城市高架桥快速移除与处置技术

结果表明：梁体分段驮运移除、既有桥梁下部结构和梁体混凝土废渣再利用技术的配合实施，可明显缩短改建工程的工期，显 著降低能耗和噪音、灰尘等环境污染，对既有交通的影响小，具有显著的经济社会效益和推广应用价值。关键词：城市高架桥；改建工程；下部结构；快速移除；混凝土废渣中图分类号：U448.28；U445.6

文献标志码：A 文章编号：1671 — 7767（2019）03 —0071 —051引言大量设备运离。如2018年12月22日开始的江苏 无锡凤翔路跨广石路段高架桥（长513 *、宽18 *）

随着我国经济社会发展及城市化进程推进（1勺，

部分既有的城市主线桥、立交桥和匝道桥等出现了 机械凿除工程一次 性 动 用 40 多 台 挖 掘 机 和 破 碎 机 （见图2）,耗时8 do基于支架一吊机的梁体分块吊 除具有长时间占用原桥位、梁体切割分块工作量大、

通行能力不足、承载能力不够等不满足交通需求的 问题（3⑷，亟需改建。改建工程中的旧桥拆除是一个 协调、系统的工作，安全问题最为突出「5）,近几年在

施工时间长、施工工艺及安全控制复杂、结构状态工 况多和安全风险高等不足。昆明小庄立交桥、株洲红旗高架桥、温州鹿城方隆 桥、徐州二河桥、广东阳春合水大桥旧桥等桥梁拆除

过程均出现了人员伤亡事故。因此，制定合理的桥 梁拆除方案及施工组织管理至关重要。针对城市和公路现有的主线桥、立交桥、匝道桥

的改扩建,既有旧桥拆除方法主要有爆破拆除、机械 凿除和基于支架一吊机相配合的梁体分块吊除移运

等方法「6）。爆破拆除不仅需要长时间封闭交通，而

且产生大量的粉尘、固体废弃物、振动和噪音，加重 了本已日益严重的雾霾等大气污染，实施时还要对 周边居民进行疏散与安抚。如2017年9月25日武 汉市江夏区郑店高架桥爆破拆除.2013年7月13

图1武汉市沌阳高架桥爆破拆除现场随着城建的持续投入和市区交通量的不断增

日南京晓庄广场高架桥爆破拆除＞2013年5月18 日武汉市沌阳高架桥爆破拆除（见图1）等，爆破后 仍需要大量机械设备进行二次破碎与废渣运输，耗

加，该类工程面临的复杂交通环境、施工环境、社会 环境、安全保畅和环保工期等现实需求日益严峻，实

施难度和技术风险持续加大。现有方法难以满足要

时数日。机械凿除需一次性动用数十台甚至百余台 挖掘机和破碎机历时数天，造成交通长时间中断，不

求,且均尚未实现诸如下部结构、混凝土梁体碎渣等 的资源化再利用，导致了资源不必要的浪费，也不符

但消耗大量油料、人力等资源，也产生了严重的噪音 和灰尘污染，危害周边居民健康，破碎后的废渣亦需

收稿日期：2019 —01 —08合我国倡导的“两型社会”建设要求。保障复杂条件 下改建工程中的旧桥拆除达到安全、低影响、节能环基金项目：国家重点研发计划项目（2017YFC0806000）；湖北省技术创新专项（2018AAA031）作者简介：朱世峰（1983 —\"，男，高级工程师，2005年毕业于西南交通大学工程力学专业，工学学士，2008年毕业于重庆交通大学桥梁与隧道工

程专业，工学硕士，2017年毕业于重庆交通大学桥梁与隧道工程专业，工学博士 （E-*ail：zsf_8399@sma. co*）。72图2凤翔路跨广石路段高架桥机械凿除现场保等目标是桥梁改建工程中的重大技术难题（「2）。 鉴于此，本文依托上海S26公路入城段北翟路高架

桥快速改建工程，进行复杂边界条件下低环境影响

的既有城市桥梁主梁快速拆除、既有桥墩接高再利 用和混凝土梁体破碎后的碎渣再利用研究。2工程概况上海S26公路入城段距离虹桥机场和虹桥火车 站约4 km,周围有4条匝道在新建施工#两侧主线 辅道车流以小轿车、客车和货车为主,上下班高峰期

有较多电动车辆通行。主线高架U5联和U6联下 方为原北翟路，为确保工期要求，在拆除原北翟路高

架BDLK1 — 3上部结构时保留下部结构，以用于新 建U5和U6联连续钢梁。新建U5、U6联和待拆

旧桥相对位置关系如图3所示。U6联（钢连续梁）PZX152 PZX153 PZX154 PZX155 PZX156 PZX157 PZX158

单位：m图3新建U5、U6联和待拆旧桥相对位置关系北翟路高架桥BDLK1 — 3上部结构为3X33 m 等截面单箱三室直腹板预应力混凝土连续梁，桥面 宽11 m,顶板宽17. 7 m,底板宽10. 4 m,梁高2. 2

m,桥面横坡2%、纵坡5%，梁体平面曲率半径450 m,总重约4 400 t。下部结构为整体式钢筋混凝土

基础，双柱式桥墩，墩柱截面为2 mX2 m,埋置式承 台，基础为00. 1 m钻孔灌注桩。各墩顶处梁底距两

侧路面净高分别为现场及跨中断面如图0.64,2.29,3.11,5.34 m#桥梁 4 所示#世界桥梁 2019,47(3)50g, 8 250 qog 8 250 - ®00防撞护栏 机动车道中央分隔带机动车道 防撞护栏三-0004 5001 0001 .1r 750*2 0002 5001 7502 000 nn'灌注桩0800 mm钻孔单位：mm图4桥梁现场及跨中断面3快速移除施工技术研究为提高桥梁改建效率，缩短工期，通过保护既有

桥梁下部结构在梁体拆除工程中安全无损，处置再

利用以及梁体破碎后就地处置再利用具有较好的前

景。调查研究表明，爆破方法、机械凿除法等均难以 奏效，切割拆除法如支架支撑切割+汽车吊+板车

移运的方式可实现下部结构无损时的梁体拆除和资 源再利用，但反复吊运占路时间长，易引起交通拥 堵，大面积的混凝土梁体切割难以避免噪音污染和

大量的能源消耗「6）。基于资源节约和环境友好理

念，提出梁体分段驮运移除方法，并与传统切割拆除

法进行对比分析#31 梁体分段驮运移除方法旧梁拆除施工时，附近新建高架桥均已完成下

部结构，周围能提供给旧梁拆除后的存放场地有限，

城市高架桥快速移除与处置技术 朱世峰，朱慈祥平面形状不规则且尺寸较小，难以存放该联主梁# 基于充分利用既有场地和便于施工组织的原则，综

合分析桥址地形、桥梁结构特点和落梁破碎场地空 间的特点，将梁体分成便于快速移除的3段，利用

SPMT（self-propelled *odular transporter,自行式

模块运输车）（-10］及其载运的驮梁支架组成驮运支 撑系统，将3段箱梁沿着各自规划的移运路径，驮运

至预定的位置（见图5）,同步落架放置在落梁支撑 系统上，最后破碎处理及环保利用#整个拆除过程

仅需在SPMT进出桥址时（凌晨）封闭半幅交通，将 交通影响降至最低。图5梁体分段驮运移除该方法主要施工步骤如下：（1） 施工准备#①待拆桥梁结构现状调查；② 五通一平建设;③方案设计、咨询与论证；④施工方

案交底；⑤施工围挡及防撞设置；.交通疏导#（2） 地基基础处理#为满足模块车行走需要，

对模块车行走路径进行压实及硬化处理#第一跨梁 底净空较低，采取先开挖至老路面，后回填压实硬化

的方式处理。（3） 梁底改造#在梁底设计支撑点位置设置找 平块，切割拆除梁底限位装置#（4） 箱梁切割。切割拆除伸缩缝，在梁底设置 驮梁系统进行支撑后预顶，采用链锯按设计尺寸线

进行箱梁切割#（5） 第二段箱梁移除#正式顶升20 c*使梁体

分离，采用驮梁系统将箱梁移运至破碎场地,箱梁在 破碎场地落架凿除。（6） 第一段箱梁移除#正式顶升20 c*使梁体

分离，采用驮梁系统将箱梁移运至破碎场地,箱梁在 破碎场地落架凿除。（7） 第三段箱梁移除#预顶使驮梁支架与梁底

充分接触，正式顶升20 c*使梁体与支座分离，采用 驮梁系统将箱梁移运至破碎场地，箱梁在破碎场地

73落架凿除。3.2切割拆除法切割拆除法如图6所示。在该桥33 *（4 *（

5X5 *（4 *）梁的跨内搭设5组（每组2排钢管

桩）支架，在支架正上方，将连续梁横向分解成7个

小块（端部为4 *长梁段，中间为5 *长梁段），根

据吊装和移运能力，再纵向进行分解，采用120 t汽 车吊将分割后的小块吊装并移运至指定场地破碎。33 -33 -33 -4 5X5 ,44, 5X5 ,44, 5X5 4与原咼架桥相连路基/伸缩缝伸缩缝、T'血血，血血n血血血血血,血］fio) I1临时支架1（BDL2） O单位：m图&切割拆除法该方法主要施工步骤如下：（1）在右侧2跨内搭设支架组（2排），支架组中

心之间间距为5 *,靠墩身处支架组中心距离墩身

间距为4 *,支架下部为钢筋混凝土扩大基础，支架 顶接触梁底；在左侧第一跨内塞入型钢，间距同上, 型钢顶接触梁底#2）从右（高）往左（低）切割支架上方梁段，分

解梁段中心与支架组中心基本重合，分解后梁段落

在支架上，结构体系由连续变为简支，梁段重量

58〜64t。分解后的块体采用120 t汽车吊吊装至

指定位置后，采用凿岩机破碎#（3）旧桥梁段吊运完毕后，拆除支架和扩大基

础，凿除墩身，保留承台以上墩身预埋钢筋，清理 现场。综上对比分析可知：基于SPMT的梁体分段驮 运移除方法在安全性、适用性（交通影响约1. 5 h, 专业性强，节约总工期，节能环保,安全防护便捷，移

运路径灵活，技术先进，经济节约）方面均具有较好 的可行性。4工程应用4. 1主梁快速移除根据该桥场地狭小且不规则的现场条件，为便

于梁体快速移运及后续梁体破碎，细化后的基于

SPMT的梁体分段驮运移除方案为：将梁体依次分

成 15 *（第一段 700 t） + 16. 5 *（第二段 650 t） +67.5 *（第三段3 050 t）的梁段，再分段移除（见图

7） o具体实施为：第一段15 *梁体（700 t）调坡、同

步顶升，多向移运65 *至落梁场地并落梁于预置74世界桥梁 2019,47(3)（a）梁体分段切割 （b）梁体移运 （c）梁体落于支架图7梁体分段切割、移运与落梁支架上，第二段16.5 m梁体（650 t）同步顶升、移运

121 m至落梁场地并落梁以及第三段67. 5 m梁体

4.3旧梁体混凝土再利用对移除至落梁支架的梁体在水雾喷淋下直接进 行环保凿除,对清理出的钢筋回收再利用，将移除梁

的同步顶升、移运35 m至落梁场地并落梁于预置 支架上。梁体移除后现场如图1所示。体破碎后的混凝土材料转化为再生碎石土并应用于

路基填筑施工（见图10）。该技术减少了建设资金 投入和道路施工期间的扬尘，明显降低了噪音及灰 尘对周围环境和居民生活的影响，加快了北青公路 改建施工进度#图8梁体移除后现场该方法的成功应用有效节约了资源（节约建设

资金100余万元，节约交通成本200余万元），降低

了安全风险及施工对交通的影响，无噪音和灰尘污 染，提高了文明施工程度，比原定工期缩短15 d。

图10 梁体混凝土破碎后应用于路基填筑42 既有基础及桥墩再利用为提高关键路段改建速度，减少资源浪费，既有

PZX156号桥墩桩基和承台再利用，既有立柱拆除

5结语基于资源节约和环境友好理念提出了梁体分段 驮运移除思路，顺利完成了 3X33 m的等截面单箱

新建；PZX157号桥墩既有立柱破除至系梁顶面，采

用钢立柱与既有立柱破出钢筋焊接，并在其内绑扎 钢筋骨架后浇注混凝土的方式接高至设计标高（见

三室预应力混凝土单向纵坡、曲线连续梁分段移除 的工程实践，实现了单体67. 5 mX11 m混凝土梁 段（3 050 t）移除的安全、快速和低影响。驮运梁段

图9）。该方法有效节约了资源，降低了施工投资，减少了施工噪音和扬尘,缩短了总工期。时单侧封闭交通约1.5 h,总工期缩短15 d,施工期（a） PZX156号桥墩 （b） PZX157号桥墩 （c）接高后的PZX157号桥墩图9既有桥墩接高再利用城市高架桥快速移除与处置技术 朱世峰，朱慈祥75(]王浩，魏建东.桥梁拆除中的一些新技术和新机具

间无反复吊装、装卸和转运等需克服自重势能的能 量消耗，无需大型电力设施，无堵车和绕道问题引起

[J].中外公路，2010(2):164 — 166.(]朱慈祥，姜传刚.基于静力切割的混凝土箱梁桥拆除方

的能耗，施工不损伤路面和下部结构#实践表明，梁 体分段驮运移除与资源再利用技术在城市高架桥改

法研究[J].公路，2013(1):7 — 12.(]Ralls M L，Tang B M， Russell H G，＜3 al. Self-Pro­

建工程中的成功应用，明显缩短了改建工程的工期，

有效降低灰尘、噪音等环境污染，取得了显著的节能 环保效果和经济社会效益，推动了技术进步与产业 转型升级，具有广阔的应用前景和推广价值#peled Modular Transportersfor Bridge Move*entsin

Europe and the United States [J]. Transportation Re­search Record: Journalofthe Transportation Research Board%2005 : 17—22[8] Rosval E S%Haling M W%LindseyR InducedStres-

参考文献：［1］ 肖海珠，胡文军.多主梁钢混工字结合梁城市快速路高

ses frorn Lifting and Moving Highway Bridges with Self­

Propeled ModularTransporters[J] TransportationRe­

架桥设计［J］.世界桥梁，2019,47(1):6 — 9.［2］ 邹敏勇，易伦雄，吴国强.商合杭铁路芜湖长江公铁大桥

search Record:Journalofthe Transportation Research Board%2010: 17—25[9] U S Depart*entof Transportation Federal Highway

主桥钢梁设计［J］.桥梁建设，2019,49(1):65 — 70.(］刘超，邹宇罡，赵正.同济路立交桥空心板梁桥加固

Ad*inistration%ManualonUseofSelf-Propeled Modu-

方案比选［J］.桥梁建设，2018,48(4):118 — 123.(］李亚民.跨高速连续梁主跨整体拆除施工技术［J］.世

larTransportersto MoveBridges2010)[S][0]赵 迎.SPMT工法在北京桥梁改造工程中的应用界桥梁，2018,46(5):74 — 79.[J] 桥梁工程 2013 31(S1):51—54Fast Removing Techniques and Abandoned StructureDisposiionforUrbanViaduc6sZHU Sh--feng12，ZHU Ci-xiang12(1. CCCC Road & Bridge Special Engineering Co. . Ltd. . Wuhan 430071，China； 2 CCCCInfrastructure MaintenanceGroupCo %Ltd %Beijing100011%China)Abs6rac6:Inthereconstructionofurbanviaducts%blastingor*echanicalre*ovaloftheexist-

ingstructuresishighlyenergy-costingandbringsseverepolution Inthislight%tousetheself- propeled*odulartransportersto*ovethedividedgirdersectionsbasedontheresourcesavingand

environ*ent-friendlyconceptwasproposed TheBeizhaiRoadViaductontheurban-accessingpart oftheS26highwayinShanghaiwascitedasanexa*ple Theviaductwasa3X33 * continuous bea*structureandwasdis*antledbythefastre*oving *ethod Thestudieswerecarriedouton

the fast re*oval of the large tonnage and large volu*e prestressed concrete bea* section by sec- tion%andthereuseoftheexistingsubstructureandtheabandonedgirderconcreteforsubgrade

backfilingwerealsoexa*ined Theresultsshowthattheco*ple*entaryoperationofthere*oval

ofbea*sectionsandthereuseoftheabandonedconcreteofthesubstructureandbea*scannota- bly shorten the reconstruction ti*e of the project，save energy and reduce the noise and dust pollu­tion， and the disruption to the transportation is also *ini*ized . The techniques are considered

havingre*arkablesocialandecono*icalbenefitsaswelaspro*isingapplicationpotentialKey words:urban viaduct；reconstruction project；substructure；fastre*oval；abandonedconcrete(编辑：陈雷)