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                城市舊橋拆除的一些原則

                文章出處:作者:人氣:-發表時間:2023/12/25 16:49:50 字體大小:【

                目前橋梁工程界在橋梁拆除設計理論、施工方法和技術方面已積累了一定的經驗,特別是近年來,隨著對靜態切割技術(繩鋸切割、碟式切割、墻體切割等)、破碎技術(高壓水槍、靜態爆破、液壓破碎錘和液壓破碎鎬等)、頂升技術(電動和氣動液壓千斤頂、連續千斤頂、大噸位千斤頂等)、吊裝技術(纜索吊裝、橋面吊架、大噸位汽車吊和履帶吊等)的研究、開發和利用,一些新型的可用于橋梁拆除的施工工藝不斷涌現。合理利用已有的新工藝和技術,組織專業施工隊伍進行橋梁拆除施工,提升科學拆除各類橋梁的能力勢在必行。


                 

                舊橋通常只有在結構和功能上無法同時滿足使用要求時才考慮拆除。橋梁拆除首先要保證結構受力上的安全。對于梁橋、板橋、拱橋、吊橋、組合體系橋(斜拉橋、懸索橋)等不同類型的橋梁而言,因受力不同,拆除方法也存在差異。即使是同種橋型,其拆除方案也可能不一致,主要源于舊橋本身結構和功能還在發揮作用,而其關聯和影響因素頗多,需要結合具體問題進行具體分析。如何克服舊橋拆除過程中的復雜影響因素,確保整個過程安全,是選擇拆除方案的“規定動作”。


                 

                舊橋拆除方案設計


                 

                舊橋拆除作業的技術較為復雜、危險性較高,從事此項作業的施工單位或人員應具有拆除施工經驗。拆除方法需要根據城市橋梁所處的地理位置、橋梁結構類型、方案的可操作性、作業安全性、環境影響以及經濟性等情況進行篩選,并進行拆除方案設計,編制詳細的施工組織設計方案。


                 

                1.因橋梁結構復雜多樣,受力形式各異,拆除方法和步驟難以統一。一般首先拆非受力構件,再拆主要受力構件,化整為零;其次按建橋時的逆序施工,并根據對稱平衡法則進行卸載,還得遵循下列3項基本原則:


                 

                (1)制訂合理的拆除方案,選擇合理的拆除工藝。

                (2)注重施工過程控制,優先選擇靜力切割拆除等方式。

                (3)制訂完備的安全應急預案和應急機制。


                 

                2.建在陸地上的城市橋梁的作業場地通常條件較好,采用人工法拆除較為合適;而對于水中的城市橋梁,由于作業條件比較復雜,人工拆除的難度及成本均較高,應當經過詳細的方案篩選后確定拆除方法。多孔拱橋的拆除,則必須根據實際情況考慮連拱作用的不利影響。


                 

                總之,橋梁的拆除應依據施工組織設計的程序,按照逆向施工要求逐步減少恒載。而拱梁的拆除需要基于恒載分布對壓力線的影響,拆除工作切不可盲目進行,以避免拆橋中拱圈突然倒塌造成人員傷亡。因具有較高的安全風險,有必要對橋梁拆除作業實行現場管制,禁止非施工人員及車輛進入作業區域。對于采用爆破法拆除橋梁的工程,應按爆破作業的有關規定執行,爆破拆除時應確定合適的警戒區域,并實行管制,禁止非相關人員和車輛進入警戒區范圍內。爆破警戒區應該按爆破作業的有關規定確定,并制訂合理的警戒方案。


                 

                施工的必備條件


                 

                對于橋梁拆除過程中的所有環節,包括制訂科學合理的拆橋方案和全面的安全管控體系,以及拆除過程的具體步驟,作為作業實施的主體,人起著重要作用。因此,應選擇具有經驗的專業施工隊伍和專業技術人員承擔橋梁拆除的任務,這一點對保障拆除的安全至關重要。


                 

                部分資料顯示,很多橋梁本身存在先天缺陷和施工質量問題,如按原設計圖制訂的橋梁拆除方案實施,發現設想與實際情況出入較大,例如截面尺寸、預應力鋼筋位置、普通鋼筋數量、混凝土質量與原設計不一致。此外,橋梁運行數十年后,材質發生劣化,無法通過計算確定結構的承載能力。在這種情況下,橋梁本身的受力和潛在的安全隱患難以把握。而經過多年的運營和維修加固,舊橋的強度、剛度、穩定性都有不同程度的下降。同時拆除過程中橋梁結構體系也在不斷變化,使得結構受力更加復雜,若缺乏豐富的橋梁拆除施工經驗,無法對其拆除施工進行可控分析計算,特別是此種情況下如再采用不成熟的拆除設計方案,作業的難度和風險會更大。因此施工的每個步驟,都必須進行現場調查核實,加強拆除過程的技術控制和施工組織管理非常必要。


                 

                目前國內尚無橋梁拆除設計、施工規范(施工指南)等,而且相關方面的資料和工程實例也較少。由于橋梁拆除的方式本身機動靈活,而設計缺乏理論指導和經驗保證,現有各類拆除設計多套用現有新建橋梁的設計規范,以及建筑起重等方面的規范和規程,設計出來的橋梁拆除方案的可實施性、經濟性能指標都不太理想。在此種情況下,設計方和施工單位應不斷優化拆橋方案,使橋梁的拆除設計方案安全、實用、環保。因此,應結合已有橋梁拆除工程實踐,開展橋梁的拆除設計理論研究,并對現有理論進行安全性、經濟性和適應性論證,制訂橋梁拆除相關的設計規范。


                 

                存在的主要問題


                 

                國內橋梁拆除行業主要存在以下問題:長期以來注重新建、工期、經濟指標,而不重視橋梁的管養和拆除;由于舊橋受力復雜,橋梁拆除理論研究難度大且相對滯后,且尚無與橋梁拆除相關的設計和施工規范、規程,導致設計和施工脫節,設計多偏重理論而不便于操作,施工則偏于粗放;橋梁拆除市場較為混亂,缺少專業施工隊伍;管理理念落后,安全意識較為薄弱。


                 

                針對上述問題,有關單位在高度重視安全風險的前提下,一是需要加大橋梁拆除理論和技術的研究投入,加快施工經驗的總結與提升,確保相關設計施工規范規程早日出臺。二是加強對橋梁拆除的管控,強化施工企業資質的管理,規范市場、規避不合理的低價中標,以及注重環保和拆除過程控制。三是盡量選擇安全可靠的拆除方式,推行方案的專家審查制度、報批制度和全員責任制度,合理利用已有的建設新技術,確保拆橋設計合理,選擇有經驗的專業設計和施工單位。


                 

                與橋梁的建設相比,橋梁的拆除完全是“反其道而行之”。新建橋梁是集零為整的過程,每一步是單一的,較易解決安全問題;而拆除橋梁是化整為零的逆過程,每一步的安全風險大,也較為復雜。行業內曾流傳這樣一個說法:“新建橋梁自第一個構件就位到建設交工前,僅需要考慮1%的安全問題;而拆除橋梁時,從首個構件拆除到結束前,始終需要考慮 99%的安全問題。”由此可見,安全問題是決定橋梁拆除成功與否的關鍵。如果在施工組織管理和技術層面把握失當,就容易釀成慘痛的安全事故,造成人員傷亡、機械損毀。本世紀以來,多地在拆橋過程中發生過坍塌,釀成不幸事件,留下了慘痛的教訓。而就目前國內橋梁拆除的實際情況而言,我國在相關方面的研究并不深入。


                 

                舊橋拆除的主要工藝及方法


                 

                舊橋拆除主要包括直接支撐鑿除、頂推法拆除、靜力切割拆除、爆破拆除、整體坍落和吊移法等方法。

                 

                圖1 跨線橋的拆除作業


                 

                1.若施工條件許可,在有安全防護的前提下,首選直接支撐鑿除方式,特別對于凈空高度較低的橋梁而言,該拆除方式直接、快捷、經濟。橋的箱梁結構基本上可采取直接在貝雷支架及土牛支撐上鑿除的方式。若對環境要求不高,施工也可選擇工期短、費用較低的爆破拆除法。

                 

                圖2 在支架上作業


                 

                2.在不影響交通的前提下,經濟性較好的頂推法拆除施工應予優先考慮。如地形合適且交通許可,則推薦工期更短、經濟性更佳的液壓系統平衡法施工。例如:新加坡 Adam Road 為雙向六車道立交橋,在保證高速公路正常運營的情況下,采用該方法在8小時內成功地將 45m箱梁移至橋臺進行二次解除和破碎。

                 

                圖3 將橋拱吊裝拆除


                 

                3.對于交通組織難度高的城市橋梁以及大跨徑分離式梁橋,可采取對交通影響較小、對原結構損傷小,但成本相對較高的靜力切割拆除方法(液壓切割法)。該方法在原北京西直門立交橋等橋的拆除中得到廣泛的應用。例如:作為主跨65m的變截面連續箱梁橋,原錫澄運河大橋的主跨被分段切割,并由浮吊吊裝,而邊跨則采取分段切割及汽車吊吊裝的方式拆除;京杭運河無錫城區航段紅星橋老橋為主跨944m的固端梁橋,其主跨被分段切割,并由橋面吊架吊裝,并通過大型運輸船拖運。

                 

                圖4 對片梁的吊裝拆除


                 

                4.針對大跨徑拱橋,包括混凝土拱橋和鋼拱橋等,一般可采用整體坍落和吊移的方法進行拆除。整體坍落法主要包含爆破和機鑿兩種方法;吊移法則分成橋下支架法、橋上起吊法及纜索吊裝法3種。下表列出了幾座代表性橋梁拆除的方式和相關工藝。

                 

                對于不同的橋梁而言,其拆除的特點、重點、難點,以及拆除的方式均因橋而異,科學總結已有舊橋拆除的工程實例,對中國未來橋梁拆除事業的發展具有重要的意義。合理利用靜態爆破、同步頂升、橋面起吊、纜索吊裝等工藝,將為我國的拆橋施工提供安全、有效的保證。


                 

                本文刊載 / 《橋梁》雜志 2022年 第6期 總第110期

                作者 / 王清平

                作者單位 / 成都華川公路建設集團有限公司

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