大型預應力雨棚拆除及鄰跨結構加固技術

孟煒航，佀同輝，薛玉峰，謝景華，劉學洋

(中建鐵路投資建設集團有限公司，黑龍江 哈爾濱 150070)

0 引言

隨著我國經濟的飛速發展，很多建筑物需進行拆改，以滿足新的使用功能需求。結構拆除常使用風鎬、電鎬進行施工，但采用傳統的風鎬、電鎬設備進行大型預應力雨棚拆除時，對既有建筑結構的擾動較大，影響既有建筑結構使用壽命，且噪聲、粉塵污染嚴重，不符合綠色施工要求。

面對大型預應力雨棚拆除難題，施工過程中采用鋼管腳手架對預應力結構進行回頂卸載，對既有建筑結構進行粘鋼加固，采用25t汽車式起重機對混凝土構件進行吊重維護，配合液壓繩鋸、液壓墻鋸對混凝土構件進行分塊拆除，避免對既有建筑結構造成較大擾動，保證既有建筑結構安全，滿足使用壽命要求，并降低噪聲、粉塵污染。

1 工程概況

哈爾濱太平國際機場T2航站樓工程是哈爾濱市地標性建筑，原T1航站樓預應力雨棚(見圖1)及外部造型構件影響T2航站樓二階段施工，為確保施工順利進行，在保證T1航站樓結構安全的前提下，拆除T1航站樓預應力雨棚。

圖1 原T1航站樓雨棚

2 施工難點

1)原T1航站樓建成于1982年，預應力結構拆除時，易對T1航站樓結構造成擾動，影響結構安全與使用壽命。

2)原T1航站樓預應力雨棚長118m，預應力主梁截面尺寸為600mm×900mm，次梁截面尺寸為400mm×700mm，構件自重較大，拆除時可能因脆性斷裂引發危險。

3 施工關鍵技術

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程為：施工準備→雨棚結構卸載→原T1航站樓結構加固→雨棚樓板拆除→雨棚次梁拆除→雨棚主梁拆除→材料外運。

3.2 施工要點

3.2.1雨棚結構卸載

考慮雨棚主梁為預應力結構，為確保結構應力調整分布均勻，施工前優先完成雨棚結構卸載。結構卸載采用鋼管腳手架進行回頂，在雨棚范圍內搭設滿堂腳手架，腳手架搭設基底主要位于2層高架橋橋面，局部位于航站樓懸挑板處，考慮懸挑板承載力不足，需自懸挑板下方1層地面開始搭設腳手架，延伸至懸挑板底部，并回頂牢靠，腳手架搭設需確保立桿貫通。考慮結構安全，腳手架范圍沿結構邊外擴2跨。航站樓內主梁結構卸載時，考慮僅進行主梁加固，沿主梁進行腳手架搭設、回頂即可。

搭設鋼管腳手架，鋼管規格為φ48.3mm×3.5mm，立桿橫距900mm，縱距900mm，步距1 200mm，頂部采用U形托+50mm×100mm雙木枋進行回頂支撐。

主梁、次梁結構荷載較大，在梁底增設水平立桿，每隔900mm設置1道。梁底立桿實際間距為450mm。自梁底開始向兩側搭設架體。梁兩側立桿提供小橫桿拉結，并托住梁底。

3.2.2原T1航站樓結構加固

高架橋雨棚拆除可能影響原T1航站樓結構安全，施工前應優先完成原T1航站樓結構加固(見圖2，3)。本工程結構加固采用粘鋼法，選用Q345B熱軋鋼板。粘鋼時采用灌注型粘鋼膠，粘鋼膠膠體強度、黏結強度和老化性能滿足GB 50367—2013《混凝土結構加固設計規范》A級膠的要求，粘鋼膠抗沖擊剝離韌性滿足GB 50550—2010《建筑結構加固工程施工質量驗收規范》要求，在沖擊荷載作用下無黏結面剝離。粘鋼膠應提供配套的錨栓固定系統，應符合《混凝土結構加固設計規范》要求，選用高強化學錨栓，該錨栓作用時幾乎無膨脹擠壓應力，溫度敏感度低，可保證在正常使用條件和受火情況下整個加固系統安全。

圖2 結構加固示意

圖3 結構加固典型節點

使用角磨機打磨混凝土構件粘鋼部位浮漿至露出堅硬石面。打磨厚度一般為2～3mm，打磨寬度大于鋼板寬度1cm以上(每邊寬出鋼板5mm以上)。鋼板粘貼面進行除銹、粗糙處理，利用角磨機打磨鋼板表面至露出金屬光澤，打磨細紋路應與受力方向垂直(梁底、板底、板頂鋼板打磨紋路垂直于鋼板長度方向，U形箍鋼板打磨紋路平行于鋼板長度方向)，并用清潔劑將鋼板粘貼面擦拭干凈。

根據施工要求放出鋼板粘貼位置線和錨栓點位，確定錨栓鉆孔規格。根據錨栓分布，在鋼板相應位置鉆孔，將鋼板上的孔與錨栓對準粘貼到位后，立即沿著同一方向逐個擰緊錨栓，使粘鋼膠從邊緣擠出。余膠清理干凈后，在原鋼板表面涂刷防銹漆，如有防火需求，還應在表面按照要求涂刷防火材料，如圖4所示。

圖4 主梁加固完成

3.2.3雨棚拆除

待結構加固施工完成，粘鋼構件滿足強度要求后，進行高架橋雨棚混凝土構件拆除。高架橋雨棚混凝土結構預應力主梁間隔9 000mm設置1道，非預應力次梁位于主梁中間。

1)測量放線

拆除前應安排專業測量工程師進行雨棚樓板測量放線，根據實際情況在雨棚樓板上標出混凝土樓板及梁邊線，并彈線撒白灰。

2)雨棚樓板拆除

拆除工作優先從混凝土樓板開始。樓板拆除選用2臺液壓墻鋸，自混凝土雨棚兩端對稱施工，每跨樓板分4次自結構體切割，切割物采用起重機調運離場。分塊尺寸約為2.0m×3.2m，自重約21kN。

3)雨棚次梁拆除

雨棚次梁為普通混凝土結構，待混凝土樓板拆除完成后，優先進行次梁混凝土拆除。考慮次梁混凝土厚度較大，現場施工選用2臺液壓繩鋸，樓板構件拆除完成后，及時清理相關位置滿堂腳手架，僅保留梁底腳手架回頂即可。在梁構件施工期間，液壓繩鋸在高架橋橋面處進行施工，混凝土次梁自結構體切割分離后，采用起重機調運離場。切割過程中應安排25t汽車式起重機進行吊重維護，防止梁體斷裂時傾覆，待平穩落于架體后再直接調離。

4)雨棚主梁拆除

雨棚主梁為有粘結預應力混凝土結構，主梁拆除時應優先進行預應力卸載。為確保拆除安全，拆除前須進行鋼絞線預應力釋放。為防止鋼絞線、錨具、夾片等構件飛出造成人員傷害，在主梁鋼絞線末端位置搭建防護平臺，利用20mm厚、0.8m寬、1m長的鋼板對鋼絞線末端進行安全防護，內部填筑沙袋，以緩沖沖擊力。在主梁梁體與結構外墻交接位置確定破碎點，人工使用電鎬破除，找到鋼絞線后安裝鋼絞線抱箍錨栓，并安裝防崩鋼箍進行固定。人工采用氧焊切割鋼絞線進行放張，焊割過程中應保持焊割速度，調節乙炔、氧氣比例，進行逐步緩慢切割，以保證鋼絞線預應力逐步釋放，避免因瞬間釋力造成鋼絞線甩動傷人。主梁混凝土結構采用液壓繩鋸自主體切割分離時，安排25t汽車式起重機進行吊重維護，防止梁體斷裂傾覆。汽車式起重機停放在現有高架橋處，行車路線及站位點同樓板切割行走路線，地面支設1臺75t汽車式起重機配合施工。待平穩落于架體后，分塊或直接利用起重機調運離場。主梁混凝土結構拆除按照自兩端向中間的方式對稱進行，依次調運離場。

3.2.4材料外運

混凝土構件切割分塊完成后，通過25t汽車式起重機調運離場，作業平臺主要為現有高架橋。經復核，現有高架橋橋面荷載滿足要求。

混凝土板塊自結構體分離后，應分割成小塊，采用鋼絲繩在四角固定后一次性調運離場。次梁及主梁構件應用鋼絲繩進行捆綁固定，確保調運過程中無滑動、墜物風險。鋼絲繩選型等嚴格按照設備廠家及相關規范執行。

腳手架、施工材料、建筑垃圾等應及時清運離場。

4 施工效果

哈爾濱太平國際機場T2航站樓項目采用大型預應力雨棚拆除及鄰跨結構加固技術，安全高效地完成了原T1航站樓雨棚拆除。通過對原T1航站樓結構進行粘鋼加固，并采用液壓繩鋸、液壓墻鋸對混凝土構件進行分塊拆除，減小了對既有建筑結構擾動的影響，保證了原T1航站樓結構安全和外觀完整，噪聲、粉塵污染小，得到了業主、旅客一致好評。

5 結語

大型預應力雨棚拆除及鄰跨結構加固技術在哈爾濱太平國際機場T2航站樓項目中的應用，增加了大型預應力結構拆除安全系數，減小了傳統風鎬、電鎬等設備拆除時對既有建筑結構的擾動，保證結構安全，同時降低了噪聲、粉塵污染，符合綠色施工要求，相比高壓水射流拆除降低了成本。本研究形成的較成熟預應力結構拆除經驗，可為類似工程施工提供參考。