空心板邊梁最重為25.6t、20.89t，以一片梁為單元由外向內(nèi)切割拆除后，采用單臺(tái)160t汽車吊按架梁的逆向順序逐跨吊離梁板。

具體操作與之前方法一致，不同的是將120t架橋機(jī)改為通過(guò)在橋面上設(shè)置160t吊車進(jìn)行梁體吊裝。

圖4 吊車梁體拆除示意圖

3.3 蓋梁拆除

施工工藝流程：安裝抱箍支架→分塊切割蓋梁→汽車吊就位→吊除蓋梁→環(huán)切法拆除墩頂處蓋梁→清理墩柱、調(diào)直鋼筋、清理場(chǎng)地。

3.3.1搭設(shè)抱箍平臺(tái)

搭設(shè)抱箍平臺(tái)供人員操作和切割混凝土塊體的承重平臺(tái)，同時(shí)作為新建蓋梁的支架。由于蓋梁的存在，直接安裝抱箍和平臺(tái)存在困難，需在墩柱底拼裝好抱箍和平臺(tái)后提升至適當(dāng)位置，最后緊固抱箍。

抱箍采用雙層抱箍，從下往上布置為抱箍、I56a雙拼工字鋼，每30cm間距布置的雙拼10#槽鋼，5cm高度的調(diào)節(jié)高程墊鐵，蓋梁底模，如圖5所示。

圖5 抱箍支架側(cè)面圖

3.3.2分塊切割蓋梁

將蓋梁分7段進(jìn)行切割線標(biāo)記，即蓋梁懸臂部分為Ⅰ區(qū)、墩頂部分為Ⅱ區(qū)、兩墩柱間部分為Ⅲ區(qū)，見(jiàn)圖6。

圖6 蓋梁分塊切割示意圖

(1)拆除區(qū)域Ⅰ，在區(qū)域Ⅰ兩側(cè)面各鉆兩個(gè)孔，即蓋梁兩側(cè)側(cè)面高度三分之一離塊件兩端四分之一處用風(fēng)鉆鉆直徑為35mm、深度為200mm的孔，然后插入50cm長(zhǎng)的32mm螺紋鋼，露出30cm便于吊裝時(shí)防止鋼絲繩滑動(dòng)，采用1臺(tái)50t吊車將這段蓋梁吊緊，再用繩鋸將其從蓋梁上割離，最后吊至平板車上運(yùn)至專用破碎場(chǎng)地進(jìn)行破碎。

(2)拆除區(qū)域Ⅲ，該區(qū)域最重為38.80t。將區(qū)域Ⅲ均分為3塊，每塊重約12.93t，采用50t吊車，作業(yè)半徑8m。依次對(duì)每塊進(jìn)行捆綁式吊裝施工，首先采用將這小段蓋梁吊緊，再用繩鋸將其從蓋梁上割離，最后吊至平板車上運(yùn)至專用破碎場(chǎng)地進(jìn)行破碎。

(3)拆除區(qū)域Ⅱ，剩余墩頂位置的蓋梁采用切割機(jī)先在蓋梁側(cè)面及頂面進(jìn)行切割，將蓋梁箍筋切斷，然后鉆孔，埋設(shè)膨脹劑，待混凝土裂開(kāi)之后，采用人工進(jìn)行鑿除，見(jiàn)圖7。

4 結(jié)語(yǔ)

在某高速公路工程橋梁拆除施工過(guò)程中，根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)，在做好施工期間的交通組織的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同跨徑的橋梁分別采用了架橋機(jī)和汽車吊兩種吊裝切除技術(shù)施工，并采用抱箍支架法進(jìn)行蓋梁拆除，為工程順利完成打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為同類型項(xiàng)目施工提供了借鑒。