七跨连拱桁架拱桥拆除施工实录secret.docx

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七跨连拱桁架拱桥拆除施工实录secret

六合大桥七跨连拱桁架拱桥拆除施工实录

摘要：

既有六合大桥系七十年代建造的7跨连拱桁架拱桥，长320.81米，桥宽19.5米。

根据该桥使用状况及航道要求，六合大桥需拆除重建。

本着“安全第一、施工有序、平衡对称、化整为零”的拆桥原则，因地制宜地采用了切实可行的施工方案，前后只用了30天顺利地完成了老桥上部构造的安全拆除。

关键词：

7跨连拱肋拱桥安全拆除上部构造

一、工程概况

根据老桥竣工图及现场：

六合大桥位于六合区雄州镇，跨越滁河修建于1982年，设计荷载为汽车-20级，挂车-100级；全长320.81m，桥型为7×44m连拱肋拱桥；桥面车行道宽15米，两侧人行道各宽1.7米，桥梁总宽19.5米。

上部结构由桥面、桁架支撑和拱体构成，其中：

桥面由桥面混凝土和微弯板组成，桁架支撑由竖撑、斜撑和剪刀撑组成，拱体由拱肋、横梁组成；横向7片拱肋,拱肋间距2.6米。

下部结构由桩基、承台和接柱构成，其中承台为钢筋混凝土重力式结构，呈长方形，长22米，宽6米，高3米，水中承台部分露出水面；桩基为1.4米圆柱式钢筋混凝土桩柱，水中每个桥墩共12根，两排布置，每排6根。

桥梁两侧挑梁处架设通讯光缆、自来水管道、电力设施。

经现场调查，二十多年来，在频繁的使用过程中，中间桥孔北侧拱肋经船只撞击已经断裂，拱肋间的横隔板与拱肋连接部位多处混凝土表皮脱落，拱肋上的立柱与拱肋连接部位部分混凝土表皮风化脱落，连接钢板外露。

该桥于2006年5月被定性为危桥，急需改造。

二、拆除方案制定及技术论证

在公路处、项目办、监理组、施工单位的高度重视下，项目经理部提出的拆桥施工方案经过两次专家预备会审查，最终于4月17日向既有六合大桥拆桥方案专家审查会上提交。

会议邀请省内著名桥梁专家作为拆桥顾问，邀请东南大学交通学院桥隧工程研究所、南京市公路管理处公路科学研究所作为拆桥监控单位，邀请东南大学建筑设计研究院作为拆桥咨询单位，并邀请市安监局、市航道海事部门、六合区政府及区航道海事部门等部门参加会审。

会议验算及讨论通过的拆桥方案为：

全桥纵向七孔，在岸上的第一、二、六、七孔采用无支架拆除，在水中的第三、四、五孔采用活动支架拆除。

拆除施工按四阶段进行，其中第一阶段以小型机具及镐头机拆除全桥附属构件；第二阶段以小型机具及镐头机拆除全桥的桥面砼；第三阶段以活动支撑及浮吊拆除水中三孔拱肋，以镐头机拆除岸上四孔拱肋；第四阶段以镐头机和水中凿岩机凿除水中承台，再以水下切割设备切割水下桩基并吊上岸破解。

三、拆除施工

1、准备工作

准备工作包括交通分流、桥上管线迁移、桥下矛盾协调、成立安全领导小组、建立安全台帐、各类机械合格证检查及进场登记管理、各类操作证检查登记、办理全体拆桥人员人身意外伤害保险、施工围挡及各类安全标识、河床断面测量、监控点布设、航道海事协调、对全体拆桥人员进行技术方案和安全生产交底等。

在项目办领导的协调指挥下，5月8日进行了安全围挡和交通分流，所有准备工作于5月12日（开工典礼）前全部结束。

2、工程实施

拆除工程于5月12日328国道六合大桥危桥改造工程开工典礼之日正式开始，严格按照原施工方案实施，监控工作也同步展开。

主要经过了以下几个阶段：

1）桥梁附属结构、桥面、微弯板拆除。

根据多次成功拆桥经验，桥面混凝土及微弯板破碎不采用大面积人工风镐法，而采用两台镐头机直接破碎全部桥面混凝土和微弯板。

在镐头机履带下垫轮胎，该方法能大幅减少桥面作业人数、防止桥梁共振，为安全卸载桥面部分创造前提。

卸载桥面时，先在桥面画线，标记出所有桁架片及横隔梁的位置。

两台镐头机履带沿标记分别置于第2、3、片桁架片正上方，然后从桥中心（第四跨中心）分别向桥两端倒退作业。

每台镐头机对左、中、右三路桁架片之间混凝土和微弯板进行半幅破碎卸载。

然后再将两台镐头机履带置于第5、6片桁架片正上方，同法作业，完成全部桥面卸载。

破碎水中三孔桥面混凝土和微弯板时，以空船（200T）承接卸载物并运走，此时进行间断断航2天。

镐头机后退作业时全部以旧轮胎垫底，以减少震动。

为防止发生共振现象，破除中孔桥面时采用单台镐头机作业，待两台镐头机作业间距大于一孔距离（44m）后再同时作业。

实际施工时，在指挥部及监理组的严格要求下，镐头机只卸载两片桁架片之间的桥面混凝土和微弯板，桁架片上方的桥面混凝土和微弯板由人工持风镐凿除，以免损伤拱片结构。

镐头机并不解除相邻拱片之间的联系（横隔梁、剪力撑等），此部分在拱片拆除吊装前由人工持风镐破碎分组。

截止5月30日，该桥在严格的监控下安全卸除桥面荷载。

2）拱片及承台上4米板段拆除

拱片拆除工作自6月1日正式开始。

原施工方案是在对4米段板块拆除后，对每跨的拱片分别进行支撑拆除。

但在对4米段板块进行分离时发现该预制板与拱片链接非常牢固，且拱片、横梁与4米段预制板块均在内部以预埋钢筋、防震螺栓进行链接，分解难度较大。

经过项目办及监理组讨论后，根据现场实际情况对施工方案进行了微调：

在原方案的支撑船支撑及浮吊预吊的安全保障下，将拱片临近4米段的杆件全部截断，再以浮吊拆除截断杆件的半跨拱片；待全桥半幅拱片拆除后，再对4米段进行单独拆除；4米段的拆除采用浮吊整吊4米板及下方横梁及腹杆的方法。

该方法在坚持专家论证会的原则下加快了施工进度，且拱片起吊的重量与原方案相比所下降，进一步加强了起吊工作的安全性。

按平衡对称的原则，岸上的拱片拆除工作与水中保持同步，以凿岩机在桥侧直接对拱片破碎拆除，实践证明该方法安全、快捷。

2007年6月12日随着最后一片拱片的安全吊装拆除，老六合大桥上部拆除工作圆满完成。

在项目办和监理组的领导下，因措施得力、指挥有方，整个拆除过程中，未发生一起施工人员及外部人员人身伤害，全过程均处于严格的受控状态。

3）承台及桩柱拆除

由于承台部分外露在水位之上，首先采取用镐头机进行凿除水上部分，凿除的废料用人工搬运到施工船上；凿除到水位时换用进口的水下凿岩机施工，此机可以进行水下5米范围内作业，承台凿除结束后用挖机和抓钩船进行对凿除的废料进行打捞，直至打捞完所有的废料为止。

桩柱处于水中，采用潜水员潜到控制的桩顶位置（河床以下0.5米），破碎凿除保护层混凝土，采用水下切割机割除钢筋分离桩顶与桩的连接部位，在桩柱顶部捆绑钢丝绳，用浮吊拉断吊起，移运至岸边破解装车运走。

目前该部分拆除工作正在紧张有序的进行，预计7月下旬完成全桥拆除。

3、难点处理

桥面拆除的难点在于本桥第四跨通航孔北侧有一片拱肋被撞断，卸除桥面后极有可能断裂坠下。

针对该问题，项目办、监理组、监控单位讨论后，采取两条支撑船对受损的拱肋进行临时支撑，同时使用浮吊预吊受损拱片。

在镐头机完成该跨上部桥面砼卸载后，成功将该受损拱肋提前吊装拆除，消除了桥面卸载工程中的不稳定因素。

四、监控分析

本拆除工程的监控单位为东南大学交通学院桥隧工程研究所和南京市公路管理处公路科学研究所联合进行。

1.监控的内容

通过对结构的受力特点及既定老桥拆除方案的分析，并经以上理论计算结果借鉴，确定本次拆桥监控工作的重点是对桁架拱片拆除过程的监控，主要内容包括变形监测和裂缝监测。

变形监测的基本内容是：

依据拆桥方案的拆除施工顺序，对每一阶段各跨拱片四分点位置和跨中截面的竖向变形、各跨拱脚的空间变位进行测量，与相应情况下的理论计算所得进行比较分析，了解结构当前的实际状态，为下一阶段更为适当的拆除施工做好准备工作。

裂缝监测的基本内容是：

依据拆桥方案的拆除施工顺序，观察桁架拱片在拆桥各施工阶段的裂缝发生及发展情况，作出分析判断，为下一阶段更为适当的拆除施工做好准备工作。

根据既定的拆桥方案，实际监测、控制过程中主要以桥面及微弯板混凝土拆除过程、岸上四跨拆除过程以及第4跨桁架拱片的拆除作为监测、控制工作中的重点。

桥面及微弯板混凝土拆除时，主要监控被拆跨拱片的竖向位移、相邻水平位移以及邻跨拱片竖向位移；某跨拱片拆除时，主要监控相邻桥墩的空间变位、邻跨拱片的竖向变位。

其余位置拱片和桥墩同样进行测量，共同控制。

结构变形监测和裂缝监测工作贯穿整个桥梁拆除施工过程，对桥梁拆除全过程进行实时监测与分析，及时了解拆桥过程中结构的实际状态。

2.监控的方法

在拆桥施工前需在河堤两岸建立稳定可靠的固定参考点，为桥梁拆除过程中拱片空间变形的观测奠定基础。

采用全站仪、高精度水准仪对拱片关键截面进行空间变位测量。

在拱脚截面的桥墩承台顶面设置观测靶标，用于拱脚空间变位的观测；在拱片1/4截面、跨中截面设置标高观测标志，用于拱片竖向变形的观测；用裂缝观测仪和目测法观察拱片在拆桥各施工阶段的裂缝发生及发展情况。

跟踪施工进度，采集各相关数据，通过桥梁拆除过程控制数据分析与评价系统，对结构的实际状态进行评价，指导各阶段的施工。

3.变形观测网的建立

为拆桥监测服务的测量控制网一次性建立在桥梁两岸。

在河两侧布设六个导线点编号依次分别为K1、K2、K3、K4、K5、K6。

导线点的位置视现场情况确定，确保测试时通视。

导线点设置采用预埋水泥桩的方法，水泥桩构造如图18所示，埋设导线点时应严格按照变形测量规范的要求，确保导线点在整个拆桥过程中的稳定，不受破坏。

导线点埋设完毕后，按照三等水准测量的要求，对各导线点之间的高程进行闭合平差，建立拆桥监测的高程控制网。

每隔两周对导线点之间的相互坐标关系及标高关系进行复核。

坐标及高程系统均采用独立系统。

图18导线点水泥桩构造图

4.测点的制作与埋设

从安全以及方便测试的角度出发，选择对拱片的1/4截面、3/4截面、拱顶截面进行竖向变形的观测，选择对桥墩盖梁进行拱脚水平变位的观测。

1）竖向位移测点埋设

根据既定的老桥拆除方案以及相应的计算分析，结合现场实际和可操作性，确定拱片的竖向位移测点埋设，竖向位移测点埋设在拱顶位置。

测点采用Φ20mm的钢筋制作，测点设置时，先将测点对应位置的面层混凝土和现浇混凝土铲除，钻孔并打入拱片上弦杆顶面的对应位置，钢筋打入深度为10cm，外露长度2cm，外露钢筋的表面应打磨平整，并用红漆标记，各测点钢筋头底部用水泥砂浆稳住，或采取其他措施确保钢筋头在施工过程中稳固、牢靠。

2）拱脚水平位移测点埋设

通过对既定拆桥方案的分析，可以看出2#－5#墩在整个施工过程中都会出仅受一侧拱跨推力作用的情况，根据理论分析，应该在2#－5#墩的墩顶都布置空间变位观测测点。

结合现场的实际情况，确定在2#、3#、4#、5#墩的承台顶面设置拱脚空间变位观测测点，测点一次性埋设在承台顶面的中心线上，各承台顶面布置两个，各与边拱片的中心齐平。

5.变形测量工作

拆桥准备工作就绪后，对全桥拱片的标高测点的高程及桥墩测点的坐标进行了测读初读数，确定拆桥前的标高零点及坐标零点。

待一个拆桥施工工序结束后，进行一次变形观测，并立即分析实测数据，与理论计算的最不利情况的变形值进行比对分析，确定是否正常进行下一步的拆桥施工。

为了消除温度对监测数据的影响，在

（1）、

（2）两个施工阶段，于同一天早7时、中午12时、晚18时分别对所要监测的拱片关键截面进行变形监测读数，并记录在案，用以对后续阶段监测数据的修正。

6.裂缝监测工作

在拆桥施工过程中，采用裂缝观测仪和目测法监测拱片主要构件在各施工阶段裂缝的发生发展情况。

7.现场实施过程及程序

施工单位根据施工方案既定程序进行拆桥施工，到达特定施工阶段，需要进行数据采集时，立即停止施工；一段时间后，待结构反应稳定，由施工单位配合监控单位采集各种数据；经过监理单位复核认证后，监控单位立即进行数据处理、分析、评判，及时将控制情况汇报业主；然后通过监理单位下达具体施工指令，特殊情况下，监控单位可直接下达相关施工指令。

（实施流程见下图）

现场实施流程图

6.仪器设备

投入拆桥过程监控的主要设备有：

DSZ2水准仪，精度0.01mm；

全站仪；

裂缝观测仪。

桥面拆除期间共对全桥52个监控点观测21次，各主要受力构件基本无位移、裂缝，监控数据及报告表明拆桥方案的可行性高、整个拆除工作处于安全受控状态。

五、结论

该拆除工作目前为南京最大的危桥改造，由于该桥为拱桥，且为7跨连拱，同时该桥由于部分结构损坏，已被定义成危桥，因此拆除难度极大。

然而在上级主管部门和质检机构的监督指导下，依据专家评定意见，经过指挥部、监理组及全体施工人员的沉着应战，六合大桥上部结构的拆除仅用了30天。

该桥能快速圆满地完成拆除，经总结得出以下几点经验以供大家参考：

1、领导重视、组织健全、分工细致、责任明确、团结协作。

六合大桥拆除前，监控单位、项目办、监理组、施工单位共同建立了六合大桥拆除现场管理组织体系，明确施工现场各自的责任。

2、采用新的拆除施工方案。

在指挥部的领导下，经过专家会论证，整理出的一套安全、快捷、经济的施工方案保证了拆桥施工的有序进行，如采用支撑船支撑、大吨位浮吊整体吊装拆除等方法均有一定的参考意义，既保证了安全

3、

4、又能加快施工进度。

5、选用具有丰富拆桥经验的专业拆桥队伍。

具有丰富拆桥经验的专业的拆桥队伍不仅能较细致、深入地贯彻落实既定的拆除施工方案，而且针对现场出现的新情况能够按照经验提出比较安全的建议供上级部门选用。

6、安全措施保障有力。

拆除前划定警戒区域，进行安全围挡；建立安全领导小组，建立安全制度，明确安全责任；进行细致全面的施工安全交底和技术安全交底；老桥桥两头设立岗亭，督查上桥施工人员的安全防护措施、杜绝外来无关人员入内造成自身伤害；检查施工人员操作证及保险、机械许可证等；做好桥下夜间照明，保障水上船只安全通行等。

7、项目办、监理组坚持全桥全过程现场监督、现场决策，在严格执行既定拆桥方案的原则下根据现场情况对个别部位拆除方案进行即时调整；海事部门全力配合断航，保证拆除过程安全进行；监控单位及时提供技术支持，及时反馈每日监控分析结果等。