1、208802808040浅 述 跨 繁 忙 航 道 大 跨 径 双 箱 式 板 梁 机 械 拆 除 施 工 工 艺张 萍，姚国辉，田喜东（ 江 苏 润 通 项 目 管 理 有 限 公 司 ， 江 苏 镇江 212000）摘 要 ： 524 国道通常汽渡至常熟三环段改扩建工程 S4 标 段 地 面 道 路 系 统 沿 线 既 有 常 浒 河桥跨越的常浒河的为级航道，该常浒河段船舶流量较大，为 200400 艘 /d， 其 中 多 为 1 0002 000 T 的矿粉船和 500 T 的 危 化 品 船 舶 。 基 于 跨 越 繁 忙 航 道 常 浒 河 老 桥 拆 桥 ， 介 绍 双 箱室、薄腹
2、板空心板梁整体吊离拆除施工技术，分析吊离拆除过程中的关键工序和风险因 素，通过采取有效的技术有段和安全控制措施，解决了跨繁忙航道双箱室、薄腹板空心板 梁 整 体 吊 离 施 工 的 安 全 、 质 量 问 题 ， 同 时 避 免 了 对 航 道 通 航 的 影 响 。 关 键 词 ： 老 桥 调 查 ； 拆 桥 原 则 与 方 法 ； 老 桥 承 载 力 验 算 与 动 态 观 测 ； 注 意 要 点 常浒河桥老桥工程概况（1） 、老桥 桥梁 结构简介现 状 常 浒 河 桥 为 简 支 梁 桥 ， 全 长 112 m， 半 幅 桥 宽 17.5 m， 桥 下 常 浒 河 级 航 道 宽 63
3、m。 其 上部 结 构 为 空 心 板 梁 ， 跨 径 为 （ 162+203+12+8） m， 半 幅 每 跨 15 块 中 板 、 2 块 边 板 ， 中 板 底 宽 99 cm， 边 板 底 宽 99.5 cm， 板 梁 高 度 根 据 不 同 跨 径 由 低 到 高 分 别 有 50 cm、 60 cm、 75 cm、 90 cm，板 梁间通过铰缝钢筋混凝土相互连接；下部结构为柱式墩，其中中间 3 排为水中墩，框架柱式桥台， 钻 孔 灌 注 桩 基 础 ， 设 有 系 梁 、 盖 梁 。 常 浒 河 老 桥 全 貌 见 图 1， 常 浒 河 老 桥 半 幅 横 断 面 见 图 2， 常
4、 浒 河 桥桥位平面见图 3。1820175030 120 235 120 235 120 235 120 235 120 30120 120 120 120 12030 235 235 2351600235 30图 1 常 浒 河 老 桥 全 貌 图 2 常 浒 河 老 桥 半 幅 横 断（ 2） 老 桥 状 况 调 查 通过前期现场详细调查了解到，桥梁上方无横跨管线，拆除吊装作业环境较好，唯有南侧并行存在一根自来水管，但不影响桥梁拆除；现状老桥上部结构空心板梁与老桥设计图纸板梁结构各项 参数吻合，桥梁结构尚存完整，桥面运营情况也比较良好。梁 板 裂 缝 是 桥 梁 最 主 要 也 是 最
5、为 常 见 的 病 害 ， 针 对 板 梁 裂 缝 情 况 进 行 了 全 面 检 查 。209常 常 常 常 常 常 常 常 常 常 常800 1200 2000 2000 2000 1600 1600常 常 常 常 港 港南南南南南常常常图 3 常浒河桥桥位平面图先从桥面上观察，主行车道和非机动车道沥青面层无明显裂缝；再观察桥梁底板情况，位于岸 边的板梁可直接用肉眼观察，位于河中央的板梁底板情况，通过望远镜进行细微观察，底板、边腹 板和翼缘板等均无明显裂缝，也无露筋现象，板梁铰缝较为完好，不存在梁间渗漏水的情况。在桥 上重车通行的情况下，仔细观察板梁底板无明显下绕、错台、移位等状况。下部结
6、构盖梁、立柱混凝土表面无严重破损、剥落、露筋、开裂等病害。查阅常浒河桥竣工图 纸，以及结合现场实地调查的情况，桥梁基础为钻孔灌注桩基础，设有一道水中系梁，钻孔桩数量 与立柱相对应。拆除施工及预留部分板梁运营过程中，仍将加强对桥梁剩余构件，尤其板梁的日常检查（见图4、图 5） 。图 4 常浒河老桥桥面状况检查 图 5 常浒河老桥板梁检查2 老桥拆除遵循的原则（ 1） 逆 序 拆 除 的 原 则 拆除老桥与修建新桥最本质的区别是 ： 新建桥梁随着施工步骤的不断推进 ， 结构不断趋进稳定，工况不断趋进有利，直至成桥通车，结构处于最佳受力状态；与之相反，桥梁拆除则随着构件的不 断肢解，结构的稳定性不断
7、被削弱，施工工况也经常处于不利状态。因此老桥拆除的施工顺序原则 上应遵循“建桥施工的逆顺序，先上部后下部、先中间后两边”的原则实施。（ 2） 尽 可 能 少 影 响 通 航 的 原 则常 浒 河 为 级 航 道 ， 经 现 场 调 查 、 测 量 ， 老 桥 下 净 空 5 m， 中 间 第 3、 4 跨 有 船 只 通 行 ， 但 交 通210桩量较小，多为沿线码头船只。上部结构破碎、吊装拆除时拟采用航道临时管制的办法，拆除顺序为 第 3 跨、第 4 跨 依 次 拆 除 。 若 双 向 船 只 通 行 ， 则 暂 停 铰 缝 破 碎 、 板 梁 吊 离 工 作 ， 若 单 向 船 只 通 行
8、 ， 则指挥船只从另一未拆跨通行，确保少影响航道正常通行。3 常浒河桥老桥拆除方法根据既定的道路交通疏导方案，常浒河桥老桥拆除拟分两阶段进行，第一阶段首先在桥梁南侧预留 4.25 m 宽 桥 面 作 为 临 时 通 道 （ 即 5 块 空 心 板 梁 ） 供 施 工 车 辆 通 行 ， 剩 余 北 侧 桥 面 （ 即 29 块空心 板 梁 ） 以 及 盖 梁 、 立 柱 、 桩 基 础 等 需 拆 除 部 分 全 部 拆 除 ； 第 二 阶 段 拆 除 剩 余 4.25 m 宽 桥 面 、 下 部 结构及需拆除的基础部分。常浒河老桥拆除分六个施工 步 骤 ， 首先破除桥面 系 （护栏 、 桥面
9、 铺 装 ） 、 然后用小破碎机沿板梁 铰缝进行破碎 ， 并将铰缝钢筋割 断 ， 使板梁相互分离 ， 再用汽车吊将 板 梁逐块吊离 ， 最后拆除盖梁、 立 柱 、 系 梁 及 钻 孔 桩 。 具 体 拆 除 施 工 顺 序 见 图 6。桥面系、护栏破除第一阶段 双汽吊吊装铰缝破除板梁拆除（旱地就地破碎）第 二 阶 段 拆除小 浮 吊 吊 装 预 留 部 分旱 地 就 地 破 碎 桥 墩 打捞船拆除水中墩基拆除图 6 常浒河桥老桥拆除施工工艺流程（ 1） 护 栏 、 桥 面 系 、 铰 缝 拆 除先用割枪割除防 撞钢护栏， 再 用破碎机破 除护栏混凝土 （见图 7） 。 在 无船只通行的情况下
10、进行 破碎拆除，将建筑垃圾统一运至指定位置处理。护栏每 35 m 进行破断，分段向桥面内侧倾倒，防 止栏杆坠落桥下影响航道通行 ， 同 时也避免了连续 、 长时间的破碎机 振 动对老桥空心板结构的影响。（ a）图 7 老桥护栏拆除（b）采用两台液压破碎机将 12 cm 厚的沥青混凝土面层和 10 cm 厚 水 泥 混 凝 土 铺 装 层 整 体 破 除 ， 钢211筋网片及桥面连续钢筋采用氧气乙炔割断，桥面破碎时注意破碎深度，避免破坏空心板梁而影响板 梁整体吊离拆除， 最后将破除后的混凝土和钢筋运到指定地点进行处理 （见图 8） 。 每块板梁上方的 桥面铺装层破除清理完后，全面检查板梁完好情况
11、，尤其是板梁顶板混凝土是否存在开裂或混凝土 破损现象，以便在吊装或施工车辆通行前采取应对措施，以策安全。（ 2） 板 梁 吊 装 :图 8 老桥板梁铰缝破除起吊采用两吊点形式，吊点设在板梁支座位置处，保证起吊过程中板梁受力与正常使用情况下 基本一致。先用钢丝绳捆扎牢固，再挂住吊钩，在指挥员的指挥下两吊车同时启动，将板梁吊起放 置 拖 车 上 ， 每 辆 拖 车 装 3 片 板 梁 ， 3 辆 拖 车 装 好 运 至 指 定 位 置 后 ， 2 台 50 t 汽 车 吊 再 将 板 梁 卸 下 ， 破 碎机进行破碎处理（见图 9） 。（a） （b）图 9 老桥板梁吊除板梁起重吊装安全风险较大，经
12、过严密的计算，并按规范考虑安全系数，老桥板梁吊装双抬吊 选用的的是 2 台 50 t 汽车 吊， 部分板梁需要用单台吊则采用 100 t 汽车吊， 钢丝绳采用双根捆绑的形式，规格为 661， 抗 拉 强 度 1 850 MPa， 直 径 33 mm。 吊 装 由 专 人 提 前 检 查 并 旁 站 指 挥 。（ 3） 盖 梁 、 立 柱 、 底 系 梁 拆 除 板梁全部吊离后 ， 所剩拆除工作均为水上作业 ， 为防止对航道及周边水域环境产生较大的影响，采用静力法进行拆除，拆除设备为专门针对厚混凝土的切割拆除设备金刚石绳锯切割机，吊装设备 为运转灵巧，具有一定吊装能力的 50 t 打捞船（ 见图
13、 10） 。212（a） （b）图 10 老桥系梁切割由于盖梁和底系梁均为半幅桥一个整体，吨位较大，为便于又快又稳的拆除，考虑将盖梁、立 柱及底系梁分段进行切割，减轻重量，然后再用打捞船逐一吊至岸边破碎区（见图 11） 。（ 4） 水 中 桩 基 础 拆 除图 11 打捞船吊除作业根据航道部门相关要求， 常浒河老桥桩基须拆除至规划河底以下 2 m（ ） 。 因此先用挖泥船将桩基周围疏浚至河床底以下 2 m， 然 后 将 绳 锯 链 条 安 放 置 指 定 截 断 位 置 ， 拉 一 根 粗 线 引 上 判 断 位 置 的 准确性再启动设备进行切割，待桩基完全切断后用打捞船打捞上岸。最后通知航道
14、部门进行检查验 收。水下桩基拆除见图 12， 桩 基 拆 除 长 度 测 量 见 图 13。（a） （b）图 12 水下桩基拆除213901018291815701010图 13 桩基拆除长度测量4 老桥承载力验算和动态监测4.1 老桥受力验算常浒河桥老桥拆除过程中以及南侧预留部分后期作为临时通道运营时，有各种施工车辆会反复 经过。 为保证板梁安全性， 现对该桥 20 m 跨简支空 心板梁的承载能力进行验算 （板梁断面见图 14） 。99 93 510 18 18 7 18 18 10图 14 板梁断面板梁最大重 28.03 t， 即 自 重 取 280.3 kN。 工 程 车 辆 较 重 的
15、 有 混 凝 土 汽 车 泵 和 混 凝 土 罐 车 ， 一 般混凝土汽车泵整车重量不超过 40 t， 混 凝 土 罐 车 满 载 重 量 为 也 不 大 于 50t。 板 梁 运 输 计 划 一 次 运 3 片板梁至运输车（见图 15） ，最重约 92 t，取总荷载 920 kN。（a） （b）图 15 板梁运输板梁桥现状桥面系可分散上部荷载，此次验算按最不利工况的集中荷载考虑，板梁车两排后车 轮在单块板梁上的集中力约 230 kN。 最 不 利 工 况 下 ， 简 支 板 梁 结 构 受 力 见 图 16。2140 d pd p p s sd s s sP = 230 k Nq= 1 4
16、.0 2k N /m图 16 简支板梁结构受力经 计 算 ， 自 重 作 用 下 跨 中 弯 矩 为 qL2/8=701 kN m ， 车 辆 荷 载 作 用 下 跨 中 最 大 弯 矩 为 PL/4=1150kNm。 板 梁 端 部 区 最 大 剪 力 值 为 qL/2+P/2=255.2 kN。板梁底板下缘各布设一排 HRB335 级 18 的 19 根主筋和 9 束预应力钢筋，普通钢筋合力点、 预应力钢筋合力点至混凝土边缘距离为 35 mm。根据 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 ， 按承载能力极限状态验算板梁最不利截 面 抗 弯 承 按 式 （ 1） 计 算 。M f A (h
17、 a a ) f A (h a a ) （1）式 中 ： 0 为 桥 梁 结 构 重 要 性 系 数 ， 按 二 级 考 虑 ， 取 0=1.0； Md 为 弯 矩 设 计 值 ， 采 用 基 本 组 合 ， 根 据M S S公路桥涵设计通用规范 ， 永久荷 载分项系数取 1.2， 车辆 荷载分项系数取 1.8， d G G k k ，即计算所得最大弯矩 2 911.2 kNm。 fsd 为纵向受拉 、 受压钢筋的抗拉强度设计值和抗压强度设计值， fsd=280 N/mm2； AS 为 纵 向 受 拉 钢 筋 的 截 面 面 积 ， 对 19 根 18 钢筋 AS=4 834 mm2。 as、
18、 as 为纵向受拉钢筋的合力点到受拉区边缘的距离 35 mm。 ap 为 受 拉 区 预 应 力 钢 筋 合 力 点 至 受 拉 边 缘 的 距 离 ， ap=35 mm， 则 0Md=2 344.2 kNm。f A (h a a ) f A (h a a )pd p p s sd s s s =3 068.6 kNm 2 911.2 kNm， 满 足 要 求 。钢 筋 混 凝 土 板 梁 斜 截 面 抗 剪 承 载 力 按 式 （ 2） 计 算 。（ 2） 式中： Vd 为 验算截面处的剪力组合值； a1=1.0； P 为受拉区纵向受拉钢筋的配筋百分率， P=100AS/bh02.5； sv
19、 为 箍筋配筋率 ， sv=Asv/svb=157.1/125990=0.13%； fsv 为箍筋抗拉强度设计值； b=990 mm； h0=830 mm； fcu,k 为边长 150mm 混 凝 土 立 方 体 抗 压 强 度 设 计 值 ； 经 计 算 0Vd=939.5kN 255.2 kN， 满足要求。4.2 老桥预留通道动态监测计划预留的 4.25 m 宽 桥 面 为 原 非 机 动 车 道 ， 与 机 动 车 道 结 构 形 式 相 同 ， 在 桥 梁 正 常 使 用 过 程 中 无重车通行，桥梁持久状况承载能力较好，经现场调查该部分空心板梁无明显破损现象。为进一步 确保预留部分的
20、正常使用，制定了动态监测措施：（1） 要求对 全体施工作业人员包括工程车驾驶员进行交底教育， 老桥预留通道限速 20 km/h（避免高速产生共振） ，限重 50 t（避免超 重增加桥梁荷载） 。（ 2） 预 留 部 分 老 桥 北 侧 原 防 撞 墩 高 度 不 满 足 临 边 防 护 安 全 高 度 要 求 ， 采 用 钢 管 横 杆 、 立 杆 紧 贴215防撞墩内侧搭设防护栏杆，高度 1.2 m， 悬 挂 绿 色 密 目 安 全 网 ， 张 贴 安 全 文 明 施 工 警 示 牌 。（ 3） 成 立 老 桥 预 留 通 道 动 态 监 测 小 组 。5 桥梁拆除注意要点（ 1） 施 工
21、过 程 中 ， 安 排 专 人 负 责 监 测 剩 余 部 分 桥 梁 下 部 的 空 心 板 梁 和 上 部 的 桥 面 系 ， 尤 其 在 施 工车辆通行时，观测空心板梁是否存在明显的变形或偏移以及桥面系是否存在开裂现象，并做好记 录。（ 2） 每 块 板 梁 上 方 的 桥 面 铺 装 层 破 除 清 理 完 后 ， 全 面 检 查 板 梁 完 好 情 况 ， 尤 其 是 板 梁 顶 板 混 凝 土是否存在开裂或混凝土破损现象，以便在吊装或施工车辆通行前采取应对措施，以策安全。（ 3） 铰 缝 破 除 前 在 边 板 与 盖 梁 挡 块 间 塞 打 木 楔 ， 以 消 除 板 梁 侧 滑
22、 的 安 全 隐 患 。 铰 缝 破 碎 时 在 航 道上、下游各 500 m 处安排一值班人员，观察航道船只过往情况，一旦发现有船只通行，立即通过 对讲机告知作业班组暂缓施工，并通知船上人员前方拆桥注意安全。若双向船只通行，则暂停铰缝 破碎工作，若单向船只通行，则指挥船只从另一未拆跨通行，确保船只通行安全。（ 4） 为 保 证 剩 余 部 分 桥 梁 稳 固 ， 避 免 滑 动 或 偏 斜 ， 在 剩 余 板 梁 的 侧 面 ， 紧 贴 板 梁 浇 筑 混 凝 土 挡 块，挡块以植筋的方式与盖梁连接，采用 10 根 16HRB400 带肋钢筋，钢筋植入深度10 cm。（ 5） 吊 车 支 腿
23、 不 可 直 接 打 在 板 梁 上 ， 应 采 用 枕 木 或 型 钢 支 垫 ， 分 散 上 部 荷 载 。（6） 两吊车 作业时， 由一名指挥员统一指挥保证两吊车同步作业， 吊车站位注意两司机可通视。（ 7） 做 好 对 专 业 施 工 队 的 技 术 和 交 底 工 作 ， 以 及 对 特 殊 工 种 和 大 型 机 械 的 登 记 工 作 。（ 8） 夜 间 须 设 置 警 示 灯 ， 提 醒 船 舶 夜 间 通 行 注 意 安 全 ， 同 时 安 全 人 员 做 好 大 型 船 舶 通 过 施 工 水 域的协调工作，做好避让措施，确保施工安全，必要时请海事机构进行协调处理。6 结论通过拆除既有繁忙航道大跨径双箱式板梁的施工，验证了该施工方案有效可行，保证了施工工 程中的安全和质量，为今后同类施工提供了可借鉴的宝贵经验。参考文献1 JTJ/TF502011 公 路 桥 涵 施 工 技 术 规 范 S.2 国 家 安 全 生 产 监 督 管 理 总 局 ,中 华 人 民 共 和 国 安 全 生 产 法 M.北 京 : 中 国 法 制 出 版 社 ,2014.3 JTG D622012.公 路 钢 筋 混 凝 土 及 预 应 力 混 凝 土 桥 涵 设 计 规 范 S. 4 JTG D602015 公 路 桥 涵 设 计 通 用 规 范 S.
