箱梁桥拆除施工关键技术

许航宇

（河北省交通建设监理咨询有限公司，河北石家庄 050000）

1 工程概况

某桥梁工程为特大桥，主桥采用预应力混凝土连续箱梁，单幅桥面和梁底的宽度分别为12.5m和7.5m，悬臂节段共计11个。箱梁曾通过钢板粘贴的方式加固，底板外侧粘贴碳纤维布补强，体外施加预应力。由于该桥修建年代过于久远，虽然加固但并未使病害问题得以消除，随着病害问题的持续发展，该桥已经成为危桥。经过研究后，决定对该桥上部结构拆除重建，保留下部结构。本文重点对箱梁桥拆除施工关键技术展开分析。

2 箱梁桥拆除施工关键技术探析

2.1 拆除施工方案

箱梁桥拆除过程中，拆除顺序非常重要，需结合该桥的实际特点。经过认真研究后，制定出如下拆除方案：先桥梁的部分恒荷载拆除，依次为“沥青混凝土路面、桥面混凝土铺装层、桥梁护栏以及翼缘板”等。先将恒荷载进行拆除，能够使桥梁本身的自重减轻，随后通过固结的方法将“0#块与桥梁墩柱”连接起来，并在边跨位置处搭设支撑，将之前所施加的体外预应力解除，以静力切割的技术方法，分节段拆除“主跨与边跨”的箱梁，从跨中合龙段向0#块起拆，最后将0#拆除[1]。采用挂篮线切法拆除箱梁，为确保桥下船只的通航安全，吊装主跨时封闭航道，拆除边跨时，于桥下设置安全通道，以此确保车辆及行人能够安全通行。拆除的混凝土碎块则统一运至指定的地点堆放。

2.2 拆除施工关键技术

2.2.1 搭设支撑系统

本工程中，边跨支撑系统由以下几个部分组成：钢管柱、扩大基础、封口钢板、加劲板以及木楔（高度可调）。其中钢管柱选用的是无缝钢管，尺寸为直径530mm、壁厚10mm，支撑系统搭设完毕后，需要预压，该工序必须在跨中打开前完成，预压后在支架上安装沉降仪对支架状况实时监测，并采取相应的保护措施，设置防排水通道[2]。支撑系统正式使用前，要全面检查验收，在确认合格后方可投入使用。

2.2.2 拆除桥面附属设施

采用挖掘机将桥面沥青混凝土铺装层全部刨除，废料通过自卸式车辆运到指定地点堆放。桥面上的伸缩缝等附属设施，可采用人工凿除的施工方法，尽可能确保从原连接部位进行拆开，一些无法拆下的钢筋，则用气焊割除。当所有附属设施全部拆除后，半幅桥面的荷载减轻了120t左右。

2.2.3 翼缘板拆除

先将翼缘板横向切断，随后用汽车吊吊住翼缘板的两端，使钢丝绳受力，通过切割设备，沿纵向将翼缘板从桥体中分离出来，切割下来的翼缘板直接吊装至运输车上，转移到桥下破碎处理。拆除翼缘板时，按照从跨中向两侧的顺序，拆除翼缘板后，半幅桥面减轻荷载150t左右[3]。

2.2.4 体外预应力解除

本工程中的箱梁桥之前通过体外预应力的方法加固，在拆除前，要先将体外预应力解除，使预应力在中跨合龙段打开前全部释放，解除时，按照先边跨后主跨的顺序施工。具体做法如下：

（1）解除边跨预应力索时，先对切割点合理确定，按照从桥梁纵轴线向两侧的原则，对体外预应力索编号；将防蹦钢箍安装在箱梁内转向梁中间的体外预应力索上，这样有效避免切断钢绞线时大幅度反弹的情况发生；在体外预应力索切割点附近，可采用加密的方法布设钢箍，通过膨胀螺栓与箱梁连接，确保钢箍牢靠稳定。

（2）中跨体外预应力索的解除方法与边跨基本相同，在此不进行赘述。实际操作中，要采取有效的措施保证作业安全，避免因操作不当或是保护措施不到位引发安全事故。

2.2.5 固结0#块

在箱梁桥拆除时，必须使整体结构始终保持稳定，为实现这一目标，要对墩梁临时固结，由此能够确保桥梁结构在力学上的抗转动能力高于任意箱梁节段重力对墩柱顶端产生的弯矩。因箱梁桥的下部结构需要保留，所以拆除过程中，应尽可能减少不平衡弯矩的产生，避免对下部结构造成影响。

2.2.6 桥面试吊

本次桥梁拆除施工，选用的桥面吊机为专利产品，是针对变截面箱梁拆除研发，具体自行走能力[4]。正式吊装桥面前，要先试吊，借此测试吊机支撑架的承载力，看各项技术指标是否与桥面拆除施工要求相符。

2.2.7 中跨合龙段打开与拆除

（1）箱梁桥拆除过程中，安全控制的重点环节为中跨合龙段打开，可将合龙段的切断断面布设在距离中跨中心线50cm的位置处，用液压链式切割机将箱梁从中心一分为二，同步切割。

（2）在切割开始前，要用桥面吊机将合龙段吊住，安装防冲击挑梁，并在其前端设置承载力达到100t以上的千斤顶，借助千斤顶防止箱梁拆除阶段突然下沉，当箱梁切断后，千斤顶回油，能够使悬臂错动[5]。

（3）在对箱梁中跨拆除的过程中，必须在每个节段上都设置挑梁。为给切割块下放提供有利条件，可将首节箱梁的断面切割成八字形，同时在顶板上切通槽，宽度控制在15cm左右。切割下来的箱梁节段下放至运输船，运至码头破碎。

2.2.8 边跨拆除

（1）解除边跨是箱梁桥边跨拆除中较为重要的一个环节，与边跨拆除的安全性密切相关。为给切割创造便利条件，并提高拆除的安全性，从边跨墩顶中心1.2m左右位置处切割，以此来解除边跨。操作前，要复查支撑系统，并在解除过程中观测支撑系统，看状况有无变化，若是出现异常，则必须立即停止施工。

（2）当边跨解除完毕后，便可对箱梁分节段、分块吊装拆除，可按切割顺序对箱梁纵向节段依次编号，切割线要避开原节段线50cm左右，这样能够有效避开锚头。横向节段可以分为若干块，按次序逐一切除，0#箱梁分为26块，每块的重量不超过10t，先将外侧的接缝段拆除，然后再拆除翼缘板、顶板和腹板，最后分块拆除横隔板及底板[6]。

2.3 拆除施工控制

在箱梁桥拆除施工中，要采取有效的控制方法，确保拆除工作顺利完成，避免安全事故的发生。可以采用的控制方法有以下几种：纠偏终点控制法、自适应控制法等。

2.3.1 纠偏终点控制

该方法是在箱梁桥拆除过程中，跟踪控制引起主梁线形偏差的因素，发现偏差及时纠正，确保线形始终处于理想状态。在实际应用中发现，该方法存在工作量大的缺陷，并且某些特殊情况会影响控制效果[7]。

2.3.2 自适应控制法

该方法是对箱梁拆除施工中的标高及内力的实测值与设计值对比，找出产生偏差的主要原因，据此对参数加以修正，实现双控的目标。设计参数识别是该方法的核心，借助计算机系统修正引起偏差的参数，便可达到理想的控制效果。从本质上看，拆桥和建桥虽然都是施工过程，但方法却存在较大的差别，所以监控方法也不相同。拆除箱梁桥时，切割的受力状况非常复杂，故此自适应控制更加适宜，可将该方法作为箱梁桥拆除施工的主要控制方法。当控制方法确定之后，要对具体的控制内容加以明确，包括变形控制、应力控制、稳定控制、安全控制等[8]。

2.4 拆除过程监测

在箱梁桥拆除过程中，为避免安全事故的发生，要做好结构状态监测，通过监测获得的数据，调整作业方法，使结构内力及线形始终处于可控范围内[9]。具体的监测方法如下：分析箱梁桥拆除全过程的敏感性，给出结构内力及线形的最大容许值，控制敏感性参数，使箱梁拆除安全、有序完成[10]。

2.4.1 变形监测

变形监测是箱梁桥拆除施工中的重点环节，主要包括吊装系统、箱梁结构、桥墩及邻跨箱梁等。具体的监测方法及要点如下：

（1）箱梁切割后，需要使用吊装系统将其下放到地面指定位置，在作业时，要加强对吊装系统的变形监测，发现变形问题必须及时处理，以免诱发安全事故。可将监测的重点放在如下方面：牛腿、锚板、轴销和挤压套的锚固可靠性，全面检查钢结构的焊缝，看有无开焊的现象，检查受压支点的局部承压状况，监测贝雷梁、型钢等受压支撑系统的变形情况等。

（2）切割及下放箱梁时，要做好箱梁的变形监测，在适宜的位置处布设位移监测点和应变监测点。切割正式开始前和箱梁切割后，要对混凝土做局部监测，可将监测的重点放在如下方面：支点处、吊点处、箱梁内部补强处、原桥破损处等。利用弦振钢筋计对各点的应力加以测量。

（3）箱梁切割及下放时，需要由桥墩或是承台来承受后锚力，故此要对相关的传力构件全面监测，从而保证受压支撑的安全性与可靠性。工程实践表明，当连续梁体系转换时，会对邻跨产生影响，虽然经过计算确认结构安全，但在箱梁切割时，还要观测邻跨的位移情况，以免出现异常[11]。

2.4.2 同步监测

（1）本工程中的箱梁桥纵横坡比较大，采用的箱型结构为窄底板、斜腹板，独柱支撑，箱梁切割下放时，结构的整体稳定性会受到多方面因素的影响，由此导致体系转换受力变得较为复杂。对此，要在箱梁切割作业前，做好相应的准备工作，并加强切割下放过程的同步监测，以此来确保安全性。切割箱梁前，千斤顶油缸应伸出10cm以上，给首级下放预留出足够的行程。同时，可以按照理论值的1.05倍，对荷载预提，调整好千斤顶的油压，随着切割对吊点的力不断调整，千斤顶的调整幅值控制在15%以内，确保所有千斤顶的油压变化同步，若是发生异常状况，则应按照如下顺序逐项检查：先检查切割断面，看有无变形，再检查吊装系统，看内力与变形是否正常，随后核实预提力，检查内侧与外侧断面切割速度，看是否同步，最后检查千斤顶。

（2）当箱梁从桥梁结构中被切断之后，受到以下因素的影响：纵横坡、施工误差等，会使下放遇到阻碍，从而增大各个环节的风险，故此，要对箱梁同步分级，使刚体维持平动，在此基础上完成下放。首级是箱梁下放控制的重点，保证同步和防卡是需要解决的主要问题，空中下放，还要解决风荷载的干扰问题，箱梁落地时，要解决冲击碰撞问题。在首级下放时，要全面检查与复核，确保彻底切断钢筋和预应力，下放的箱梁与原结构之间不存在耦合的现象，吊装系统具备箱梁下放的条件。

（3）下放箱梁时，可以在两侧翼缘处布设观测点，对同步性跟踪控制。可将千斤顶的一个行程分成3～5级。每级控制在3.0～5.0cm左右，每3次，复核1次高程，确保同个断面内两侧控制点的高差不超过20mm，偏斜转角不超过0.5°。当发生异常状况时，要先检查各个梁段，看有无卡住，采用清除障碍、调整油压的方法予以处理，当达到平动状态后，下放下一级梁段。箱梁下放要保证平稳落地，实际操作中，常常会出现箱梁卡住突然冲击的情况，对此要处理地面，保证有效接触面积足够，并且地面不会因箱梁冲击产生坍塌的现象。可以采取适当的方法，对箱梁下放位置处的地面加以处理，使地面满足箱梁下放的要求。

3 结语

箱梁桥拆除是一项较为复杂的工作，在拆除施工中，拆除顺序非常重要。因此，结合该桥的特点，经过研究后，制定切实可行的拆除方案，工人在作业过程中需根据方案开展拆除工作。比如，本案例工程中的箱梁桥之前通过体外预应力的方法加固，在拆除前，要先将体外预应力解除，使预应力在中跨合龙段打开前全部释放，解除时，按照先边跨后主跨的顺序施工。在箱梁桥拆除过程中，要做好结构状态监测，通过监测获得的数据，调整作业方法，使结构内力及线形始终处于可控范围内。同时，要避免对桥梁下部结构的稳定性造成影响，还要保证作业安全性，防止安全事故的发生。为实现上述目标，作业人员要掌握拆除施工关键技术，并在实际工程中合理运用，使箱梁桥拆除工作能够按质、按量、顺利完成。