重力式桥墩拆除施工工法的应用分析

重力式桥墩拆除施工工法的应用分析

张鹏飞

安徽建工路港建设集团有限公司 安徽合肥 230000

摘要：在旧桥拆除施工时，对于桥墩的拆除常常是现场控制的难点，尤其是在如何提高拆除施工的效率、降低施工对周边环境的影响、提升拆除施工装置的安全性等方面。本文结合实际案例重点分析重力式桥墩拆除施工工法。以供参考和借鉴。

关键词：桥墩；拆除；施工工法；重力式

0引言

随着城市建设和机动车保有量的不断提升，一些既有桥梁已难满足日益增长的交通需要。在旧桥拆除施工时，对于桥墩的拆除常常是现场控制的难点，本文提出一种拆除桥墩的施工方法，该方法操作简单，可以降低拆除工作对工程工期的影响，特征包括填塞长度范围内再穿小直径(38mm)密集浅孔，大直径主药孔与小直径辅助药孔相结合的方法，以确保爆破后无大块。施工方法可在一定程度上加快桥梁拆除效率。本文结合实际案例重点分析重力式桥墩拆除施工工法。

1.工程概况

本项目位于芜湖市中心城区，跨越青弋江，是联系弋江区与镜湖区的一条重要通道。因现状桥梁无法满足芜申运河的通航要求，需要拆除老桥,并在原桥位处新建通道沟通青弋江南北市区。旧桥桥墩拆除施工时，为降低施工对饮用水源的污染，采用了饮用水源保护区重力式桥墩拆除施工工法。

2工艺原理及工法特点

2.1工艺原理

重力式桥墩拆除工艺原理可概括为如下几个方面。

2.1.1钢板桩准确导向打设

在相邻钢管桩的外侧壁上的桩侧套箍之间设置横向撑梁和纵向撑梁，先通过横向撑梁和纵向撑梁限定内导向挡板和外导向挡板的位置，再由内导向挡板和外导向挡板组合形成钢板桩的打设槽道，可实现钢板桩的准确导向打设。

2.1.2便捷式施工作业平台设置

通过滑轨连接栓将平台滑轨与外导向挡板、钢板桩和内撑圈梁连接牢固，再通过控位拉索将可升降平台梁和工作平台板吊拉在设定高程处，并可通过平台底撑及底撑斜杆和斜杆压板对工作平台提供底部支撑。

2.1.3桥墩导向切割和吊除

制备了平面形状与桥墩横断面相似的撑轮滑轨，并将撑轮滑轨套于桥墩的外侧，通过滑架控位栓将撑轮滑轨与桥墩连接牢固，可对桥墩切割位置进行控制；同时在桥墩的截除段的外侧设置吊具侧板、吊具底撑和吊具连筋，并使吊具底撑插入桥墩的截除段下表面的空隙内，可满足桥墩快速吊除的需要。

2.1.4环境影响降低

在桥墩外侧设置了废渣收集槽；在钢板桩内侧壁上设置沉渣池，并在沉渣池的内侧自上向下依次设置第一滤板和第二滤板，可起到多层沉渣的作用；在横向撑梁的下方沿其长度方向依次设置第一净化池、第二净化池和第三净化池，使污水在池内横向流动，可有效净化污水。

2.2工法特点

（1）本工法在钢管桩外侧壁上设置桩侧套箍，并可通过纵向撑梁和横向撑梁，以及外导向挡板和内导向挡板限定钢板桩的打设方向，不但可以提升钢板桩打设控位的准确度，而且可以实现钢管桩与钢板桩的协同受力。（2）本工法可通过内撑圈梁和圈梁角撑提升钢板桩的环向刚度，进一步改善钢板桩的受力性能；同时，本工法使平台滑轨与可升降平台连接，通过控位拉索将可升降。（3）本工法在钢板桩内侧壁上设置沉渣池，并在沉渣池的内侧壁上设置第一滤板和第二滤板，可满足围堰内多层沉渣处理的要求。（4）本工法在桥墩的外侧设置可控制滑移撑轮位置的撑轮滑轨，可满足桥墩切割过程中滑移撑轮位置精确控制的要求，降低了桥墩切割施工的难度。（5）本工法在桥墩的截除段的外侧设置吊具侧板、吊具底撑和吊具连筋，吊具结构与桥墩的截除段连接方便，并可借助环向套箍提升吊装施工过程中的安全性。（6）本工法在桥墩外侧设置了废渣收集槽，并可通过集渣槽横撑体和弹性控位体消除桥墩侧壁与废渣收集槽的间隙。

3.工艺流程及施工要点

3.1工艺流程图

饮用水源保护区重力式桥墩拆除施工流程图参见图1。

图1饮用水源保护区重力式桥墩拆除施工流程图

3.2施工要点

3.2.1施工准备

（1）主要设备和试验仪器按时组织进场，其规格和数量满足现场施工要求，有计量装置的设备和仪器要经地市级以上的计量监督单位计量标定。（2）施工区域内供水、供电、临时设施满足施工要求。（3）施工前复核确定桥墩的截面尺寸、钢板桩的打设位置和深度，制备拆除施工所需的施工装置和材料。（4）编制详细的施工工艺、施工参数、质量控制措施及应急方案，会同设计单位进行工程技术交底，对工程施工过程中的质量控制难点进行分析研究，提出具体的施工技术方案。

3.2.2钢板桩打设施工

（1）在桥墩周边的钢管桩上布设桩侧套箍，将纵向撑梁和横向撑梁分别嵌入箍侧连接槽内，并通过撑梁紧固栓和压板紧固栓对纵向撑梁及横向撑梁进行限位。

图2钢板桩导向打设结构示意图

图3纵向撑梁（横向撑梁）与箍侧连接槽连接结构示意图

（2）在纵向撑梁面向桥墩侧依次设置挡板连接杆和外导向挡板，再在相邻的横向撑梁上设置可调撑杆，并使可调撑杆的另一端的撑杆压板与内导向挡板相接。（3）在相邻的外导向挡板和内导向挡板的顶端设置板顶控位体。（4）纵向的钢板桩打设完成后，借助横向撑梁上的外导向挡板进行横向的钢板桩打设施工。

3.2.3可升降工作平台布设

（1）分别在纵向的钢板桩和横向的钢板桩的内侧设置内撑圈梁，并在内撑圈梁相接处设置圈梁角撑。（2）通过桩梁连接栓将外导向挡板、钢板桩和内撑圈梁连接牢固。（3）通过滑轨连接栓将平台滑轨与外导向挡板、钢板桩和内撑圈梁连接牢固，再通过控位拉索将可升降平台梁和工作平台板吊拉在设定高程处，然后在工作平台板的下表面设置平台底撑，并在平台底撑与平台滑轨之间设置底撑斜杆和斜杆压板。（4）沿工作平台板的周边设置安全护栏。

3.2.4污水处理体系布设

（1）在钢板桩内侧壁上设置沉渣池，并使沉渣池与沉渣抽提泵通过沉渣抽提管连通，使沉渣池与钢板桩通过池周连接板连接。（2）在沉渣池的内侧自上向下依次设置第一滤板和第二滤板，并使第一滤板和第二滤板的上表面分别与控位拉绳连接，使第一滤板和第二滤板的下表面分别与滤板支撑体连接；在横向撑梁的下方沿其长度方向依次设置第一净化池、第二净化池和第三净化池，并使第一净化池、第二净化池和第三净化池与横向撑梁通过净化池挂板和净化池连接杆连接。（3）在沉渣池的侧壁上设置排渣板。（4）在沉渣池与第一净化池之间设置池间连接管。（5）通过沉渣抽提管将集渣坑内渣水抽至沉渣池过滤后，再经池间连接管一次进入第一净化池、第二净化池、第三净化池进行进化后排除。

3.2.5桥墩切割施工

（1）制备平面形状与桥墩横断面相似的撑轮滑轨，并将撑轮滑轨套于桥墩的外侧，通过滑架控位栓将撑轮滑轨与桥墩连接牢固。（2）采用撑轮定位栓将滑移撑轮固定于撑轮滑轨上，再将绳锯切割链通过滑移撑轮后与绳锯电机连接，采用绳锯切割链将桥墩切断。

3.2.6桥墩截除段吊装

（1）桥墩切断后，将吊具侧板与桥墩侧壁贴合连接，并使吊具底撑插入桥墩的截除段下表面的空隙内。（2）在吊具侧板的外侧沿环向设置环向套箍，再使桥墩吊索与外部的吊装设备相连接，然后将桥墩的截除段吊至外部的移运设备上。

3.2.7桥墩废渣清除

（1）在桥墩与钢板桩之间设置废渣收集槽，并使集渣槽下挡板与墩周土的上表面相接。（2）起渣吊索与非弹性吊索和弹性吊索之间通过连接吊环连接，并使非弹性吊索与集渣槽下挡板上表面上的连接吊环连接，使弹性吊索与集渣槽底板上的连接吊环连接。（3）桥墩废渣进入废渣收集槽后，对起渣吊索施加向上的提拉力，先使集渣槽下挡板在拉力作用下向上倾斜，完成废渣收集槽的倾斜转动，再使非弹性吊索和弹性吊索同步拉升废渣收集槽，并使桥墩废渣内的水分通过集渣槽漏水槽流出。（4）桥墩废渣从废渣收集槽排除时，对卸料吊索施加向上的拉力，同时解除对起渣吊索的提拉力，使桥墩废渣在自重作用下排除。

4.质量控制措施

4.1施工准备质量保证措施

（1）施工前检验机具性能和施工工艺各项技术参数，并进行实际标定，有关技术参数及时提供给现场监理工程师，以作为控制现场施工质量的依据。（2）严格按照规范要求进行现场测绘，并设置满足精度要求的固定的坐标测试控制点。（3）严把工程材料关，对进场材料的物理力学指标进行现场复核、检测，严禁使用不满足质量要求的材料，对存在锈蚀的钢筋或钢材进行除锈处理。

4.2钢板桩打设施工质量保证措施

（1）在桥墩破碎到水面以下时，先搭设围堰内支撑；（2）沉桩前对桩身进行质量及外表检查,对桩位进行轴线的复核工作。沉桩之前先用钢纤探测桩位有无障碍物，如发现障碍物立即报告监理工程师，并按工程师的指示予以清除，确保沉桩顺利进行。（3）箍侧连接槽横断面呈“U”形，在连接槽立板与槽顶压板之间设置压板转动铰，在槽顶压板上设置压板紧固栓；压板紧固栓与槽顶压板通过螺丝连接。（4）控位体外侧板与控位体内挡板的净距离与外导向挡板和内导向挡板的厚度相同。

4.3可升降工作平台布设质量保证措施

（1）开工前用水准仪对施工现场标高进行测量、复核。（2）通过滑轨连接栓将平台滑轨与外导向挡板、钢板桩和内撑圈梁连接牢固，再通过控位拉索将可升降平台梁和工作平台板吊拉在设定高程处，然后在工作平台板的下表面设置平台底撑，并在平台底撑与平台滑轨之间设置底撑斜杆和斜杆压板，通过全站仪确定高程，标好定位线。（3）平台滑轨采用钢板轧制而成，横断面呈等腰梯形，高度为10cm，顶宽20cm，与可升降平台梁相接面设置滑轨挂隼；滑轨挂隼与平台滑轨整体轧制，横断面呈等腰梯形。（4）安全护栏采用直径60mm钢管材料焊接而成，与工作平台板垂直焊接连接，高度不小于一米。

4.4渣浆污水处理体系布设质量保证措施

（1）沉渣池与沉渣抽提泵通过沉渣抽提管连通，沉渣池采用钢板轧制而成，使沉渣池与钢板桩通过池周连接板连接，各管道间的连接处应无漏浆现象。（2）滤板支撑体采用钢板切割而成，与沉渣池的侧壁垂直焊接连接牢固。（3）池周连接板采用钢板材料，横断面呈“L”形，与沉渣池和钢板桩焊接连接。（4）净化连接管采用钢管或PVC管，在其排水端设置单向盖板，并使单向盖板与净化连接管之间设置盖板转轴。（5）钢板下料切割，各部件和零件组装，构件预拼装施工时都需有专业放样人员在加工面上和工装上进行精确放样。

4.5桥墩切割施工质量保证措施

（1）撑轮滑轨采用钢板轧制而成，侧壁上设置1~2排与滑架控位栓相连接的滑轨耳板。（2）滑移撑轮采用单滑轮，与撑梁滑轨表面相接处设置撑轮连接板，并通过撑轮定位栓将撑轮连接板与撑轮滑轨连接牢固。（3）夏季高温环境并应该使用大水，降低混凝土切割对象的温度。当降温处理好之后，线应尽量采取遮阳措施。夏天的气温很高。根据混凝土切割的要求，尽可能缩短混凝土切割时间。

4.6桥墩截除段吊装质量保证措施

（1）吊具侧板采用钢板轧制而成，沿桥墩外周沿环形间隔布设，并在相邻的吊具侧板之间设置吊具连筋，与吊具底撑通过螺丝连接或通过槽孔连接。（2）作业前必须检查作业环境、吊索具、防护用品。（3）所有吊装点锚栓安装严格按照安装程序，并做检测，塔吊吊装前的切割块绑扎要牢固，切割块吊装点要保证不出现滑脱现象。

5.施工成果

工程应用情况表明，在钢管桩外侧壁上设置桩侧套箍，并可通过纵向撑梁和横向撑梁，以及外导向挡板和内导向挡板限定钢板桩的打设方向，不但可以提升钢板桩打设控位的准确度，而且可以实现钢管桩与钢板桩的协同受力；在桥墩的截除段的外侧设置吊具侧板、吊具底撑和吊具连筋，吊具结构与桥墩的截除段连接方便，并可借助环向套箍提升吊装施工过程中的安全性，经全寿命周期造价分析，确定采用本工法施工可节省工程造价约10%，经济效益显著。

6.结论

综上所述，重力式桥墩拆除施工方法不但可以减小桥墩拆除对周边环境的影响，而且可以降低桥梁重力式桥墩拆除施工难度。重力式桥墩拆除工法可节省施工材料、改善结构受力、缩短现场施工工期、减少对环境污染，经全寿命周期造价分析，确定采用本工法施工可节省工程造价约3~5%，具有一定的经济效益。重力式桥墩拆除工法对现有工程结构进行技术创新，为桥梁重力式桥墩拆除施工提供了新的技术措施，给企业带来了良好的品牌效益，对提升钢板桩打设控位的准确度、降低了桥墩切割施工的难度、防止施工过程中质量事故的发生、降低施工对周边环境的影响具有积极意义。

参考文献

［1］公路混凝土桥梁拆除技术规程：T/CECSG:M61-01-2019[S].2019．

［2］公路桥涵施工技术规范：JTG/TF/50-2011［S］．2011．

［3］卫君毅．关于桥梁箱梁结构切割拆除的施工技术探讨［J］．交通节能与环保，2020，16（2）：149-151，155．

［4］吴霞．谈某桥梁吊装施工技术［J］．山西建筑，2013，39（36）：208－209．

作者简介：张鹏飞(1980-），男，汉族，高级工程师，本科学历，安徽合肥人，研究方向：市政道桥。