龙东大道老桥拆除技术方案与固废处理研究

龙东大道老桥拆除技术方案与固废处理研究

乔丰

上海建工集团股份有限公司上海 200080

摘要：老桥拆除重建是当前路网更新过程中不可避免的一环。依托龙东大道改建工程，简要介绍唐陆公路跨线桥、外环立交匝道及曹家沟地面桥的拆除技术方案，将老桥拆旧后的混凝土、沥青等废弃物进行回收再生利用研究，将再生物用于后续施工过程中，以达到降本增效的作用。

关键词：老桥拆除；实体工程；废弃材料；再生利用

前言

当前国内道路网基本已建设完成，新增公路里程较少，反而是早期建设完成的道路出现损坏，甚至无法使用。且考虑到城市化进程，部分市政道路也需重新规划建设。结果就是，近年来道路的养护、翻新、改造里程大幅度上升。在这一过程中，不可避免会涉及到老桥、立交桥等得拆除重建工作。如何设计合理的、符合老桥状态以及周边地理环境的拆除技术方案，是必须考虑与计划的一环。另外，还需科学处置拆除后产生的固体废弃物，一方面不破坏生态环境，另一方面不可造成资源浪费，这都是需要研究的。

1 工程概况

唐陆公路跨线桥横跨龙东大道主线，与新建龙东大道主线高架相碰，因此，需先进行唐陆公路跨线桥拆除施工，见图1。老桥设计荷载汽车-20t，挂车-120t。桥梁总长368米，其中板梁结构299米，桥梁宽度9.5m，共14跨，全部为预应力混凝土空心板梁，其中跨龙东大道路口处4跨有人行天桥为12片板梁，其余每跨为8片板梁。唐陆公路跨线桥设计1~13号共13个桥墩，0、14号2个桥台。其中1~6号、12、13号采用独柱墩，矩形墩柱1.5×1.2m，7~11号采用双柱墩，矩形墩柱1.2×1.0m。0、14号桥台采用钢筋混凝土轻型桥台。桩基全部采用钻孔灌注桩。

图1 唐陆公路跨线桥平面示意图

龙东大道外环立交匝道位于上海市浦东新区唐镇，主要作用为沟通外环立交与龙东大道地面道路。本工程匝道均位于浦东新区龙东大道与S20（外环线）相交的两侧，见图2。匝道桥梁结构大部为预应力混凝土空心板梁，局部接坡段为现浇混凝土板梁，NE匝道、ES匝道桥梁结构为单孔箱梁。单柱尺寸为1.5m*1.2m，双柱为1.2m*1m。箱梁段单柱为1.4m*1.4m，双柱为1.2m*1m。南侧乡村小道为3跨。

曹家沟桥于龙东大道跨越曹家沟河位于唐陆路东侧约200米处，见图3。曹家沟桥梁采用预应力混凝土空心板梁分三跨。20m+22m+20m，桥墩中间两座分设于曹家沟河两侧（于水中）。桥总宽约50m，总计约3500㎡。桩基全部采用400*400方桩。

图2匝道跨线桥平面示意图

图3曹家沟桥平面布置图

2 拆除原则与技术方案

2.1拆除总体原则

唐陆公路跨线桥的拆除拟分为二个施工段同时展开施工。 其中施工段一在围挡范围内，施工难度较小。施工段二为跨地面道路段，拆除施工时需保证下方龙东大道地面道路交通畅通，施工难度较大，见图4.

老桥拆除原则如下：

（1）保证龙东大道主线和唐陆路的交通畅通；

（2）在施工围挡范围内且不跨河不跨地面道路的匝道桥采取小型镐头机配合风镐清凿桥面铺装、板梁铰缝及伸缩缝然后大型镐头机直接打碎板梁、盖梁、立柱的方法。建筑废料就地利用，进行场地平整；

（3）对于跨越地面道路和河流的匝道桥采取切割防撞墙后整体吊除，镐头机清凿桥面铺装、板梁铰缝及伸缩缝，夜间局部占路用汽车吊掉除板梁、盖梁、立柱。现场装车，运往废料集中回收处。

图4唐陆公路跨线桥施工段划分

外环立交拆除施工拟按照外环线与龙东大道“十”字自然分割划分为施工区域1、2、3、4四个区域，见图5，同时开始施工，为保证外环立交通车时间由北向南依次拆除。

图5 外环立交桥施工区划分

曹家沟桥的拆除拟分为二个阶段进行施工。第一个阶段拆除北半幅老桥，南半幅老桥继续保持通车，第二阶段待北半幅新桥建成通车后，南半幅老桥拆除施工。

匝道拆除原则如下：

（1）保证龙东大道主线和曹家沟地面桥段的交通畅通。

（2）在施工围挡范围内不跨地面道路的匝道采用镐头机直接破碎板梁、盖梁、立柱的方法。建筑废料就地利用。

（3）对于跨越地面道路的匝道，采用切割，防撞墙，板梁缝，盖梁柱后、分块分片采用汽车吊吊除施工。镐头机凿除桥面铺装层，在夜间局部占路用汽车吊吊除板梁，盖板，立柱，现场装车运往废料集中回收处。

各施工段划分见图6所示。

图6 匝道施工段划分

2.2拆除流程

施工工艺流程：桥面附属拆除→梁体拆除→盖梁拆除→墩柱拆除。

2.3拆除技术方案

拆除技术方案基本可分为：施工准备—沥青铺装层和防撞墙拆除—桥面砼铺装层拆除—铰缝拆除—空心板梁拆除—下部结构拆除。具体拆除方案如下。

（1）沥青铺装层和防撞墙拆除

为保证刨铣质量和进度，本次沥青路面铣刨配备徐工XM130型铣刨机，最大铣刨宽度13.2m，最大铣刨深度31.5cm，工作效率高，满足施工要求。对整个路段的铣刨，刨铣深度以到混凝土铺装层为准，由于是铲除性刨铣，工艺较为简单，工艺流程为:路面清障—设备进场及调试--铣刨机铣刨—废料运输—清扫余渣，见图7。

图7路面层刨除后效果

防撞墙拆除时，工艺流程为：切割分段—钻孔—切割—吊装。切割前防撞墙按5米一段分块，做好分块标记。并在每个分块段标出吊装孔和工艺孔位置，见图8。在各切割段在沿防撞墙内边底部，在板梁上用开孔器垂直钻2个Φ110mm吊装孔，和1个Φ110mm的横向分段切割工艺孔。防撞墙切割分两步进行：首先对防撞墙的横向端面进行切割，见图9。待两端横向切割完毕后再纵向切割。纵向切割防撞墙下板梁，将钢丝绳从吊装孔里穿过绕住防撞墙，吊机收紧钢丝绳，随后沿防撞墙根部纵向切割板梁翼板，使防撞墙与桥面分离后吊离。吊装时汽车吊站在桥上。

图8防撞墙纵向切割示意图

图9 防撞墙横向切割示意图

（2）桥面砼铺装层拆除

桥面铺装拆除采用2台小松60型小型镐头进行破碎拆除作业，采取一次性拆除整幅引桥桥梁桥面铺装的施工方式。

桥面铺装拆除过程中，用小型农用车配合进行砼碎块的运输，砼碎块临时堆放的引桥端桥头引坡上，再集中外运进行回收处理。

唐陆路跨线桥6#~14#桥面铺装层与空心板梁梁体一起吊出，拆除方式参见空心板梁拆除切割部分。

（3）铰缝拆除

拆除板梁铰缝采用小型挖机配合人工风镐拆除，采取一次性拆除整幅引桥桥梁铰缝的施工方式，但是需注意，桥梁两侧板梁之间的铰缝需在该跨板梁吊装前进行拆除，保证桥梁整体稳定性。

小型镐头机及人工风镐拆除桥面铺装层为目前国内较为普通采用的作业方法，方法简单，工艺流程为：施工准备—凿除铰缝范围内铺装砼—切断铺装网片及铰缝钢筋—清理剩余铺装及铰缝砼—垃圾清理。

（4）空心板梁拆除

空心板梁拆除分为凿除部分和吊装部分。凿除部分老桥采用原地镐头机凿除的工艺，见图10。

图10镐头机凿除现场

针对无法凿除部分，如唐陆路老桥跨7号河的1#~2#跨出下方有一条不通航的河道七号河，现场凿除会掉入河道中，则采用单片空心板梁整体直接吊离河道进行破除的工艺进行拆除。在进行吊装时，针对不同工况应进行详细的吊装验算。

（5）下部结构拆除

本工程所有下部结构：包括盖梁、桥台、墩柱均位于陆上，除部分部位（唐陆路老桥7#~14#桥墩及盖梁，跨龙东大道NS匝道12#墩，11#墩WN匝道4墩桥墩及盖梁），其余拟采用镐头机或切割机进行拆除。

3固体废弃物处置研究

对于在道路翻新、老桥拆除过程中产生的废弃沥青、废弃沥青混凝土以及废弃水泥混凝土，如直接进行丢弃、堆积或者填埋，将对环境造成严重的污染，同时上述废弃道路资源仍存在可利用价值，这也会造成极大的资源浪费。故而在2012年与2016年，交通运输部分别指出了在“十二五”时期与“十三五”时期针对废旧路面材料的分类回收与循环利用指标^{[1, 2]}。在2021年，国家发展改革委、科技部等十部委也提出了“十四五”期间对于大宗固体废弃物综合利用的指导意见^[3]，在资源回收规模与资源再利用效率两方面进行提升。另外考虑到当前我国原油储量较低，石油沥青材料仍然依靠进口的现状，对于废弃道路资源也应重点利用。

3.1废弃水泥混凝土处置研究

对于在拆除过程中产生的废弃水泥混凝土，主要有直接处置以及间接再生两种方式。

直接处置则是将破碎的混凝土块用于施工现场的铺设。例如，在唐陆公路跨线桥拆除施工过程中，在位于施工围挡范围内且不跨河的0#~1#，2#~7#，共计6跨老桥采用原地镐头机凿除的工艺，大的混凝土块现场打碎，用于施工期间内施工便道的铺设和场地平整。

间接处置则是将废弃水泥混凝土块进行回收处理，进行再生利用。再利用的废弃水泥混凝土主要可用于道路建设过程中的土方平衡、地基施工，与道路边坡、排水沟等道路防护工程施工。在这一过程中，则需要对其进行再处理。处理的步骤一般包括控制粒径与重配比两个方面。结合废弃水泥混凝土本身的强度与性质，以及面向不同使用情况的性能需求，首先使用特定机械对废弃水泥混凝土进行粉碎和筛选以控制粒径，而后依据规范建议以及具体的现场施工经验，选用水泥、粉煤灰等材料，基于合适的配合比，重配比为可使用的再生水泥混凝土料。

3.2废弃沥青混凝土处置研究

受限于石油资源储备，针对废弃沥青混凝土的综合回收利用更受全球各国研究与工程人员的重视。从1920年至今，美国、欧洲及日本等国家在废弃沥青混凝土资源上的循环再利用已较为成熟，包含一整套系统的再利用体系配合相关的标准化设备与配套制定的技术规范。我国在这方面的研究晚于发达国家，特别是改革开放后，我国经济高速发展，基础设施建设全面铺开，新建高速公路里程快速增长，与此同时，对于废弃道路资源的再生利用并不受重视。直到近年来，全国公路网基本建设完成，养护里程急速上升，前期建造的道路与老桥进入翻新、拆除阶段。再受到石油资源的影响，废弃沥青混凝土的再生利用开始受到高度重视。

废弃沥青混凝土再生利用后得到的路面材料一般可用于等级不高的道路建设，地基、基层、面层等位置可视情况使用。废弃沥青混凝土再生的工艺大致有四种。其中现场热再生与现场冷再生均在施工现场进行。现场铣刨下的废弃沥青混凝土，通过加热、翻松及拌合等程序，实现热再生。冷再生则需使用专业的冷再生设备对废弃沥青进行处理，无需加热，常温拌合、碾压后实现冷再生。厂拌热再生与厂拌冷再生则需将施工现场铣刨下的废旧沥青混凝土回收运送至工厂，之后再使用机械进行破碎与筛分，基于集料配合比与油石比，热再生则加入一定量的新沥青进行加热拌合，得到符合标准的沥青混凝土；冷再生则加入一定比例的集料进行常温拌合。

除了通过上述工艺将废旧沥青混凝土进行回收利用的方法，目前也有存在其他一些处理方式。例如将废弃沥青混凝土堆积在特定场所，使用防渗膜、砂土等做好防渗防老化工作，以后在农村公路的建设中可随时取用；或者对于少量的废弃沥青路面可先使用防渗膜进行包裹后，在进行掩埋，之后使用机械进行压实。

4结语

随着社会发展，道路建设进入养护、翻新与改造阶段，在这一过程中不可避免会涉及到老桥拆除。针对老桥拆除，一方面应依据规范建立标准化流程，施工过程符合各项要求，另一方面要一桥一议，不可生搬硬套，要设计符合桥本身的拆除技术方案。针对拆除后产生的固体废弃物，不可随意丢弃，应进行废弃材料的综合回收利用，再生材料可达到符合工程标准、降低整体建设成本以及保护环境三方面的要求。

参考文献

[1] 交通运输部. 交通运输部关于加快推进公路路面材料循环利用工作的指导意见[EB/OL]. https://xxgk.mot.gov.cn/2020/jigou/glj/202006/t20200623_3312813.html.

[2] 交通运输部. 交通运输部关于印发“十三五”公路养护管理发展纲要的通知[EB/OL]. https://xxgk.mot.gov.cn/2020/jigou/glj/202006/t20200623_3312550.html.

[3] 国家发展和改革委员会. 关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见[EB/OL]. https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/202103/t20210324_1270286.html.

作者简介：乔丰（1979年3月-），男，高级工程师，一级建造师（市政）。