钢筋混凝土连续箱梁桥安全拆除的技术分析

　　摘要：该文通过对广东省某大桥拆除过程中的分析和总结，初步探索了钢筋混凝土连续箱梁桥安全拆除的技术要点，
　　关键词：钢筋混凝土、连续箱梁桥、安全拆除、技术分析
　　引言
　　钢筋混凝土连续箱梁桥这种桥式的使用在我国始于上世纪80年代，随着时间的推移,新建的桥梁终究都会成为旧桥,而造成桥梁结构产生病害、出现缺陷的原因多种多样,以及航道等级的提高，近年来,随着我国社会经济的快速发展,对公路桥梁建设也提出了更高的要求,一些上世纪八九十年代建造的连续箱梁桥经过几十年的风风雨雨,已经逐步老化破损,加之当初设计建设的标准已经满足不了现代社会日益增加的通行能力要求,为保证国家和人民财产的安全、保证交通畅通,就需要对桥梁进行拆除。桥梁拆除是不可避免的,从人工桥梁的出现已有几千年,特别是进入现代文明后,社会发展日新月异,拆除旧有结构建设新设施已成为必然。鉴于此,我们研为究制定了切实可行的拆除方案,保证了整个拆除过程的安全。
　　1、广东省某大桥工程概况
　　广东省某大桥横跨某镇水道，跨径布置为：20m+20m+（20+26+20）m+20m+20m，桥梁全长146m、该桥设计荷载为汽车-20级，挂车-100。桥面宽度为8.0m+2×0.5m=8.5m。该桥上部结构采用简支T梁和三跨普通连续箱梁。第1、2、7跨为20m简支T梁，每跨由5片T梁组成。第3～5跨为普通钢筋混凝土连续箱梁。第6跨为由20m简支T梁更换为20m简支空心板梁，由4片空心板组成。该桥下部结构是桩基础、柱式桥墩。其中2～7号墩柱均为双柱式桥墩，直径D100；2、3、6、7号墩基础由两根D120桩组成，桩顶设有系梁1mx1m；4、5号墩基础为2根D150桩基。桥梁现状如图1-1所示：
　　
　　
　　图1-1大桥现状图
　　
　　
　　桥梁横断面如下图1-2～1-3所示。
　　
　　
　　图1-2箱梁跨中断面
　　
　　
　　
　　图1-3T梁标准断面
　　该桥净空不能满足某水道疏浚工程的要求，作为某水道疏浚工程的组成部分，该桥须进行拆除。为满足陆路交通需要拆除某大桥。
　　2、拆除方案的分析和确定
　　拟定拆除方案时综合考虑技术可行性、安全性和施工工期，并充分考虑拆除方案的环保性和经济性。
　　该桥拆除的总体思路：
　　上部结构连续箱梁采用贝雷梁反吊用链锯切割分段拆除，T梁采用墙锯切割分片吊运，空心板梁用墙锯切割分片然后用吊运。上部结构拆除采用对称拆除的方法，即由第4跨连续箱梁跨中向梁端对称拆除；下部结构拆除时先将拆除部分悬吊于船吊上，然后用链锯切割分段，用船吊吊运至驳船上再进行转运。
　　桥梁拆除顺序：拆除全桥面铺装层→切割拆除箱梁、T梁、空心板翼缘和防撞墙→切割拆除连续箱梁顶板、底板→切割拆除连续箱梁腹板→拆除第2跨T梁、第6跨空心板→拆除第1跨、第7跨T梁→切割拆除盖梁、墩柱、系架、桩基→清理河道范围内填土→扫床检查。
　　3、分部拆除方案
　　3．1简支T梁拆除施工步骤
　　20m简支T梁拆除方法：切割（链锯或墙锯切割）分片整体吊装拆除，20m简支T梁切割分块示意图如图3-1所示。
　　
　　图3.1-120m简支T梁切割分块示意图（cm）
　　（1）拆除边梁外侧翼缘及防撞栏：
　　①用链锯沿横向将需要拆除的翼缘部分锯开。翼缘切割纵向分块长度3m。并在防撞墙根部钻吊装孔。
　　②将需拆除的部分悬吊于50t汽车吊上，再用墙锯沿纵向切割翼缘，切断后吊至汽车上运至指定地点。
　　（2）拆除内侧翼缘：
　　①用链锯沿横向将需要拆除的翼缘部分锯开。翼缘切割纵向分块长度3m。并在切割块的四角上钻吊装孔。
　　②将需拆除的部分悬吊于50t汽车吊上，再用墙锯沿纵向切割翼缘，切断后吊至汽车上运至指定地点。
　　（3）拆除腹板：
　　①用50t汽车吊和50t船吊将拆除的T梁腹板吊住，用链锯沿隔板中心线将其切断。
　　②用汽车吊和船吊共同吊至驳船上，切割成5m长小块，再用汽车吊吊至自卸汽车上运至指定地点。
　　③切割前T梁两端须做好保护措施，防止其倾覆。
　　3．2普通钢筋混凝土连续箱梁拆除施工步骤
　　连续箱梁切割示意图如图3.2-1所示。拆除箱梁由中跨跨中向两边对称拆除。
　　
　　图3.2-1连续箱梁切割示意图（cm）
　　（1）拆除翼缘及防撞栏：
　　①用链锯沿横向将需要拆除的翼缘部分锯开。翼缘切割纵向分块长度3m。并在分块四角钻吊装孔。
　　②将需拆除的部分悬吊于50t汽车吊上，再用墙锯沿纵向切割翼缘，切断后吊至汽车上运至指定地点。
　　2）固结4#、5#墩顶箱梁和盖梁。
　　（3）搭设贝雷桁架
　　①将贝雷桁架搭设在桥面上，将贝雷梁支座安装在4#、5#墩顶桥面以及第2跨T梁和第6跨空心板梁上。
　　②在箱梁腹板上植入钢筋，将箱梁悬吊于贝雷桁架上。在贝雷桁架上搭设天车。
　　（4）拆除箱梁顶板：
　　①用墙锯沿横向将顶板锯开。顶板切割纵向分块长度2m。并在分块四角钻吊装孔。
　　②将需拆除的部分悬吊于贝雷桁架的天车上，再用墙锯沿纵向切割顶板，切断后吊至停在第二跨或第六跨的汽车上，由桥面运至指定地点。
　　切割顶板时，每隔6m保留1m作为腹板横向联系，保留墩顶处箱梁两边各1m长顶板。
　　（5）拆除箱梁底板：
　　①用墙锯沿横向将底板锯开。底板切割纵向分块长度2m。并在分块四角钻吊装孔。
　　②将需拆除的部分悬吊于贝雷桁架的天车上，再用墙锯沿纵向切割底板，切断后吊至停在第二跨或第六跨的汽车上，由桥面运至指定地点。
　　切割底板时每隔6m保留1m作为腹板的横向联系，保留墩顶处箱梁两边各1m长底板。
　　（6）拆除箱梁腹板：
　　①腹板切割纵向分块长度为2m。在腹板顶部植入吊环，将需拆除的部分悬吊于贝雷桁架的天车上。保留墩顶箱梁两边各1m长腹板。
　　②用链锯切割箱梁，切断后下放至拖船上，运至停在第二跨或第六跨的汽车上，由桥面运至指定地点。
　　（7）拆除贝雷桁架，将剩余箱梁部分吊在10t船吊上，解除箱梁和盖梁的固结，将箱梁吊至拖船上，用拖船运至指定地点。
　　3．3空心板梁拆除施工步骤
　　（1）将空心板间的铰缝凿开；
　　（2）在第7跨布设一台50t汽车吊，水中布设一台50t船吊；
　　（3）在空心板两端各设置2个吊点（尽量采用原吊点），用汽车吊和船吊将空心板吊至拖船上；
　　（4）用拖船拖至指定地点，用汽车吊吊至存梁处。
　　3．4盖梁拆除施工步骤
　　盖梁切割示意图如图3.4-1所示
　　
　　图3.4-1盖梁切割示意图（cm）
　　（1）用链锯沿盖梁中心线将其切割为如图所示两部分。
　　（2）在盖梁顶面植入吊环。将其悬吊于船吊上。
　　（3）用链锯在盖梁底面下方20cm处将墩柱锯断。
　　（4）用船吊将切割完成的部分盖梁吊至拖船上，运至岸边用汽车吊转至自卸汽车上，再运输到指定地点。
　　3．5墩柱拆除施工步骤
　　（1）在墩柱顶面植入吊环。将其悬吊于船吊上。
　　（2）用链锯在墩柱底面上方20cm处将其锯断。
　　（3）用船吊将墩柱吊至拖船上，运至岸边用汽车吊转至自卸汽车上，再运输到指定地点。
　　3.6墩系梁拆除施工步骤
　　（1）在系梁顶面植入吊环。将其悬吊于船吊上。
　　（2）用链锯沿系梁与桩基交界面将其锯断。
　　（3）用船吊将系梁吊至拖船上，运至岸边用汽车吊转至自卸汽车上，再运输到指定地点。
　　3.7桩基拆除施工步骤
　　（1）在桩基外部套入一根直径3m的钢管，利用振动锤下沉到较密实土层（满足桩基切除深度及套管稳定性要求），并在底部浇注封底混凝土。
　　（2）抽出钢管内部的水，将桩基挖到指定位置。具体位置见表5.7-1。
　　表5.7-1桩基开挖位置表
　　桩号 1# 2# 3# 4# 5# 6#
　　开挖位置高程 -4.9m -4.9m -5.5m -9.7m -7.0m -4.9m
　　开挖长度 5.9m 5.9m 6.5m 10.7m 8.0m 5.9m
　　
　　（3）在桩基顶面植入吊环。将其悬吊于船吊上。
　　（4）用链锯切割桩基，其中4#和5#墩柱分两段切割拆除。
　　（5）用船吊将墩柱吊至拖船上，运至岸边用汽车吊转至自卸汽车上，再运输到指定地点。
　　大直径钢管布置图如图3.7-1所示。
　　
　　图3.7-1切割桩基钢套管布置图（cm）
　　4、贝雷桁架承载力计算
　　施工时每隔0.75m设一个反吊点将箱梁悬吊于贝雷桁架上，将箱梁自重简化为均布荷载，大小为q1=67.5kN/m；桁架自重按q2=20kN/m计。由于施工时桥上仅有少量的工人及小型设备，不计施工荷载，在安全系数中予以考虑。
　　桁架最大跨径为26m。采用双层贝雷架，下层为4排加强贝雷架，上层为2排普通贝雷架。
　　（1）实际弯矩计算
　　M＝k(q1+q2)l2/8
　　＝1.5×(67.5+20)×262/8
　　＝11090KN•ｍ
　　（2）实际剪力计算
　　Q＝k（q1+q2）l/2
　　＝1.5×（67.5+20）×26/2
　　＝1706KN
　　（3）最大允许弯矩、剪力
　　［M］＝1687.5×8+788.2×4＝16653KN＞M＝12358.1KN•ｍ
　　［Q］＝245.2×8＝1961.6KN＞Q＝1706KN
　　贝雷桁架的承载力满足要求。
　　5、安全拆除的技术要点
　　5．1合理制定方案
　　大跨径连续箱梁桥的拆除具有一定的复杂性,因此,必须对连续箱梁桥的结构进行仔细的分析和研究,熟悉并掌握拱结构受力的特点,在此基础上制定一个切实可行的方案,是保证拆除安全顺利的前提。
　　5.2严格过程控制
　　有了一个可行的方案,仅仅是解决了技术上的问题,而加强过程控制,确保严格按方案执行,是安全拆除的保证。为此,在总体拆除方案确定后,必须对拆除方案进行细化,制定详细的拆除顺序和步骤,最后形成分层分区拆除操作程序图,并对施工人员进行详细的技术交底,确保在拆除过程中的每一个步骤严格按方案实施,杜绝随意性和盲目性,做到人人心中有数,方案明确,程序清楚,才能保证拆除过程安全、有序、稳妥、可靠。
　　5.3加强拆除过程的监测
　　在连续箱梁桥拆除过程中,必须对梁体的应力、应变和裂缝情况进行监测,以便从直观上掌握梁体的变形情况。同时,为从理论上对主梁体的变化进行分析提供依据,以便及时发现拆除过程中梁体受力结构上可能出现的安全隐患,从而合理地调整拆除步骤和方案,为拆除过程中的结构安全再增加一道保护措施。
　　5.4加强安全管理
　　拆除施工的安全管理除了涉及桥梁本身的结构安全外,还包括水上航运、高空作业、交通管制等方面的安全管理,施工干扰因素多,安全管理难度大。因此,必须制定严格的安全管理规章制度,成立健全的安全管理组织,对拆除过程进行全员、全方位、全过程的管理和控制,特别要加强对施工现场的检查和监督,及时消除安全隐患。
　　6、结语由于连续箱梁结合普通T梁及空心板梁的拆除，在拆除过程中
　　极易发生事故,只有制定出切实可行的方案,通过加强过程控制和监测才能保证拆除过程的安全顺利,大桥的安全拆除为我们积累了宝贵而有益的经验。参考文献:[1]解勇,刘道田,胡恒福.大跨度钢筋混凝土桁架拱桥的拆除技术[J].施工技术,2005(5):30-31.
　　[2]王国鼎.桥梁检测与加固[M].北京:人民交通出版社,1990.