武贊福

（蘭州市軌道交通有限公司，甘肅 蘭州730000）

1 工程概況

某市交通樞紐內(nèi)因地鐵施工需要，需將一座匝道橋地面以上結(jié)構(gòu)拆除，匝道橋長(zhǎng)為260.8 米，該匝道橋?yàn)樗目邕B續(xù)箱型梁，每一跨橋長(zhǎng)30 米，箱梁高1.6 米，箱梁懸臂長(zhǎng)度2m，腹板寬0.6m，頂板厚0.22m，底板厚0.2m。匝道橋橋墩共5 根均為1.5 米直徑圓柱墩，最低墩1.5 米，最高墩3 米；0 號(hào)橋臺(tái)采用基樁與蓋梁連接形式，蓋梁高1.0 米，橋臺(tái)背后填土與道路順接；1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)橋墩均采用單獨(dú)墩連接承臺(tái)，承臺(tái)尺寸為2.15m*2.5m*6.5m；4 號(hào)橋墩采用蓋梁加雙墩柱連接承臺(tái)的型式。連續(xù)箱梁梁體混凝土強(qiáng)度為C50，橋墩柱混凝土強(qiáng)度為C35。總拆除面積為1880m2，其中第一至第四跨面積為1050m2。

2 項(xiàng)目工程地理位置及周邊環(huán)境

匝道橋位于公交樞紐站東側(cè)，與南北走向的高架橋進(jìn)行銜接。2004 年進(jìn)行匝道橋設(shè)計(jì)，于2008 年修建完成。匝道橋與高架橋銜接處下方為市政道路，西側(cè)700m 處是市內(nèi)道路，東側(cè)800m 處有民居。

3 橋梁拆除施工技術(shù)

3.1 工藝流程

橋下填土→安全防護(hù)設(shè)施安裝→預(yù)應(yīng)力鋼絞線放張→0 號(hào)臺(tái)及引橋橋面破除→0～1 號(hào)墩橋面及1 號(hào)墩柱破除→1～2 號(hào)墩橋面及2 號(hào)墩柱破除→2～3 號(hào)墩橋面及3 號(hào)墩柱破除→3 號(hào)～4 號(hào)墩橋面破除→清運(yùn)廢棄混凝土渣土→場(chǎng)地清理。

3.2 橋下填土及對(duì)不拆除的墩柱保護(hù)措施

該匝道橋橋下凈空小，最高墩為3m，附近取土方便，為確保安全、節(jié)約成本，本橋采用橋下填土支撐，直接采用破碎錘拆除的拆除方法。施工時(shí)利用引橋處填筑的土方，從橋墩兩端對(duì)稱進(jìn)行橋下填土，填土采用挖掘機(jī)挖斗液壓力配合小型壓路機(jī)進(jìn)行分層夯實(shí)，距離梁體地面縫隙處采用人工堆碼土袋，保證橋底土方填筑密貼，回填土坡度角度控制在45°～60°之間，回填壓實(shí)度要達(dá)到80%以上。土體回填以后，采用2 臺(tái)小松挖掘破碎錘對(duì)預(yù)應(yīng)力箱梁在箱梁兩側(cè)對(duì)稱破除，通過對(duì)破碎錘作業(yè)及箱梁破碎后土體對(duì)4 號(hào)橋墩受力計(jì)算，確定4 號(hào)橋墩安全保護(hù)措施，如圖1。

3.2.1 橋墩直徑D=1.5 米，為簡(jiǎn)化方便計(jì)算，將橋墩?qǐng)A形截面等效換算為矩形截面，則矩形邊長(zhǎng)b=0.8*D=0.8*1.5=1.2 米。

3.2.2 因?yàn)闃蚨栈A(chǔ)為樁基礎(chǔ)+承臺(tái)，且承臺(tái)填土后為市政道路，完全可達(dá)到對(duì)承臺(tái)的限制側(cè)移的效果，故橋墩可按承臺(tái)頂面嵌固的條件進(jìn)行下一步的復(fù)核驗(yàn)算。

3.2.3 依據(jù)破碎挖掘機(jī)的參數(shù)及整機(jī)操作重量，且考慮動(dòng)力較大作用的動(dòng)力系數(shù)1.5，挖掘機(jī)的等效均布荷載：

圖1

q31=2*1.5*12.9*10/（3.03*2.05）=2*20.8*1.5=62.4KN/m2。

破碎后橋梁的荷載依據(jù)梁參數(shù)，且同樣考慮動(dòng)力系數(shù)為1.5，破碎后梁的等效均布荷載：

q32=1.5*7.85*10/1*8=9.8*1.5=14.7KN/m2。挖掘機(jī)和破碎后的梁體作用在橋墩上的等效側(cè)向荷載q3，取土壓力側(cè)向系數(shù)k=0.5,則:

q3=k*( q31+q32)=0.5*(62.4+14.7)=38.55 KN/m2

3.2.4 橋墩兩側(cè)土體的側(cè)向土壓力按照三角形分布，最大值分別為q1、q2，同樣取土壓力側(cè)向系數(shù)k=0.5。

因?yàn)閝1側(cè)土體為三角形堆載，故q1按照矩形堆載的一半考慮計(jì)算，則q1=1/2*（k*γ*h）=1/2*（0.5*18*3）=13.5KN/m2

q2= k*γ*h=0.5*18*3=27 KN/m2。

其中γ 為土的重度，取γ=18 KN/m3,橋墩高度h=3m。

3.2.5 計(jì)算作用在橋墩上的集中力，混凝土容重γ，取γ=25KN/m3。

G=γ*h*b2=25*3*1.2*1.2=108kN

F1=1/2* q1*h*b=1/2*(13.5*3*1.2)=24.3kN

F2=1/2* q2*h*b=1/2*(27*3*1.2)=48.6kN

F3=q3*h*b=38.55*3*1.2=138.78kN

3.2.6 作用在橋墩上的內(nèi)力，按控制截面積計(jì)算（橋墩底截面）：

剪力：v= F3+F2-F1=138.78+48.6-24.3=163.08kN。

彎矩：M= F3*1/2*h+( F2-F1)* 1/3*h=138.78*1.5+24.3*1=232.47 KN·m

3.2.7 對(duì)橋墩承載力進(jìn)行復(fù)核

截面應(yīng)力計(jì)算：

截面模量：w=1/6*b3=1/6*1.2*1.2*1.2=0.288m3

σ1=M/W=0.81 MPa，σ2=q/A=0.075 MPa，て=V/A=0.11 MPa

抗力復(fù)核：

混凝土強(qiáng)度等級(jí)為c35，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk=2.2MPa, 抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值てk=3.2MPa,

則：σ=σ1-σ2=0.735＜ftk=2.2MPa，て=0.11＜てk=3.2MPa

通過上述計(jì)算，引橋東端橋墩承載力經(jīng)復(fù)核，滿足抗力需求，故不再需要特殊加固處理，施工過程注意成品保護(hù)。

3.3 箱梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線放張

該橋匝道橋箱梁為預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁，鋼絞線順箱梁縱向連續(xù)設(shè)置共18 束，共144 根。為確保拆除中施工安全，拆除前須進(jìn)行鋼絞線預(yù)應(yīng)力釋放，防止鋼絞線、錨具、夾片等構(gòu)件飛出造成人員傷害，放張前應(yīng)做好相應(yīng)安全防護(hù)措施（具體安全防護(hù)措施見下文）。在梁體第二跨橋墩至第三跨橋墩之間找好破碎點(diǎn)，先正面采用挖掘機(jī)破碎錘對(duì)標(biāo)記好的破碎點(diǎn)進(jìn)行緩慢破碎。破碎長(zhǎng)度控制在0.5 米左右，清理混凝土塊開出天窗，然后人工采用電鎬緩慢破除，找出鋼絞線。在鋼絞線上安裝抱箍錨栓，安裝防蹦鋼箍。采用人工氧氣焊對(duì)鋼絞線切割，進(jìn)行應(yīng)力放張，切割過程中要保持切割速度，逐步釋放鋼絞線的預(yù)應(yīng)力，避免瞬間釋力造成鋼絞線甩動(dòng)使人員傷害。切斷后整束測(cè)量預(yù)應(yīng)力鋼絞線回縮15～20cm，放張及安全防護(hù)效果良好。

3.4 箱梁梁體破除

箱梁梁體破除前應(yīng)確認(rèn)鋼絞線已無安全隱患，現(xiàn)場(chǎng)采用兩臺(tái)小松320 挖掘機(jī)對(duì)梁體進(jìn)行對(duì)稱破碎。對(duì)箱梁拆除破碎時(shí)，首先應(yīng)對(duì)箱梁的翼緣板進(jìn)行對(duì)稱破碎，讓箱梁體保持平衡，防止箱梁梁體側(cè)翻。最后再對(duì)箱體進(jìn)行破碎，箱體破碎時(shí)先破碎頂板，將底板上廢屑清除后，將挖掘機(jī)放置在箱梁底板上進(jìn)行腹板和底板破碎。橋梁破碎中及時(shí)切割鋼筋，清理現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)出廢棄混凝土。

3.5 蓋梁拆除

蓋梁拆除前應(yīng)先對(duì)上方主梁進(jìn)行破碎處理，主梁在鋼筋的拉力和自重壓力及機(jī)械作用力配合下，使主梁緩沉在已夯實(shí)的回填土上，確認(rèn)無側(cè)翻安全后進(jìn)行機(jī)械破碎。對(duì)單墩蓋梁破除過程應(yīng)對(duì)稱拆除，防止蓋梁破除時(shí)發(fā)生側(cè)翻。

3.6 墩柱拆除

由于匝道橋橋墩高度低，可以直接采用挖掘機(jī)破碎錘對(duì)橋墩進(jìn)行機(jī)械破碎，將拆除下的廢舊鋼筋按順序切割、放置、清運(yùn)，拆除的廢棄混凝土塊要集中堆放、覆蓋、清運(yùn)。

3.7 安全措施及綠色文明施工措施

3.7.1 安全防護(hù)措施

3.7.1.1 鋼絞線預(yù)應(yīng)力放張安全防護(hù)措施。為確保拆除中施工安全，拆除前須進(jìn)行鋼絞線預(yù)應(yīng)力釋放，為防止鋼絞線、錨具、夾片等構(gòu)件飛出造成人員傷害，搭設(shè)防止夾片、錨具飛濺防護(hù)平臺(tái)。防護(hù)平臺(tái)按照匝道橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)搭設(shè)，將西端引橋軟基部分暫時(shí)保留，在匝道橋東端橋面末端搭建高度為4m 的防護(hù)平臺(tái)，防護(hù)平臺(tái)采用厚度2cm、長(zhǎng)度8m、寬度2m 的鋼板對(duì)鋼絞線末端進(jìn)行安全防護(hù)，同時(shí)在鋼板前端堆放砂袋緩沖夾片沖擊力。鋼絞線應(yīng)力放張時(shí)，禁止端頭站人。3.7.1.2 破碎中混凝土碎塊防飛濺、掉落措施。采用機(jī)械錘破碎混凝土，容易造成混凝土碎塊飛濺傷人事故。處理措施：圍繞該匝道橋兩側(cè)采用φ48×3.5mm 鋼管搭設(shè)雙排腳手架，架體高度6m、立桿間距0.6×0.6m、橫桿步距1.5m，中間設(shè)間距為3m的剪刀撐。架體自上而下，滿掛密目網(wǎng)。同步為防止架體傾斜倒塌，在橋面上空兩側(cè)采用直徑為20mm 的鋼芯鋼絲繩將支架對(duì)拉，對(duì)拉鋼絲繩間距控制在3m，在橋面機(jī)械破碎錘施工部位臨時(shí)斷開。施工中腳手架搭設(shè)要嚴(yán)格按照規(guī)范搭設(shè)，腳手架搭設(shè)前應(yīng)將基礎(chǔ)地面整平夯實(shí)，并鋪設(shè)20×5cm 腳手板。3.7.1.3 周邊管線保護(hù)措施。因該匝道橋位于城市交通樞紐內(nèi)，無高空架空線路，但該區(qū)域城市地下管線豐富，在橋下填筑土方作業(yè)前應(yīng)對(duì)橋下地下管線、空洞進(jìn)行探測(cè)，探明地下情況，對(duì)既有孔洞制定回填處理方案，并按照審批方案及時(shí)加固處理，防止梁體破碎下沉后，地面受力造成地下管線破裂，發(fā)生安全事故。同步分別與周邊管線產(chǎn)權(quán)簽訂安全保護(hù)協(xié)議，制定保護(hù)措施，在施工加固及破除清理過程中，派駐安全防護(hù)人員全程盯控。做好應(yīng)急響應(yīng)措施，遇到突發(fā)事情及時(shí)處理。

3.7.2 綠色文明施工措施

3.7.2.1 混凝土破碎時(shí)揚(yáng)塵管控措施。目前大氣污染防控要求比較嚴(yán)格，施工過程中不允許造成揚(yáng)塵污染，就要加強(qiáng)破碎時(shí)揚(yáng)塵管控管控工作。瀝青面及混凝土破碎前，提前進(jìn)行灑水濕潤(rùn)。破碎中配備高壓灑水車，持續(xù)對(duì)破碎錘部位進(jìn)行噴灑降塵工作。對(duì)不能及時(shí)清運(yùn)的土方及混凝土碎塊，及時(shí)采用綠色防塵網(wǎng)百分百無死角覆蓋。3.7.2.2 破碎混凝土?xí)r噴灑廢水處理措施。在破碎匝道橋周邊砌筑截水坎，將噴灑廢水沿截水坎引致場(chǎng)地最低處，同時(shí)設(shè)立三級(jí)沉淀池。三級(jí)沉淀池中的廢水在破碎中可重復(fù)利用。3.7.2.3 渣土外運(yùn)防控措施。在場(chǎng)地大門口設(shè)置車輛進(jìn)出洗車措施，對(duì)車輛進(jìn)出百分百?zèng)_洗，車輛箱體百分百覆蓋。3.7.2.4 噪音防控工作?；炷疗扑樵胍糨^大，宜選擇白天進(jìn)行破碎，夜間對(duì)廢棄土體固棄物進(jìn)行清理。

圖2 混凝土破除濕法作業(yè)

3.8 施工注意事項(xiàng)

3.8.1 梁體鋼絞線切割時(shí)，操作人員應(yīng)使用長(zhǎng)柄割槍切割，防止鋼絞線反彈傷人。梁體鋼絞線切割順序按照張拉的逆序進(jìn)行，割除時(shí)逐根一一割斷，切割應(yīng)同步對(duì)稱進(jìn)行。

3.8.2 對(duì)報(bào)廢鋼筋切割時(shí)，操作人員要先清理干凈切割面鋼筋上的混凝土。對(duì)切割后的鋼筋頭做好防護(hù)工作。

3.8.3 施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)加強(qiáng)施工人員安全教育工作，設(shè)置專職安全管理人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安全管理。

4 結(jié)論

該工程預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋拆除，采取了合理的施工技術(shù)措施和嚴(yán)格的施工安全管理，充分利用了現(xiàn)有資源，簡(jiǎn)化了支撐體系，保證了拆除工作的順利完成和周邊環(huán)境的安全。從施工情況分析，現(xiàn)場(chǎng)采用土體填筑支撐梁體拆除的方法大大節(jié)約了成本，取得了明顯效果。該施工方法具有工藝簡(jiǎn)單、工期短、施工成本低、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理等特點(diǎn)。