南丫大桥旧桥拆除方案设计
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摘要：旧桥拆除采用不同的方案设计，会产生不同的难易程度和经济后果。本文以南丫大
桥旧桥的拆除为例，结合现场实际情况，经过多个方案的比选，确定了最优的设计
方案，并详细介绍采用切割法拆除旧桥的方案设计。为同类型桥梁日后的拆除设计
和施工提供一定的参考价值。
关键词：旧桥拆除切割法钢围堰
1工程概况
南丫大桥旧桥位于东莞市道镇南丫村，桥梁上跨东江南支流的南丫涌水道，上部结构采用11×16m的简支现浇钢筋砼T梁，下部结构采用柱式墩台、钻孔灌注桩基础，桥宽8m。现状照片见图1。该桥建于90年代初期，因当时设计荷载偏低、年久失修、超载等因素影响目前已成危桥，只能限载通行。2007年初，东莞市道镇人民政府为了改善投资环境，决定对南丫大桥进行拆除重建。根据实施方案，先在旧桥上游侧新建一幅新桥，然后拆除旧桥，在旧桥桥址处新建另外一幅新桥。新建桥梁按照内河Ⅴ级航道通航标准设计。航道主管部门在批复文件中要求：不得将拆旧桥过程中的碎渣落入河道中影响航道安全，灌注桩需拆除到河床面以下250cm。
图1 现状南丫大桥照片
2设计原则
旧桥拆除虽然是属于临时性工程，跟新建桥梁有很大区别，但在旧桥拆除设计中同样要遵循“技术先进、安全可靠、经济合理”的原则。在旧桥拆除方案设计中，桥梁设计单位的设计方案不可能象具体施工单位的设计方案那样具体、详细，也没有必要。但设计单位提出的拆除方案一定要有可行性，因为这涉及整个工程的造价问题。各种不同的拆除方案，造价是相差很大的。如果提出的方案不合理，最终实施不了，造成很大的变更，将会影响整个工程造价。
3方案比选
根据本桥的实际情况，结合近年来国内一些旧桥拆除的实例，提出了以下几种方案。
3.1 爆破拆除法
爆破拆除法可分为静态爆破拆除法和控制爆破拆除法。这两种方法都是通过一定的材料为媒介对结构物进行爆破拆除。该类方法在国内高层建筑拆除中已经累积了很丰富的经验。该方法的优点是一次成功、施工周期短、效果明显，倒塌方向、破坏范围等参数可以通过爆破设计进行控制。该方法的缺点是一次爆破后，桥梁的所有碎渣全部落入河道，难于清理，后续工作量很大；同时在爆破过程中对相邻结构物会产生一定的破坏。
3.2 破碎机拆除法
破碎机拆除法是属于机械拆除法，是利用专用或通用的机械设备经更换工作装置直接将结构物就地破碎、解体。在目前来说，该方法是最成熟、有效的主要拆除方法。无论采用何种类型的拆除方法，最终都还是要采用破碎机拆除法来完成桥梁的彻底拆除、清理。目前国内的中、小桥梁的拆除基本都是采用破碎机拆除法。该方法的优点是所需要的机械设备都是比较常见，拆除过程可以控制在旧桥占地范围内，拆除过程十分安全，不会对相邻结构物产生影响，解体和破碎可同时完成，综合成本低。但该方法的缺点是，拆除过程中桥梁的碎渣同样会落入河道中，另外在拆除深水中的结构物也相当困难。
3.3 切割拆除法
切割拆除法也是属于机械拆除法，是利用专门的切割设备将结构物切割、解体，然后利用吊机吊到其它空地上再进行破碎处理。该方法在国内主要是用来拆除航道桥、深水基础桥。该方法的优点：拆除过程对航道运输影响小，对周围环境污染小、噪声小，拆除过程几乎不产生碎渣；拆除桥梁比较彻底、完全，不会遗留后续工作；拆除过程可以控制，十分安全；拆除过程不会危及相邻结构物的安全；可以在深水中拆除桥梁桩基。该方法的缺点：需要专用切割设备及其它配套的设备比较多，施工周期比较长，综合成本比较高。
南丫大桥旧桥桥位处的平均水深为7米，如果拆除过程中的桥梁碎渣全部落入河道中，清理河道很困难，将影响航道安全。另外拆除旧桥是在已经建好一幅新桥后进行的，新桥和旧桥之间的距离只有2米，如果采用爆破拆除，可能会严重危及新建桥梁的上、下部结构安全。因此爆破拆除法和破碎机拆除法首先被否决。经过综合比较，最终设计、建设、航道主管部门一致同意采用切割拆除法。
4切割拆除法方案设计
切割拆除法施工的主要顺序：桥面系―>主梁―>盖梁―>立柱―>系梁―>水中桩基―>架设钢围堰 ―>切割河床下桩基。
4.1 桥面系及主梁切割
南丫大桥旧桥上部为11×16m的简支现浇钢筋砼T梁结构，切割时从中间向两端切起，在拆除栏杆后先拆除冀板，再拆除T梁之间的桥面板，然后再切开横隔板吊走主梁。切割冀板时先把每跨冀板分成三段，钻上吊装孔，用吊机吊起将其切下，切割桥面板时以每片主梁和横隔板的中间面积为准，每框1块，在每块平衡位置上钻上4个吊装孔，切完后用航吊吊走，等全部面板切完后再用绳锯机将横隔板切开，横隔板和主梁一次性用航吊吊走。
4.2 盖梁切割
旧桥盖梁长度为6m，高度为1.2m，宽度为0.8m，总重量为14.4T，可用航吊一次性吊走，切割时只把盖梁和立柱连接处切开就可以一次性吊走，此项操作要用金刚石绳锯完成。
4.3 水上桥墩立柱切割
旧桥立柱露在水上部分大约为5m，但只需切掉4m，剩余1m作为切割河床以下桩基的平台，切割时只需在原立柱上钻上1个吊装孔用吊机吊起，再离水面1m高的地方用绳锯将其切断，就完成了此工序的操作。
4.4 系梁切割
旧桥系梁长度为4m，高度为1.0m，宽度为0.6m，总重量为6.0T，可用航吊一次性吊走，切割时只把系梁和桩基连接处切开就可以一次性吊走，此项操作要用金刚石绳锯完成。
4.5 桩基切割
由于此工序涉及到河床下的淤泥部分，所以在切割前先用6mm的铁板做起3m直径的钢围堰，做钢围堰时必须要考虑到安全，此钢围堰要做到8m高，要有内支撑防止水压变形，在钢围堰放入之前要先检查桥桩周边是否有石头及大块混凝土存在，钢围堰放好以后要用抽水机抽干里面的水及用人工清挖里面的淤泥，在挖淤泥之前要提前放入1个直径为2.8m的小钢围堰，高度为2m，主要是防止挖土时边上的泥土塌落确保挖土人员的安全，等淤泥清挖完毕以后再用钻孔机在桥墩桩基上端钻上1个吊装孔，在河床下2.5m部位将其切断,用航吊吊走，完成了整个切割的工艺。
5结语
旧桥拆除方案设计对于设计人员来说是比较陌生的项目，目前国内也缺乏相关的设计、施工规范。设计单位在具体设计旧桥拆除方案中，可以与相关的专业桥梁拆除公司进行联合设计，这样设计出来的方案会更加科学、合理。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看