1、工程概況

 

由于三環路快速化工程建設的需要，對既有西三環跨中原路立交橋進行改造，需將舊橋南側兩聯6跨（25m+32m+25m）+（25m+32m+25m）預應力鋼筋混凝土箱梁拆除新建，并與原橋北側未拆除部分及南側新建高架橋順接。

本工程需拆除混凝土量約為2730m3，其中橋墩252m3，箱梁2478m3。待拆除主橋上部結構為預應力鋼筋混凝土連續箱梁結構，截面為單箱雙室，寬25.5m，箱體厚1.4m，單幅截面積7.56m2，箱梁單幅重491t-629t；橋墩為鋼筋混凝土“T”型結構。

周邊環境較為復雜，市政自來水、煤氣、電力管道從南側第一聯橋下橫穿公路，東側為已拆除建筑場地，較為開闊；西側30m為居民樓；北側為鄭州市主干線西三環與中原路交叉口，交通流量大，交通保通組織難度大。且工期緊、任務重。要求施工快速、安全，并滿足城市環保要求。平面示意圖詳見圖1。

圖1 中原路橋拆除平面位置示意圖

2、拆除施工前準備工作

2.1設置圍擋

按照市政工程施工管理相關標準對施工現場進行圍檔，按照交通管理部門審批的道路封閉和保通方案，在保證施工機械工作半徑的基礎上對施工區段進行隔離封閉。

2.2施工用水、用電及排水

（1）在切割過程中冷水具有對切割設備本身進行降溫及避免揚塵的作用；在機械破碎和垃圾清運過程中應進行灑水降塵。

（2）為保障施工切割和機械施工降塵，施工前應將水電接通到位，確保施工現場通電、通水。按切割機每臺功率30KW，計劃6臺切割機180KW的用電負荷，以確保機械切割用電。

（3）在切割區域用土或磚砌擋水墻，有序組織排水，防止施工用水污染周圍環境。

2.3地下管線防護

施工前，協調自來水、電力、環衛、通信、光纜傳輸等地下管線產權單位現場進行交底，標定其位置和走向，按防護方案進行防護，避免吊車站位吊裝和機械破碎對地下穿越的管線造成損壞。

3、拆除施工方案

經查閱原橋的竣工圖設計資料和現場情況，確定橋梁的拆除步驟如下：

第一步：先對橋面護欄、伸縮縫、翼緣板等部位設施進行預拆除；

第二步：對與原橋保留部分相連接的SN-4、5、6跨進行滿堂碗扣式支架進行支撐，解除墩臺與箱梁之間的支座螺栓，整體切割，將單片箱梁用繩鋸切割成若干梁段、大型起重設備將每個梁段吊裝放置于兩側封閉的輔道，使用機械對拆除的預應力箱梁和橋墩進行破碎；

第三步：對1、2、3跨橋下進行防塌落振動防護，使用機械破碎的方法使橋梁上部結構平穩塌落于地面，再對箱梁由南向北依次破碎，最后進行場地清理。

3.1臨時支架搭設

在擬拆除橋梁下安裝滿堂式臨時支架（見圖2），搭設時縱橫向間距均為60cm，立桿步距為150cm，箱梁底腹板下對正撐托架設橫向10×10cm方木，以消除應力集中。為確保支架的整體穩定性，應按相關規定設置剪刀撐。支架搭設好后，由可調頂托、底托進行調整支架高度使方木與梁底頂緊，使每根碗扣立桿受力均勻。碗扣支架搭設和切割墩座錨栓完成后，調整支架底部螺桿，確保支撐架與腹板緊密貼實支撐，盡最大能力減小其間隙，以避免梁體切割過程中造成卡鋸現象。

圖2支架安裝示意圖

3.2切割施工

3.2.1切割原理及工藝流程

靜力切割設備采用金剛石SJ800型繩鋸機，鋸盤直徑800mm,切割深度520mm，額定功率30Kw,繩鋸長度20-80m，鋸切效率2.5-10m2/h，切割線速度0-40m/s，串珠直徑11.5mm，采用自動供水系統。

金剛石繩鋸切割是金剛石繩索在液壓馬達驅動下繞切割面高速運動研磨切割體，完成切割工作。由于使用金剛石單晶做為研磨材料，故此可以對鋼筋混凝土等堅硬物體進行切割。切割是在液壓馬達驅動下進行的，液壓泵運轉平穩，并且可以通過高壓油管遠距離控制操作，所以切割過程中不但操作安全方便，而且震動和噪音很小，被切割物體能在幾乎無擾動的情況下被分離。切割過程中高速運轉的金剛石繩索靠水冷卻，并將研磨碎屑帶走。

3.2.2工藝流程

圖3切割工藝流程圖

3.2.3切割準備工作

1）切斷墩頂支座螺栓

在支撐時使用氣割將橋梁支座與箱梁之間的連接固定栓切割開，解除上部結構與墩臺支座之間聯系，以利頂撐緊固和切割塊吊離墩臺支座，防止上部預應力箱梁結構位移時對下部結構產生聯動效應。

2）基礎放線

切割前，技術人員先從橋每聯橋墩伸縮縫上沿橫梁中心線向南側按第一塊3m（48t），其它塊按4.5～5m（60～78t塊)將箱梁實體依次進行切割線的標定。

3）鉆吊裝孔和穿繩孔

在每個分段塊上鉆四個Φ108的吊裝孔，鉆孔的位置應選擇在能保證吊裝塊起吊時相對平衡的中心位置上。

4）預應力松馳

用繩鋸切割機將箱梁鋼束逐根、逐束、對稱緩慢割斷，預應力不會突然整體釋放，因此切割時對周邊不會產生大的危害。為穩妥，也可在箱梁切割前，先根據預應力鋼束線性坐標在各切割斷面處標識，并拆除箱梁預應力鋼束錨固端，使箱梁預應力得到部分松馳。預應力鋼束宜在接近墩頂斷面切斷，使橋梁分成若干基本梁段，然后再分段切割梁體。

圖4箱梁切割剖面示意圖

圖5箱梁切割平面示意圖

3.2.4切割施工要點

1）固定繩鋸機及導向輪

用M16化學錨栓固定繩鋸主腳架及輔助腳架,導向輪安裝一定要穩定，且輪的邊緣一定要和穿繩孔的中心線對準，以確保切割面的有效切割速度，嚴格執行安裝精度要求。

2）安裝繩索

根據已確定的切割形式將金剛石繩索按一定的順序纏繞在主動輪及輔助輪上,注意繩子的方向應和主動輪驅動方向一致。

3）切割

啟動電動馬達，通過控制盤調整主動輪提升張力，保證金剛石繩適當繃緊，供應循環冷卻水，再啟動另一個電動馬達，驅動主動輪帶動金剛石繩索回轉切割。切割過程中必須密切觀察機座的穩定性，隨時調整導向輪的偏移，以確保切割繩在同一個平面內。

4）切割參數的選擇

切割過程中通過操作控制盤調整切割參數，確保金剛石繩運轉線速度在20m/s左右，另一方面切割過程中應保證足夠的沖洗液量，以保證對金剛石繩的冷卻，并把磨削下來的粉屑帶走。切割操作做到速度穩定，參數穩定、設備穩定。

3.2.5安全注意事項

1）金剛石繩鋸的切割方向

在金剛石繩鋸的每個卡子上都有明確的箭頭標置，也可通過金剛石繩鋸本身的串珠來識別。串珠基體長的是尾部，短的是前端，因此短的前端就是彈簧金剛石繩鋸的切割方向。在使用中，需正確的區分金剛石繩鋸的使用方向。按箭頭方向前進，不可反方向切割，避免串珠前后端產生錐度，保證金剛石繩鋸的正常使用。

2）金剛石繩鋸的連接

金剛石繩鋸使用前須連接一個閉合的循環。其操作方法及步驟為：

①兩頭鋼絲繩長度=接頭長度。

②將兩頭鋼絲繩插入鋼質接頭，接頭和相鄰的串珠應無縫隙。

③采用金剛石繩鋸專用液壓鉗，將接頭扣壓緊。扣壓時，先將接頭中部置于液壓鉗內扣壓，每轉動90°扣壓一次；然后將接頭兩端置于液壓鉗中依次扣壓；最后，再將接頭中部再次置于液壓中扣壓；

④扣壓后檢查接頭，用角磨機等將飛邊和毛刺去除干凈。

3）水、電、機械設備等相關管路的連接應正確規范、相對集中，走線擺放嚴格執行安全操作規程，以防機多、人多、輔助設備、材料亂擺、亂放，造成事故隱患。繩索切割過程中，繩子運動的方向的前面一定用安全防護攔防護，并在一定區域內設安全標志，以提示行人不要進入施工作業區域。

4）兩端同時切割卸載

整聯箱梁切割時應從與本聯兩端橋墩中心線相距1.5米處同時均勻切割，基本保持本聯箱梁兩頭靠近橋墩處同時截斷，由兩端向中間橋墩依次切割，并保持中間橋墩的支撐作用，防止荷載同時傳遞到支撐架上。

5）保持墩兩側的切割預留長度一致，墩兩側切割后重心保持在墩中心不發生位移和失衡。

3.2.6吊裝施工

起重設備采用徐工全地面QAY260液壓起重機，最大起重重量260t。最大作業半徑66m，最小作業半徑3m,最大揚程72m。立交橋為南北走向，東側有12×80m較寬場地，地面要平整，且地耐力能滿足260噸液壓吊站位，先從東側半幅起吊，然后再在東側吊西半幅。站位前，事先依據相關部門提供的市政地下管線圖標定管線位置和吊車站位，4個受力腿必須站位于堅硬地面，避開地下管線和空中障礙物，吊車支腿在站位支撐位墊2×2.2×0.15m鋼板式路基箱，確保對地下管線不造成影響。

3.2.7墩臺拆除施工

橋墩為花瓶式橋墩，可采用機械破碎或墻鋸切割拆除，將柱身鋼筋籠切斷，然后直接用起重機起吊即可。

4、安全措施

嚴格遵守國家、 地方有關的法律法規，并根據鋼筋混凝土切割施工的特點，做好安全防護措施。

（1）使用前，應檢查并確認電動機、電纜線均正常，保護接地良好，防護裝置安全有效，鋸片選用符合要求，安裝正確。

（2）啟動后，應空載運轉，檢查并確認鋸片運轉方向正確，升降機構靈活，運轉中無異常、異響，一切正常后，方可作業。

（3）混凝土切割操作人員，在推操作切割機時，不得強行進刀。

（4）切割厚度應按機械出廠銘牌規定進行，不得超厚切割。

（5）混凝土切割時應注意被切割鋼筋混凝土實體的受力變化。避免卡住鋸片、繩鋸等。

（6）混凝土切割作業中，當工件發生沖擊、跳動及異常音響時，應立即停機檢查，排除故障后，方可繼續作業。

（7）使用金剛石碟式切割機時，必須配套使用碟片上的防護罩，防止傷人。

（8）金剛石繩鋸切割機進行作業時，半徑6 米區域內不得有人員進入，防止繩鋸斷裂濺傷人員。

（9）嚴禁在運轉中檢查、維修設備各部件。

（10）作業后，應清洗機身，擦干鋸片，排放水箱余水，收回電纜線，并存放在干燥、通風處。

（11）施工人員需經過現場安全教育培訓， 并參加施工技術、 安全技術措施交底；

特殊作業工種必須持證上崗；此外作業人員應熟知施工現場的危險源和應急措施。

（12）作業人員應配有合格的個人防護用品，定期體檢，嚴格執行職業病防護措施。

（13）做好不同季節作業人員防暑降溫、防寒保暖等工作。

（14）進行定期或不定期的安全檢查，及時發現和消除安全事故隱患，制止違章作業和違章指揮，對重點作業場所，加強安全管理力度。

（15）電纜架設應順直、標準，保證絕緣良好；所有電氣設備和金屬外殼具有良好的接地和接零保護，所有的臨時電源和移動電具裝置有效的二級漏電保護開關，潮濕的場所使用安全電壓。

（16）起重設備、吊具、鎖具正式使用前必須組織試吊、試運行，經確認合格后方可進行吊裝作業，吊裝作業中嚴禁超載。

（17）施工現場必須設有安全標志，設置安全警戒區，切割作業區域內非施工人員禁止入內。

（18）按照應急預案要求配備搶險人員和救援器材。

5、環境保護要求

（1）按照施工組織設計要求規劃布置施工現場的環境保護設施。

（2）施工前，應對每位作業人員進行環境保護、環境衛生教育培訓，并做好記錄。

（3）施工現場必須建立環境保護、環境衛生管理和檢查制度，在施工過程中督促檢查，并應做好檢查記錄。

（4）噪聲控制應符合當地政府部門或附近居民要求。一般需制定相應的降噪措施，施工過程中，應盡量集中勞動力及切割設備在噪聲限制較低的白天進行作業，避免夜間施工噪音超標。

（5）采取必要的減振措施，封閉施工現場的窗戶并在主要聲源處加隔音罩或隔音圍擋，墻面采用吸聲效果較好的工程材料。

（6）施工現場的污水處理采用有組織排水。將污水引至附近沉淀池后，方可排入施工現場的污水井內。