西溪特大橋拆除方案研究

王浩浩　李健

摘要：G15沈海高速公路改擴建工程中，現(xiàn)狀西溪特大橋由于滿足不了通航和新線位要求需拆除重建。考慮到西溪特大橋上跨西溪航道、下穿廈深鐵路、橋址周邊敏感控制因素眾多、拆除難度大，文章對切割拆除法、機械破除法和爆破拆除法等多種橋梁拆除方案進行了比選。最終選擇采用切割拆除和機械破除工藝結(jié)合的方法對橋梁進行拆除，并介紹了拆除方案流程和施工重難點，以期為類似橋梁拆除工作提供參考。

關鍵詞：高速公路改擴建；橋梁拆除；線切割拆除；機械切割拆除

0引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，作為促進經(jīng)濟發(fā)展的重要工程，我國高速公路網(wǎng)絡建設也日益完善。然而，一些修建時間較早的老舊高速公路通行能力已難以滿足日益增長的交通需求，因此對老舊高速公路的改擴建工作已迫在眉睫。在改擴建工作中，一些橋梁受周邊眾多因素限制不能采用常規(guī)方法進行拆除，需考慮眾多控制因素。西溪特大橋上跨西溪航道，下穿廈深鐵路，橋址周邊敏感控制因素眾多，拆除難度大，在高速公路改擴建工程中非常具有代表性。本文以此為例，對其拆除方案進行了研究，以期為類似橋梁拆除工作提供參考。

1 工程概述

G15沈海高速公路漳州龍海至詔安段為雙向四車道高速公路，路基寬度為26.0 m，于2001年底建成通車，設計速度為100 km/h。隨著周邊經(jīng)濟的快速發(fā)展，現(xiàn)狀沈海高速公路漳詔段的服務水平和通行能力已難以滿足日益增長的交通量需求，為改善和緩解這種不利局面，擬對沈海高速公路漳州龍海至詔安段進行改擴建。

西溪特大橋位于G15沈海高速公路漳詔段，下穿廈深鐵路，上跨九龍江西溪及其航道。橋面雙幅總寬為26 m，全長1 264.98 m。上部結(jié)構(gòu)為9×25 m預應力混凝土連續(xù)T梁+（35.4+11×50+35.4）m預應力混凝土連續(xù)箱梁+22×25 m預應力混凝土連續(xù)T梁，下部結(jié)構(gòu)為雙柱式橋墩，肋板橋臺，配鉆孔灌注樁基礎。

2 橋梁拆除論證

2.1 原橋拆除必要性

對本項目進行改擴建，該節(jié)點段由于受九龍江西溪通航、洪水位的控制，路線縱坡抬高，且路線平面從該橋處與老路分離，故擬廢除現(xiàn)狀西溪特大橋。此外，若采用相同路線，橋梁拼寬利用，需采用兩側(cè)拼寬8.5 m（雙向8車道），而現(xiàn)狀主橋為11×50 m預應力混凝土箱形連續(xù)梁，采用相同跨徑拼寬難度較大；若采用常規(guī)跨徑拼寬，則對通航不利，因此考慮拆除原橋。

2.2 歷年檢測狀況

根據(jù)2012-2018年的橋梁檢測結(jié)果，該橋梁技術(shù)狀況等級多次被評定為3類，上部、下部主要承重構(gòu)件病害較為嚴重，每年都需要進行檢測、維修和加固，且維修加固成本較高。另外，沈海高速公路漳州段交通量很大，檢測、加固期間需要進行交通管制，這對正常的交通出行極為不利。因此，此次改擴建工程考慮將其拆除重建，從根本上解決問題。

2.3 橋下通航情況

原九龍江西溪（西溪橋閘至福河段）航道技術(shù)等級為內(nèi)河Ⅴ級航道，上游西溪橋閘僅可通航20 t船舶，沿程建有4座跨河橋梁，由于現(xiàn)狀西溪特大橋跨徑不滿足Ⅴ級航道標準，該航段已調(diào)整為內(nèi)河Ⅶ級航道。現(xiàn)狀西溪特大橋與九龍江西溪斜交角度為125°，且有通航要求，但砂石運輸船通行經(jīng)常與橋墩發(fā)生碰撞，影響船只通行安全與橋梁的穩(wěn)定性，近年來已多次進行加固，此處成為了道路與船只通行的瓶頸。因此，以沈海高速公路改擴建為契機，拆除既有西溪大橋并進行重建。重建時將適當增加橋梁跨徑，滿足橋下船只的通行需求，避免碰撞，消除安全隱患。

3 拆除方案比選

3.1 橋梁周邊敏感點

對現(xiàn)場施工情況的了解直接關系到拆橋設計的準確性。通過對橋址周邊在建或已建構(gòu)筑物現(xiàn)狀、河道、通航情況、周邊道路情況等相關因素的實地調(diào)查，結(jié)合收集的其他基本設計資料，為橋梁拆除提供依據(jù)。其中，橋梁周邊敏感點如圖1所示。

（1）西溪特大橋第9跨下跨村道為道路和防洪堤結(jié)合，目前主要為當?shù)卮迕裢ㄐ杏谩Ｔ撀穼?.5 m，凈高約為5 m。

（2）既有廈深高鐵上跨西溪特大橋第14跨，與西溪大橋凈空為8 m，墩柱與橋最近距離約為12 m。第13～23跨跨越西溪，其中14#～17#墩設置了防撞鋼結(jié)構(gòu)。西溪航道等級為Ⅴ級。

（3）西溪特大橋第32跨跨越村道，村道寬7.5 m，目前主要為當?shù)卮迕裢ㄐ杏谩５?8跨跨越河道，河道寬約12 m。

3.2 拆橋方案比選

常見的橋梁拆除施工方案主要有機械破除、線切割拆除、爆破拆除等工藝［1］。

（1）機械破除法：利用炮機直接鑿除橋梁，結(jié)合運輸車輛將鑿除物轉(zhuǎn)運出施工現(xiàn)場。該方法施工振動大、噪音大、污染大，施工作業(yè)機械占用行車道、施工產(chǎn)生的飛散物、粉塵對橋下通行車輛安全隱患大，施工期間需中斷橋下交通。但炮機鑿除法拆除橋梁施工快速、工期短、造價低，并且對交通通行的影響時間較少。

（2）切割拆除法：采用切割機將主梁結(jié)構(gòu)分塊切割，再利用汽車吊和平板車轉(zhuǎn)運出施工現(xiàn)場。該方法施工靈活、噪音小、污染小，不會對環(huán)境造成破壞，能對其他拆除方式不能施工的橋梁進行拆除，但施工工期長，因此對交通通行的影響時間也比較長［2］。由于切割施工在橋面上進行，需搭設支架，支架規(guī)模也比較大，受橋下凈空限制較大、造價高。

（3）爆破拆除法：采用一定的爆破器材先在結(jié)構(gòu)物上鉆眼，埋置炸藥，并通過引爆炸藥的方式將舊橋破壞掉，再利用平板車轉(zhuǎn)運出現(xiàn)場。該方法對周邊環(huán)境要求很高，會對周邊結(jié)構(gòu)物造成較大影響，對工作時的天氣狀況要求也很高，對炸藥的埋置位置要做嚴格的設計，爆破器材的質(zhì)量及性能在作業(yè)前要進行嚴格的檢測。另外，爆破作業(yè)需要較復雜的申請批復手續(xù)，安全風險也較大。

各拆除方案優(yōu)缺點情況見表1。

結(jié)合沈海高速公路實際運行情況，考慮拆除過程中保通方案，以及對周圍鐵路、航道、道路等控制因素的影響，對距離周圍構(gòu)筑物較近的橋跨選用線切割工藝拆除，距離周圍構(gòu)筑物較遠的橋跨選用機械破除工藝拆除。在盡量減少對交通通行的影響及對原橋周邊現(xiàn)有建筑物影響的同時，降低一定程度的造價［3］。

4 橋梁拆除施工

4.1 拆橋設計原則

（1）該橋與鐵路、村道、河道、航道相互干擾，拆橋時以不影響鐵路通行、保證周邊建筑物結(jié)構(gòu)安全為原則［4］。

（2）依據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)及所處位置，制定相應的拆橋措施。

根據(jù)以上原則考慮，西溪特大橋第9、32跨跨越村道，第38跨跨越河道，為保護既有村道設施不被破壞，第9、32、38跨T梁按照切割拆除的工藝，其余T梁按照原位破碎拆除的工藝。針對第10～22跨現(xiàn)澆箱梁采用切割拆除的工藝。具體拆除工藝見表2。

4.2 拆橋措施輔助方案

西溪特大橋周邊敏感點較多，橋梁長，拆除難度高，須對施工安全有更高要求。為了確保拆除過程的安全性及快捷性，設計從拆除措施方面制定兩個方案。其中，方案一為：使用鋼平臺履帶吊切割吊裝，該方案為在跨越九龍江范圍內(nèi)采用搭設鋼便橋的措施輔助拆除施工；方案二為：使用組合浮吊切割吊裝，該方案為在跨越九龍江范圍內(nèi)使用大噸位船舶來輔助拆除施工［5］。

輔助方案一：使用鋼平臺履帶吊切割吊裝。

由于工期緊，應采用多點同時施工作業(yè)。總體采用搭設左右幅鋼棧橋和鋼管樁貝雷片的鋼平臺作為吊裝平臺進行切割吊裝拆除方法。考慮橋墩與箱體不固結(jié)，在橋墩中心線兩側(cè)各13.5 m的長度采用搭設鋼管支撐架支撐箱梁，再拆除連續(xù)箱梁，先按翼板、頂板、底板的先后順序進行拆除，逐漸減輕重量，再拆除腹板，最后拆除橋墩中心線兩側(cè)各13.5 m長度的箱梁。鋼管貝雷片的鋼作業(yè)施工平臺應搭設至離舊橋翼緣板垂直線邊緣，作為拆除橋墩及墩頂部分箱梁。鋼棧橋和鋼平臺承載力要根據(jù)吊物重量及吊車和車輛的重量之和進行設計。

輔助方案二：使用組合浮吊切割吊裝。

采用搭設左右幅鋼棧橋結(jié)合組合浮吊進行切割的吊裝拆除方法，在橋墩中心線兩側(cè)各13.5 m長度搭設鋼管支撐架支撐箱梁，再對連續(xù)箱梁進行拆除，按翼板、頂板、底板的先后順序進行拆除，逐漸減輕重量，再拆除腹板，最后拆除橋墩中心線兩側(cè)各13.5 m長度的箱梁。

在橋兩岸靠汕頭方向搭設鋼管樁貝雷片的鋼作業(yè)施工平臺作為組合浮吊組裝平臺及切塊運上岸駁船停靠點，在福州方向岸邊搭設鋼管樁平臺貝雷片的鋼作業(yè)施工平臺作為組合浮吊組裝平臺及切塊運上岸駁船停靠點。鋼棧橋和鋼平臺承載力要根據(jù)吊物重量及吊車和車輛的重量之和進行設計。如圖2所示。

4.3 拆除施工流程

全橋拆除流程：拆除橋面路燈、標志牌等附屬件→銑刨橋面瀝青→拆除西溪大橋河中橋墩防護架→搭設箱梁鋼管支撐架及鋼結(jié)構(gòu)臨時便橋→拆除全橋防撞護欄及翼板→拆除箱梁頂板和底板→拆除箱梁腹板及T梁橋梁→拆除橋墩中心兩側(cè)13.5 m的箱體→拆除鋼管支撐架→拆除箱梁下部結(jié)構(gòu)。

4.3.1 T梁原位破碎拆除步驟

（1）拆除橋面附屬物。橋面附屬件采用汽車吊及人工氧氣割進行拆除并用車輛外運。

（2）T梁及混凝土護欄采用破碎設備進行原位破碎拆除。

（3）下部結(jié)構(gòu)采用液壓破碎機進行原位破碎拆除。

4.3.2 T梁切割拆除步驟

（1）拆除橋面附屬物。橋面附屬件采用汽車吊及人工氧氣割進行拆除并用車輛外運。

（2）混凝土護欄采用金剛繩鋸進行分段切割及外運。

（3）T梁采用金剛繩鋸進行分段切割及外運。

（4）下部水上結(jié)構(gòu)采用金剛繩鋸切割吊裝拆除施工，下部水下結(jié)構(gòu)承臺及水下墩柱采用水下切割設備及履帶吊吊裝進行切割拆除。

4.3.3 箱梁拆除步驟

（1）拆除橋面附屬物。橋面附屬件采用汽車吊及人工氧氣割進行拆除并用車輛外運。

（2）14#～17#墩水下鋼管樁采用水下切割設備及駁船履帶吊吊裝進行切割拆除。

（3）混凝土護欄采用金剛繩鋸進行拆除并分段切割及外運。

（4）箱梁按照建橋逆序進行切割吊裝拆除，上部結(jié)構(gòu)及下部水上結(jié)構(gòu)采用金剛繩鋸分段切割后吊裝拆除施工；下部水下結(jié)構(gòu)承臺及水下墩柱采用水下切割設備及履帶吊吊裝進行切割拆除。

4.4 施工重難點

在拆除施工過程中，存在以下施工重、難點：

（1）鉆切割孔時應查清橋面水平及坡度情況，鉆孔機應根據(jù)橋面坡度及水平進行安裝，保證梁片切割面垂直。

（2）切割孔距離應≤5 m，不得使切割繩波動過大，防止切割垂直度傾斜。

（3）箱體切割特別是腹板切割要確認鋼絞線錨頭位置后進行測量切割，防止對隔壁塊的箱梁鋼絞線造成破壞，對其他橋梁造成安全威脅。

（4）起重機的吊鉤繩在切塊縱向和橫向必須垂直吊鉤，應在每片切塊縱向中心點和切塊兩端安裝攬風繩，防止梁片吊離橋面后對上方的架橋機造成碰撞。

（5）起重機過孔安裝特別是支腿橫梁應固定到位，起重機吊裝應正確操作。

5 結(jié)語

西溪特大橋上跨西溪航道，下穿廈深鐵路，橋址周邊敏感控制因素眾多，拆除難度大，在高速公路改擴建工程中非常具有代表性。本文考慮了西溪特大橋橋址周邊眾多控制因素，對多種橋梁拆除方案進行了比選。最終，遵循安全、適用、經(jīng)濟、美觀和有利環(huán)保的原則，確定采用線切割拆除和機械破除工藝結(jié)合的方法對橋梁進行拆除，并詳細介紹了拆除過程和施工的重難點，以期為類似橋梁拆除工作提供參考。

參考文獻：

［1］周林剛，李良軍.橋梁拆除施工安全技術(shù)［J］.施工技術(shù)（中英文版），2022，51（10）：87-91.

［2］張 松，王 超.金剛石繩鋸切割技術(shù)在橋梁拆除中的應用［J］.交通世界，2021（12）：142-143.

［3］吳發(fā)展，李小奇，趙 虎.市政工程舊海關橋拆除技術(shù)［C］.2021年全國工程建設行業(yè)施工技術(shù)交流會論文集（下冊），2021.

［4］張萬國.跨鐵路繁忙干線既有橋梁拆除關鍵技術(shù)研究［J］.鐵道建筑技術(shù)，2022（4）：104-107.

［5］楊逢春.跨河公路橋梁拆除關鍵施工技術(shù)［J］.交通世界，2020（23）：132-133.

作者簡介：王浩浩（1996—），碩士，助理工程師，研究方向：橋梁工程設計。