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毅實公司為新老客戶提供混凝土切割技術淺析：

1、概述

某城市斜腿固端梁橋，建于八十年代末九十年代初，主跨為94.4米斜腿固端梁，橋臺為支承在樁和土基上的框架結構，臺后接有抗推構造物，主橋采用雙幅雙室箱梁組成，兩幅箱梁之間采用50厘米寬縱向后澆混凝土連接，引橋為鋼筋混凝土簡支T梁。

橋梁定期檢查表明該橋存在明顯的混凝土開裂狀況，主要表現為主跨主梁腹板出現典型剪切裂縫，裂寬過2mm，且向下貫穿底板。綜合考慮該橋的實際運營情況及城市道路的拓寬改造，需對該橋進行拆除重建處理。

2、拆橋準備

2.1 難點分析

結合該橋的橋型結構、病害情況以及所處的地理位置，分析得出該橋在拆除過程的主要難點和在于：

（1）橋梁橫跨運河，據統(tǒng)計平均通過該橋斷面的船舶達1.4艘/分鐘，如此高密度的過往船只必將給橋梁拆除施工帶來一定的難度；

（2）橋梁橫跨兩條市區(qū)快速通道，車流量較大；待拆橋梁旁邊還有新橋正在施工，兩岸無場地堆放橋梁拆除后的混凝土塊段；

（3）橋梁位于市區(qū)，機械拆除施工時會產生一定的噪音和粉塵污染，給周圍居民的生活和車輛、船舶、行人的通行帶來不便；

（4）待拆結構損傷明顯，拆除過程存在較大的風險，需采取可靠方案以保證拆除過程的安全。

2.2 施工對策分析

（1）施工方案比選

橋梁拆除從原理上來講，主要有拆除法和機械拆除法。拆除法主要用于旱地橋梁的拆除，施工周期短，但是在拆除過程中會產生較大的噪聲和環(huán)境污染；機械拆除法即使用大型切割機械對橋梁進行逐段切除，將切割下的梁段使用吊裝機械運走，該方法主要用于航道橋梁的拆除，對航道運輸影響小，對環(huán)境污染小、噪聲小，但施工周期較長，而且與拆除法相比，在施工前應對施工方案做周密考慮，以保證施工期間安全。綜合考慮通航、環(huán)保等因素，本次采用機械拆除法。

（2）逆向工序法

根據該橋的結構形式和建造時的施工工藝，可采用與建橋施工工序相反的“逆向工序法”（逆作法）對橋梁進行逐段切割拆除：采用鉆石鋼絲切割和鋸片切割工藝，對混凝土梁段逐段切割；采用懸臂吊梁對切割下的混凝土塊段進行吊裝（與建橋時使用的掛籃施工類似）；使用運輸船將吊裝下的混凝土塊段運走。有效降低施工過程中機械設備所產生的噪音，同時也能避免產生大量的粉塵污染，盡可能的減少對航道通航的影響以及對運河水質的污染。

（3）監(jiān)控預警技術

考慮橋梁損傷以及拆除逆作法的施工難度，為使橋梁拆除施工安全、順利地向前推進，并終保證達到拆除要求，還必須對整個拆橋過程進行嚴格監(jiān)控與預警，即利用高效計算機程序，分析原有舊橋結構現有的工作狀態(tài)，以及在每個拆除施工階段下的受力狀況，對數據進行分析處理；與現場監(jiān)測所得數據進行比較和誤差分析，確定結構當前的工作參數和受力狀態(tài)，指導下一個階段的施工；預報施工中可能出現的不利狀況，并明確措施，同時結合現場監(jiān)測信息及時發(fā)出預警信號便于及時調整拆除工序，終確保拆橋工作的安全、順利實施。

3、拆橋施工

該橋“逆向工序法”施工工藝具體如下：

（1）橋面系拆除：主要包括橋面鋪裝、伸縮縫、防撞護欄和人行道的拆除；

（2）箱梁翼板切除：采用切割法將箱梁翼緣板進行切割拆除；

（3）跨中合攏段切除：合攏段的拆除存在結構體系轉換的過程，是整個拆橋過程的關鍵，也是施工的和難點。此工況下首先將跨中合攏段（2m范圍）的梁**、底板混凝土鑿除，露出預應力鋼束及剛性骨架，然后切除底板的預應力鋼束，并對腹板混凝土進行開槽，放入千斤頂（中性軸偏上位置，以保證在實際**推過程中能有效防止由于**推對截面產生的附加彎距）進行**推，進而切除**板預應力鋼束及剛性骨架，并通過千斤頂的分步回油來逐步釋放合攏段的縱向預壓應力，終實現合攏段的解除。合攏段切除過程需始終對合攏段**板的撓度和橋梁關鍵控制截面的應力進行監(jiān)控，以保證橋梁處于安全狀態(tài)，并為現場施工進行指導。

（4）懸臂段切除：合攏段切除后，配合使用懸臂吊梁和運輸船對懸臂段混凝土塊段進行切割吊裝。切割斷面詳見圖2。懸臂吊梁由兩層貝雷架搭設而成，并配備滑輪組、卷揚機，整體起重能力達到96噸，遠大于分段切割后的箱梁塊件重量，同時，考慮橋面縱坡，防止懸臂吊梁下滑，用兩根長5mФ24的鋼絲繩做保險，一端與懸臂吊梁相連，另一端錨定相鄰梁體。梁段切割后，為安全起見，將塊件用卷揚設備慢慢放置到離河中水面2.5米處，懸在河上，停止下降。同時考慮到在運河*有一定流速，運輸船很難定位，預先準備一艘定位樁船，停靠在河岸旁，塊件下降至離水面2.5米時，定位樁船從岸邊出發(fā)，離塊件中心6米處，放置定位樁，定位樁船穩(wěn)固浮于河*。將運輸船行駛至定位船旁通過系結纜繩定位，運輸船艙口對準混凝土塊件，然后上下協(xié)調，通過卷揚機緩慢同步將混凝土塊件放下，將塊件平穩(wěn)放入艙內，運輸船及時離開現場，將混凝土塊運到*堆放場地，再用100噸浮吊將混凝土塊件吊上岸，進行粉碎。當前快件拆除吊裝后，懸臂吊梁向后移位安裝好，其余塊段的切割、吊裝與裝船運輸工藝與前述相同。

（5）邊跨切除：直接采取落地機械法進行拆除。

4、監(jiān)控預警

4.1 監(jiān)控預警系統(tǒng)

施工監(jiān)控預警系統(tǒng)包括數據比較分析系統(tǒng)和狀態(tài)預警系統(tǒng)：

（1）數據比較系統(tǒng)：主要進行數據的理論值和實際測量值之間誤差的比較，為狀態(tài)預警系統(tǒng)提供詳細的對比分析及模型參數優(yōu)化數據，以判斷當前的實際施工狀態(tài)是否與預測值相符，為發(fā)出預警信息、采取應急處理措施提供數據支持。

（2）狀態(tài)預警系統(tǒng)：如果一旦在施工中發(fā)現有異常數據產生或在結構仿真計算時發(fā)現未來施工狀態(tài)有異常情況，應馬上發(fā)出預警信息，暫停施工，待查明原因或采取相應的必要措施后，修改相應的施工控制數據后再繼續(xù)施工。

4.2 監(jiān)控預警內容

結合本次橋梁拆除工藝和現場橋梁狀況，主要進行以下參數的監(jiān)控與預警：

(1) 梁體變形觀測：在每一個施工節(jié)段處布置水準點，對整個拆除過程中每個工況下橋梁特定梁段的高程變化以及全橋的線形進行觀測，檢查橋梁的撓度變化值是否與計算預測值接近，特別是梁體的位移變化規(guī)律是否與理論計算的卸載規(guī)律一致；

(2) 應力監(jiān)測：拆除中對合攏段剛性骨架、梁段的**板以及斜腿截面的應力進行監(jiān)測；

(3) 裂縫觀測：在拆除過程中密切關注原有開裂梁體的裂縫狀況。在橋梁拆除之前對已有斜裂縫進行編號和標記，在拆除施工過程中，對原有斜裂縫進行跟蹤觀測，跟蹤裂縫的發(fā)展狀況；并在拆除過程中，實時觀測有無新裂縫發(fā)生。

5、現場實施

根據上述確定的拆橋施工方案和相對應的監(jiān)控預警措施，經過近兩個月的施工，老橋拆除工作順利完成，從跨中合攏段解除開始到整個懸臂段的切除完畢，監(jiān)控預警系統(tǒng)及時對采集的數據進行了分析與處理，為每個工況橋梁結構的受力狀態(tài)做出了明確的判斷，為橋梁的安全拆除施工提供了可靠保證：

（1）在橋梁拆除的每一個過程中，均進行了嚴格的檢查和提供了準確的現場實測數據，為拆除過程的順利實施提供了有力支持；

（2）橋梁跨中合攏段解除過程，橋梁結構各控制截面的應力和位移變化與理論分析相一致。在合攏段解除過程中，結構總體變形較小，且變化平穩(wěn)，未出現突變現象；橋梁各控制截面的應力變化平穩(wěn)，裂縫的變化趨勢也與理論分析一致，結構受力狀態(tài)明確，始終處于受控狀態(tài)；

（3）橋梁在懸臂段切除過程中，橋梁結構各控制截面的應力和位移變化與理論分析基本一致，且結構未出現突變現象，梁段總體變形較小且變形平穩(wěn)，過程受力明確，始終處于受控狀態(tài)；

（4）整個橋梁拆除過程中，依據實時采集的數據和及時的數據分析，橋梁結構始終處于受控狀態(tài)。

（5）橋梁拆除施工監(jiān)控預警的實施對此拆除提供了全面的、及時的監(jiān)測和控制工作，為保證施工質量、工程進度和結構安全提供了有力的**。

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