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桥梁拆除方案

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2020年4月19日
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目录
1洪塘大桥旧桥工程概况 2
1.1设计标准 2
1.2大桥结构形式 2
1.3旧桥疾患和问题 2
2洪塘大桥新桥概况 2
3洪塘大桥旧桥拆除方案 3
3.1拆除工程的基本原则 3
3.1.1一般原则 3
3.1.2技术原则 3
3.2拆除工程特点、重点及难点 4
3.3桥梁拆除实例 4
3.4 拆除方案介绍 5
3.4.1第一部分拆除方案 5
3.4.2 第二部分拆除方案 6
3.4.3 第三部分拆除方案 6
3.5 拆除的顺序及工艺流程 7
3.5.1 准备工作 7
3.5.2主跨主桥拆除顺序 7
3.5.3 第一部分拆除工艺流程框图 8
3.5.4 第二部分拆除施工顺序框图 9
3.6 拆除作业安全防护措施 10
3.6.1 斜拉桁架拆除 10
3.6.2 梁体拆除 10
3.7 主跨工程量表 10
3.8拆桥所用机械 12
参考文献： 13

1洪塘大桥旧桥工程概况
316国道福州洪塘大桥位于福州洪塘镇金山寺上游，跨越闽江南港，桥长1849.47m。1985年完成勘察设计工作，1990年12月底竣工通车。
1.1设计标准
设计荷载:汽车-20级，挂车-100，并用挂车-120验算，人群荷载3.5kg/m2;桥面净宽9m，两侧各设人行道1.5米，设计洪水频率为百年一遇，通航标准为三级航道。
1.2大桥结构形式
上部构造采用预应力混凝土，靠福州岸六孔为跨径16+27，6+4×30m装配式简支梁。主孔由两个下承式预应力混凝土三角桁架T构组成，跨径为60m+120m+60m。跨径为40米的体外索连续箱梁，共三十一孔，分6联，其中靠T构的1联为六孔，其余5联均为五孔。靠闽清岸八孔跨径为25m的预应力T型简支梁。大桥下部结构全部为钻孔灌注桩基础，桩径Φ150cm和Φ180cm两种，墩台除2号墩、5号墩为混凝土实体墩，3号墩、4号墩为混凝土空心V型桥墩外，其余均为柱式盖梁墩台。为适应金山寺风景区游览需要和方便来往行人，在1号墩下游设有上桥螺旋梯和在36号墩设有上桥扶梯各一座
1.3旧桥疾患和问题
由于旧桥改造加固后还存在下列情况:
(1)桥下原通航桥孔由于采用抛填片块石抗冲刷处理，航道受限制，不能利用。而其它桥孔不能满足通航净空要求。造成规划航道受制约。
(2)桥下抛填石及桩基处理河床段受来沙量不平衡冲刷影响，为保持足够的基础埋置深度，每年都必须补充抛填和维护，年维护费用高。
(3)现有桥面为净-9m行车道+2×1.5m人行道，通行能力差，交通事故多，不适应大城市向外围辐射情况下交通量发展的需要。
(4)桥梁原设计荷载为汽车-20级，而现实受重荷载作用下，伸缩缝、支座易损坏，更换、维修。[1]
2洪塘大桥新桥概况
鉴于旧桥存在以上无法消除的疾患和问题，提出新建桥方案，新洪塘大桥路线总长约2.431公里，设计速度60公里/小时，。起点位于洪塘大桥东侧桥头洪塘立交处，在洪塘大桥东桥头附近，对既有洪塘立交进行改造，连接三环快速；大桥跨越乌龙江，进入闽侯上街，上跨规划滨江路并预留滨江立交；终点位于洪塘大桥西桥头附近，与国宾大道衔接。
设计标准：道路等级:主线为主干路，设计速度：主线：V=60km/h，荷载标准：BZZ-100型标准车，结构安全等级为一级，γ0=1.1。设计基准期：1 ，设计使用年限：主桥1 ，荷载标准：桥梁设计荷载取城-A级；人群荷载标准值按《城市桥梁设计规范》（CJJ 11- ）取用，主桥全宽52.0m，分成左中右三幅，横断面布置见图1。效果图如图2

图 1 新桥横断面布置图

图2 新桥效果图
3洪塘大桥旧桥拆除方案
3.1拆除工程的基本原则
对于桥梁拆除这一极具危险性的工程,提出以下几点原则:
3.1.1一般原则
安全:技术上安全,管理上安全,意识上安全,确保人身和财产安全。
适应:应与边界条件、相关规定相适应,确保结构及功能上的适应性。
经济:桥梁拆桥一般无后期经济效益,拆除方案应体现经济性。
文明环保:体现文明施工,考虑环保要求。
3.1.2技术原则
拆除方法选用原则:边界条件(拆除对象、拆除顺序、拆除环境、桥梁结构形式、特殊要求)许可时,当前中国优选控制爆破方式,否则选择化整为零的拆除方法。
拆除程序原则:平衡对称、化整为零。先上部,后下部;先水上,后水下;先附属,后主体;先吊运,后破碎。能够简单地认为是倒拆。
经过分析,确定该桥拆除工艺原则为:在拆除过程中,确保施工作业安全、文明、环保,必须保持原结构受力状态无质的变化,结构内力仅存在一些微量的变化,而且由于结构变化所产生内力的量的变化范围在结构承载能力的容许范围内,拆除方案方为可行。
3.2拆除工程特点、重点及难点
桥梁拆除能够借鉴高层建筑物的爆破拆除方法稍作改进或按建桥逆作业法采用机械拆除，可是桥梁属于线性纵向建筑物，与高层建筑物相比有不同的结构受力模式，而且荷载大、结构体系复杂；同样，对于按建桥逆作业法的机械拆除法，虽然从理论分析上是可行的，但桥索拆除是一个应力释放的过程，施工过程中安全风险较高，旧桥经过多年运营，其强度、刚度、稳定性都有不同程度的下降，拆除时不可预见因素也较多，因此桥梁拆除工作本身是一项技术难度很大，且具有较大安全风险的特种工程施工，特别是对于跨径较大，且不能实现完全封航拆除的航道桥梁，拆桥工作将是一项比新建桥梁具有更多未知因素、更具有挑战性和危险性的工作。当前国内较大跨径桥梁拆除工程的施工方法和工艺尚不够系统、完善，缺乏规范的技术指导，缺少成熟的、成套的工艺，仍需一些专门的研究和探索。[2]
旧洪塘大桥主跨为120m预应力砼斜拉桁架T型结构，这是一种较为特殊的桥梁结构形式，综合斜拉、桁架及T形刚构三种结构的受力特点。
由于洪塘大桥施工时，将在旧桥的左端先建三分之一的新桥，施工期间旧桥正常通行。左端新桥建成后，旧桥拆除，在旧桥与旧桥右端建三分之一新桥并与左端三分之一进行拼装，形成新洪塘大桥，故无法使用爆破发拆除旧桥。
3.3桥梁拆除实例
表1中列出了近年来国内一些旧桥拆除实例。[3]
表1旧桥拆除实例
桥名
桥型
拆除时间
拆除原因
拆除方法
三台涪江大桥
斜拉桥

桥塔偏移，钢筋锈蚀
深孔、水压及浅眼爆破相结合
肥西县派河大桥
斜拉桥

过境车辆密集、自身设计承载力不足
控制爆破法
上海老新闸桥
钢桁架桥

不满足城市建设经济发展需求
整体浮运法
锡北运河大桥
连续梁桥

交通拥挤严重，桥下净空不够
浮船渡运法
南昌老八一大桥
简支梁桥
1998年
不满足城市建设经济发展需求
上部用机械法，桥墩用爆破法
松花江旧铁路桥
钢桁架桥

疲劳失效，产生共振
线形聚能装药切割和深孔爆破结合
贵阳西南环线沙冲大桥
双曲拱桥

强度、刚度削弱，稳定性差
上部整桥孔拆除，下部控制爆破拆除
钟祥汉江公路大桥
连续梁桥

主桥箱梁下挠、开裂加剧
机械拆除法
哈尔滨霁虹桥
刚构桥

设计荷载较小，桥下净空不足
机械拆除法
攀枝花3002大桥
无铰拱桥

承载力不足，拱轴线偏移
机械拆除法
吴江平望万心老桥
系杆拱桥

航道拓宽，新桥建成
分段爆破，水下分段起吊拆除
清河门大桥
无铰双曲拱

部分出现裂缝
切割爆破拆除
天津普济河道立交桥
简支梁桥

设计交通容量不满足城市发展
静态爆破法
临汾马务大桥
简支梁桥

出现大量裂缝，桥梁振动超常
控制爆破法
南海横江大桥
双曲拱桥
1998年
两跨主孔因洪灾冲刷倒塌
控制爆破法
李家背大桥
石拱桥

拱底部多处出现裂纹
控制爆破法
尤溪谢坑桥
石拱桥
1999年
阻碍水上通航
定向爆破法
3.4 拆除方案介绍
为保证通行量要求，将在旧桥的左端先建三分之一的新桥，施工期间旧桥正常通行。左端新桥建成后，旧桥拆除，在旧桥与旧桥右端建三分之一新桥并与左端三分之一进行拼装，形成新洪塘大桥。
修建中间1/3幅与右边1/3幅并连成整体
拆除旧桥
在旧桥左边先设建左边1/3

桥梁拆除分为三部分：主孔为第一部分，主要桥型结构为下承式预应力混凝土三角桁架T构；靠福州岸六孔，靠闽清岸八孔为第二部分，主要结构为预应力T型简支梁与装配式简支梁；桥墩部分为第三部分。
3.4.1第一部分拆除方案
主孔为第一部分，主要桥型结构为下承式预应力混凝土三角桁架T构
采用6条500吨钢质驳船，组合成整体，在船上搭设支架，用拖轮将整体组合船只拖到主跨桥位下，在斜拉桁架下部搭设临时支架，先将主跨桁架从两边向中间锚固处依次倒退拆除，经过渡船运至岸边，再将在主跨两端分别离主墩中心3.50米处切断，经过渡船将切断的梁体运到岸边，再在船上分块切割，由50T浮吊吊上堤岸，用凿岩机破碎清除。以下为该方案的优点：
(一) ：不影响另外半幅高速公路交通。
(二) ：对航道船只通航影响小，断航天数只需二天时间，航道管制方便。
(三) ：船只靠岸搭设支架，施工难度小，无需水上作业。
(四) ：拆除速度较快，从渡船进桥位到切割完毕直至渡船退出桥位靠岸只需48小时
主要缺点：渡船拖运时受气候影响较大，同时，对船只和船上支架的整体性、稳定性要求较高，但我们能够经过天气预报来选择拆除时间，克服气候的影响，同时，船上支架全部采用贝雷梁架设，船与船连接采用工字钢加固，从而保证支架的整体性和稳定性。
对于装配式简支梁与预应力简支梁部分，经过凿岩机在桥上将桥面铺装凿除，将两侧的翼缘板和护栏凿除,每孔搭设两个支点,对挂孔进行特别处理后，凿岩机下桥后在桥下从中间进行凿除，再将拆除部分经过渡船运至岸边处理。图3为凿岩机图

图 3 凿岩机图片
3.4.2 第二部分拆除方案
对于箱梁与T构部分，用凿岩机在桥上将桥面铺装凿除，将两侧的翼缘板和护栏凿除,每孔搭设两个支点,对挂孔进行特别处理后，凿岩机下桥后在桥下从中间进行凿除。
1、拆除第二部分的桥面铺装
用凿岩机破箱梁与T构部分的桥面铺装，装载机将废渣装上汽车,将废弃物运至指定地点堆放。
2、拆除两侧护栏和翼缘板
（1）施工方法
钢管和波形梁护栏可先行用氧割解除。凿岩机上桥，将护栏和3.5米翼缘板一并凿除，砼渣直接落到桥下。
3、箱体的拆除
各孔和挂孔支架搭设完成后，即可进行箱体的拆除。
1）四台凿岩机在桥下，从箱梁伸缩缝中间段开始凿除，按桥面板、腹板、底板的次序从外向内凿除，凿至距离支架1米处为止。
2）凿岩机从墩与支架中间开始凿除，按桥面板、腹板、底板的次序从外向内凿除，凿至距离墩1米处为止。
3）该孔凿除后，将贝雷支架解除，进行现场清理。
4）其它孔依次按两支架中间、墩与支架中间逐孔进行拆除。
5）上部构造拆除后，凿岩机将立柱凿至地面线以下。
3.4.3 第三部分拆除方案
对于水中桥墩的下部构造，采用钢板桩围堰，凿岩机上船将墩柱凿除，砼渣用挖掘机清理。
陆上的下部结构可直接由凿岩机凿至地面线以下。
水中主墩和承台需施工钢板桩围堰抽水凿至设计要求的标高
①沿承台打钢板桩围堰，围檩抽水；
②围堰四周做好防护，防止凿除时砼碎块散落到河内；
③凿岩机上船，到指定工作位置；
④用凿岩机从上至下依次凿除墩柱和承台，砼碎块和钢筋落在钢板桩围堰内，边凿除边清运，凿至设计要求的标高。
⑤用震拔锤拔除钢板桩后恢复通航。

3.5 拆除的顺序及工艺流程
3.5.1 准备工作
由于桥梁建成数年，受外部环境与行车影响，桥梁现有承载状况未知，为保证安全拆除桥梁，需在拆除该桥之前对桥梁进行全面检测，为后期桥梁拆除计算分析以及拆除方案的制定提供参考。主要包括：
（1）用回弹仪检测桥梁混凝土强度；
（2）对预应力钢束抽样检测，检测预应力钢束混凝土灌注是否密实；
（3）桥塔固结处、梁上桁架斜拉杆锚固处和桥墩等部分结构是否完整的检测。
（4）经过实验确定支架规格。
（5）进行渡船压水试验。
a：根据主跨切断后在船上进行分块吊走，这时对支架受力最为不利，根据最不利情况进行压水试验，计划每条船压水250吨，第一次压水先压中间两条船，各压80吨，后压外侧两条船，各压水160吨，第二次再压中间两条船，各再压80吨，然后四条船同时压水至250吨。在每次压水过程中观察支架变化情况，如果存在问题需进行加固直至渡船支架完好为止。
b:根据主桥变宽，重量不等，对４条船的排水控制、调整排水量，确保支架受力，基本平衡。
其它设备进场调试。
a:每条船设四只四寸潜水泵进行注排水，每只泵每小时排水为50－60吨。
b：50吨大浮吊，切割设备和其它小型机械设备进场调试。
3.5.2主跨主桥拆除顺序：
（1）首先搭设主跨主桥,主跨支架布置位置为斜拉桁架下方。边跨支座及主墩支架；
（2）拆除全桥铺装层和防撞护栏；
（3）渡船压水1000吨，（每条船250吨）
（4）做好切割前的一切准备工作；
（5）断航、渡船用轮头拖进主跨桥位；
（6）渡船与主桥固定；
（7）对渡船的压水向外排出，对支架各点与桥梁垫实，边排水、边检查渡船支架，计划排水800吨；如果支架完好，然后使用进行切割，先将斜拉桁架中间部分桥面板分段切割利用浮吊吊入浮船内，再利用金属链切割机将斜拉桁架部分分段切割，同样利用浮吊吊入浮船。
（8）切割完成，如果需要还可把船内的水继续向外排水使渡船继续上浮，渡船离开桥位后运至岸边；
（9）分段切割，按顺序用大浮吊吊上岸边，再用挖机破碎清除。
a.按照重量控制（不超过50吨）进行分段切割；
b.每段打好吊装孔Ф20厘米，浮吊起吊用。
b.切割、起吊顺序从两端往中间，边吊边拆渡船；
d.对卸载船根据卸载重量，同时进行相对重量的压水，确保贝雷架受力均衡，直至全部切割、吊运完成，切割分16段。
e.拆除渡船支架，渡船打扫清理、归还。
f.为确保主跨桥梁和渡船、支架的安全，在渡船支架和桥梁固定好后，先进行向外排水1000吨，观察渡船支架是否稳定完好。在渡船和支架很安全的情况下，随接进行切割，如渡船支架安全有问题时，不进行切割，相反对四条船马上进行灌水、退场，对支架进行加固，然后进行第二次断航拆除。
3.5.3 第一部分拆除工艺流程框图
施 工 准 备

拆除主桥桁架
拼装船只、在渡船上搭设支架
在旧桥两边搭设支架

在船上分段凿除

搭设边跨支架
开始断航、渡船支架拖拉就位渡船抽水。
使其发生浮托力，然后开始拆除主跨

渡船靠岸、恢复通航

拆除支架、清理船舱

拆除主桥桥墩
边跨拆除

拆除其余跨下部构造

3.5.4 第二部分拆除施工顺序框图
施工准备

桥面交通管制

支架搭设及挂孔保护

拆除沥青铺装及桥面系附属设施

拆除两侧翼缘板

凿岩机在桥下逐孔凿除

拆除桥墩

清理现场

3.6 拆除作业安全防护措施
3.6.1 斜拉桁架拆除
斜拉桁架拆除是一个应力释放的过程，施工过程中安全风险较高，必须采取可靠措施确保拆除安全。用凿岩机将斜拉杆锚固节点破碎，采用砂轮切割机慢速切割方法将外露钢筋截断使该节点失效；剥除斜拉桁架外包混凝土时，施工人员必须采取有效的安全保护措施，认真细致的进行，施工时梁体上不允许有除施工人员以外的其它人员。当桥下设备拆除斜拉杆与梁体节点时，机械设备及人员应布置于梁外侧安全位置，不得站在梁底。[4]
3.6.2 梁体拆除
拆除桥面铺装时，在旧桥1/3幅封闭的同时，对通车1/3幅采取防护措施：利用通车半幅的内侧波形护栏，将隔离栅固定在护栏上，并悬挂密目安全网，确保破碎施工时石子不落到通车半幅桥上，造成交通事故。
提前与海事、航道部门办理好水上施工许可证。拆除跨河护栏时利用支架挂好安全防护网，防止砼渣落入河中，不能影响闽江南港的正常通航。
3.7 主跨工程量表
桁架T构预应力钢束数量总表 表2
名称
24-Φ5
56-Φ5
单位重（kg/m）
共长（m）
共重（kg）
单位重（kg/m）
共长（m）
共重（kg）
上弦杆
主束
3.699
820.82
3036.21
8.632
6047.6
52202.88
预应力束

8.632
1016.83
8777.28
下弦杆
3.699
2273.02
8407.9

腹杆
3.699
3202.18
11844.86

横梁
下弦横梁
3.699
2602.86
9627.98

桁顶横梁
3.699
103.52
382.92

V肢
3.699
966.08
3573.53

合计
36873.4
60980.16
总计
97853.56

桁架T构造上下部圬工钢材数量表 表3
项目
圬工数量
高强钢丝
锚具钢材
普通钢材
备注
米3
公斤
公斤
公斤
上部结构（两T）
桁架片（500#）
1475.04
84269.2
8928.4
258287.6

横 梁（500#）
202.44
10010.9

42163

纵 梁（300#）
289.6

51488

桥面系（250#）
271.6

14524

小计
2239.18
94280.1
8928.4
366462.6

上部结构（两墩）
墩 帽（500#）
357.2

25809

V 肢（400#）
1071.6
2573.5
458.4
32772.6

薄壁墩身（250#）
378.5

32938

承 台（200#）
993

18146

桩 基（200#）
1762

61599

小计
4562.3
2573.5
458.4
171264.6

上下部合计
6801.48
96853.6
9386.8
537727.2

每米桥长指标
上部
9.33
392.8
37.2
1526.93
桥长=240米
下部
19.01
10.72
1.91
713.6
每平米指标
上部
0.78
32.7
3.18
127.24
面积=240ⅹ12=2880米2
下部
1.58
0.9
0.16
59.47
全桥材料用量表 表4
项目 部位
上部结构及支座
下部构造
全桥合计
全桥材料用量
高强钢丝（T）
94.28
2.574
96.854
钢材（T）
375.395
171.723
547.118
混凝土（m3）
2239.18
4562.3
6801.48
每延米材料用量
高强钢丝（T）
0.393
0.011
0.404
钢材（T）
1.564
0.716
2.28
混凝土（m3）
9.33
19.01
28.34
每平方米材料用量
高强钢丝（T）
32.7
0.9
33.6
钢材（T）
130.3
59.6
190
混凝土（m3）
0.78
1.58
2.36

3.8拆桥所用机械

序号
设备名称
型号或功率
单位
数量
备注
1
贝雷

片
1200

2
连接片
118cm*90cm
片
400

3
工字钢
40b
米
420

4
打桩船

只
2

5
槽钢
[20
米
2100

6
钢板
1cm厚
米2
1000

7
木方
15cm*15cm
米3
50

8
凿岩机

台
8

9
挖掘机

台
4

10
气割设备

套
12

11
自卸汽车

辆
4

12
建筑钢管
Ф5cm
米
700

13
安全网

米2
350

14
浮船
500T
艘
4

15
浮吊船
50T
艘
1

16
金钢链切割机

台
4

17
圆盘锯切割机

台
2

18
震拔锤

台
1

19
电焊机

台
6

20
浮吊船
40T
艘
1
拼、拆渡船用
21
汽车吊

台
2

22
发电机
200KW
台
1

23
施工人员

人
60

参考文献：
[1] 于坚. 316国道福州洪塘大桥整治方案探讨[J]. 广东科技, (3):150-151.
[2] 杨梓, 徐文平. 旧桥拆除方法要览和案例简介[J]. 特种结构, (6):88-90.
[3] 金宏忠, 高巍, 来猛刚. 桥梁拆除工程分析探讨[J]. 中外公路, , 31(3):213-216.
[4] 何震, 李自林, 薛江,等. 跨既有铁路线斜拉桥拆除安全控制技术[J]. 国防交通工程与技术, , 11(3):34-38.