孫士鵬，劉 濤，王玉國

（中國鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，天津市300140）

0 引言

隨著城市經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市交通壓力不斷增大，城市形象要求不斷提高，某些原有立交橋梁已不能滿足出行需要、與新城市景觀形象格格不入，在城市交通優(yōu)化、片區(qū)改造中亟需拆除。由于本身功能和體量大的特點(diǎn)，立交橋梁在拆除時對周邊居民出行和社會經(jīng)濟(jì)效益影響嚴(yán)重，施工時產(chǎn)生的安全風(fēng)險也較大，因此在進(jìn)行立交拆除時應(yīng)結(jié)合實(shí)際條件選取合適的拆除方法，降低對經(jīng)濟(jì)效益的響，減輕對周邊環(huán)境的干擾，加大對拆除材料的回收利用。精細(xì)的施工工序、新型的設(shè)備和先進(jìn)的技術(shù)是安全、迅速、環(huán)保的拆除橋梁的保證，也是對設(shè)計(jì)、施工、管理能力的考驗(yàn)。

1 工程概況

深圳黃木崗立交橋上下共四層，包括地下環(huán)島、地面道路、上部兩層立交，承載五個方向交通的重要樞紐，見圖1。該橋修建于1998年，箱梁采用支架現(xiàn)澆法施工。A匝道橋長為415.943m，平面曲線半徑為255m，B匝道橋長為415.696m，平面曲線半徑為275m，C匝道橋長為268.392m，平面曲線半徑為101.386m，A、B、C匝道橋面寬度均為9m，每個匝道均由4聯(lián)現(xiàn)澆連續(xù)梁組成，其中A、B匝道上跨筍崗路主橋部位的橋梁（6跨）預(yù)應(yīng)力混凝土曲線連續(xù)箱梁，其余部位均為普通箱梁，C匝道均為連續(xù)箱梁；筍崗西路主橋分為南北兩幅，兩幅橋長均為222m（3聯(lián)10跨），平面為直線，每幅橋面寬14.2m，每幅主橋均由3聯(lián)現(xiàn)澆連續(xù)箱梁組成，其中跨華富路的第二聯(lián)橋梁（4跨）為預(yù)應(yīng)力箱梁，其余部位均為普通箱梁。

圖1 黃木崗立交平面圖

現(xiàn)場周邊環(huán)境復(fù)雜，分布有醫(yī)院、體育中心、中學(xué)等多個企事業(yè)單位和小區(qū)，環(huán)境敏感。既有地鐵站及區(qū)間自橋下穿過，同時分布110/220kV等500多條光纜以及眾多大直徑給水管、燃?xì)夤?、雨污水管等管線。拆除這種復(fù)雜環(huán)境下的復(fù)雜立交橋梁必須制定詳細(xì)的拆除方案和流程，對每個流程使用的設(shè)備機(jī)械進(jìn)行驗(yàn)算，確保每個流程的安全。

2 施工方案選擇

2.1 拆橋工法對比

橋梁拆除是橋梁工程的一個后續(xù)，針對不同結(jié)構(gòu)、不同環(huán)境、不同工藝，誕生了不同的拆橋工法[1]，其優(yōu)缺點(diǎn)見表1，其中模塊車支撐法近年出現(xiàn)，被應(yīng)用在上海北翟路局部高架橋拆除[2]和深圳彩田立交橋拆除工程中。

根據(jù)深圳“移民之都”的特點(diǎn)，采用春節(jié)期間封閉交通拆橋方案，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)工程場地地形起伏較大、既有橋梁分布集中、拆除時間緊張的特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)城市拆橋工程和設(shè)備使用種類，確定箱梁及墩柱切割采用無損切割技術(shù)分段切割[2]，支承和運(yùn)輸分布采用模塊車支頂切割直接馱運(yùn)、模塊車支頂切割吊車吊運(yùn)、滿堂支架支頂切割吊車吊運(yùn)三種工法相結(jié)合的方案實(shí)施。

2.1.1 模塊車支頂切割馱運(yùn)

模塊車使用一般要求地形坡度為不大于5%，具體要求根據(jù)不同廠家的車型而定。根據(jù)場地條件及模塊車運(yùn)輸穩(wěn)定性，對高度在2～8m、地面平整度不超過5%的箱梁，采用模塊車對橋梁進(jìn)行預(yù)支撐（見圖2（a）），采用金剛石繩鋸切割，直接使用模塊車馱運(yùn)至存梁區(qū)（見圖2（b）），以加快施工進(jìn)度，共16塊長224m。

圖2 模塊車支頂切割馱運(yùn)圖示

2.1.2 模塊車支頂切割吊運(yùn)

對于滿足使用模塊車使用要求即地面平整度不超過5%的箱梁，橋梁高度在8～15m的孔跨采用滿堂支架不能滿足工期要求時，使用模塊車配合裝配式鋼結(jié)構(gòu)支架進(jìn)行支撐，采用金剛石繩鋸切割，履帶吊吊裝（見圖3），模塊車或者平板車運(yùn)輸，防止模塊車在直接運(yùn)輸途中由于鋼管格構(gòu)支撐過高發(fā)生傾覆，共26塊長270m。

2.1.3 滿堂支架支頂切割吊運(yùn)

圖3 履帶吊吊裝及模塊車馱運(yùn)

對于地面平整度大于5%的箱梁，不滿足模塊車使用條件，搭設(shè)滿堂盤扣腳手架支撐體系進(jìn)行預(yù)支撐，采用金剛石繩鋸切割，通過大型汽車吊吊運(yùn)到平板車，轉(zhuǎn)運(yùn)至存梁場或外部棄碴場。

2.2 模塊車簡介

模 塊 車（self-propelledmodulartransporter，SPMT）采用計(jì)算機(jī)控制，可自行移動，根據(jù)需求可配置成具有不同運(yùn)輸能力的車體，被廣泛應(yīng)用于裝備制造業(yè)、石油、化工、橋梁建造等工程領(lǐng)域中，隨著無損切割工藝的出現(xiàn)，近幾年逐漸被應(yīng)用于舊橋拆除工程中[2]。

模塊車的基礎(chǔ)部件是模塊組和一個動力頭（PPU-Power Pack Unit），模塊組包括4軸線和6軸線兩種。4軸線模塊長5600mm、寬2430mm、高1140mm；6軸線模塊長8400mm、寬2430mm、高1140mm，6軸線模塊與動力頭相連接產(chǎn)品見圖4。

圖4 6軸線SPMT模塊車

在控制器指示下模塊車可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向、升降、低速行駛和制動4項(xiàng)功能，可在不大于8%坡道上運(yùn)行，如果地面局部沉降，液壓系統(tǒng)自動補(bǔ)償?shù)孛娴母卟睢ＤK車最大承載力為40t/軸線，即單個車輪的最大載荷10t，模塊車縱向軸距為1.4m。

表1 橋梁拆除常用工法對比表

3 工藝流程

黃木崗立交上部結(jié)構(gòu)拆除工藝流程見圖5（a），其中切割機(jī)具布置安裝工藝流程見圖5（b），根據(jù)工藝流程，細(xì)化每個環(huán)節(jié)內(nèi)容和目標(biāo)，制定施工組織原則。

圖5 拆除工藝流程

4 施工方法和技術(shù)措施

4.1 分塊原則和標(biāo)準(zhǔn)

橋梁拆除遵循“安全第一、有序開展、平衡對稱、化整為零、逆向施工”的原則。橋梁分塊根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工場地、周邊環(huán)境情況，考慮支撐吊裝運(yùn)輸方案、箱梁鋼束錨具連接器橫梁布置情況、吊車吊運(yùn)能力、汽車運(yùn)輸能力、吊裝平穩(wěn)性等確定分塊標(biāo)準(zhǔn)。分塊標(biāo)準(zhǔn)為主橋吊運(yùn)段長度為2.4～3.0m，匝道橋吊運(yùn)段長度為3.0m，模塊車運(yùn)輸每跨運(yùn)輸2段，每段最大14m。

4.2 切割方案

本工程采用無損切割技術(shù)，使用金剛石繩鋸進(jìn)行切割，繩孔及吊裝孔采金剛石鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆孔在正式切割前完成。該方法具有快速、安全、環(huán)保、簡便等特點(diǎn)。

根據(jù)主橋結(jié)構(gòu)尺寸情況，對于單箱雙室箱梁，橫橋向沿切割縫在橋梁中心線兩側(cè)各布置1個穿繩孔，配置三臺繩鋸進(jìn)行切割，對于單箱單室箱梁，橫橋向沿切割縫的橋梁中線布置1個穿繩孔，配置兩臺繩鋸進(jìn)行切割，橫橋向穿繩孔及繩鋸布置見圖6（a）和圖6（b）。

圖6 金剛石繩鋸切割方案

首段梁橫向采用八字形切口，上寬下窄，斜交角度約75°，見圖6（c）。橫向也采用斜切，切縫中插入楔形鐵片防止切割中卡繩。

4.3 切割泥漿水防污染措施準(zhǔn)備

切割過程中用水量較大，采用灑水車供給各切割設(shè)備。通過在底部設(shè)置集水槽收集切割過程中產(chǎn)生的混凝土漿水，經(jīng)集水管引至廢水收集池，沉淀后排出。集水槽立面布置情況見圖7（a），集水槽斷面布置情況見圖7（b）。

圖7 切割防污染措施

4.4 預(yù)應(yīng)力彎橋防側(cè)滑措施

本工程A、B匝道上跨筍崗路主橋部位的橋梁（6跨）為預(yù)應(yīng)力混凝土曲線連續(xù)箱梁，切割梁體后預(yù)應(yīng)力釋放會導(dǎo)致梁體向曲線外側(cè)滑動，為保證切割過程的安全采取一定措施：

（1）增加模塊車支撐架整體寬度，提高支撐架整體穩(wěn)定性，防止梁體側(cè)滑導(dǎo)致支架傾斜；

（2）結(jié)合計(jì)算，合理確定第一塊切割位置，保證切口位置由預(yù)應(yīng)力釋放引起的側(cè)滑位移最小，切割位置位于曲線連續(xù)梁中點(diǎn)附近，根據(jù)預(yù)應(yīng)力連接器和橫隔梁位置進(jìn)行調(diào)整；

（3）減少支撐架與支撐物的摩擦力，允許一定的水平位移。

4.5 BIM技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)場施工機(jī)械多，路線復(fù)雜，采用BIM技術(shù)，模擬現(xiàn)場拆橋情況，確保方案可實(shí)施性。通過建立橋梁BIM模型，利用Navisworks軟件對項(xiàng)目實(shí)施過程進(jìn)行全過程全空間推演，對機(jī)械設(shè)備進(jìn)場線路、吊機(jī)站位及吊裝、平板車運(yùn)梁線路進(jìn)行優(yōu)化，對吊裝過程進(jìn)行碰撞檢查，見圖8，確保各塊梁體吊裝順利進(jìn)行[3]。

圖8 BIM推演

5 結(jié)語

深圳市黃木崗立交采用春節(jié)封路拆橋方案，利用無損性切割技術(shù)切割梁片及模塊車支頂切割直接馱運(yùn)、模塊車支頂切割吊運(yùn)、滿堂支架支頂切割吊運(yùn)等三種支撐運(yùn)輸工法相結(jié)合的實(shí)施方案，解決了施工過程對公眾、公共財(cái)物、臨近建筑、現(xiàn)有公共設(shè)施的保護(hù)。

先進(jìn)SPMT模塊車的應(yīng)用大大提升了拆橋速度，低噪音的金剛石繩鋸無損切割技術(shù)和降塵的噴淋系統(tǒng)及霧炮機(jī)應(yīng)用大大降低了施工對周邊環(huán)境的干擾，BIM技術(shù)的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)并處理可能出現(xiàn)的問題，優(yōu)化拆橋放案，無人機(jī)拍攝視頻，實(shí)時掌握多工作面共同作業(yè)的安全動態(tài)。

傳統(tǒng)的人工拆除和爆破拆除方法往往造成極大的破壞，制造出大量廢棄物，而采用無損切割技術(shù)拆除的材料完整整齊，通過后期處理成公園凳、路牙、人行道磚、管線涵等可使得到100%循環(huán)利用[4]。本次工程僅用9d就快速、安全、環(huán)保地拆除長1544m立交橋梁，將拆橋?qū)χ苓吘用窈统鞘薪煌ǖ挠绊懡档搅俗畹?，為后續(xù)城市拆橋工程提供豐富、寶貴的經(jīng)驗(yàn)。