T 型剛構橋拆除施工關鍵技術應用

鐘志斌

（廣州市交通工程質量監督站，廣東 廣州 511430）

0 引言

隨著社會經濟的不斷發展，越來越多舊橋的通行功能不能滿足其所處位置的交通通行需求，因此許多橋梁都面臨著拆除重建的命運［1］。橋梁拆除方法主要有整孔爆破拆除、液壓炮機逐孔直接破碎鑿除、分塊切割吊裝法。本文以廣州某大橋重建工程為例，因該橋址對環保文明施工要求高，通過方案比選，決定采用分塊切割吊裝法帶掛梁 T 型剛構橋拆除總體方案，介紹架橋機分片吊離法主橋掛梁、T 構箱梁拆除等施工關鍵技術在該橋拆除施工的應用。

1 工程概況

某大橋重建工程，位于廣東省廣州市花都區炭步鎮境內，是省道 S118 線跨越巴江河的跨河橋，該處原有一座建于 20 世紀 90 年代的舊橋，此次工程為拆除舊橋，在舊橋址處及舊橋上游重建一座分幅式新橋及引道，路線總體呈東北至西南走向。本次重建范圍路線總長 1.71 km，規劃紅線寬 60 m，為城市快速路。擬建橋梁分左、右兩幅，右幅橋位于舊橋上游（西面），左幅橋位于舊橋址處，橋梁長度 878.4 m（含耳墻長度）。右幅新建橋于 2021 年 1 月建成通車后，左幅舊橋開始拆除施工。

圖1 廣州某大橋舊橋

該大橋舊橋上部結構，引橋采用 16 m 普通鋼筋混凝土簡支 T 梁，主橋長 52.5 m（25 m 預應力半掛T梁+27.5 m T 構箱梁）+80 m（27.5 m T 構箱梁+25 m 預應力全掛 T 梁+27.5 m T 構箱梁）+52.5 m（25 m 預應力半掛T 梁+27.5 m T 構箱梁）=185 m。T 構箱梁部分為預制吊裝懸拼結構，箱梁橫斷面 1 #～9 # 梁段為雙箱單室，10 #、11 #（牛腿）梁段為單箱三室，其中 1 # 梁段與墩頂0 # 塊為濕接縫拼接，2 #～11 # 塊與前一段采用環氧樹脂膠拼接。下部結構引橋為三柱墩，四柱座板式橋臺，主橋附墩為四柱式墩，主墩為空心墩，基礎為鉆孔灌注支承樁。炭步大橋 2015 年的檢測結果評定為三類橋，2016 年為四類橋。

2 拆除方案比選

基于該大橋跨越有通航要求的巴江河，周邊有高層住宅，對環保文明施工要求高，采用分塊切割吊裝法拆除施工。吊裝方案比選：①原設計采用浮吊分塊吊至運輸船，再吊裝至陸地用汽車轉運至破碎點。該方法安全，但舊橋水中主墩位于河道淺灘處，無法駛入浮吊；同時需長時間封閉通航河道，在作業區的上下游合適處還需建設臨時錨錠區供過往船只的臨時拋錨，規模大，影響范圍廣且施工準備周期較長。②桅桿吊拆除+陸地汽車轉運至指定破碎點，在舊橋主墩處設置可 360°旋轉的桅桿吊，通過旋轉的桅桿吊分節段直接吊至陸地的汽車上再轉運至破碎點，這種方法簡便快捷，前期工作量小，時間短，對通航影響小，但安全風險大。③梁式架橋機+陸地汽車轉運對指定破碎點，利用架橋機天車把切割件吊至陸地汽車上在轉運，該方法的特點是簡便快捷，前期做準備的工作量小、時間短，對河道通航影響小，相對安全。在對比以上 3 種吊裝方案后，決定選取第 3 種作為此次舊橋拆除的方案。

3 拆除總體方案

首先進行交通疏導封閉舊橋交通，完成所有管線的遷改后，并取得當地政府、公路管理部門、交通管理部門及航道、海事等水運部門的許可后，方可進行舊橋的拆除工作。先主橋掛梁拆除，后主橋 T 構箱梁及引橋拆除［2］。先主橋后引橋，先利用引橋作為運輸通道，把主橋三孔掛梁拆除后，主橋與引橋已完全分離，此時主橋、引橋可同時進行拆除作業。

主橋拆除順序：主橋防撞護欄→中跨掛梁→邊跨掛梁→主橋 T 構箱梁對稱分節段逐步拆除（11 #～1 # 塊）→主墩拆除（含 0 # 塊）→主墩承臺拆除→北岸水中主墩樁基（14 #）拆除→場地清理→硬化清掃河床。

引橋拆除順序：總體從主橋向兩端橋臺方向，即：13 # 孔→1 # 孔，17 #→29 # 孔。單孔順序：跨中填筑長條狀土堆→清理橋面→封閉交通→液壓炮機就位→2臺炮擊于跨中對稱從外側向結構中心線方向以整跨范圍內破碎上部結構直至全部破碎拆除→蓋梁就地破碎→橋臺就地鑿除→場地清理。

4 主橋掛梁（預制 T 梁）拆除

主橋掛梁（預制 T 梁），采用架橋機分片吊離法，先中跨掛梁，后邊跨掛梁。拆除順序：舊橋靠引橋側 T 構牛腿（懸拼 11 # 塊）下臨時支撐墩施工→架橋機拼裝并檢驗及試吊等→主橋跨中掛梁拆除→架橋機移至邊跨→邊跨掛梁拆除→靠附墩側離附墩 10 m 處臨時墩（抗傾覆）施工→架橋機移位至臨時墩與主墩間→邊跨掛梁拆除。

4.1 牛腿下臨時支撐墩施工

為了保證舊橋掛梁拆除過程中主墩受力平衡，掛梁吊裝前在舊橋附墩側主橋懸拼 T 構牛腿下設置臨時支撐以抵消跨中掛梁吊離后對主墩向附墩側所產生的偏載，臨時支撐布置如圖 2 所示。北岸掛梁拆除的臨時支撐墩（14 # 墩）位于河漫灘，采用鋼管樁基礎，河灘施工鋼管樁處高程為：6.53 m，約有近 1.5 m 淤泥，下為砂層，與橋梁勘察鉆孔 14-H 相對應。采用 6 根φ800 -8 mm 鋼管樁，經計算復核，北岸臨時支撐墩管樁需打入 2～3 層，高程-10.12 m 處時，方能滿足支撐要求。南岸臨時支撐墩根據現場實際，采用鋼筋混凝土擴大基礎，基礎規格：2.0 m（寬）×3.0 m（長）×0.8 m（厚），每個基礎上設置 2 根φ800-8 mm 鋼管，在基坑開挖后需進行承載力測試，否則應進行換填或基礎再擴大處理，使之滿足承載力要求。

圖2 掛梁拆除臨時支撐墩設置圖

4.2 中跨掛梁拆除

在橋面上準確地量測出原有預制掛梁濕接縫位置，鑿除部份橋面鋪裝露出濕接縫進行驗證，然后用紅色油漆標示出分塊切割線、吊裝孔、捆綁孔位置，再用電動抽芯機鉆孔，吊裝孔徑D=250 mm（在距 T 梁端頭約 1.2～1.5 m 處），捆綁孔徑D=150 mm（在距 T 梁端頭約 2.0 m 處）。

鑿除伸縮縫處橋面鋪裝，解除橋面分聯間伸縮縫的連接后，用鏈鋸把所有 T 梁橫隔板進行切割，然后依劃線用碟鋸從濕接縫中心線處切割分離 T 梁，從兩側向中間逐片對稱分離，架橋機逐片吊離 T 梁，并通過運梁專車運到指定地點直至跨中 T 構全部拆除，如圖 3 所示的秩序 1→2→3→…→9，從兩側向中間逐片吊離，切割分離一片，吊裝運離一片。

圖3 掛梁拆除吊裝順序

4.3 邊跨掛梁及臨時支撐拆除

平移架橋機至附墩與主跨 T 構間，參照中跨掛梁的拆除步驟逐片拆除邊跨掛梁。完成主橋所有掛梁的拆除后，再平移架橋機并使中支腿位于主墩正上方，前、后支腿位于中支腿兩側，采用手拉葫蘆把架橋機與T 構箱梁進行臨時錨固。架橋機錨固于主墩后，即可拆除牛腿下臨時支撐，用千斤頂稍向上頂起掛梁牛腿下雙拼工字鋼，抽出雙拼工字鋼橫梁與鋼管法蘭間型鋼墊，汽車吊吊運出鋼管上雙拼工字鋼橫梁，再吊運鋼管立桿完成牛腿下臨時支撐墩拆除。

5 T 構箱梁拆除

5.1 拆除施工順序

拆除施工思路為先把T構箱梁順橋向分為兩部份，然后再按施工的反序、對稱逐塊切割，逐塊吊離，11 # 塊→10 # 塊→…1 # 塊，為了節省架橋機橫向移動次數，T 構拆除吊離采用之字形分塊吊離法，如圖 4 所示。

圖4 T 構箱梁拆除吊離順序及吊裝孔位布置圖（單位：cm）

平移架橋機使后支腿支于臨時墩上，后支腿與臨時墩進行錨固后即可進行 T 構箱梁的切割、吊裝拆除工作，如圖 5 所示。單塊拆除工序順序：平移架橋機至主橋且中支腿位于主墩正上方后與 T 構箱梁臨時錨固→拆除 T 構牛腿下臨時支撐→施工 T 構拆除臨時支撐墩→再向附墩側平移架橋機使后支腿支于臨時支撐墩上并錨固→T 構橋面放樣并標示（縱向分部線、橫向分塊線、吊裝孔等）→鉆吊裝孔→吊具安裝并預緊→縱向切割分部→橫向切割分塊（航道警戒）→起吊臨河側切割塊至高出橋面→吊裝塊 90°轉體→平移臨河側吊裝塊至主墩處→縱、橫向切割附墩側吊裝塊→起吊附墩側吊裝塊→運輸車就位（吊裝塊正下方）→下放吊裝塊到運輸車并運離至破碎地→臨河側吊裝塊平移過架橋機中支腿至運輸車上空→下放吊裝塊到運輸車并運離至破碎地→橫橋向移動架橋機至下個吊裝塊上空位置→第二吊裝塊切割（如此循環直至拆除 1 # 塊）。

圖5 T 構箱梁拆除及臨時支撐墩圖

5.2 臨時支撐墩設置及抗拔力驗算

在離 11 # 塊牛腿最外端 10.0 m 處靠附墩側用振動錘打入兩排共 6 根φ800-8mm 鋼管，作為 T 構箱梁拆除時架橋機可直接裝車或垂直卸落于地面時架橋機支腿的臨時支撐。架橋機防傾覆驗算，臨河側吊裝塊相對于中支腿最大彎矩為 11 # 塊，重量W=478.0 kN，與中支腿距離L=27.5 m，則彎矩M=W×L=13 145.0 kN·m。臨時支撐墩距中支腿距離L邊=27.5 m+10.0 m=37.5 m，保證架橋機不向臨河側傾覆的臨時支撐墩的抗撥阻力F≥M÷L邊=13 145.0 kN·m÷37.5 m=350.5 kN。

南北岸臨時支撐墩抗撥力驗算，依照巖土工程設計參數參照圖，只計算管樁周的摩擦阻力，即單樁容許承載力P=1/2（Ulτp），經計算復核臨時支撐墩兩根雙置鋼管樁打入地面以下 10.0 m 滿足抗拔力要求。

5.3 吊裝孔布置及鉆取

用紅色噴漆標示出縱向切割線及橫橋向分塊切割線、吊裝孔位（見圖 4），然后用移動式抽芯機按標示的吊裝孔位在 T 構箱梁橋面板上鉆出吊裝孔。吊裝孔布設于箱室內腹板倒角處，孔徑以能順利穿過吊裝鋼絲繩（11# 節段）或精軋螺紋鋼（10#～1# 節段）為原則，穿鋼絲繩孔徑D=200～250 mm，穿精軋螺紋鋼孔徑D=45～55 mm，離端頭約 30～50 cm。其中 11 # 塊為兜底吊，在橫向分塊縫處鉆取兩個吊裝孔，鋼絲繩從吊裝孔向下依序穿過箱梁底板后從牛腿端返上頂板，兩端穿入架橋機吊裝扁擔梁上。10 #～1 # 塊采用專用吊具，每側 2 個吊裝孔，每個吊裝塊 4 個孔。

5.4 吊裝塊切割、吊運

移動架橋機天車至吊裝塊正上方，用鋼絲繩或專用吊具把需要吊裝的塊段與天車吊勾連接，起動天車起吊升降電機，使起吊鋼絲繩拉直并承受一定吊裝重力后，使需切割分離的塊段進行捆綁預緊，再進行切割。用蝶鋸縱向把箱梁分節段切割成兩個半幅，再橫橋向使用鏈鋸切割需吊裝的塊段，縱向分幅切割線稍向前（墩中心方向）超過橫向分塊線以確保橫向切割時塊段能分離，橫向切割時要緩慢，以減少分離時的抖動，作業人員必須站于不分離側。為保證架橋機不向臨河側傾覆，先行切割臨河側箱梁且需等臨河側吊裝塊起吊移動至架橋機主支腿與臨河側支腿間后，方可開始切割背河側（附墩側）吊裝塊。臨河側橫向切割完成，節段完全分離后，緩慢起動垂直升降吊裝電機，提升已分離的節段，起動臨河側天車平移電機，使吊裝節段緩慢地向墩中心平移到墩中心附近（離墩中心線約 5 m）后，下放塊段至運輸車上，運輸車駛離吊裝現場至破碎點。

6 墩承臺及水中樁基拆除

主橋主墩、承臺采用炮機從上向下直接鑿除的方法，南岸主墩、承臺位于河岸邊的陸地上，直接使用炮機從上向上直接鑿除后，再清理碎塊運至指定堆放點。北岸主墩、承臺位于河道內，需先修筑一條便道與水中承臺相接，供炮機行駛至墩身處，然后采用炮機從上向下直接鑿除主墩。施工鋼板樁圍堰，炮機鑿除承臺，清理圍堰內淤泥，切割樁基［3］。

7 結語

本文根據工程項目實際，通過方案比選，確定采用架橋機分塊切割吊裝法拆除方案，并系統闡述掛梁、T 構箱梁拆除工序流程及重點、難點。該大橋舊橋拆除施工已于 2021 年 4 月順利實施完成，驗證了本 T 型剛構橋拆除施工方案安全、經濟、可行。采用架橋機分片吊離法拆除主橋掛梁、T 構箱梁施工關鍵技術，對環保文明施工要求高的跨河公路橋梁拆除施工具有一定參考意義。Q