老桥拆除施工方案比选及实施

张润泽,闵 玉

（四川路桥华东建设有限责任公司,四川 成都 610200）

老桥拆除施工方案比选及实施

张润泽,闵 玉

（四川路桥华东建设有限责任公司,四川 成都 610200）

近年来,随着城市飞速发展,市政路网规划更新调整周期也不断缩短,随之而来的老桥拆除重建工作也进入了近几年的多数城市市政工程的实施清单中。从当前老桥拆除施工技术现状出发,结合笔者近期参与管理实施的沿海某市老桥拆除施工的实际工作,通过综合比较,最终确定"支架+绳锯分块切割吊装拆除"的方案,并予以实施,达到预期效果。

老桥；拆除；施工方案；比选；实施

0 引言

近年来,随着城市的飞速发展,市政道路网规划调整周期不断缩短；老路扩建翻新、新增高架快速化通道、老桥拆除扩建等成为多数城市市政工程实施清单中不断增加的项目,老桥拆除施工成为原址新桥重建的前奏。但从近几年老桥拆除施工过程中发生的坍塌事故可以看出,拆除方案的选择及实施成为施工安全的关键。

1 工程概况

该工程为沿海某市外环线高架老桥,根据该市最新规划设计需对该老桥进行拆除。涉及范围为该段老桥4联预应力混凝土现浇箱梁。全长约480 m,拆除C50混凝土约12 000 m3,钢筋及预应力钢绞线约2 000 t。桥跨布置:4×（40×3）m,横断面为单箱五室结构,桥宽28 m,梁高2.2 m,桥高0.5～10 m,其中一跨跨越现状25 m宽河道。

该路段为城市主要干道之一,由于桥梁周边分布几所大、中、小学校,当地有关管理部门要求桥梁拆除仅能利用学校暑假期间进行,如若暑假期间不能完成桥梁拆除工作,必须按时开放交通,剩余未拆除部分待寒假方可继续施工；根据对当地学校走访,当地放假最迟的为6月底,剩余时间仅60 d；加之,通过类似工程实施案例了解到,相似规模的工程拆除大约需90 d。因此,拆除施工任务重,施工安全风险极大,施工组织、管控要求很高。

2 拆除施工方案比选

2.1 方案A:一次性爆破拆除方案

通过封闭施工区域段道路7 d左右,在墩柱对应处埋设静态爆破剂,通过爆破剂发生水化反应,使位于墩柱内的爆破剂体积膨胀,膨胀应力大于砼极限拉应力导致混凝土墩柱开裂,失去承受能力,使现浇箱梁整体倒塌落至桥梁投影面下,清理设置围挡维护起来,开放交通,通过挖机在围挡内在现场对落地现浇箱梁砼逐段破碎并外运。

2.1.1 优点

封道7天,封道时间短,交通影响小,整桥一次性坍塌、工效高；省去支架搭拆及砼切割及部分吊装费用,成本较低。

2.1.2 缺点

目前,化学静态爆破技术在现浇桥梁上使用案例极少,可参考类似工程不多；根据已有小型工程拆除的案例得知,化学静态爆破技术不成熟,极易出现水化反应不可控情况,可能造成“危桥”现象,极大的增加了老桥拆除施工难度,安全风险极高；控制不当极可能造成重大安全事故；爆破后现场砼破碎设备破碎施工噪音高,扬尘污染大。

2.2 方案B:采用支架+绳锯分块切割混凝土现浇箱梁方案

通过封闭道路交通约30 d,采用支架+绳锯分块切割混凝土现浇箱梁,使用350 t履带吊按切割顺序及分块情况,逐块吊混凝土切块,并通过120 t平板车运输至场外,再通过破碎设备对混凝土切块予以破除的方案。

2.2.1 优点

场内封闭施工,对周边环境安全影响较小,采用支架搭拆速度快,使用大块砼切割新工艺即金刚石绳锯切割具有噪音低,无污染,速度快,切角任意,条件受限小,安全风险相对较小[1]。

2.2.2 缺点

混凝土切割作业及混凝土块吊装、运输作业存在一定安全风险,且需封闭道路30 d左右,交通影响较大。成本相对增加。

2.3 方案C:采用支架+带破碎头挖机直接桥下破除方案[2]

通过封闭施工区域道路约60 d,在桥下搭设支架,通过带破碎头挖机在桥上逐段破除箱梁顶板、底板、横梁；剩余腹板采用破碎挖机在桥下直接破除作业,完成桥梁拆除。

2.3.1 优点

场内封闭施工,对周边环境安全影响较大,成本相对节约。

2.3.2 缺点

箱梁混凝土破碎声音大,粉尘污染大,施工工期长,施工区域道路封闭约60 d,交通影响很大。

通过上述A、B、C三个方案比选,结合施工现场交通、学校、居民区及其他外部环境,从拆除施工涉及的全程作业安全、施工技术可行性、施工工期要求、工程经济性、国家及当地环保、水保要求等方面综合对比研究分析,方案B较其他两个方案,具有相对明显优势,且有成功实施的案例,只要实施过程控制得当,满足上述相关要求,就能确保工程在有限时间内顺利完成。因此,选择方案B作为本工程的拆除方案。

3 拆除施工方案实施

3.1 实施概述

首先封闭施工道路,硬化处理支架基础,搭设桥下碗扣式满堂支架,穿插拆除桥面系及附属设施。随后采用金刚石绳锯静力分块切割现浇箱梁主体结构,利用350 t履带吊对切割后的砼块逐个吊离,采用120 t大型平板车运输至场外破除。直至所有现浇箱梁混凝土块切割、吊装、外运完毕,支架拆除,恢复交通。

3.2 拆除准备

编制专项施工方案和交通封闭绕行方案,组织专家论证并报批,发布拆桥段交通封闭绕行公告,施工人员、材料及机械设备进场,并按要求对施工人员进行三级安全教育及安全技术交底,进场材料及机械设备进行报验。规范设置围挡,封闭交通；通电、接水,并完善场地排水系统,防止污染周边环境；对涉及雨污水、电信、路灯、交通信号监控等完成对接及防护；同步完成其他相应准备工作[3,4]。

3.3 支架施工

在需要拆除的桥梁下搭设钢管支架,作为拆除跨箱梁腹板的支撑。本跨钢管支架共有两排,两排钢管中心间距为9 m,钢管距离n#和（n+1）#桥墩中心距离为8 m,两排钢管之间通过325 mm× 6 mm型钢进行纵向连接,共三组。钢管柱采用600×8钢管,每排共5根钢管,间距为5.75 m和5.5 m,钢管和钢管之间采用325×6钢管进行连接。钢管上架设2H500型钢作为分配梁,分配梁和箱梁之间留有5 cm距离,待箱梁顶板和底板破除完成后在分配梁上箱梁腹板的位置用木板（或橡胶）进行支垫,在此时支垫是为保证腹板两端破除后不对支架产生冲击荷载,同时减少拆除腹板是破碎头对钢管支架的振动,避免钢管支架失稳和地基土产生沉降。

钢管支架基础为原地面换填50 cm以上宕渣并压实,在其上浇筑截面尺寸100 cm×100 cm的C25混凝土基础,在混凝土条形式上部和下部用φ10的圆钢铺设一道钢筋网。为防止在桥梁拆除过程中,支座活动位移,首先在支座四周用20 mm钢板连接支座上下盖板,焊接牢固,锁定支座。

3.4 混凝土块切割、吊运破碎

3.4.1 混凝土块切割

混凝土块切割前,充分考虑施工周边环境、交通、工期、起重等关键综合因素,结合老桥实际,进行纵、横向现浇箱梁砼分块。4联箱梁共划分混凝土块350块,单块长约为7～11 m,宽约为2～5 m；最大混凝土块重量约80 t。

切割采用金刚石绳锯按方案设定的切割顺序进行连续切割作业,金刚石绳锯混凝土切割设备具有切割无振动,对结构无影响,体积轻巧,装拆就位快,切割能力强,效率高,采用水冷却,无施工粉尘,切口平直等特点。

切割前,对预应力钢束布设、切割线做红油漆标明。切割时切缝要稍微外斜,形成上大下小的楔块。混凝土切割过程中,注意观测支垫点位的稳定情况,防止梁段的突然断裂造成对支垫位冲击受力过大出现意外。

由于箱梁预应力释放及分块切割后,既有桥梁预应力体系已发生较严重的破坏,预应力钢束可能存在残余应力,为防止梁体变形位移发生梁体与支撑脱空,必须保证支架顶方木与箱梁体始终处于紧贴状态,同时安排专业人员对施工过程全程监控。

3.4.2 混凝土块吊运、破碎

通过350 t履带吊采用四点吊法进行吊装。横梁采用钢丝绳捆绑兜底法进行提吊,吊装过程中,采用钢瓦做好角点遮垫,保护好钢绳不受损坏。

混凝土块用120 t平板车运至场外远郊的存放场地,通过炮头就地破碎。

3.4.3 安全管理

据本工程老桥拆除的特点,即桥下支架搭设难度大、边施工单侧道路边临时保通、切块量大,吊装重量重,工期紧,道路绕行前需进行施工准备,施工组织难度大等,分析出施工现场中存在的重大施工危险源,针对各个危险源,分别定制相应的防控措施,确保施工现场作业安全可控。

4 结语

从安全角度出发,本工程在拆除过程中,未发生任何安全事故,安全管理达到预期目标；从工期角度,本工程实际施工工期50 d,比既定工期提前10 d完成；从经济性角度,工期提前较计划成本有一定节约；社会效益角度,本工程在预定时间内完成交通开放,且施工期间未接到任何投诉,赢得了当地相关管理部门、建设单位、监理单位等认可。本方案比选及拆除施工实施要点可为相似老桥拆除作业提供借鉴。

[1]许洪强.金刚石绳锯在市政匝道桥梁拆除中的应用[J].工程技术:文摘版,2016(11):317.

[2]冯博.闹市区桥梁拆除技术浅谈[J].建筑知识,2016(2):166.

[3]李耀生.旧桥拆除方案探析 [J].城市道桥与防洪,2014(12): 137-139.

[4]李旭东.闹市区不封道条件下已有高架桥的拆除技术[J].建筑施工,2009,31(1):70-73.

U445.45

B

1009-7716（2017）07-0189-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.07.058

2017-00-00

张润泽（1984-）,男,安徽霍邱人,项目总工程师,道桥工程师,从事道路桥梁施工技术管理研究工作。