浅谈新技术在桥梁工程中的应用

浅谈新技术在桥梁工程中的应用

除效率并减少安全事故，笔者总结了传统的桥梁拆除方法，介绍了近几年国内外出现并适用于桥梁拆除的混凝土拆除新技术和新机具。着重介绍了其中的超高压水枪、高效钻孔设备、金刚石圆盘锯、金刚石绳锯和液压劈裂机。最后介绍了几个新工具在桥梁拆除工程中的应用实例，可为设计既有桥梁的拆除方案提供参考。

关键词：拆除技术；桥梁拆除；拆除方法

一、传统的拆除方法及其存在的问题

前些年的桥梁拆除方法主要有：1）采用简单风动机具（风镐、风钻等）的人海战术法；2）各种爆破法，包括静态爆破法、控制爆破法、切割爆破法、水压爆破法；3）采用炮头机的机械拆除法；4）火焰切割拆除法，如采用喷火器、高温喷枪、金属粉末喷枪等能产生高温的设备，在混凝土上形成熔槽；5）采用膨胀剂或水脉冲劈裂机的预裂法等。以上方法都是从岩石开实行业引进的，因钢筋混凝土的特性与脆性的石材有较大差异，使用效果相差太远，且存在诸多缺点，如混凝土飞溅，存在噪声和粉尘，对施工人员和周围环境造成极大的安全隐患；施工速度慢，一般需要封闭施工场地；过多的敲击极易产生裂缝，会对剩余结构造成直接破坏和隐患破坏；人工敲凿后还需要剥离钢筋及后期整平工作，接缝处平整度难以保证。

二、新的桥梁拆除技术

随着人们生活水平的提高和对环保的重视，人们对安全、节能、环

保等有了更高的要求。出现了大量具有能耗低、无噪声、无粉尘、体积小、重量轻、速度快、振动小、操作灵活、故障率低、使用寿命长等特点的工具。这得益于金刚石工具、液压工具和激光技术的发展。

（一）超高压水枪

利用高速喷射水流，其压力可高达300 MPa ，其中超高压喷射和空腔水流喷射潜力较大。当需要保留混凝土中的钢筋，或需清洗钢筋以再利用以及需尽可能不对存留混凝土造成微裂纹时，该法是唯一选择，且效率极高。一遍可切除150 mm 深，可随意去除其它大型设备难以施工的部位。

（二）高效钻孔设备

金刚石孕镶取芯钻机具有轻便、高效、噪音小、采用水冷降温且无粉尘的特点。动力可以是电气的、油压的以及压缩空气的。其钻头直径从13～1 524 mm不等，钻切的深度可随钻头钢管长度不同任意变化。液压凿岩机是以高压油为工作介质的强力凿岩设备，它扭矩大、体积小、钻速快、振动小，据悉，重量只有27 kg ，工作效率是风钻的5～10 倍，能耗只有风钻的1/ 3 ，连续工作可钻50 多m/ h 。

（三）金刚石圆盘锯

金刚石锯适用于板、桥面以及其它薄型构件的开槽，可精确切割，无振动、无尘埃。大多数承包商都愿意采用直径350 mm～1 m 以上的水冷金刚石圆盘锯片，而不采用其它常规锯切工具。且锯片多安装在以柴油发动机作为动力的切割机上，切缝锋利、寿命长、停机少、故障少，切深能达到600 mm 以上，劳动力成本低，整机质量不足30 kg。选择

这种工艺的另一个有利因素是切割精度高，能量利用更有效。若将锯头安装在可任意改变角度及布局的轨道上，轨道可随施工环境及施工场地任意铺设角度，则可切割垂直或倾斜的墙面或不能使用路面切割机的部位。文献[4 ]称该种切割机为墙体切割机，而将常规切割机称为地面切割机。墙体切割机目前最大可切割深度为1 020 mm ，可做俯切、竖切或仰切。墙锯切割采用高速液压动力传导，无施工环境限制。

（四）金刚石绳锯

采用金刚石绳锯的切割是由一根钢丝绳完成的，钢丝绳上有一些含金刚石的节点（串珠）。用这种金刚石锯绳围住切割部分形成一个连续环，在动力驱动下环绕切割部分高速旋转。只要环能够网住需要切割的部位，则这种方法可切割任何尺寸的结构。对较大体积的部位，需要钻孔穿过锯绳，在切割过程中锯绳需浇水冷却。国际上，金刚石绳锯切割早已取代传统的火焰切割和爆破作业。目前绳锯可广泛应用于花岗岩、砂岩等各种硬度石材开采，在世界范围内已成为趋势。绳锯的切割不受建筑物大小的限制，可任意方向切割，如横向、竖向、对角线方向等，摆脱了传统施工中的振动、噪音、灰尘及其它环境问题，缩短了工期，也可远距离控制进行水下切割。其它优势包括锯缝小，不会造成浪费；切面非常平整且不会对剩余部分造成内伤；一般采用先进的自控变频技术，全自动切割控制，操作安全简便。

（五）液压劈裂机

液压劈裂机由液压泵和分裂器组成，分裂器可以是锲形的，也可由多个与其长度方向垂直的液压头组成，质量一般只有2 kg 左右。使用

时将分裂器插入预先钻好的孔中，油泵供给高达60 MPa 左右的压力，分裂器扩张力可达数百吨，从而使混凝土分裂。若混凝土内含有钢筋，还应采用其它方法割断钢筋。

三、新机具在桥梁拆除中的应用实例

国道G107北京赵辛店跨铁路桥的拆除过程中，使用了金刚石绳锯静力拆除技术，这在北京桥梁拆除中是首次使用。以往需要2 个月方能拆除的大桥，此次只用了2 d。施工进度是每小时切割一块，赵辛店桥最终被切割成了20 块。每块重达30 t 左右的豆腐块被逐一清理走。此次桥梁拆除中使用的是进口金刚石绳锯机。杭州市京杭运河北星桥拆除中采用了圆盘锯和绳锯。该桥为37 + 52 + 37 m 三跨三向预应力单箱双室混凝土连续箱梁桥。拆除的顺序是先用圆盘锯切除顶板，随后切除底板；再用绳锯切除两个边腹板，最后是中腹板。

广州市镇安立交原高架桥的拆除若采用传统的打凿、爆破等混凝土拆除方法，不但速度慢，难以保证工期，而且噪音大，灰尘弥漫，会严重污染周围环境；同时，拆除过程中大量的支架必然严重影响地面正常交通，也难以保证施工人员和过往行人的安全。最后采用了高速钻孔机、盘锯机和绳锯等切割新机具。用高速钻机在翼板起吊点钻孔，通过钢丝绳施加与混凝土块重量大致相同的吊力，用圆盘锯将翼板切下。再切除腹板，随后切除底板。深圳市深南大道侨城东立交桥的拆除中，在双箱结合处沿桥梁纵向中心线将桥面板切开，使其分为两片单箱单室箱梁，再采用进口墙锯设备将每片箱梁切割成若干梁段，用大型起重设备将梁段吊除。其切割顺序应为：1）横向切割顶板；2）纵向切割腹板；3）

横向切割底板。文献[16]中的桥梁为16m跨的预应力空心板结构，在拆除中先用微震动铣刨方式去除了沥青层，用风镐找到铰缝位置后，用无振动切割锯将铰缝钢筋切断，使各空心板成为独立板。用加长取芯钻在空心板两端钻通透孔，穿钢缆吊除。

对于旧空心板梁桥的拆除，若铰位于铰缝底部，一般的地面切割锯可能切割不到铰缝的交叉钢筋。这种情况下，沿桥面铰缝位置切断铺装层钢筋后，可用墙锯从底板沿铰缝切割30 cm 左右，可切断铰缝内的交叉钢筋。

四、结语

在提倡可持续发展的大环境下，应大力推广桥梁拆除新技术和新工具。在拆除工程中，多种新机具，以及新工具与传统机具的合理配合使用，可提高施工效率。尤其对一些市内桥梁拆除工程，考虑到噪音、粉尘等影响，应优先选用新机具，推广新技术。