某旧桥拆除方案比选

杨庆华

（中国核工业第二二建设有限公司，武汉 430050）

随着我国道路建设提档升级的飞速进行，越来越多的旧桥拆除问题出现在工程技术人员面前。由于桥型、材质、周边环境等诸多因素不同，导致拆桥施工需要考虑更多的问题，加上之前类似经验较少，使得桥梁拆除工作变得更加复杂[1]。本文以某跨线桥梁的拆除工作为研究背景，采用了2 种不同的拆除施工方案，对这2 种方案进行比选优化，最后成功拆除。

1 工程概况

某跨越高速公路的桥梁，桥面宽6 m，行车道宽4 m，两侧各1 m 人行道，桥梁全长45 m，桥型结构为45 m 斜腿式刚构拱桥，目前仅能供车辆单向通行，不能满足该道路通行要求，现将拆除新建。

该桥主要由斜腹杆、横向连接杆、桁架梁、现浇钢筋混凝土桥面板组成。本次旧桥拆除主要包括桥面附属构筑物、混凝土桥面铺装、斜腿式刚构拱桥。上部结构为本次桥梁拆除的重点部分（包括各类管线、标识牌、广告牌等），桥梁拆除时对下穿的高速公路将进行封闭，本桥拆除属于危险性较大的工程。拆除工作面临着如下几个问题：①桥梁下方是某高速公路，交通量大，车速快，且该桥梁跨越处，正位于高速公路弯道处，司机视线受限；②该桥梁距高速公路净高有5 m，拆除施工期间，如果稍有不甚，物件脱落极有可能伤害高速行驶的车辆和司乘人员；③长时间封控高速公路将会带来巨大的经济损失，也是极不科学、现实的。

如何针对上述问题，提出合理的拆桥施工方案，这是一个十分棘手的问题。在参建各方的共同努力之下，提出了如下2 种施工方案。

2 桥梁拆除施工方案

2.1 机械拆除方案

2.1.1 总体施工思路

根据本工程的地理位置特点和周边环境影响，现有老桥拆除施工分步实施，桥梁附属结构物拆除及管线迁改在桥梁主体结构拆除前完成，其余步骤于正式拆除作业当晚完成。施工拆除顺序：机械设备和材料进场→高速公路及附属设施保护→桥拱一端凿断→破碎落地构件→清除路障和清扫路面→恢复交通→桥台拆除[2]。

2.1.2 机械设备和材料进场

本次拆除工程所需机械设备在正式拆除施工前，设备在某检查站附近停靠待命，待道路封闭完成后，轮式机械及装载路面防护用砂料的运输车进入施工场地，开展防护施工，防护工作到位后，长臂破碎锤等进入施工场地开始拆除施工。

2.1.3 高速公路及附属设施保护

路面保护:在高速公路上旧桥投影范围及前后17 m共40 m 范围路面满铺和路面宽度相同的砂垫层，厚度为50 cm，然后在旧桥投影范围及前后2 m 共10 m 范围采用吊车铺设钢板，厚度不小于2 cm，钢板上方继续铺设1.5 m 厚砂垫层，以免施工机械、碎落的砼块及钢筋对下方高速公路路面造成破坏。根据现场实际情况，本施工方案采用25 t 汽车吊，拟采用2 台25 t 吊车分别位于桥梁两端配合人工进行路面防护用钢板铺设吊装。下穿高速公路防护保护为桥梁主体结构正式拆除工程施工当晚第一步，防护工作完成后方可进行桥梁主体拆除工作。

波形护栏防护: 因波形护栏在目前安全围挡范围内，在正式拆除施工前，需沿道路拆除道路两侧各40 m 波形护栏，波形护栏横梁拆除后运至安全区域存放，立柱因需进行切割，无法保护性拆除，在桥体拆除完毕后安装新立柱恢复波形护栏原貌。

中央隔离带防护:中央隔离带高度为80 cm，防护方式为铺设砂垫层，砂垫层厚度超出中央隔离墩高度不少于70 cm。

国防电缆防护: 快速路两侧排水沟外均埋设有国防光缆，本次施工铺设砂垫层及钢板时，加宽至道路两侧光缆区域，额外作为缓冲带以保护管线。

2.1.4 附属结构物拆除

桥面附属结构物主要有限高架、检修道人行护栏、广告牌和附属管线等。由于提前拆除广告牌等附属结构物需封闭下穿高速公路进行施工，为防止废渣掉落影响下方车辆通行安全，且保证拆除工程进度，故在桥体拆除当晚一并进行破坏性拆除，待新桥建成后进行广告牌的恢复。拆除时，采用长臂破碎向外侧破除广告牌及人行护栏，拆除后及时将广告牌等废弃物经下穿高速公路清运至指定场地。

2.1.5 桥体拆除

待拆天桥路面距高速公路高度约5 m，根据同路段且结构相同的桥梁拆除工程施工经验，为使拆除塌落振动在可控范围，因此计划天桥主体由皇铂御府小区一侧向另一侧进行，分三步先后顺序落地，以减轻对路面的冲击，拆除时配备专人统一指挥。桥梁破碎切割点为桥梁两侧桥面与桥台连接、桥梁中部以及沿桥梁长度方向每两米处，具体拆除步骤如下。

1）由3 台破碎锤对桥梁靠二二公司一侧进行凿断。先由2 台长臂破碎锤在桥梁左右两侧下方凿除支腿，再由1 台短臂破碎锤在天桥上方桥台台尾凿断桥面与桥台连接处，使桥梁靠皇铂御府小区一端先落地。

2）桥梁一端落地后，由于拉力作用，另一侧桥面与桥台也会分离，此时，桥梁左右两侧下方2 台长臂破碎锤前往另一端对支腿进行凿除，让桥梁两端均落地。

3）由于本桥为拱桥，桥梁两端全部落地后，存在桥梁中部悬空的可能性，若出现上述情况，2 台长臂破碎锤需前往桥梁中部从两侧向中间对向凿除中部砼，使桥梁中部落地。

4）桥梁全部落地后，在保证机械设备安全距离的前提下，多台机械设备同时作业，采用破碎锤配合液压剪对构件按2 m 左右的长度进行分解，大块采用吊车装车，碎块采用挖掘机配合无齿装载机进行装车，直至破除完成。

2.1.6 废弃物处理及外运

拆除完成后采用无齿装载机配合挖机，及时将拆除的砼和路面防护砂垫层清出施工场地，运至场外指定弃土场。采用吊车配合液压剪的方式将钢板装车运出施工场地；对于机械设备无法装车的细碎残渣，采用人工配合洒水车对施工区域进行清扫、冲洗。

2.1.7 现场清理及恢复

采用人工配合吊车、装载机的方式清理砂垫层和钢板；采用人工配合洒水车对施工区域进行清扫、冲洗。

2.1.8 安全保证措施和相关操作规程

教育与培训：凡从事电气、起重、焊接、火焰切割及车驾驶员等特种作业职工，必须接受特种作业安全培训，通过考试取得“特种作业安全操作证”者才能上岗操作；从事一般工种作业的职工，必须认真学习本工种的安全技术操作规程、岗位安全责任制和安全生产规章制度；新员工在上岗前，应对其进行三级安全教育；员工在转岗或执行新工艺、使用新设备前，对其进行专业培训；各级行政、技术、管理人员必须经常学习有关的国家安全生产方针、政策、法规和公司的安全生产规章制度，并经常开展安全教育；拆除工程施工前，做好安全技术交底工作，项目部技术人员就拆除方案向管理人员交底，项目管理人员就如何拆除向作业人员进行技术交底，并履行签字手续，确保安全拆除。

作业场地管理：作业现场要整洁有序，各种机械物料应整齐放置在规定区域；作业现场道路畅通，路面平坦，保证司机视野开阔，并满足消防要求；作业施工人员劳保用品穿戴整齐，戴好安全帽；在施工现场周围配备、架立必要的安全警戒线及安全生产标志牌。

跨路施工安全管理：交通疏导方案本着“尽量减少社会交通中断时间，确保交通安全和施工安全，最大限度地减少施工与交通的相互干扰”的导改原则。严格按照导行措施及交通导行方案进行，疏导期间在行车道上游设明显的、统一的导向警示标志。为保证道路运输安全，在道路上方的钢箱梁拆卸等作业时，对交通进行临时封闭，待拆除完毕后再开放交通。临时封闭交通时，请相关部门人员指挥，项目安全人员配合管理。采取各种有效的缓堵、保安措施，最大程度减小施工拥堵，严防重特大交通事故和责任生产事故，在高标准、高质量、高效率完成施工任务的同时，对周边群众及过往行人进行大力宣传，争得广大群众的理解与支持，确保施工期间周边社会道路基本安全畅通。

吊运安全保证措施：汽车吊使用前，支墩下应采用垫木垫平、垫牢固；吊装作业过程中，作业人员除应遵守一般的操作规程外，还应加强以下安全措施：凡施工人员均应熟悉本方案，向施工人员进行安全技术交底，并应经交底人及被交底人双方签字后归档并认真按方案执行；所需吊装机具均应严格检查，加够润滑油，确认性能良好、符合要求才能使用，严禁超负荷使用；经试吊并对存在的问题进行了处理，确认万无一失后才能正式起吊；严格执行各种安全操作规程，在吊装区域设置明显警示标志，未经许可非作业人员不许入内。起重机械操作人员必须持证上岗，严禁非持起重作业操作证人员从事起重作业。作业前，现场安全防护设施必须到位，严禁在安全防护设施不全的情况下开工。作业时，现场设有安全值班员，检查现场安全防护措施的执行情况。作业时根据现场情况配备必要的联络工具，统一指挥。

2.2 绳锯拆除方案

2.2.1 总体施工思路

本次施工拆除顺序：搭设安全操作架→管线拆除→桥面系及附属结构拆除→桥面铺装拆除→现状斜腿刚架拱桥切割→切割块处理外运→安全操作架拆除[3]。

2.2.2 施工工艺流程

由于要保证高速公路正常通行，且考虑施工对车辆通行的安全，所以要对交通进行转换、改道，由原来的双向四车道改为双向两车道，为支架搭设、切割施工、分块吊装等施工提供条件。

切割流程如图1 所示。

图1 绳锯施工工艺流程图

2.2.3 搭设防护脚手架

在桥头底现有平台搭设承插盘扣式钢管支架，作为桥梁拆除时的作业平台及安全防护。架体水平杆步距1.5 m，竖向斜杆步距1.5 m，扫地杆高度小于等于200 mm；自由端高度小于等于650 mm，桥下架体横向最大0.9 m，纵向最大0.9 m，主龙骨采用100 mm×100 mm 方木，次龙骨采用φ48 mm×3.0 mm 钢管，间距200 mm。顶部铺设竹脚手板、防护网及帆布，防止上部旧桥拆除时掉落碎渣，以保证下方通行车辆行车安全[4]。支架立面图如图2 所示。

图2 支架立面图

2.2.4 吊车选型

根据现场实际情况，本施工方案采用50 t 汽车吊，拟采用2 台50 t 吊车分别位于桥梁两端进行吊装。

2.2.5 桥面系及附属拆除

为了保证拆除安全，每跨侧栏杆由两端向中间进行，逐片拆除，防撞护栏桥面梁板钢筋连接处用气割设备割除。伸缩缝拆除先用风镐拆除桥面混凝土，与桥台及梁板钢筋连接部分用气割割开，依次拆除，装车运走。按上述步骤和要求逐段拆除、吊装，至完成桥面附属的拆除工作。在支架顶部及四周铺设竹脚手板、防护网及帆布，防止上部旧桥拆除时掉落碎渣，以保证下方通行车辆行车安全。

2.2.6 混凝土桥面拆除

按要求确定破除旧路面的位置、宽度、深度。采用绳锯切除面层后，分块进行整体吊装后外运。切成块状的路面采用自卸车外运至指定位置。

2.2.7 斜腿刚构拱桥拆除

经查阅45 m 斜腿式刚构拱密度为2.4 t/m3，斜腿式刚构拱最大处宽高为60 cm×35 cm，因此刚构拱重段单位长度重为0.504 t/m。按50 t 吊车最大起吊长度25 m时最大起重量3 t 计算，其最大长度应不大于5.9 m；因此将45 m 斜腿式刚构拱分为8 块。具体分块见表1（皆按刚构拱桥重段计算，且切割段依次以一端桥头向另一端桥头）。

表1 桥梁拆除切割分块表

定位放线，切割前根据计算吨位，放绳锯穿孔位置、吊装孔位置，吊装孔位距离边沿线不小于10 cm，对于斜腿式刚构拱桥上原有吊装孔洞的应优先采用原有吊装孔洞。

用风钻钻出绳锯穿孔绳，在成孔过程中，如果遇到底板下面有支撑木方也要移动位置重新钻孔。

同时用水钻配直径150 mm 钻头钻吊装孔。保证每个大块必须达到4 个吊装孔，在成孔过程中，如果遇到底板下面有支撑木方也要移动位置重新钻孔。

预制梁的吊装拆除工作在吊装时一定要遵循一定的顺序，由跨中向两侧有序进行。在切割体两端靠近支座内侧0.8 m，距翼缘板边0.5 m 处，用钻芯机钻出吊装孔，采用Ф58-6×37 纤维芯钢丝绳从梁端翼板上的吊装孔穿过，对待吊装进行捆绑，使形成的吊装夹角为30°。在梁的边角外，为了防止锐利的边角对钢丝绳的伤害，采取弧形钢板隔离，捆绑应牢固。按照顺序，依次进行吊装作业，至最后一片梁吊装至运输车上。

3 2 种施工方案的比较

从工期上讲，采用机械拆除法最大的优点是节省时间，仅用11 h 就可以把整个桥梁全部拆掉并且清运干净；而采用绳锯拆除法对高速公路通行车辆的影响将会长达13 d。机械拆除法相比绳锯法，可大大节省工期。

从工程经济角度来分析，采用机械拆除，节省了支架搭设与拆除，且在施工过程中不需要增加高速公路保通的措施费，在机械拆除过程中，所铺设的钢板可以回收再利用。相比采用绳锯法，需要增加桥下高速公路保通措施费，还需要起重吊装、运输等费用。机械拆除法相比绳锯法，可以大大节省成本。

从安全风险的角度来分析，采用机械拆除的方法，直接短暂封闭了高速公路，利用夜间交通量小，把成本降到了最低且把风险也降到了最小。采用绳锯法施工，桥下高速公路要保持畅通，在高速公路上设置门洞式支架，行驶的车辆有撞击支架的风险；绳锯在上部施工过程中，有桥梁上部构件坠落击中下方车辆的风险。所以，从风险的角度来分析，机械拆除比绳锯拆除法风险要小得多。

综上所述，采用机械拆除的方法，要大大优于绳锯法施工。该桥最后采用了机械拆除法，在10 h 内成功完成了拆除清运，并按时恢复了桥下高速公路的交通。