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目前桥梁工程界在桥梁拆除设计理论、施工方法和技术方面已积累了一定的经验,特别是近年来,随着对静态切割技术(绳锯切割、碟式切割、墙体切割等)、破碎技术(高压水枪、静态爆破、液压破碎锤和液压破碎镐等)、顶升技术(电动和气动液压千斤顶、连续千斤顶、大吨位千斤顶等)、吊装技术(缆索吊装、桥面吊架、大吨位汽车吊和履带吊等)的研究、开发和利用,一些新型的可用于桥梁拆除的施工工艺不断涌现。合理利用已有的新工艺和技术,组织专业施工队伍进行桥梁拆除施工,提升科学拆除各类桥梁的能力势在必行。
旧桥通常只有在结构和功能上无法同时满足使用要求时才考虑拆除。桥梁拆除首先要保证结构受力上的。对于梁桥、板桥、拱桥、吊桥、组合体系桥(斜拉桥、悬索桥)等不同类型的桥梁而言,因受力不同,拆除方法也存在差异。即使是同种桥型,其拆除方案也可能不一致,主要源于旧桥本身结构和功能还在发挥作用,而其关联和影响因素颇多,需要结合具体问题进行具体分析。如何克服旧桥拆除过程中的复杂影响因素,确保整个过程,是选择拆除方案的“规定动作”。
旧桥拆除方案设计
旧桥拆除作业的技术较为复杂、危险性较高,从事此项作业的施工单位或人员应具有拆除施工经验。拆除方法需要根据城市桥梁所处的地理位置、桥梁结构类型、方案的可操作性、作业性、环境影响以及经济性等情况进行筛选,并进行拆除方案设计,编制详细的施工组织设计方案。
1.因桥梁结构复杂多样,受力形式各异,拆除方法和步骤难以统一。一般首先拆非受力构件,再拆主要受力构件,化整为零;其次按建桥时的逆序施工,并根据对称平衡法则进行卸载,还得遵循下列3项基本原则:
(1)制订合理的拆除方案,选择合理的拆除工艺。
(2)注重施工过程控制,优先选择静力切割拆除等方式。
(3)制订完备的应急预案和应急机制。
2.建在陆地上的城市桥梁的作业场地通常条件较好,采用人工法拆除较为合适;而对于水中的城市桥梁,由于作业条件比较复杂,人工拆除的难度及成本均较高,应当经过详细的方案筛选后确定拆除方法。多孔拱桥的拆除,则必须根据实际情况考虑连拱作用的不利影响。
对于桥梁拆除过程中的所有环节,包括制订科学合理的拆桥方案和的管控体系,以及拆除过程的具体步骤,作为作业实施的主体,人起着重要作用。因此,应选择具有经验的专业施工队伍和专业技术人员承担桥梁拆除的任务,这一点对保障拆除的至关重要。
部分资料显示,很多桥梁本身存在先天缺陷和施工质量问题,如按原设计图制订的桥梁拆除方案实施,发现设想与实际情况出入较大,例如截面尺寸、预应力钢筋位置、普通钢筋数量、混凝土质量与原设计不一致。此外,桥梁运行数十年后,材质发生劣化,无法通过计算确定结构的承载能力。在这种情况下,桥梁本身的受力和潜在的隐患难以把握。而经过多年的运营和维修加固,旧桥的强度、刚度、稳定性都有不同程度的下降。同时拆除过程中桥梁结构体系也在不断变化,使得结构受力更加复杂,若缺乏丰富的桥梁拆除施工经验,无法对其拆除施工进行可控分析计算,特别是此种情况下如再采用不成熟的拆除设计方案,作业的难度和风险会更大。因此施工的每个步骤,都必须进行现场调查核实,加强拆除过程的技术控制和施工组织管理非常必要。
对于交通组织难度高的城市桥梁以及大跨径分离式梁桥,可采取对交通影响较小、对原结构损伤小,但成本相对较高的静力切割拆除方法(液压切割法)。该方法在原北京西直门立交桥等桥的拆除中得到广泛的应用。例如:作为主跨65m的变截面连续箱梁桥,原锡澄运河大桥的主跨被分段切割,并由浮吊吊装,而边跨则采取分段切割及汽车吊吊装的方式拆除;京杭运河无锡城区航段红星桥老桥为主跨944m的固端梁桥,其主跨被分段切割,并由桥面吊架吊装,并通过大型运输船拖运。