绳锯法静力切割技术在桥梁结构拆除中的应用

绳锯法静力切割技术在桥梁结构拆除中的应用

梁彬

连云港市市政公用事业发展中心， 江苏 连云港 222000

摘要：传统的桥梁加固或改建拆除所采用的方法一般是爆破拆除、静态爆破拆除、机械破碎等方法。传统方法拆除的钢筋混凝土结构不但无法实现整齐分离截面，而且对下部基础产生较大的扰动，对后续的桥梁加固、改建施工造成一定的影响。本文介绍的绳锯静力切割技术，在桥梁拆除中能够实现整齐分离、无损切割，大大提高施工效率，缩短施工工期。

关键词：绳锯法；桥梁；拆除

随着我国经济社会的快速发展，以及部分交通基础设施建设年代久远，很多老旧道路、桥梁已不能满足日益增长的交通需求，对既有的桥梁进行加固或改扩建较为常见，如何安全、可靠地进行桥梁上部拆除成为需要解决的重点问题。以往桥梁拆除较多为机械暴力拆除，即采取机械破碎、推拉等方式将桥梁结构拆解推倒后吊装，部分大桥或特大桥采取爆破拆除等方法。常规方法拆除作业危险性大、对环境污染、居民生活等影响较大，在城区等安全、环保要求较高的地区往往不适用。绳锯法静力切割技术能够有效避免上述不利影响。

1、技术特点

绳锯法切割技术是一种先进的混凝土结构切割分离技术,这种混凝土切割工艺过程是由液压马达带动带有金刚石锯齿的钢线围绕切割物高速旋转进行切割,切割机通过导向轮改变钢线方向,可进行任意方位、任意厚度、任意角度的切割混凝土。该工艺可在复杂特殊、困难环境下切割(如狭窄空间、水下等),且切割件大小可随意控制,施工作业速度快,切割件切口平直光滑,吊运方便、噪音低、无振动、无粉尘、无废气污染,符合环保要求。特别是对超大体积的混凝土结构拆除,绳锯切割法具有其他任何方法都无法相比较的技术优势。绳锯法属静力切割,对需保留部分无损伤,操作安全性高,对环境无破坏,具备技术稳定性,动力强劲,提高了切割能力和劳动生产率,已在改建和加固工程中广为使用。

2、工作原理

金刚石绳索在液压马达带动下绕切割面高速运动研磨切制体,完成切制工作。由于采用金刚石作研磨材料,所以可以切割分离钢筋混凝土、石材等坚硬物体。切割是在液压马达带动下进行的,液压泵运转平稳,并且可以通过高压油管远距离控制液压马达,所以切割过程中的震动和噪音很小，被切割体能在平稳的情况下被静态分离。切割过程中高速运转的金刚石绳索,采用水冷却并将研磨碎屑带走,产生的循环水可以收集重复利用间。

3、工艺流程

采用绳锯法拆除既有桥梁，首先要根据现场起吊能力、场地情况等进行划分分块切割线,沿着桥梁横向、纵向分别划出若干条切割线,在每个梁体块上钻设吊装孔和吊装筋，然后进行分块切割。

图1  工艺流程图

施工准备

图1  工艺流程图

4、施工准备

4.1.设备及工作人员到位，保证机具处于良好状态，以及备好符合标准的电源和充足的水源。
    4.1拆除之前要首先熟悉被拆桥梁的设计图纸，弄清桥梁结构情况、水电及设备管道埋设情况。对施工员进行安全施工技术交底，加强安全意识；落实一线工人安全防护措施并且组织学习安全操作规程。

4.3做好防护设施，工地周围设置围挡，设置好安全警示标志，在靠近行车通道的一侧及桥下用安全网做好防护，防止混凝土块掉落到行驶的道路上或通航河道里，并派专人负责观察过程车辆的通行及安全事项。

4.4测放切割线，按施工组织设计规划先后切割及吊装次序，保证施工有序进行，被拆除的构件应有安全的放置场所。

5、施工要点

5.1固定绳锯机及导向轮

用M16化学锚栓固定绳锯主脚架及辅助脚架，导向轮安装一定要稳定，且轮的边缘一定要和穿绳孔的中心线对准，以确保切割面的有效切割速度，严格执行安装精度要求。

5.2安装绳索

根据确定的切割形式将金刚石绳索按一定的顺序缠绕在主动轮及辅助轮上，注意绳子的方向应和主动轮驱动方向一致。

5.3操作系统的连接及安全防护技术措施

根据现场情况，水、电、机械设备等相关管路的连接应正确规范、相对集中，走线摆放严格执行安全操作规程，以防机多、人多，辅助设备、材料乱摆、乱放，造成事故隐患。绳索切割过程中，绳子运动的方向的前面一定用安全防护拦防护，并在一定区域内设安全标志，严禁非施工人员进入施工作业区域。加强施工吊装作业安全管理，对施工机具或设备进行全面的安全检查，检查合格后方可投入使用；安排专人统一指挥吊装作业，其他人不得干预；构件吊装之前，必须进行技术、安全交底，分工明确，职责分明；大风或大雨等恶劣天气，应停止吊装作业；严格执行(十不吊)原则。

5.4切割工艺

5.4.1切割

启动电动马达，通过控制盘调整主动轮提升张力，保证金刚石绳适当绷紧，供应循环冷却水，再启动另一个电动马达，驱动主动轮带动金刚石绳索回转切割。切割过程中必须密切观察机座的稳定性，随时调整导向轮的偏移，以确保切割绳在同一个平面内。

5.4.2切割参数的选择

切割过程中通过操作控制盘调整切割参数，确保金刚石绳运转线速度在20m/s-25m/s左右，切割过程中应提供足够的冲洗液量，以保证对金刚石绳的冷却，并把磨削下来的粉屑带走。切割操作做到速度稳定，参数稳定、设备稳定。

6、注意事项

6.1切割方向

在金刚石绳锯的每个卡子上都有明确的箭头标识，也可通过金刚石绳锯本身的串珠来识别。串珠基体长的是尾部，短的是前端，因此短的前端就是弹簧金刚石绳锯的切割方向。在使用中，需正确的区分金刚石绳锯的使用方向，按箭头方向前进，不可反方向切割，避免串珠前后端产生锥度，保证金刚石绳锯的正常使用。

6.2绳锯的连接

金刚石绳锯使用前须连接一个闭合的循环。其操作方法及步骤为：

（1）两头裸露钢丝绳长度：接头长度。

（2）将两头裸露钢丝绳插入钢质接头，接头和相邻的串珠应无缝隙。

（3）采用金刚石绳锯专用液压钳，将接头扣压紧。扣压时，先将接头中部置于液压钳内扣压，每转动90°扣压一次；然后将接头两端置于液压钳中依次扣压，最后，再将接头中部再次置于液压中扣压。

（4）扣压后检查接头，用角磨机等将飞边和毛刺去除干净。

6.3作业人员必须配备相应的劳动保护用品，并应正确使用。进入施工现场的人员，必须配戴安全帽。凡在2m及2m以上高处作业无可靠防护设施时，必须使用安全带。在施工场所设置相关的安全标志，应按照现行国家标准《安全标志》GB2894规定执行。当日拆除施工结束后，机械设备应集中存放，专人负责看管。

7、应用案例

7.1工程概况

连云港市区某跨河桥梁，5×13m简支预应力混凝土空心板梁桥，桥面宽度 50.5m，三幅，横向布置为：4.25m（人行道和栏杆）+6.0m（非机动车道）+3.0m（侧分带）+24.0m（机动车道）+3.0m（侧分带）+6.0m（非机动车道）+4.25m（人行道和栏杆）。在桥梁结构定期检查中，预应力梁板产生裂缝且部分裂缝宽度超过规范要求被评定为D级桥-不合格级，需进行加固处理，同时改建拓宽中幅桥桥面宽度至29.5米。

本次拆除老桥工程量包括：拆除侧分带2道、拆除中幅桥的桥面铺装1850㎡、板梁120片、搭板2处、盖梁6座和慢车道支座更换360块。

7.2投入的主要机械设备

本工程位于连云港市主城区，桥梁上部结构为梁板，采用常规吊装拆除，因需要保留原有桥墩，采用常规拆除方式难以保证结构的安全性能，拆除产生的建筑垃圾容易造成河道淤堵，影响汛期泄洪能力，拆除产生的粉尘、噪声、振动等将会严重影响周边居民的生活。基于上述原因，本工程采用绳锯法静力切割技术，在对盖梁进行肢解分块拆除。施工主要机械设备见表1。

表1  主要机械设备一览表

7.3效果分析

本工程施工全过程处于安全、稳定、快速的可控状态，有效保证桥墩立柱的结构稳定安全，且环境污染小、作业速度快，减少人工、材料、机械等费用。桥梁拆除工作比原计划提前12天完成，节约费用约9万元，整个桥梁建设工期缩短近1个月，较大限度减少对市民交通出行的影响，经济效益与社会效益显著。

图2  绳锯法静力切割拆除桥梁上部结构现场

8、结语

通过本工程的实施，进一步表明绳锯法静力切割技术在既有桥梁拆除中的应用，能够显著提升桥梁拆除效率，噪音低、无振动、无粉尘、无废气污染，能够满足当前环保要求，对周边居民生活影响较小，且能够保证对需要保留的结构物结构安全，操作安全性高。在今后城市桥梁或其他混凝土构筑物拆除中，具有一定的推广价值。

参考文献

[1]邵卫红.旧桥拆除施工技术研究[J].华东公路，2017，（4）.

[2]徐猛.旧桥拆除绳锯切割技术[J].中国高新科技，2018，(30).

作者简介：梁彬（1982.11-），男，江苏睢宁人，长安大学桥梁与隧道工程专业硕士研究生毕业，现工作于连云港市市政公用事业发展中心，从事工程管理工作。