西溪特大桥拆除方案研究

王浩浩　李健

摘要：G15沈海高速公路改扩建工程中，现状西溪特大桥由于满足不了通航和新线位要求需拆除重建。考虑到西溪特大桥上跨西溪航道、下穿厦深铁路、桥址周边敏感控制因素众多、拆除难度大，文章对切割拆除法、机械破除法和爆破拆除法等多种桥梁拆除方案进行了比选。最终选择采用切割拆除和机械破除工艺结合的方法对桥梁进行拆除，并介绍了拆除方案流程和施工重难点，以期为类似桥梁拆除工作提供参考。

关键词：高速公路改扩建；桥梁拆除；线切割拆除；机械切割拆除

0引言

近年来，随着我国经济飞速发展，作为促进经济发展的重要工程，我国高速公路网络建设也日益完善。然而，一些修建时间较早的老旧高速公路通行能力已难以满足日益增长的交通需求，因此对老旧高速公路的改扩建工作已迫在眉睫。在改扩建工作中，一些桥梁受周边众多因素限制不能采用常规方法进行拆除，需考虑众多控制因素。西溪特大桥上跨西溪航道，下穿厦深铁路，桥址周边敏感控制因素众多，拆除难度大，在高速公路改扩建工程中非常具有代表性。本文以此为例，对其拆除方案进行了研究，以期为类似桥梁拆除工作提供参考。

1 工程概述

G15沈海高速公路漳州龙海至诏安段为双向四车道高速公路，路基宽度为26.0 m，于2001年底建成通车，设计速度为100 km/h。随着周边经济的快速发展，现状沈海高速公路漳诏段的服务水平和通行能力已难以满足日益增长的交通量需求，为改善和缓解这种不利局面，拟对沈海高速公路漳州龙海至诏安段进行改扩建。

西溪特大桥位于G15沈海高速公路漳诏段，下穿厦深铁路，上跨九龙江西溪及其航道。桥面双幅总宽为26 m，全长1 264.98 m。上部结构為9×25 m预应力混凝土连续T梁+（35.4+11×50+35.4）m预应力混凝土连续箱梁+22×25 m预应力混凝土连续T梁，下部结构为双柱式桥墩，肋板桥台，配钻孔灌注桩基础。

2 桥梁拆除论证

2.1 原桥拆除必要性

对本项目进行改扩建，该节点段由于受九龙江西溪通航、洪水位的控制，路线纵坡抬高，且路线平面从该桥处与老路分离，故拟废除现状西溪特大桥。此外，若采用相同路线，桥梁拼宽利用，需采用两侧拼宽8.5 m（双向8车道），而现状主桥为11×50 m预应力混凝土箱形连续梁，采用相同跨径拼宽难度较大；若采用常规跨径拼宽，则对通航不利，因此考虑拆除原桥。

2.2 历年检测状况

根据2012-2018年的桥梁检测结果，该桥梁技术状况等级多次被评定为3类，上部、下部主要承重构件病害较为严重，每年都需要进行检测、维修和加固，且维修加固成本较高。另外，沈海高速公路漳州段交通量很大，检测、加固期间需要进行交通管制，这对正常的交通出行极为不利。因此，此次改扩建工程考虑将其拆除重建，从根本上解决问题。

2.3 桥下通航情况

原九龙江西溪（西溪桥闸至福河段）航道技术等级为内河Ⅴ级航道，上游西溪桥闸仅可通航20 t船舶，沿程建有4座跨河桥梁，由于现状西溪特大桥跨径不满足Ⅴ级航道标准，该航段已调整为内河Ⅶ级航道。现状西溪特大桥与九龙江西溪斜交角度为125°，且有通航要求，但砂石运输船通行经常与桥墩发生碰撞，影响船只通行安全与桥梁的稳定性，近年来已多次进行加固，此处成为了道路与船只通行的瓶颈。因此，以沈海高速公路改扩建为契机，拆除既有西溪大桥并进行重建。重建时将适当增加桥梁跨径，满足桥下船只的通行需求，避免碰撞，消除安全隐患。

3 拆除方案比选

3.1 桥梁周边敏感点

对现场施工情况的了解直接关系到拆桥设计的准确性。通过对桥址周边在建或已建构筑物现状、河道、通航情况、周边道路情况等相关因素的实地调查，结合收集的其他基本设计资料，为桥梁拆除提供依据。其中，桥梁周边敏感点如图1所示。

（1）西溪特大桥第9跨下跨村道为道路和防洪堤结合，目前主要为当地村民通行用。该路宽4.5 m，净高约为5 m。

（2）既有厦深高铁上跨西溪特大桥第14跨，与西溪大桥净空为8 m，墩柱与桥最近距离约为12 m。第13～23跨跨越西溪，其中14#～17#墩设置了防撞钢结构。西溪航道等级为Ⅴ级。

（3）西溪特大桥第32跨跨越村道，村道宽7.5 m，目前主要为当地村民通行用。第38跨跨越河道，河道宽约12 m。

3.2 拆桥方案比选

常见的桥梁拆除施工方案主要有机械破除、线切割拆除、爆破拆除等工艺［1］。

（1）机械破除法：利用炮机直接凿除桥梁，结合运输车辆将凿除物转运出施工现场。该方法施工振动大、噪音大、污染大，施工作业机械占用行车道、施工产生的飞散物、粉尘对桥下通行车辆安全隐患大，施工期间需中断桥下交通。但炮机凿除法拆除桥梁施工快速、工期短、造价低，并且对交通通行的影响时间较少。

（2）切割拆除法：采用切割机将主梁结构分块切割，再利用汽车吊和平板车转运出施工现场。该方法施工灵活、噪音小、污染小，不会对环境造成破坏，能对其他拆除方式不能施工的桥梁进行拆除，但施工工期长，因此对交通通行的影响时间也比较长［2］。由于切割施工在桥面上进行，需搭设支架，支架规模也比较大，受桥下净空限制较大、造价高。

（3）爆破拆除法：采用一定的爆破器材先在结构物上钻眼，埋置炸药，并通过引爆炸药的方式将旧桥破坏掉，再利用平板车转运出现场。该方法对周边环境要求很高，会对周边结构物造成较大影响，对工作时的天气状况要求也很高，对炸药的埋置位置要做严格的设计，爆破器材的质量及性能在作业前要进行严格的检测。另外，爆破作业需要较复杂的申请批复手续，安全风险也较大。

各拆除方案优缺点情况见表1。

结合沈海高速公路实际运行情况，考虑拆除过程中保通方案，以及对周围铁路、航道、道路等控制因素的影响，对距离周围构筑物较近的桥跨选用线切割工艺拆除，距离周围构筑物较远的桥跨选用机械破除工艺拆除。在尽量减少对交通通行的影响及对原桥周边现有建筑物影响的同时，降低一定程度的造价［3］。

4 桥梁拆除施工

4.1 拆桥设计原则

（1）该桥与铁路、村道、河道、航道相互干扰，拆桥时以不影响铁路通行、保证周边建筑物结构安全为原则［4］。

（2）依据桥梁结构及所处位置，制定相应的拆桥措施。

根据以上原则考虑，西溪特大桥第9、32跨跨越村道，第38跨跨越河道，为保护既有村道设施不被破坏，第9、32、38跨T梁按照切割拆除的工艺，其余T梁按照原位破碎拆除的工艺。针对第10～22跨现浇箱梁采用切割拆除的工艺。具体拆除工艺见表2。

4.2 拆桥措施辅助方案

西溪特大桥周边敏感点较多，桥梁长，拆除难度高，须对施工安全有更高要求。为了确保拆除过程的安全性及快捷性，设计从拆除措施方面制定两个方案。其中，方案一为：使用钢平台履带吊切割吊装，该方案为在跨越九龙江范围内采用搭设钢便桥的措施辅助拆除施工；方案二为：使用组合浮吊切割吊装，该方案为在跨越九龙江范围内使用大吨位船舶来辅助拆除施工［5］。

辅助方案一：使用钢平台履带吊切割吊装。

由于工期紧，应采用多点同时施工作业。总体采用搭设左右幅钢栈桥和钢管桩贝雷片的钢平台作为吊装平台进行切割吊装拆除方法。考虑桥墩与箱体不固结，在桥墩中心线两侧各13.5 m的长度采用搭设钢管支撑架支撑箱梁，再拆除连续箱梁，先按翼板、顶板、底板的先后顺序进行拆除，逐渐减轻重量，再拆除腹板，最后拆除桥墩中心线两侧各13.5 m长度的箱梁。钢管贝雷片的钢作业施工平台应搭设至离旧桥翼缘板垂直线边缘，作为拆除桥墩及墩顶部分箱梁。钢栈桥和钢平台承载力要根据吊物重量及吊车和车辆的重量之和进行设计。

辅助方案二：使用组合浮吊切割吊装。

采用搭设左右幅钢栈桥结合组合浮吊进行切割的吊装拆除方法，在桥墩中心线两侧各13.5 m长度搭设钢管支撑架支撑箱梁，再对连续箱梁进行拆除，按翼板、顶板、底板的先后顺序进行拆除，逐渐减轻重量，再拆除腹板，最后拆除桥墩中心线两侧各13.5 m长度的箱梁。

在桥两岸靠汕头方向搭设钢管桩贝雷片的钢作业施工平台作为组合浮吊组装平台及切块运上岸驳船停靠点，在福州方向岸边搭设钢管桩平台贝雷片的钢作业施工平台作为组合浮吊组装平台及切块运上岸驳船停靠点。钢栈桥和钢平台承载力要根据吊物重量及吊车和车辆的重量之和进行设计。如图2所示。

4.3 拆除施工流程

全桥拆除流程：拆除桥面路灯、标志牌等附属件→铣刨桥面沥青→拆除西溪大桥河中桥墩防护架→搭设箱梁钢管支撑架及钢结构临时便桥→拆除全桥防撞护栏及翼板→拆除箱梁顶板和底板→拆除箱梁腹板及T梁桥梁→拆除桥墩中心两侧13.5 m的箱体→拆除钢管支撑架→拆除箱梁下部结构。

4.3.1 T梁原位破碎拆除步骤

（1）拆除桥面附属物。桥面附属件采用汽车吊及人工氧气割进行拆除并用车辆外运。

（2）T梁及混凝土护栏采用破碎设备进行原位破碎拆除。

（3）下部结构采用液压破碎机进行原位破碎拆除。

4.3.2 T梁切割拆除步骤

（1）拆除桥面附属物。桥面附属件采用汽车吊及人工氧气割进行拆除并用车辆外运。

（2）混凝土护栏采用金刚绳锯进行分段切割及外运。

（3）T梁采用金刚绳锯进行分段切割及外运。

（4）下部水上结构采用金刚绳锯切割吊装拆除施工，下部水下结构承台及水下墩柱采用水下切割设备及履带吊吊装进行切割拆除。

4.3.3 箱梁拆除步骤

（1）拆除桥面附属物。桥面附属件采用汽车吊及人工氧气割进行拆除并用车辆外运。

（2）14#～17#墩水下钢管桩采用水下切割设备及驳船履带吊吊装进行切割拆除。

（3）混凝土护栏采用金刚绳锯进行拆除并分段切割及外运。

（4）箱梁按照建桥逆序进行切割吊装拆除，上部结构及下部水上结构采用金刚绳锯分段切割后吊裝拆除施工；下部水下结构承台及水下墩柱采用水下切割设备及履带吊吊装进行切割拆除。

4.4 施工重难点

在拆除施工过程中，存在以下施工重、难点：

（1）钻切割孔时应查清桥面水平及坡度情况，钻孔机应根据桥面坡度及水平进行安装，保证梁片切割面垂直。

（2）切割孔距离应≤5 m，不得使切割绳波动过大，防止切割垂直度倾斜。

（3）箱体切割特别是腹板切割要确认钢绞线锚头位置后进行测量切割，防止对隔壁块的箱梁钢绞线造成破坏，对其他桥梁造成安全威胁。

（4）起重机的吊钩绳在切块纵向和横向必须垂直吊钩，应在每片切块纵向中心点和切块两端安装揽风绳，防止梁片吊离桥面后对上方的架桥机造成碰撞。

（5）起重机过孔安装特别是支腿横梁应固定到位，起重机吊装应正确操作。

5 结语

西溪特大桥上跨西溪航道，下穿厦深铁路，桥址周边敏感控制因素众多，拆除难度大，在高速公路改扩建工程中非常具有代表性。本文考虑了西溪特大桥桥址周边众多控制因素，对多种桥梁拆除方案进行了比选。最终，遵循安全、适用、经济、美观和有利环保的原则，确定采用线切割拆除和机械破除工艺结合的方法对桥梁进行拆除，并详细介绍了拆除过程和施工的重难点，以期为类似桥梁拆除工作提供参考。

参考文献：

［1］周林刚，李良军.桥梁拆除施工安全技术［J］.施工技术（中英文版），2022，51（10）：87-91.

［2］张 松，王 超.金刚石绳锯切割技术在桥梁拆除中的应用［J］.交通世界，2021（12）：142-143.

［3］吴发展，李小奇，赵 虎.市政工程旧海关桥拆除技术［C］.2021年全国工程建设行业施工技术交流会论文集（下册），2021.

［4］张万国.跨铁路繁忙干线既有桥梁拆除关键技术研究［J］.铁道建筑技术，2022（4）：104-107.

［5］杨逢春.跨河公路桥梁拆除关键施工技术［J］.交通世界，2020（23）：132-133.

作者简介：王浩浩（1996—），硕士，助理工程师，研究方向：桥梁工程设计。