浅谈既有霞凝跨沙河桥拆除施工技术

阳 杰

（中铁二十三局集团有限公司，四川成都）

引言

既有霞凝跨沙河桥位于长沙市望城区通往开福区主要交通干线上的控制节点上，既有桥梁宽8.2 m，通行能力较小、设计荷载等级较低，为四类危桥，上下班高峰期与节假日交通拥堵极为严重，已不能满足日俱增的交通流量，对既有霞凝跨沙河桥进行拆除重建，将既有桥面宽度从8.2 m，拓宽到30.5 m，既有双向两车道改建为双向六车道，将进一步满足周边群众和企业交通出行。

1 工程概况

2000 年建成通车的AK1+920-AK1+980 既有霞凝跨沙河桥，桥宽为9.2 m，其中桥面净宽8.2 m（双向两车道），桥梁上部结构为与沙河正交的5 m×25 m空心板梁，沙河常水位河面宽约45 m，既有桥在沙河中立墩[1]。

图1 既有霞凝跨沙河桥实景航拍

既有霞凝跨沙河桥为5 m×25 m 空心板预制梁桥跨结构，每跨由9 片空心板组成，铰缝连接两块板梁。桥墩为1.2 m 柱径的桩柱式结构，桥台为肋板式结构，混凝土路面，桥面横断面为0.5 m(栏)+8.2 m(机动车道)+0.5 m(护栏)。霞凝跨沙河桥周围民房林立，东南侧为湾田国际建材城，人员密集，既有桥梁拆除对环保、噪声、振动控制要求高[2]。

2 旧桥拆除施工方案

2.1 总体施工方案

既有霞凝跨沙河桥为5 m×25 m 空心板预制梁桥跨结构，从青竹湖路至芙蓉北路方向（5#墩台→0#墩台）顺序拆除，完成水利相关手续办理完毕后再进行拆除施工。

既有霞凝跨沙河桥拆除：施工首先是板梁端头横向处破碎清除，纵向湿接缝处桥面铺装层的破碎清除，防撞护栏的拆除；其次是空心板梁的拆除，JQJ40m/180T 架桥机（最大起吊重量180 t，最大架设跨度40 m）起吊、收回旧梁；最后采用挖机破碎锤进行桥台、盖梁与墩柱的拆除施工，其中水中墩破碎借助新桥5#、6#墩围堰平台作为施工平台进行破除，挖机将混凝土碎块装入渣车配合通过钢便桥通道运走[3]。

2.2 总体施工顺序

（1） 总体拆除顺序：既有霞凝跨沙河桥第五跨→第四跨→第三跨→第二跨→第一跨。

（2） 拆除单片梁顺序：安装调试架桥机→桥面板梁横向、纵向接缝破碎清除→钻开吊装孔→桥梁纵横向接缝的锯断→拆除首片梁（选择2#-8#梁之中梁间缝最宽的一片梁作为首片吊装梁）→拆除2#-8#梁→1#梁往内横移→吊装1#梁→9#梁往内横移→吊装9#梁。既有霞凝跨沙河桥横断面如图2 所示。

图2 既有霞凝跨沙河桥横断面

2.3 安装架桥机

检查配件型号、数量与架桥机清单一致后，在既有霞凝跨沙河桥5#桥台位置，严格按图纸要求、出厂说明进行架桥机拼装组装，做好安装施工记录。组装架桥机完成后，进行性能和型式试验。

2.4 施工准备

通过轮盘锯切割、液压破碎锤凿除，将既有霞凝跨沙河桥桥跨结构拆分为9 个单片空心板梁，JQJ40m/180T 架桥机依次将单个旧空心板梁提起、横移、纵移、装车运到指定地方卸车或凿除。其具体施工步骤如下所示：

（1） 施工现场围闭。拆除期间采用全封闭施工，在桥两头拉警戒线，设专职值班员，对行人、车辆进行疏导，防止误入拆除施工区域。

（2） 既有桥面设施拆除。既有空心板梁两端1.0 m 范围内的桥面铺装层至梁板顶面位置采用液压破碎锤破除，割断铺装层钢筋，露出接缝位置。

在钢筋砼防撞护栏纵向每5 m 弹竖向墨线，每5 m纵向分段顶面下25 cm、距5 m 分割线50 cm 位置钻凿吊装孔，穿入防止向外倾覆的吊机提挂的钢丝绳固定。圆盘锯沿5 m 竖向墨线切割分块，沿既有钢筋砼防撞护栏底切割5 m 长纵向切缝，边纵向切割边收紧钢丝绳，既有防撞护栏左右对称拆除，25 t 汽车吊吊运至运渣车。

2.5 既有空心板梁间钻孔、锯缝

采用大型金刚轮盘锯进行纵向接缝分割，切缝顺序与拆梁顺序相对应，为保证未拆桥梁的稳定性，前一跨空心板梁拆除后再进行第二跨空心板梁的切割。25 m 空心板梁全部采用单片吊装，空心板之间所有纵向接缝均需进行切割。

首先进行测量放线，用红色油漆标注切缝位置，在两跨空心板梁接头横缝位置弹出1 m 宽的切割线、铰缝中心弹出墨线，施工准备工作完成后，先横向切割两跨空心板梁接头的桥面铺装层，切断桥跨与桥跨之间联系，再纵向切割铰缝。

剔出梁板板缝后对直缝隙钻出φ12 cm 的吊装孔，对准梁缝做好标记，然后用大型金刚轮盘踞沿标线切割桥面铺装层进行断开每片。

梁板缝两侧各量10 cm，弹墨线，沿墨线圆盘锯切割，剔除板缝两侧各10 cm 桥面铺装层。

既有桥面铺装层设计厚度为20 cm，清除顶面的3 cm 沥青层后铺装层还有17 cm，大型金刚轮盘踞切割深度控制在20～22 cm，防止深度不够不足以断面梁板，超深伤害梁体。

2.6 旧空心板梁拆除

2.6.1 空心板梁捆绑

（1） 吊点设置。根据既有25 m 空心板梁的实际情况，采用水磨钻Φ120 mm 吊孔，孔距离梁端80 cm。如图3 所示。

图3 吊点示意

（2） 钢丝绳捆绑。人工将将钢丝绳从桥面第一个钻孔穿到桥下，第二个孔穿入铁丝，桥下船上工人将铁丝与钢丝绳绑扎牢固，桥面上工人收紧铁丝将钢丝绳固定既有空心板梁端头，空心板梁腹板阳角与钢丝绳间用胶套管或土工布隔离。

为预防施工偏差造成吊装过程空心板梁重量两侧不一致、梁体倾斜，穿好的钢丝绳用天车拉紧，并将梁逐端提起1～2 cm，发现重心偏移，在空心板梁侧面垫钢板、木楔调整，观察基本平衡后，再进行吊装作业。

（3） 既有空心板梁横移。第一片既有空心板梁吊开后，剩余梁片千斤顶顶推从Ф12 cm 孔插入8 cm以上钢棒进行轻微横向位移，确保梁缝间能顺利穿过钢丝绳。竖向提升既有空心板边梁5～10 cm 后，横移至横断面中间位置后再进行纵向移动，确保吊装的安全性与架桥机的稳定性。

（4） 钢丝绳选择。既有25 m 跨空心板边梁重42.51 t（单片梁片重30.55 t，铺装层11.96 t），中梁单片重约38.61 t（单片梁片重26.65 t，铺装层11.96 t），按照吊装重量42.51 t 计算确定。

①计算钢丝绳实际受力：

式中：P-每根钢丝绳所受的拉力（KN）；Q-起吊物体的重力（KN）；n-使用钢丝绳的根数；a-钢丝绳与铅垂线的夹角。

起吊既有空心板时，吊具距离桥面高度约为1.5 m，铅锤线与钢丝绳间夹角最大取值：25m 跨空心板梁为4.4°。

②选择钢丝绳直径及类型：

根据计算得到的钢丝绳实际收到拉力P，计算钢丝绳破断拉力总和ΣSo，再查表找出相应的钢丝绳直径。

钢丝绳的破断拉力总和按下式计算：

式中：P-钢丝绳的容许拉力（KN）；ΣSo-钢丝绳的破断拉力总和（KN）；a-钢丝绳之间荷载不均匀系数取1.15；K-钢丝绳安全系数，取8。

即：

根据“GB 8918-2006《重要用途钢丝绳》表11”查得：

表1 架桥机配重过25 m 孔跨抗倾覆检算

既有25 m 跨空心板梁拆除捆绑钢丝绳采用φ38 mm 钢芯钢丝绳（抗拉强度1 960 MPa）最小破断拉力为1 010 KN。

2.6.2 既有空心板梁拆除

起吊前检查既有空心板梁与其他板梁及墩台分离情况，未分离不得起吊。移动架桥机至计划拆除的既有空心板梁正上方，钢丝绳吊点扣在前后天车的吊钩挂上起吊捆绑的空心板梁。架桥机的前后天车移动既有空心板梁至芙蓉北路方向的邻跨桥面的平板车3 m位置停止，待既有空心板梁稳定后，提升既有空心板梁底缘距离平板车控制在300 mm 位置，前移确保既有空心板梁中心与板车中线对齐，到达预定位置后，天车以0.5 m/min 低速、平稳将既有空心板梁端落至平板车并固定好，平板车将既有空心板梁运至指定地点卸车，循环往返将整跨既有空心板梁全部拆除。整跨既有空心板梁拆除后，架桥机后退至后一跨既有空心板梁位置继续拆除作业，至既有空心板梁全部拆除。

2.6.3 既有空心板梁处理

既有霞凝跨沙河桥空心板梁拆除为青竹湖路→芙蓉北路方向（5#台→0#台方向），拆除的单片既有空心板梁用平板车运至路基起点段附近的破碎区，35 t吊车两台起吊卸车，既有空心板梁匀速、平稳落地，挖机配液压破碎锤进行既有空心板梁破碎，由既有空心板梁两端向中间进行破除，破碎至设计要求大小后运至特殊路基段进行填筑施工。

2.7 既有霞凝跨沙河桥盖梁、桥墩拆除

既有霞凝跨沙河桥拆除上部结构后，盖梁及墩柱部分在新桥的围堰上采用破碎机进行破除施工，破除的混凝土转运至软基换填处。

3 架桥机过跨倾覆抗倾覆计算

架桥机过跨时，移动前后天车至后支腿处，确保过跨时主梁稳定后退，抗倾覆验算如图4 和表1 所示。

图4 架桥机配重过25 米孔跨抗倾覆性检算

由表2 可得，γ=M 稳/M 倾=613.57/374.85=1.6，根据起重设备设计规范中抗倾覆设计要求，抗倾覆安全系数必须大于1.3，架桥机过孔时，应将起重小车置于对稳定最有利的位置，其抗倾覆系数应不小于1.5。经检算，安全系数为1.6＞1.5，故符合安全要求。

结束语

工期紧、难度大、风险高的既有桥梁桥拆除施工，选择大型金刚轮盘锯切割、架桥机移梁，是确保安全、无噪声、快捷、高效的旧桥拆除技术，适合人员密集、房屋林立的城市市区施工方法。随着未来快速发展的城市建设，将出现越来越多的改扩建既有桥梁工程，复杂的既有桥梁周边环境，对既有桥梁的拆除施工限制越来越多，选择绳锯和大型金刚轮盘锯切割、架桥机移梁优势明显，该施工技术在未来既有桥梁改扩建中必将得到广泛应用。