張 馳 王佳宇 林 康

（湖北省路橋集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430056）

1 引言

市政拱橋拆除的關(guān)鍵技術(shù)是由多種技術(shù)和工序組成的，需要充分考慮相關(guān)因素，方可確保施工效率和質(zhì)量。目前，隨著城市化進(jìn)程的加速，市政拱橋拆除的需求日益增加，同時(shí)，也促進(jìn)了技術(shù)的發(fā)展。市政拱橋拆除是一項(xiàng)需要精細(xì)計(jì)劃、細(xì)致安排的復(fù)雜工程，需要技術(shù)上的支持和保障。施工時(shí)要考慮多方面因素，如結(jié)構(gòu)分析、安全控制、施工計(jì)劃等。本文將以漢川市某市政拱橋?yàn)槔?，從施工技術(shù)的角度出發(fā)，介紹市政拱橋拆除施工的關(guān)鍵技術(shù)。

2 工程概況

現(xiàn)狀原橋?yàn)?971 年7 月1 日建成通車，是一座4 跨雙曲拱橋，橋跨布置為4×31.5m，全橋長度約為126m、寬為9.6m，橋梁上部結(jié)構(gòu)為雙曲拱橋、下部結(jié)構(gòu)為實(shí)體式墩臺(tái)，橋面橫向由人行道（1.5m）+車行道（6.6m）+人行道（1.5m）組成，橋面鋪裝采用水泥混凝土。該橋上部結(jié)構(gòu)由主拱圈、腹拱和拱上結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中主拱圈由拱肋、橫系梁組成，腹拱由腹拱圈、腹孔墩、拱上側(cè)墻、拱上填料組成；拱肋長31m、矢高5.1m，單片寬22cm、高45cm（包含下貼鋼板），每跨有8 片拱肋，全橋共計(jì)32 片拱肋；兩側(cè)橋臺(tái)及橋墩上設(shè)有腹拱圈，其中兩側(cè)橋臺(tái)各有3 個(gè)，每個(gè)橋墩上設(shè)有6個(gè)，全橋共計(jì)24 個(gè)腹拱圈，腹拱圈凈跨2m、矢高1m；腹孔墩厚40～65cm。舊橋橋型布置如圖1所示，舊橋?qū)嵕叭鐖D2 所示。

圖1 舊橋橋型布置圖

圖2 舊橋?qū)嵕皥D

3 施工工藝

既有橋梁遵循均勻?qū)ΨQ拆除原則，先附屬后主體、從上往下、從中間往兩側(cè)層層拆除的順序進(jìn)行拆除。

3.1 施工準(zhǔn)備

組織人員對(duì)老橋進(jìn)行勘察，了解老橋的基本概況，分析橋梁的結(jié)構(gòu)，了解現(xiàn)場環(huán)境的特殊性，作為編制拆除方案的依據(jù)。

3.2 橋面系拆除

（1）路燈和電力管線采用人工配合機(jī)械進(jìn)行拆除。

（2）每側(cè)欄桿拆除由中間向兩端進(jìn)行逐段拆除。拆除時(shí)，先用倒鏈將護(hù)欄拉向內(nèi)側(cè)路面上，防止欄桿墜落橋下，分段處欄桿采用繩鋸切割斷開，再割開欄桿底部，收緊倒鏈，將欄桿拉倒在內(nèi)側(cè)路面上進(jìn)行分解轉(zhuǎn)運(yùn)；人行道蓋板及挑梁采用啄木鳥鑿除，裝車運(yùn)送至指定地點(diǎn)堆放。

（3）橋面混凝土由橋梁中部向兩邊采用啄木鳥破碎，廢渣采用小型裝載機(jī)裝上自卸車運(yùn)送至指定地點(diǎn)堆放。橋面系拆除順序如圖3 所示。

圖3 橋面系拆除施工示意圖

3.3 腹拱圈拆除

（1）采用人工持風(fēng)鎬、撬棍等工具將拱上填料撬起，用人工推車將廢料運(yùn)送至橋頭，再裝車運(yùn)送至指定地點(diǎn)堆放。

（2）采用人工持風(fēng)鎬、撬棍等工具將腹拱圈撬起，從橋頭一側(cè)向另一側(cè)拆除。

（3）每一腹拱圈采取對(duì)稱拆除，先拆除每腹孔中部的腹拱圈，依次向兩邊進(jìn)行。同時(shí)，在立柱外側(cè)用方木做斜支撐抵緊，避免拆除過程中發(fā)生立柱倒塌，并盡快將拆除的腹拱圈采用履帶吊逐塊吊運(yùn)至渣土車上，運(yùn)輸至指定地點(diǎn)。

（4）履帶吊站位在支棧橋上進(jìn)行吊裝作業(yè)。腹拱圈拆除順序如圖4 所示。

圖4 腹拱圈拆除示意圖

3.4 腹拱拆除

（1）拱柱拆除使用機(jī)械與人工相結(jié)合施工，先將拱柱底部與基礎(chǔ)分離，用鋼絲繩將拱柱端部捆綁牢固，并用履帶吊吊住，在確保拱柱與基礎(chǔ)徹底分離后及時(shí)吊運(yùn)至渣土車上運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)。

（2）如果拱柱在鑿除過程中不能形成整體吊裝，擬用長臂式啄木鳥破碎后人工清理至吊籃中，并及時(shí)吊運(yùn)至渣土車上運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)，部分機(jī)械難以觸及區(qū)域可由人工持風(fēng)鎬鑿除。

（3）履帶吊站位在支棧橋上進(jìn)行吊裝作業(yè)。腹拱拆除順序如圖5 所示。

圖5 腹拱拆除示意圖

3.5 主拱拆除

3.5.1 主拱圈吊點(diǎn)布置

七一橋老橋跨徑組合為4×31m，每個(gè)墩柱上設(shè)有6 個(gè)主拱圈，主拱圈矢高5.1m、矢跨比1/6，拱肋寬0.22m、高0.55m。該主拱圈采取兩點(diǎn)起吊，為保證拱圈在吊裝過程中不發(fā)生失穩(wěn)，吊點(diǎn)位置應(yīng)位于重心以上區(qū)域。經(jīng)計(jì)算，取吊點(diǎn)距離拱中心線2.5m，沿拱軸線對(duì)稱布置，另在拱軸線頂部設(shè)置輔助鉤吊點(diǎn)，輔助鉤不承受豎向荷載，僅在吊裝過程中發(fā)揮防止拱圈側(cè)翻的作用。其吊點(diǎn)布置如圖6、圖7 所示。

圖6 拱肋切割示意圖

圖7 拱肋吊點(diǎn)示意圖

3.5.2 主拱圈承載力驗(yàn)算

為保證主拱圈在吊裝過程中整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，應(yīng)對(duì)主拱圈結(jié)構(gòu)承載力進(jìn)行驗(yàn)算。

①模型建立：主拱圈采用Midas/Civil2020 進(jìn)行建模，采用梁單元模擬，整體模型如圖8 所示。

圖8 主拱圈計(jì)算模型

②邊界條件：主拱圈在吊點(diǎn)位置采用鉸接（Dx，Dy，Dz，Rx，Ry，Rz；111000）模擬，其余位置采用共節(jié)點(diǎn)模擬。③荷載計(jì)算：拱圈自重為-1。④計(jì)算結(jié)果如圖9、圖10 所示。

圖9 主拱圈彎矩計(jì)算結(jié)果

圖10 主拱圈剪力計(jì)算結(jié)果

計(jì)算結(jié)果表明：主拱圈吊裝過程中在自重作用下截面最大彎矩值為-111.5kN·m、最大剪力值為47.9kN。按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定對(duì)正截面抗彎承載力與斜截面抗剪進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，計(jì)算得到正截面最大彎矩為110.5kN·m，小于規(guī)范允許值115.6kN·m，斜截面最大剪力為47.9kN,小于規(guī)范允許值99.8kN。正截面抗彎承載力和截面抗剪強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

3.5.3 起重機(jī)選型

經(jīng)計(jì)算，切割后起吊的單片主拱圈重量約為7t，考慮鋼絲繩與吊具重量，單片主拱圈吊重按7.5t進(jìn)行計(jì)算，若采用單機(jī)起吊，其單機(jī)吊重應(yīng)不大于單臺(tái)吊機(jī)計(jì)算起重量的80%，即吊機(jī)計(jì)算起重量為7.5t×80%≈9.4t。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，吊機(jī)起吊過程所需最大工作幅度為18m，本項(xiàng)目擬采用三一SCC750A（75t）履帶吊進(jìn)行老橋拆除施工，配重為25t。根據(jù)起重機(jī)性能表可知，當(dāng)工作幅度為18m、起重臂長度為21m 時(shí)，起重機(jī)額定起重量為9.7t，大于計(jì)算起重量9.4t，滿足起吊重量和工作站位要求，起重機(jī)站位如圖11 所示。

圖11 起重機(jī)整機(jī)尺寸圖（單位：cm）

3.5.4 主拱圈吊點(diǎn)布置

主拱拆除順序?yàn)閺闹虚g往兩邊對(duì)稱拆除。當(dāng)拆除對(duì)象為中間2、3 跨時(shí)：①由人工持風(fēng)鎬、撬棍等工具將拱肋兩側(cè)的橫系梁、拱波鑿除。解除單片拱肋的橫向聯(lián)系；用鋼絲繩將主拱圈捆綁牢固，采用1 臺(tái)75t 履帶吊抬吊拱肋上的吊點(diǎn)，用繩鋸將主拱圈內(nèi)拱肋沿切割線切斷，拱肋切割前要將拱腳留存（拱腳位置5m）的部分設(shè)置臨時(shí)對(duì)拉裝置，邊跨位置的拱腳設(shè)臨時(shí)支撐。②拆除順序依次為第2 跨、第3 跨、第1 跨、第4 跨，每跨內(nèi)拱肋在橫橋向采取對(duì)稱拆除，由邊緣到中心線，并盡快將拆除的拱肋拆解后逐塊吊運(yùn)至渣土車上，運(yùn)輸至指定地點(diǎn)。③履帶吊站位在主拱臨近的支棧橋上進(jìn)行吊裝作業(yè)，單片主拱圈切割后起吊最大重量約7t，綜合考慮其重量、吊車工作幅度、起吊高度、起吊能力和起吊后拱圈運(yùn)輸退場，擬采用SCC750A（75T）履帶吊。配重為25t、起吊最外側(cè)主拱圈時(shí)最大起重臂長度為21m、最大工作幅度為18m。

當(dāng)拆除對(duì)象為1、4 跨時(shí)：①由人工持風(fēng)鎬、撬棍等工具將拱肋兩側(cè)的橫系梁、拱波鑿除。解除單片拱肋的橫向聯(lián)系；用鋼絲繩將主拱圈捆綁牢固，采用1 臺(tái)75t 履帶吊抬吊拱肋上的吊點(diǎn)，用繩鋸將主拱圈內(nèi)拱肋沿切割線切斷，拱肋切割前要將拱腳留存（拱腳位置5m）的部分設(shè)置臨時(shí)對(duì)拉裝置，邊跨位置的拱腳設(shè)臨時(shí)支撐。②拆除順序依次為第2 跨、第3 跨、第1 跨、第4 跨，每跨內(nèi)拱肋在橫橋向采取對(duì)稱拆除，由邊緣到中心線，并盡快將拆除的拱肋拆解后逐塊吊運(yùn)至渣土車上，運(yùn)輸至指定地點(diǎn)。③履帶吊站位在主拱臨近的支棧橋上進(jìn)行吊裝作業(yè)。

注意事項(xiàng)：①主拱圈采取兩點(diǎn)起吊。為保證拱圈在吊裝過程中不發(fā)生失穩(wěn)，吊點(diǎn)位置應(yīng)位于重心以上區(qū)域。經(jīng)計(jì)算，取吊點(diǎn)距離兩側(cè)切割點(diǎn)底部水平距離8m，沿拱軸線對(duì)稱布置，另在拱軸線頂部設(shè)置輔助鉤吊點(diǎn)，輔助鉤不承受豎向荷載，僅在吊裝過程中發(fā)揮防止拱圈側(cè)翻的作用。②第2、3 跨拱圈臨時(shí)支撐采取3 排布置，每排2 根p245鋼管樁支撐作為基礎(chǔ)。經(jīng)計(jì)算，鋼管樁需要打入粉質(zhì)黏土層3.5m 及以上；雙拼I25a 工字鋼枕頭梁支撐，支撐與主拱圈底部加固鋼板采取焊接連接。③第1、4 跨靠近橋頭部分拱圈臨時(shí)支撐采取雙拼I25a 工字鋼作為基礎(chǔ)，每道拱圈下設(shè)一組雙拼I25a 工字鋼，共8 組，工字鋼要與主拱圈底部加固鋼板進(jìn)行焊接。④根據(jù)計(jì)算所得單片主拱吊重約為7t、單個(gè)吊機(jī)計(jì)算起重量為9.4t，選取15t 卸扣滿足相應(yīng)吊裝要求，選取單根吊重不小于15t的鋼絲繩，鋼絲繩選取長度應(yīng)不短于8m。

3.6 墩柱、擴(kuò)大基礎(chǔ)拆除

由長臂挖掘機(jī)帶破碎頭沿?cái)U(kuò)大基礎(chǔ)上方殘余肋拱開始，順著結(jié)構(gòu)物形狀遠(yuǎn)距離鑿碎混凝土，使其自然塌落或從高到底分層鑿除，完成拆除后將碎渣等用挖機(jī)清出河道，并由自卸車裝車運(yùn)走。

3.7 河道清理

用長臂挖機(jī)配合大型挖土機(jī)把掉進(jìn)河內(nèi)的殘碎塊和施工垃圾清理干凈后外運(yùn)至指定消納場，全橋拆除完成。為防止橋梁拆除過程中的粉塵對(duì)周邊環(huán)境造成污染，施工過程中應(yīng)使用灑水車和霧炮機(jī)對(duì)現(xiàn)場不間斷進(jìn)行灑水降塵，以滿足環(huán)保要求。

4 結(jié)語

本文重點(diǎn)介紹了漢川市內(nèi)某4 跨雙曲拱橋的拆除關(guān)鍵技術(shù)，主要從橋面系、腹拱圈、腹拱、主拱、墩柱、擴(kuò)大基礎(chǔ)等部位的拆除要點(diǎn)、主拱圈承載力驗(yàn)算、起重機(jī)選型等方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹，在工期與施工質(zhì)量方面取得了良好效果，可在類似項(xiàng)目中推廣應(yīng)用。