繩鋸法靜力切割技術在拆除既有橋梁中的應用

施建波 馬龍飛

摘要：相較于傳統的切割技術，繩鋸法靜力切割技術的效率高，縮短了施工工期，且行之有效，在拆除的過程中無振動、噪音小、無灰塵。本文就繩鋸法靜力切割技術在拆除既有橋梁中的應用進行闡述，以供參考。

關鍵詞：繩鋸法；靜力切割；既有鐵路；橋梁；拆除

中圖分類號：U273文獻標識碼： A

引言

目前，我國既有的鐵路混凝土框架橋不能滿足使用要求或修建年代久遠不堪負重，必須進行拆除改建，這一類型的橋梁工程邊界復雜，數量多，拆除的難度非常大，而且關系到鐵路行車安全，本文對當前我國既有鐵路橋梁的非爆破拆除方法進行全面研究，即繩鋸法靜力切割技術。

一、繩鋸法靜力切割技術概述

繩鋸切割施工是一種先進的切割分離技術，專門針對混凝土結構的切割拆除。這種混凝土切割工藝過程是將帶有金剛石鋸齒的鋼線由油壓馬達帶動，進行切割時圍繞被切割物高速旋轉，切割機通過導向輪改變鋼線方向，切割混凝土可進行任意厚度、任意方位、任意角度的改變。在復雜、特殊、困難環境下該工藝可切割(如水下、狹窄空間等)，且可隨意控制切割件大小。繩鋸法對需保留部分無振動無損傷，屬靜力切割，對環境無破壞，操作安全性高，具備技術可靠性和穩定性。繩鋸切割法動力強勁，具有過載保護功能，已在技改和加固工程中廣為使用，提高了切割能力和勞動生產率。

采用繩割無損性拆除方案對保留結構安全性及保護下部地基具有重要意義，其技術關鍵在于施工過程中正確實施施工技術工藝和合理地安排施工工序，另一方面在一定的作業層面上，不但其施工效率高，而且操作人員可大大減少，有利于綜合經濟效益的提高。

二、工程概況

鄞東南沿山干河下穿框架橋中心里程位于北侖線K160+535，框架軸線與鐵路法線交角為10°,下穿鐵路過水橋采用矩形框架結構，頂進法施工?？蚣茌S向長度為8m，兩端各帶5m長的U形槽與框架主體同步頂進?？蚣軘嗝娌捎?孔11m孔徑的分離式框架，結構凈高5.7m，頂板、底板、外墻厚90cm，采用C40鋼筋混凝土。

施工時拆除鐵路K160+552處一孔既有框架過水橋，待拆除既有框架橋凈高5.5米，凈寬10.5米，底板厚度65厘米，頂板厚度55厘米，邊墻厚度90厘米?？蚣艿装逑聻?0厘米厚混凝土墊層。既有框架地基采用砂樁地基加固?？蚣軆蓚葹闈{砌片石橋臺，橋臺上部為鋼筋混凝土蓋板。

圖1施工前老橋

三、施工方案設計

傳統的鋼筋混凝土構件的拆除施工通常采用：人工錘鑿、機械錘打、風鎬、液壓破碎錘破碎、爆破等方法。以上方法將投入較大的勞動力及機械設備，施工速度較為緩慢，破碎質量不理想，而且對下部地基產生較大的擾動。

混凝土繩鋸靜力切割技術特點：低噪音、無污染，機械化程度高,操作人員數量少，無損性，比較適合鐵路既有線施工。

（一）、拆除總體思路

總體拆除思路為：先拆框架頂板，再拆東側邊墻；再拆除西側邊墻。

主要施工方法：附屬結構及護欄采用人工加機械拆卸；靜力切割框架，用吊機預提、吊裝下放至線路外實施破碎，切割物就地或轉運到指定場所進行破碎。

圖2采用D24便梁架空線路

框架拆除采用繩鋸法切割，即用繩鋸法靜力切割技術切割框架截面，然后吊裝破碎。在切割、吊裝時進行駐站防護和現場“一機一人”防護，為保障既有鐵路行車安全，每5分鐘與駐站聯絡員聯系，掌握列車通過情況。進行截面的切割，然后進行下吊、破碎，破碎混凝土運至指定地點堆放。全橋拆除施工流程見圖3。在整個拆除施工過程中，施工階段需要重點關注并采取相應安全防護措施的主要包括：預應力解除施工，翼板及護欄拆除施工，箱梁切割施工，其他重、難點工藝施工等。

（二）、拆除順序的確定

確定合適的拆除順序，分析待拆除橋梁的結構特點。選擇合適的施工機具及拆除方法，根據安全文明環保、費用、拆除順序、工期及現場實際情況，完成拆除工作。

框架橋拆除主要考慮剩余結構穩定性、分解后鐵路線路穩定性。初步設想為先拆框架頂板，再拆東側邊墻；再拆除西側邊墻，最后拆除底板。

框架拆除施工計劃作業時間

框架拆除主要施工機械

（三）、安全防護措施

a）切割前扒空框架頂所有道碴，確認舊框架與便梁已經完全分離，切割鏈條不能與便梁主梁有摩擦，保持有足夠的空間。安裝切割機械時應保證便梁在動載的作用下，也不會受到影響，作業人員戴好安全帽，穿好黃背心。 要多處派人監護，掌握砼塊的穩定情況，砼塊掉下時候的附近禁止站人。

b）在既有鐵路上空進行拆除時，安全防護人員應分工明確，并由專人指揮。鐵路防護人員必須為責任心強、具有安全生產知識、熟知防護方法、身體健康、經過培訓考試合格的職工。施工中，應嚴格按審定的拆除方案作業，隨時掌握拆除進度，監督施工人員執行各項安全規定，消除不安全因素，并保持與防護員之間的聯系。

c）項目經理為施工負責人，項目經理、施工把關人員、監督員到場方可作業，駐站聯絡員要時刻與工地防護員聯系，應每隔3—5分鐘聯絡一次，及時掌握工程進度和安全情況。如工地出現突發性事故，駐站聯絡員要及時果斷辦理區間封鎖手續，進行及時封鎖。施工負責人接到封鎖命令后及時進行封鎖防護，堅持“先防護，后處理的原則”，盡快組織搶修，開通線路。

d）工地防護員接到駐站聯絡員發出的預報、確報后，均應立即登記并通知現場作業人員。同時應加強警戒，注意了望，監視來車與工地情況。無論是開工、收工均應及時告知駐站聯絡員。

e）在橋面上架設臨時安全護欄、安全網等安全防護設施，在橋面嚴禁無關人員逗留，施工機具使用完后，及時撤離橋面。

（五）、繩鋸法靜力切割工藝原理

鋼筋混凝土切割是對混凝土構件利用繩鋸法需要拆除的部位將鋼筋混凝土切斷，不斷重復切割，直至該部位切透為止。與此同時，采用水冷卻，既是切割設備降溫需要又是降低噪聲、防粉塵的有效保證。

表1傳統分離拆除法與金剛石繩鋸切割拆除法比較

四、橋梁切割施工

切割施工采用了國內最先進的液壓金剛石繩鋸法靜力切割技術進行施工，來確?？焖?、環保、安全地拆除該既有橋梁工程。切割過程中的噪音和震動小，高速運動的金剛石繩索采用水冷卻進行冷卻，切割時能夠搜集處理出現的液體，無污染。

（一）、切割施工前準備工作

a）根據已確定的切割方式安裝繩索，按一定的順序將金剛石繩索纏繞在主動輪及輔助輪上；b）固定繩鋸機輔助腳架及繩鋸主腳架用M16化學錨栓固定；c）切割在切割前進行試轉和空轉金剛石繩鋸機，確定水源供應、設備運轉正常的情況下，方可進行切割。

（二）、切割施工操作及注意事項

a）在切割前，看是否用損壞和不能使用的情況，應認真檢查切割機的各個構件，如若發現，應立即更換；b）不能從鋒利的尖棱處開始切割，有困難可以手動使用金剛石串珠繩將棱角削圓或磨圓；c）用膨脹螺栓或粗鐵絲與箱梁相聯，切割機具就位后，固定，為了避免發生危險，嚴防機具工作時移位；d）只有在確認金剛石串珠繩能非常順利和只有在用手將金剛石串珠繩繃緊的活動時，才能啟動機器。機器啟動時要盡量緩步啟動；e）在切割時，必須在切割區域設置防護設施，在與切割片或切割鏈的一條直線上禁止任何人員站立，防止飛出的混凝土塊擊傷；f）經常精心檢查主動滑輪，是否在一條線上的轉動輪和整個切割平面。在長距離切割時，金剛石串珠繩的強度和所出現的微不足道的扭曲和偏差肯定會影響它的效率；g）切割時會產生磨削力，所產生粉塵再與水混合，并會磨損接頭,因此它的斷裂負荷之前就必須更換接頭,并且要適當地控制住接點；h）如果金剛石串珠繩正常拉斷，終端部分會受到撞擊，這部分繩不可避免地會產生變形，一定要換掉這一部分，因為這一段繩在切割工序中不能正常旋轉，并且帶來更多的薄弱點還會影響繩的其他部分；i）在切割時，切割人員要密切注意混凝土塊的變化情況，一旦發現有異?，F象，必須馬上停止切割，關閉切割機；j）切割和吊裝砼塊施工時，必須設以明顯標志，應和橋下施工錯開作業，橋下應有專人看守，防止墜物傷害；k）為了防止操作人員接近邊緣，護欄切割完后，在箱梁頂板邊緣50cm處設置通長的防護欄桿；切割時應隨時用水將橋面水泥漿清洗干凈，防止滑倒。

結束語

總之，通過本工程的實施，表明繩鋸法拆除既有橋梁施工作業速度快，切割件切口平直光滑，吊運方便、噪聲低、無震動、無粉塵、無廢氣污染，具備技術穩定性和可靠性。在今后的立交改造施工中，采用繩鋸法拆除既有鐵路橋梁，具有一定的推廣價值。

參考文獻

[1] 周水興．路橋施工計算手冊［M］．北京:人民交通出版社，2001:740－762．

[2] 王旺勸，向睿，周喜龍.反澆筑順序的節段切割法在舊橋拆除中的應用研究

[3] 《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土結構設計規范》（TB10002.3-2005）

[4] 楊學祥.老紅星橋拆除施工[J].橋梁建設,2010,(1):59-61.

[5]朱慈祥,周志飛.大跨徑混凝土連續梁橋拆除方法和技術探討[J].公路交通