預應力現澆箱梁拆除施工技術研究

李燕通

（大成工程建設集團有限公司，福建 廈門 361000）

1 項目背景

1.1 工程概況

廈門海滄隧道本島端接線工程（第二階段）位于廈門市湖里區(qū)，該項目為一級公路，單座橋長為1142m，橋梁單跨為46m，此次建設的內容主要有1 座環(huán)島北互通立交（匝道橋5 座、新增1 座主線橋、對現有的立交進行優(yōu)化改造、將2 條既有匝道予以拆除處理）、沿線道路路基及路面、雨水遷改、交通及照明工程等。

1.2 拆除范圍

拆除范圍為環(huán)島北互通立交的成功大道右轉枋鐘路匝道（A 匝道）和枋鐘路左轉成功大道匝道（B 匝道）橋梁上部結構及橋墩地面以上部分，項目區(qū)域如圖1 所示。舊橋A、B 匝道上部結構為預應力現澆混凝土，下部結構采用柱式墩，A、B 匝道長度合計為635m（其中B 匝道為4 聯共19 跨合計503m），本文主要以拆除B 匝道為例[1]。

圖1 項目區(qū)域圖

2 預應力現澆箱梁拆除施工技術

2.1 場地清理

構建箱梁拆除支架，確保箱梁底部場地的平整度與潔凈度符合相關規(guī)定，對墩底圍欄等進行拆除處理，同時對局部松軟地面以及低洼處地面進行找平處理，待夯實完畢之后采用混凝土構造墊層，如此不僅可以達到支架的承載力要求，還能保障地面的平整度合格。搭設圍擋，為后續(xù)進行封閉施工創(chuàng)造便利條件。緊接著，著手處理瀝青混凝土結構層、伸縮縫等橋面系破除工作。

2.2 搭設支架

為便于搭設支架，借助全站儀將所有控制點與箱梁中心線放出于地面上。緊接著，繪制支架縱橫向控制線。以橋中心線為基準對地面標高進行縱向測量，獲得相應數據后，明確鋼管豎向節(jié)數與搭設支架的底托高度。該工程根據實際場地施工條件及支架計算書，選擇圖2 列出的φ426 雙排管樁立柱建立B 匝道支架搭設體系，由于第三聯夾縫的空間范圍不大，梁體重量及跨距受限，決定采用φ630 管樁立柱按3.2m間距搭設，管樁立柱上采用4 拼36b 工字鋼分配梁。在標準段，選擇4 組8 片長度為0.9m 的貝雷片、3 根φ426mm 鋼管立柱，橫向上保持3.2m 的間隔打造正交貝雷支架，使用雙拼36b 工字鋼搭設分配梁。此外，將錨固鋼筋預埋至現澆混凝土塊管位[2]。

圖2 B 匝道拆除支架搭設布置圖

2.3 支架觀測

觀測目的：在箱梁切割過程中，要對支架進行跟蹤觀測，確保施工安全、穩(wěn)定地進行；同時，應保證支架沉降處于可控范圍內。

觀測流程：每跨布置30 個觀測點（布置圖如圖3 所示），觀測點縱向主要布設于5 個橫斷面上，分別為起跨處、1/4L 處、1/2L 處、3/4L 處、L 處，每個橫斷面設6個觀測點。測量工具采用長鋼卷尺配合水準儀。將鋼卷尺的一側固定在選好觀測點的模板底部，為了確保鋼卷尺的直順，在另一側方向下方懸掛3kg 重物。在支架未加荷載前記錄原始讀數；待切割1 塊、2 塊、3 塊箱梁的壓重荷載后分別進行測量，記錄變形量；每級加載完成后，及時觀測并每間隔1h 對支架沉降量進行1次監(jiān)測。必須保證支架頂部監(jiān)測點1h 沉降量的均值低于2mm，才可以實施下一級加載操作。觀測次數按照加載之前、加載1h、加載2h、然后每隔2h、加載結束、卸載之前、卸載之后各測量1 次進行控制[3]。

圖3 觀測點布置圖

2.4 預應力現澆箱梁分塊

B 匝道預應力現澆箱梁的橋面寬為9m；34m 跨度箱梁的梁體重量值為120.1kN/m，高為1.7m；25m 跨度箱梁的梁體重量值為113.5kN/m，高為1.4m。以吊裝重量計算結果為參考，以不高于380kN 為分塊基準對梁體切塊予以劃分。B 匝道共計切割成204 塊，具體分塊如表1 所示。

表1 梁體部位切割尺寸及重量使用起重機明細表

表1（續(xù)）

2.5 預應力現澆箱梁結構切割

搭設支架完成后，在第一時間墊好木方，楔緊楔塊。同時，可考慮選擇小型空壓機將箱梁面板的確切位置予以明晰，結合切塊劃分情況標注出切割線的具體信息。整個B 匝道四聯橋面共切割成204 塊梁段，橋墩根據現場施工條件進行切割并轉運至場外利用或破碎。箱梁切割采用規(guī)格型號為DSM-10A 的金剛石繩鋸機。金剛石繩鋸機切割工作原理是通過液壓馬達驅動金剛石繩索圍繞切割面高速運動以達到切割目的，具有不受切割物體積形狀限制、切口平直、切割快速等諸多特點。金剛石繩鋸機切割流程如圖4 所示。

圖4 金剛石繩鋸機切割流程圖

2.6 預應力現澆箱梁吊裝外運

進行B 匝道梁體分塊及吊裝，吊裝孔位于箱梁翼緣板或頂板位置，采用金剛鉆鉆孔，孔深為5cm，吊桿采用直徑為32mm 的VI 級鋼吊桿（帶螺母），墊板采用200mm×200mm×20mm 鋼板，吊繩采用32mm 鋼絲繩，通過吊桿將梁塊與吊具進行連接。吊裝前已對鋼絲繩、吊桿等進行力學性能驗算，按最不利情況受力計算，滿足安全系數后方可吊裝。具體吊點如圖5所示。

圖5 梁體吊點平面布置圖（單位：m）

2.7 拆除箱梁施工支架，清理施工現場

吊裝工作結束之后，應結合具體的受力情況遵循自上至下的原則逐步拆掉施工支架，并調用大噸位吊車依據相應的秩序進行吊運。拆掉支架之后，將預制混凝土底座運離施工現場。清理施工現場，如果發(fā)現現場路面存在破損之處，必須馬上進行修繕，避免阻礙交通通行。

3 預應力現澆箱梁拆除技術操作要點

3.1 梁體切割過程中的操作要點

預應力梁體切割之前，應保證箱梁預應力得到釋放，并且加強切割過程中的梁體結構監(jiān)控量測，如有異常應立即停止施工，直至排查并解決問題后方可繼續(xù)施工。梁體切割前應對箱梁的底、翼緣板設置安全防護，杜絕安全隱患。

切割順序應嚴格按方案執(zhí)行。由跨中處向兩側墩邊方向切割，優(yōu)先拆除橋跨中部梁體，切割箱梁繩索的過程中，運動的前方向一定要設置安全防護欄，并設置安全警示標識牌，非工作人員一律不得進入施工作業(yè)區(qū)。

在切割準備階段，必須明確金剛石繩鋸的切割方向。可考慮采取以下兩種方式：其一，仔細觀察金剛石繩鋸的標志；其二，通過看繩鋸上的串珠作出判定，串珠基體由尾部和前端組成，尾部較長，前端較短，前端為金剛石繩鋸的切割方向。在實際操作中，必須正確判斷切割方向，切勿反向切割，以免串珠磨損過快而產生錐度。

切割作業(yè)中，調整切割參數尤為重要，參數調整主要是通過控制盤進行操作。金剛石繩鋸切割速度宜控制在20m/s 上下。此外，為了使得金剛石繩鋸一直保持冷卻狀態(tài)，切割作業(yè)中應配備足量的沖洗液，沖洗液在降溫的過程中還可以順帶將磨削下來的粉屑帶離工作點。

3.2 切割梁體過程中支架沉降觀測要點

觀測工作結束后，必須及時歸納匯總所獲得的數據信息，結合卸載后的推測值以及總沉降值計算非彈性變形量。同時，嚴密觀測支架的變形狀況，如發(fā)現立柱明顯下沉，需對地基進行加強處理。

梁體切割過程中如果沉降觀測不順利、觀測沉降量高出理論值、預制基礎塊附近有裂縫產生時，需馬上終止梁體切割操作，明確問題緣由，并采取解決措施，只有在充分保障支架安全的前提下才能進行下一步切割操作。

切割箱梁之前采用直徑為12mm 的鋼釬插入地面，并在吊錘頭對應的鋼釬位置噴漆進行標記。切割施工中，因支架下沉，可能導致吊錘頭與標記錯位，應做好記錄，一般而言，錯位距離就是支架的下沉量。梁體切割施工中每切割完成1 塊應觀測1 次支架沉降量，觀測總沉降量應不大于理論總沉降量（貝雷片的最大撓度+鋼管支架桿件間隙+基礎塊與地面間隙+預制基礎塊允許沉降量）。

3.3 梁體吊裝轉運的控制要點

第一塊切割梁體起吊前應進行起重機試吊，起吊應嚴格按已審批的方案執(zhí)行，第一塊梁體吊起20cm左右后應觀察起重機機身穩(wěn)定性，無異常后，方可繼續(xù)起吊作業(yè)，起落時應緩慢勻速，并指派專人進行指揮。

起重機吊裝過程中如有支腿沉陷、起重機歪斜等現象，必須立刻停止吊裝作業(yè)，經仔細檢查并消除不安全因素后，方可開始作業(yè)。

為了保證運輸過程中被切割梁體的穩(wěn)定性，避免其從平板車上掉落，必須在落梁前將高強度枕木置于梁板支撐點，使梁體平穩(wěn)，梁段應采取鋼絲繩加固措施加固于運輸車上，以保證運輸安全。

根據箱梁拆除專項方案，采用“250T 起重機+配重38t”的起吊設備，設備進場后應嚴格根據要求進行試車，檢驗各傳動部分、起重系統(tǒng)、索具等是否正常，以保證吊裝作業(yè)安全進行。

3.4 預應力現澆箱梁拆除安全事項

B 匝道第三聯上跨成功大道，而成功大道需保持暢通，待拆跨線橋跨度比較大，空間范圍比較窄，與地面相隔最遠的距離為13m，施工環(huán)境以及相關條件都比較差，拆除過程中必須保證不影響下方道路結構及交通，給施工提出了較高的要求。為此必須做好交通疏導、合理選擇機械設備及采取施工安全保障措施，同時對班組工人做好安全教育、施工技術交底、操作培訓等工作，確保工序銜接順利。

在結構拆除過程中，需要對箱梁初始狀態(tài)與拆除過程中的箱梁變化情況進行數據采集。并系統(tǒng)、合理地剖析獲取到的一系列數據，明晰拆除過程中參數究竟發(fā)生了哪些改變，在第一時間予以糾偏處理，以確保拆除施工的安全。

4 結語

本文根據廈門海滄隧道本島端接線工程（第二階段）實例，針對預應力現澆箱梁拆除施工臨時支架計算與搭設、橋面系破除、梁段切割、梁段吊裝、梁段運輸等工藝進行分析，旨在探索預應力現澆箱梁的機械拆除方法。但預應力現澆箱梁結構較為復雜，拆除施工過程中受不可預見因素影響，導致施工難度較大、安全保障性能低，因此必須建立較完善的專項拆除施工方案、落實安全文明施工措施以保證箱梁拆除過程中的安全性與穩(wěn)定性，進而推動城市交通建設事業(yè)健康發(fā)展。