福泉高速公路福州秀宅收费站旧站收费棚拆除作业安全控制

■梁 豪

（福清交通建设发展有限责任公司，福清 350301）

1 工程概况

福泉高速公路福州秀宅收费站旧站收费棚位于福州市城门镇，因城市建设需要进行拆除，该收费棚为斜拉式钢桁架结构，建筑面积2840mm2，其中主塔高44.684m，为钢筋砼结构；有Ф60斜拉索四排16根，主拱肋钢桁架4榀，屋棚钢桁架8道及屋面板3079.2mm2，左端有4座锚固支座，右端有4根支撑钢管柱。

2 拆除工程安全控制难点

（1）该工程位于福泉高速公路和S1521福州连接线主干道上，车辆交通流大，右端4根Ф350钢管柱高12m，上部支座焊在拱肋钢桁架上，下端固定在地面铰支座，因受交通组织限制，只能在通行车道边空中切割下放。拆除过程中既要保证主干道交通通畅，又要确保作业安全和行车安全。

(2)拱肋钢桁架斜拉索切割是放张过程，容易产生收缩回弹；同时由于交通组织问题，无法通过固定铰支座将拱肋钢桁架全部放落至地面拆除，只能采取在空中起吊，切割解体，分左右两半幅先后吊装下放，多台大型机械高空协同作业，危险因素多。

(3)主塔拆除作业是危险性较大的工程。因位于城区内，不能采用爆破法拆除，只能采用机械倾倒并解体的办法，倾倒部分砼323mm3，重805t。作业中既要严格控制倾倒时间和方向，减少触地冲击振动，又要保证周围建筑和施工安全。

3 拆除作业方案

本拆除工程是危险性较大的单位工程，拆除方案经专家论证后确定：先拆除右端四根支撑钢管桩，用6台130t汽车吊机吊起拱肋钢桁架，切割右半幅斜拉索后，将拱肋钢桁架从中间切割为左右半幅，先吊下右半幅，再放下左半幅，最后拆除主塔。

3.1 右侧钢立柱拆除施工

拆除时，先将主车道交通疏导到收费棚两侧，保证双向各两车道通行，用6台130t自由吊机吊起拱肋钢桁架，另用2台30t吊车吊住钢立柱后，切割立柱上端的连接板，最后切割立柱末端连接钢板，用吊机移到场外切割拆除。

3.2 拱肋钢桁架和屋棚钢桁架拆除施工

图1 拱肋、屋棚钢桁架布置图

图2 收费站屋面切割及吊车布置示意图

收费拱肋钢桁架由4道钢桁架及4对斜拉索组成，拱肋钢桁架跨度为126.3m，单榀间距6m，横向连接为8道屋棚钢桁架，拱肋钢桁架由四对共16根Ф60的预应力索拉住，上端固定在主塔，下端固定在钢桁架锚支座上，据原设计图计算总重量为225.55t。其布置如（图1）所示。拆除时，首先用6台130t吊车如(图2）同步吊起拱肋钢桁架和屋棚钢桁架，到达限定高度时停止起吊并固定，起吊时斜拉索自行放张，切割右半幅共8根斜拉索；其次，将拱肋钢桁架从中部纵向切割为左右两部分，先利用右侧4台130t吊车将右半幅拱肋钢桁架放落，再切割左半幅拱肋钢桁架上的两排8根斜拉索，用2台130t吊车和左侧铰支座将左半幅拱肋钢桁架下降到地面；最后将放置地面的拱肋钢桁架整体移出行车道并切割分解，恢复路面交通。

3.3 主塔拆除施工

主塔为独柱式结构，与水平面夹角为68°，采用薄壁空心钢筋砼结构，壁厚50cm，总高44.864m。根据主塔结构特点和周边环境，采用强力液压破碎机定向倾倒法拆除。

(1)工作面和打击点选择

经认真研究施工图，主塔三角块位置为主要受力部位，主塔前倾方向定为倾倒位置，采用2部320D强力液压破碎机对三角块背部1m范围内砼进行直接破碎拆除。

(2)拆除顺序

选择先凿除主塔三角块背肋部砼，露出全部纵向受力钢筋，气割切断钢筋，再沿主塔两侧从后至前对称凿除砼的方法，在自重作用下，主塔在偏心倾覆力矩作用下沿设定方向倾倒后，就地破碎拆除。

实际拆除中，当切割完三角块背肋部纵向钢筋时，主塔三角块两侧对称位置各出现一道裂缝，并观测到主塔发生倾斜位移，现场疏散警戒区内人员后，继续对称凿除三角块背肋部两边砼并切割纵向受力钢筋时，主塔位移显著增加，三角块位置裂缝增多，纵向受力钢筋气割受热后自然拉断。立即撤离工作人员后，在自重作用下，主塔先拉断三角块处两侧余下纵向钢筋后沿设计方向倒地。

4 拆除安全控制

(1)拆除作业在车流量大的车道上进行，确保路面交通安全十分关键。作业中严格按审批方案做好交通组织工作，首先将主车道交通疏导到收费棚两侧，保证双向各两车道通行；其次切割右侧钢立柱和拱肋钢桁架，用吊机整体移出行车道，在收费广场上设置固定区域切割分解；最后恢复路面交通。拆除主塔时短暂封闭路面交通。作业现场全程由交警协助管控路面交通。

(2)拆除右端四根支撑钢管柱，先采用6台130t吊机吊起拱肋钢桁架，再用两台30t吊机吊住四根钢管柱，切割上下连接件后，整体吊起放落。作业中封闭右侧一个车道，安排人员指挥车辆由剩余一车道通行。

(3)切割斜拉索前，先用6台130t吊车吊起拱肋钢桁架，使拱肋上拉索放张，切割前为防止斜拉索切断时回弹伤人，采用Ф12钢丝绳牵引自由端并固定于屋棚钢桁架上。

(4)纵向切割拱肋钢桁架时，严格按照从上至下的先后顺序切割。为防止右半幅拱肋钢桁架在切断时向右侧摆动，并在放落过程左右晃动，事先采用2根Ф18钢丝绳一头固定于右半幅钢桁架南北两端上，一头固定在斜塔离地面8m高位置上。放落右半幅钢桁架时，由指挥员通过对讲机指挥多台吊机驾驶员协同作业，先用4台130t吊车将右半幅钢桁架调整到水平位置，再同步平稳放落地面。

(5)拆除主塔时，在两侧设置仪器跟踪观测塔顶摆向位移，及时用对讲机报告现场指挥员。指挥员指挥强力液压破碎机作业人员调整停机位置和凿除打击点。

(6)为减少主塔倒下时的冲击振动，首先对产生的冲击振速进行验算，验算结果小于周围房屋的安全允许震速，不会对周围房屋造成伤害；其次，在主塔设计倾倒方向上铺设30m（长）×10m（宽）×6m（高）的建筑垃圾垫层，上面再铺设5m（长）×10m（宽）×1.5m（高）用铁链联系的汽车轮胎垫层，并设置50m（长）×15m（宽）×2m（高）的防护栏，设定危险警戒区域，设置警戒警示标志并派专人看护。周边人员经疏散后，主塔按设计方向倒地，倾倒震动未对周围建筑物和收费站内监控系统造成损害。

5 结语

本次拆除作业，因全面考虑了各种危险因素，措施方案运用得当，未发生任何安全生产和交通事故。但就主塔采用机械解体方案，如果施工顺序、部位发生改变，倾倒时间和方向将难以最终控制，如能采用爆破方法拆除，则更能保证施工安全。