204国道上跨海虞北路互通立交桥拆除施工技术

王鼓林

【摘 要】通過常熟老204国道上跨海虞北路互通立交桥拆除实例，介绍了跨既有道路预应力钢筋混凝土桥梁拆除施工方法及如何在拆除过程中确保道路行车畅通和施工、交通安全。

【关键词】立交桥梁；拆除；技术

常熟老204国道上跨海虞北路互通立交桥（以下简称“海虞立交桥”），上跨海虞北路。由于新建的常熟市三环路快速化改造工程建设需要，因而需将该桥拆除重建。

1工程概况

1.1 工程简介

海虞立交桥，其上部结构为2×（26.92+2×27+26.92）+（33+55+33）+2×（26.92+2×27+26.92）m的现浇预应力混凝土箱梁，全桥五联，桥宽27.50m，左右幅上下行各宽13.50m。桥面为6cm厚整体化混凝土调平层及9cm厚沥青混凝土桥面铺装。两侧桥台处各设D80毛勒伸缩缝一道。中间分别设计D80和D100毛勒伸缩缝各两道。下部结构为柱式桥墩。桩柱式桥台，钻孔灌注桩基础。桥梁平面除K918+237.340～K918+293.749位于R=11999m的圆曲线上处，其余均位于直线段上。桥梁拆除前现场情况如下图1所示。

图1 海虞立交桥拆除前全景图

2. 拆除方案确定

2.1 方案选择

海虞立交桥下为海虞北路，为贯穿常熟市主城区的南北大通道，担负着主城区最重要的进出城任务。所以该桥梁拆除重点是在满足通行要求的前提下，不对周围建筑物（立交桥两侧均为居民居住小区及部分企业厂房）及地下管网造成损害。

目前， 常规桥型的拆除方法日益丰富， 主要有静态爆破法、控制爆破法、切割爆破法、水压爆破法、机械拆除法、大型机械移除法、采用液压胀裂工具拆除、热熔拆除以及综合拆除法等。不论哪一种拆除技术，总离不开桥梁拆除现场环境， 施工条件， 安全风险影响等因素，因此选择科学的拆除方案， 对保证旧桥的拆除安全可靠具有重要的现实意义。

鉴于各种拆除法各自的适用范围和条件不同，本项目基于可操作性考虑主要对机械拆除法、控制爆破法和静态爆破法进行方案比选。

表1 桥梁拆除方案比选表

方案 方案一 方案二 方案三

拆除方法 机械拆除法 控制爆破法 静态爆破法

安全性 经过合理计划及方案组合，砼碎片能得到控制，安全无隐患。 施工需要防护网，以防止砼碎片飞落，对施工人员及周围环境有极大的安全隐患。 施工需要大量支护，结构变形大，安全隐患多，安全防护时间较长。 效率及速度

效率及速度 拆除速度相对较慢，但可以快速调配机械设备组织施工。 拆除速度很快，审批手续办理时间长。 速度比机械拆除快，审批手续办理时间相对较长。

环境影响 通过合理计划防护及安排可以让噪声和灰尘对周围环境的影响减到最小，下落缓慢，对地下管网震动影响较小。 噪声大、灰尘大、震动非常大，对地下管网的震动影响很大。 噪声、灰尘对周围环境影响较小，但下落时对地下管网震动影响较大。

可操作性 经过合理准备、方案组合，机械配合人工，拆除完整。 对保留部分桥梁结构及周边建筑物结构震动影响很大。 无法彻底拆除，需额外机械设备配合清理。

由于桥位周围建筑物较多、人口密度大、环保要求高、施工作业场地有限，同时施工过程中必须确保桥下过往车辆、行人安全且正常通行。因此根据上表中几种方案的优缺点进行综合考虑、反复比较，结合该桥梁结构形式及交通通行方案、类似桥梁拆除的成功经验并综合比对后选用安全性高、环境污染小、交通影响小、结构振动小、施工工期短的机械拆除法进行桥梁拆除，优点在于能保证工期的同时，通过合理施工技术方案保证施工安全，对周围环境和地下管网的影响进行有效地控制。

2.2 方案概述

总体按照先中央后两端顺序拆除。现场采用围挡进行封闭施工。具体分两阶段拆除，概述如下：

第一阶段拆除8#墩～11#墩的上部结构及9#、10#桥墩。先拆除南侧立交桥，后拆北侧立交桥。由IX←X→XI顺序拆除。用机械破碎拆除前，在箱梁下方安设贝雷支架支撑，在高架桥外侧搭设钢管维护脚手架，用凿岩机在桥上先拆除防撞墙、翼板和顶板，后在地面用凿岩机破碎两侧腹板，再破碎底板，最后破碎桥墩。

第二阶段拆除0#墩～8#墩（台）及11#～19#墩（台）。亦先拆除南侧立交桥，后拆北侧立交桥。方法同样是先用凿岩机破碎拆除防撞墙、翼板和顶板，后用凿岩机破碎外腹板，再破碎底板，最后破碎中腹板和桥墩。

此方案切实可行，主要优点表现在：

（1）安全性高，通过预先搭设支架，防止箱梁破碎预应力释放后桥梁塌落，拆除时安全可靠。

（2）在箱梁内预应力索断开前，对桥面设施、翼板及顶板等进行拆除，可以减轻箱梁自重荷载，确保桥梁拆除安全可靠性。

（3）拆除腹板及底板时，机械在桥下施工，在逐渐御载后，箱梁不会有垮塌的危险。

3.具体拆除方案

3.1 交通分流

根据各阶段拆除顺序，分别制定切实可行的交通分流方案，确保各阶段车辆及行人的正常通行。详细交通分流方案此处不予赘述。

3.2 具体拆除方案

（1） 用大型凿岩机破碎拆除IX、X、XI箱梁及9#、10#墩，后拆除I～VIII箱梁及0#～8#墩和XII～XIX箱梁及11#～19#墩（见图2所示）。

图2 海虞立交桥纵向简图及拆除区域划分图

（2） 对主跨为单室箱梁上部结构，先拆防撞墙、翼缘板，后拆除顶板，再拆除腹板，最后拆除底板。拆除工艺顺序如图3所示。

图3 主跨单室箱梁拆除顺序图

（3）对主跨为双室箱梁上部结构，先拆防撞墙、翼缘板，后拆除顶板，再拆除外腹板、底板，最后拆除中腹板。拆除工艺顺序如图4所示。

图4 双室箱梁拆除顺序图

（4） 对桥墩（台）的拆除，由上而下进行，直至要求标高。

（5）对破碎后的碎块，分区运离现场。

3.3 各工序具体施工

施工工序如下：

3.3.1围挡施工

根据标化施工现场要求，施工区域外围必须有封闭式围挡结构。行车道围挡高度达到2m。行车道侧围挡采用两根C型钢焊接作为骨架，用角钢焊接做成斜撑，迎面用夹心彩钢板满封；其余采用钢管扣件连接，并在立柱位置采用斜撑以加强立柱的强度。横档的外侧用彩钢板满面封闭，使施工区域与外侧道路呈封闭式隔离。

为了确保桥面拆除机械破碎时对外界的影响，故在桥梁外侧搭设防护围挡，围挡采用钢管搭设两排脚手架，脚手架顶面高度高出桥面0.5m。围挡外侧用密目安全网满封，以防止破碎垃圾溅出施工区域外。

3.3.2 贝雷支撑架搭设

X跨箱梁长55m，底部采用3道贝雷支撑，IX、XI跨箱梁长各为33m，底部各采用2道支撑。支撑长宽为8m×2m，支撑间距均为10m，高度为地面直至箱梁底部。支撑点的基础，中跨利用原有路面，边跨先将原绿化带的种植土进行深挖至实土并夯实，再采用砼浇筑垫层作为基础。支架顶端与梁体的空隙用型钢和方木垫实，使其与箱梁底板密贴。如图5～6所示。

图5 箱梁支承位置图

图6 贝雷支架搭设

由于桥墩较高，为了确保支撑系统的稳定性，上下层贝类支架用跨式螺栓进行连接。

鉴于贝雷支架整体拼装在桥下作为支点，无弯矩，主要对桁架片的抗剪进行验算。经计算，箱梁一孔5m跨贝雷支点承受总的受力为：[N总竖杆]=[N斜杆]×9个竖杆×2片贝雷×折减系数0.9=277.02t﹥363t/2=181.5t贝雷支架受力满足要求。

3.3.3 桥面、防撞墙、翼缘板拆除

在搭设支架的同时，为加快桥梁拆除进度，首先进行桥面铺装层的拆除，用凿岩机分点松动，后用挖掘机打堆、装车运出。

防撞墙采用凿岩机停置桥面上，炮头向桥梁中心方向分层凿除，并用氧气将连接翼缘板的钢筋割除。

翼缘板拆除同样让凿岩机停在桥上，由外向内将混凝土破碎至翼缘板根部停止，形成一条切口，用另一台挖掘机配合从翼缘板的外侧向内勾住，凿岩机破碎翼缘板根部，破碎结束后由于翼缘板的上下钢筋连接和挖掘机的配合工作，翼缘板不会造成下落情况，用氧气切除两侧连接钢筋，两台机械同时把翼缘板翻向桥上面，然后切割翼缘板与箱梁连接的钢筋，把拆除后的翼缘板运至安全破碎区进行破碎。在凿除区域中有专人值班，严禁非相关工人员和车辆及机械进入作业区。

3.3.4 箱梁顶板拆除

頂板拆除采用两台凿岩机上桥拆除，拆除时凿岩机按照由X跨中央向两端方向顺序进行，保留0#块。此拆除方法保证腹板梁之间的稳定性。

对凿除混凝土后裸露的钢筋及时用气割进行割断，做好清运工作，清运时，确保上方无混凝土废渣掉落，以策安全。

3.3.5 箱梁腹板及底板拆除

破碎机械置于箱梁的南侧，破碎南侧的腹板，破碎机置于北侧桥面上，破碎北侧的腹板，最后破碎底板。注意整个箱梁均匀御载，防止拆除过程中箱体坍塌。

凿除过程中，观察梁体振动对支架产生的影响。不断对支架进行观测，发现问题立即停止凿除工作，对支架进行加固处理，支架与梁底有松动时，应及时加塞垫块。

其它箱梁拆除，因梁体较矮，拆除过程又是逐渐御载的过程，做好箱梁坍塌的预防工作，可不用贝雷支撑。

3.3.6 墩身与桥台拆除、砼废渣清运

用凿岩机从墩顶逐层由顶向下破碎至地平下，氧气切割钢筋。梁体凿除进行中，所产生的混凝土废渣及时用挖机配合自卸汽车进行装车转运至合适的地点。废渣堆放区的选择满足环境保护的要求。

4. 拆除注意事项

4.1、环保控制

做好建筑材料、设备的归类；施工现场拆除的建筑垃圾及时清理。建筑垃圾运输采用专用车辆，施工场地内定期洒水，做好防止工作。

4.2、安全控制

为确保桥梁拆除安全，尽可能减轻梁体的重量，在封闭后拆除沥青铺装层，防护栏，翼缘板。沥青铺装层、护拦、翼缘板拆除的主要危险源为大型机械作业、高空物撒落，无关人员闯入施工区。必须采取以下措施：

（1）做好交通管制，积极与路政、交警等地方部门联系，请求支持和指导。

（2）设置警戒线并配备安全员，手持指挥小红旗，配备对讲机，在有人员进出下方时及时与桥面作业人员联系，暂停作业，待人员离开危险区后恢复作业。同时防止其它人员进入作业危险区。

（3）贝雷支架搭设、支撑与拆除过程中，确保支撑点的基础质量，遇到绿化带的种植土时需进行深挖至实土并夯实，再采用砼硬化后作为基础。支架顶端与梁体的空隙用型钢和方木垫实，使其与箱梁底板密贴。贝雷支架有足够的抗压和抗剪能力，搭设形状与高度与桥体相适应。在贝雷支架的顶端用工字钢、木材等支支撑，使支架与桥梁的箱体充分贴合。

（4）桥梁拆除时注意纵向、横向预应力的释放顺序和措施。拆除时考虑平衡法施工，确保施工过程中不出现桥梁坍塌。

5结语

本次海虞立交桥拆除施工中，我们采用搭设支撑、分块机械拆除的方法拆除钢筋混凝土高架桥梁，将拆除对象化整为零，通过合理选择支撑方式和拆除方法，达到了兼顾提高作业速度、增加安全性、减小对周边环境的影响等要求。该方法适合对于周边环境复杂，安全要求高的桥梁拆除工程，具有显著的社会效益。

参考文献：

[1] 王旺劝、向 睿.反浇筑顺序的节段切割法在旧桥拆除中的应用研究[ J] .交通科技， 2007.

[2] 余常俊.高速公路扩建工程上跨桥拆除技术[ J] .交通科技， 2007.