目前橋梁工程界在橋梁拆除設計理論、施工方法和技術方面已積累了一定的經(jīng)驗,特別是近年來,隨著對靜態(tài)切割技術(繩鋸切割、碟式切割、墻體切割等)、破碎技術(高壓水槍、靜態(tài)爆破、液壓破碎錘和液壓破碎鎬等)、頂升技術(電動和氣動液壓千斤頂、連續(xù)千斤頂、大噸位千斤頂?shù)龋?、吊裝技術(纜索吊裝、橋面吊架、大噸位汽車吊和履帶吊等)的研究、開發(fā)和利用,一些新型的可用于橋梁拆除的施工工藝不斷涌現(xiàn)。合理利用已有的新工藝和技術,組織專業(yè)施工隊伍進行橋梁拆除施工,提升科學拆除各類橋梁的能力勢在必行。
舊橋通常只有在結構和功能上無法同時滿足使用要求時才考慮拆除。橋梁拆除首先要保證結構受力上的。對于梁橋、板橋、拱橋、吊橋、組合體系橋(斜拉橋、懸索橋)等不同類型的橋梁而言,因受力不同,拆除方法也存在差異。即使是同種橋型,其拆除方案也可能不一致,主要源于舊橋本身結構和功能還在發(fā)揮作用,而其關聯(lián)和影響因素頗多,需要結合具體問題進行具體分析。如何克服舊橋拆除過程中的復雜影響因素,確保整個過程,是選擇拆除方案的“規(guī)定動作”。
舊橋拆除方案設計
舊橋拆除作業(yè)的技術較為復雜、危險性較高,從事此項作業(yè)的施工單位或人員應具有拆除施工經(jīng)驗。拆除方法需要根據(jù)城市橋梁所處的地理位置、橋梁結構類型、方案的可操作性、作業(yè)性、環(huán)境影響以及經(jīng)濟性等情況進行篩選,并進行拆除方案設計,編制詳細的施工組織設計方案。
1.因橋梁結構復雜多樣,受力形式各異,拆除方法和步驟難以統(tǒng)一。一般首先拆非受力構件,再拆主要受力構件,化整為零;其次按建橋時的逆序施工,并根據(jù)對稱平衡法則進行卸載,還得遵循下列3項基本原則:
(1)制訂合理的拆除方案,選擇合理的拆除工藝。
(2)注重施工過程控制,優(yōu)先選擇靜力切割拆除等方式。
(3)制訂完備的應急預案和應急機制。
2.建在陸地上的城市橋梁的作業(yè)場地通常條件較好,采用人工法拆除較為合適;而對于水中的城市橋梁,由于作業(yè)條件比較復雜,人工拆除的難度及成本均較高,應當經(jīng)過詳細的方案篩選后確定拆除方法。多孔拱橋的拆除,則必須根據(jù)實際情況考慮連拱作用的不利影響。
對于橋梁拆除過程中的所有環(huán)節(jié),包括制訂科學合理的拆橋方案和的管控體系,以及拆除過程的具體步驟,作為作業(yè)實施的主體,人起著重要作用。因此,應選擇具有經(jīng)驗的專業(yè)施工隊伍和專業(yè)技術人員承擔橋梁拆除的任務,這一點對保障拆除的至關重要。
部分資料顯示,很多橋梁本身存在先天缺陷和施工質量問題,如按原設計圖制訂的橋梁拆除方案實施,發(fā)現(xiàn)設想與實際情況出入較大,例如截面尺寸、預應力鋼筋位置、普通鋼筋數(shù)量、混凝土質量與原設計不一致。此外,橋梁運行數(shù)十年后,材質發(fā)生劣化,無法通過計算確定結構的承載能力。在這種情況下,橋梁本身的受力和潛在的隱患難以把握。而經(jīng)過多年的運營和維修加固,舊橋的強度、剛度、穩(wěn)定性都有不同程度的下降。同時拆除過程中橋梁結構體系也在不斷變化,使得結構受力更加復雜,若缺乏豐富的橋梁拆除施工經(jīng)驗,無法對其拆除施工進行可控分析計算,特別是此種情況下如再采用不成熟的拆除設計方案,作業(yè)的難度和風險會更大。因此施工的每個步驟,都必須進行現(xiàn)場調查核實,加強拆除過程的技術控制和施工組織管理非常必要。
對于交通組織難度高的城市橋梁以及大跨徑分離式梁橋,可采取對交通影響較小、對原結構損傷小,但成本相對較高的靜力切割拆除方法(液壓切割法)。該方法在原北京西直門立交橋等橋的拆除中得到廣泛的應用。例如:作為主跨65m的變截面連續(xù)箱梁橋,原錫澄運河大橋的主跨被分段切割,并由浮吊吊裝,而邊跨則采取分段切割及汽車吊吊裝的方式拆除;京杭運河無錫城區(qū)航段紅星橋老橋為主跨944m的固端梁橋,其主跨被分段切割,并由橋面吊架吊裝,并通過大型運輸船拖運。