浅谈跨通航河道混凝土刚架拱桥绿色环保拆除石培义--中国期刊网

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浅谈跨通航河道混凝土刚架拱桥绿色环保拆除石培义

发表时间：2020/5/21 来源：《基层建设》2019年第34期作者：石培义

[导读] 摘要：在传统混凝土刚架拱桥结构拆除中，桥面拆除多采用大型机械破碎，拱肋多采用凿断或爆破使其整体倒塌，沉井基础拆除多采用爆破结合机械拆除方法，产生扬尘、较大噪音、污染河道等不利影响，本文通过结合实际案例论述一种混凝土刚架拱桥绿色拆除方法，着重介绍工艺原理、施工方法步骤等，为同类工程提供借鉴及指导。

        兰州市七里河区住房和城乡建设局甘肃兰州 730050
        摘要：在传统混凝土刚架拱桥结构拆除中，桥面拆除多采用大型机械破碎，拱肋多采用凿断或爆破使其整体倒塌，沉井基础拆除多采用爆破结合机械拆除方法，产生扬尘、较大噪音、污染河道等不利影响，本文通过结合实际案例论述一种混凝土刚架拱桥绿色拆除方法，着重介绍工艺原理、施工方法步骤等，为同类工程提供借鉴及指导。
        关键词：混凝土刚架拱桥；绿色环保；分块放线；浮箱支撑；金刚石绳锯
        一、背景
        在传统混凝土刚架拱桥结构拆除中，桥面拆除多采用大型杋械破碎（挖机、液动锤）造成大量破碎结构掉落河道；拱肋多釆用凿断或爆破使其整体倒塌，然后分块切割方式；沉井基础拆除多采用爆破松动结合破碎拆除方法。此类方法拆除往往会对环境产生较大影响，如产生扬尘、较大噪音、拱肋倒塌及沉井爆破安全风险高且对周边环境扰动较大、破碎的混凝土块等桥梁结构对河道会产生污染必须进行二次清理等。在现今绿色施工理念下，如何消除扬尘、降低噪音、降低污染、减少对周边环境扰动、高效环保的拆除老桥结构便成为了严峻的考验。
        二、绿色环保拆除方法工艺原理
        通过改进刚架拱桥拆除方法，设置科学的拆除顺序、使用合理的拆除设备,避免了传统拆除方法（利用破碎锤或爆破进行先整体倒塌后二次清理）施工安全隐患大、拆除扬尘噪音重、二次清理污染重难度大等缺点,使拆除施工能安全、高效、环保地进行。
        1、依据刚架拱桥受力特点进行分析及现场实体的勘测，对将要切除的桥梁结构实体进行设计排版,将实体分层、分块切除，分层拆除顺序为：栏杆、悬臂板→桥面系→微弯板→次拱肋→主拱肋→桥台及沉井基础。
        2、根据刚架拱桥的受力特点，通过在关键节点处设置浮箱支撑，采用切割机对刚架拱桥各构件（护栏及微弯板、主次拱肋及连接系、沉井基础等）按照成桥的逆顺序（先成型的先拆、后成型的后拆）进行切割分离，分离成小块小段后逐一吊出。
        3、拱肋由拱腿与跨中实腹段主梁组成，在拱腿与跨中实腹段主梁横向连接区域大节点设置临时支撑后，可将横向连接断开,由临时支撑替代节点约束，在除自重无其他荷载情况下，结构在短时间内可保持稳定。在此期间可将大节点断开，先将跨中实腹段主梁吊出，再拆除主拱腿。
        4、临时支撑采用浮箱，上浮力不小于1.2倍单片拱肋重量，将其支撑于主拱肋大节点下部起临时支撑作用。
        5、切割主次拱肋、连接系、沉井基础等釆用金刚石绳锯切割机，扬尘及噪音污染小。
        三、拆除步骤方法
        1、施工工艺流程：施工准备→分块放线→拆除附属设施→切割机具及浮箱安装→主次拱肋切割吊装→沉井拆除防护施工→沉井基础分块切割吊装→河道恢复。
        2、拱肋分块：拱腿与实腹段主梁交接处为大节点，此处在横向连接取消情况下，跨中实腹段主梁会无约束直接下落，主拱腿在自重作用下，岸侧铰接点发生旋转，导致拱腿中心向河道倾覆，结构失去稳定，依据此受力特点，在拱腿与跨中实腹段主梁横向连接区域大节点设置临时支撑后，可将横向连接断开，由临时支撑替代节点约束，在除自重无其他荷载情况下，结构在短时间内可保持稳定，在此期间可将大节点断开，先将跨中实腹段主梁吊出，再拆除主拱腿。如图1所示，将拱肋分为1#次拱肋，2#实腹段主梁，3#主拱腿及大节点。

        图1 拱肋分块示意图
        3、拆除附属设施
        拆除栏杆、悬臂板、桥面系、微弯板等附属设施：采用金刚石绳锯切割法，拆除顺序由跨中向两侧对称拆除，但拆除过程中建筑垃圾应就近堆放，使建筑垃圾在桥上堆放均匀，并及时运到指定地点。建筑垃圾的卸载顺序应从跨中向两侧对称进行。
        4、切割机及浮箱安装
        浮箱安装施工工艺流程：浮箱选型→浮箱移动就位→上部支撑搭设→浮箱压水→浮箱支撑固定→排水→浮箱安装完；浮箱支撑选择根据单片拱肋最大重量确定，如图2所示，将其支撑于拱肋切割点下部起临时支撑作用。

        6、切割吊装主次拱肋及连接系
        （1）次拱肋：如图3所示，在次梁与大节点交接位置及次拱腿根部（桥台处）安装绳锯切割机，根据次拱肋结构在次梁上设置2个吊装孔，切割后使用浮吊将次拱肋整体吊装至岸边空地进行处理。
        （2）主拱肋：如图4、图5所示，主拱肋分为2部分拆除，首先在两个大节点位置安装切割机，并在实腹段主梁1/4及3/4处各设置1个吊装孔，将主梁切割吊装，主梁吊装采用浮吊，主梁拆除后在主拱腿根部安装绳锯切割机，将主拱腿切断后整体吊装至岸边空地进行处理。

        图5 主拱肋切割吊装
        6）沉井基础拆除
        可采用钢板桩围堰作为沉井基础拆除防护结构，为拆除提供作业面。钢板桩沿沉井整体打设，设置围檩及内支撑，为确保基坑稳定，每切割2层（3m高）加设一道围檩及内支撑。钢板桩围堰创造作业面后，按照自上而下的拆除顺序，采用金刚石绳锯将混凝土结构切割成 1.5m×1.5m×1.5m方块吊出，边切割拆除边向下开挖剩余沉井结构直至拆除完成。
        7）基坑回填、河道断面恢复及防护结构拆除
        河道断面恢复在沉井钢板桩无水作业面进行，施工顺序：沉井基坑部分回填→河床标高边坡修整→浆砌片石施工→钢板桩围堰拆除→河道景观恢复。
        四、应用实例
        徐州市万寨丁万河桥位于徐州市三环北路万寨港附近，跨丁万河。该桥1993年建成，桥梁全长117.37m，上部结构为净跨径60m的刚架拱桥；下部结构桥台为重力式桥台，沉井基础。横桥向全宽为五幅单孔刚架拱桥，单幅桥上部结构横向共设3片拱肋，肋中距3.2m。桥梁所跨的丁万河河面宽约35m，常水位情况下水深为4.0m。五幅桥梁均采用上述绿色环保方法拆除，施工周期快，噪音及扬尘污染小，上构部分拆除无残渣掉落河道，沉井基础拆除在封闭围堰内进行，对河道基本无污染，提前30天完成了拆除任务。
        五、结语
        绿色环保可持续发展已成为当今发展的趋势，基于本文所述混凝土刚架拱桥绿色环保拆除施工方法在工程实践中的成功应用，降低了混凝土刚架拱桥拆除施工的成本，对环境影响小，较传统机械破碎结合爆破拆除方式具有施工工期短、工艺简单的特点，在通航河道上部中小跨径刚架拱桥拆除具有较好的应用前景。