在桥梁拆除工程中,切割施工方法需根据桥梁结构类型(如混凝土梁桥、钢桥、组合结构桥)、周边环境(如邻近居民区、运营中的交通线路)及拆除精度要求选择。以下是常见的桥梁切割拆除施工方法,按技术原理分类详述:
一、机械切割法(主流技术)
1. 绳锯切割法
原理:通过金刚石串珠绳(高速循环运动)与混凝土摩擦切割,配合液压动力站驱动,可切割大尺寸、复杂形状的构件(如箱梁、桥墩)。
适用场景:
大体积混凝土构件(单跨梁体重量>50 吨)、弧形 / 变截面结构(如异形桥墩、拱肋);
需控制切割精度(误差≤5mm)及低振动的场景(如邻近运营地铁、古建筑)。
优点:
切割深度大(单次可切 1-2 米厚混凝土),可水平、垂直、倾斜多角度作业;
振动小(振动值<0.1g)、噪音低(<85dB),对保留结构无损伤。
缺点:设备成本高(单套绳锯机约 50-100 万元),前期定位放线耗时较长。
2. 碟锯(圆盘锯)切割法
原理:利用直径 1-3 米的金刚石锯片(固定在液压切割机上)旋转切割,适用于薄壁构件或规则平面切割。
适用场景:
桥梁翼缘板、护栏、湿接缝等薄板切割(厚度≤60cm);
直线切割需求(如将整跨梁体分割为若干块)。
优点:切割面平整(粗糙度≤2mm),效率较高(切割速度约 0.5-1m²/h);
缺点:受锯片直径限制,切割深度较浅,需频繁调整设备位置。
3. 链锯切割法
原理:金刚石链条(类似伐木链锯)由液压马达驱动,适用于狭窄空间或不规则界面切割。
适用场景:
桥墩与承台连接处、盖梁局部拆除(作业空间<1.5 米);
临时支撑结构(如贝雷梁)的快速切割解体。
优点:设备轻便(单台重量约 50kg),可人工搬运至高空或狭小区域;
缺点:链条易磨损(每切割 10 米需更换),切割精度一般(误差 ±10mm)。
二、爆破切割法(传统方法,现逐步受限)
原理:在混凝土构件预设爆破孔,装填炸药后控制爆破能量,使构件按预定切口断裂。
适用场景:
无环境敏感点的空旷区域(如郊区公路桥、废弃铁路桥);
需快速拆除的低高度桥梁(梁底距地面<10 米,便于防护)。
优点:单次作业可拆除大面积构件(如整跨 30 米 T 梁),成本低(约为机械切割的 1/3);
缺点:
振动强烈(振动值>1g)、噪音大(>120dB),易引发周边建筑物开裂;
需严格审批(需向公安部门申请爆破作业许可证),粉尘污染严重(PM10 浓度可达 50mg/m³)。
三、液压破碎法(辅助切割技术)
1. 液压破碎锤(炮头机)
原理:利用液压锤高频冲击(频率 10-20Hz)破碎混凝土,配合人工凿除完成切割。
适用场景:
混凝土强度≤C30 的小型桥梁(如跨径<15 米的板梁桥);
已预切缝构件的二次解体(如将绳锯切割后的梁块进一步破碎)。
优点:设备普及度高,可灵活调整破碎力度;
缺点:振动较大(易导致相邻钢筋松动),破碎精度差(需预留 10cm 人工修凿余量)。
2. 液压分裂机
原理:通过液压油缸将楔形块压入预钻的分裂孔,利用张力使混凝土沿预设面裂开。
适用场景:
需保护周边结构的精细拆除(如保留桥墩主筋时切割梁体);
文物桥梁拆除(避免损伤可再利用的石材、旧混凝土)。
优点:无振动、无噪音,分裂方向可控(误差 ±5mm);
缺点:需预先钻孔(孔距 30-50cm),效率较低(单分裂面耗时 30 分钟)。
四、特种切割技术(特殊场景应用)
1. 水刀切割法
原理:高压水(压力≥200MPa)混合磨料(如石榴石)喷射切割,适用于钢 - 混凝土组合结构。
适用场景:
钢箱梁内部混凝土填充层拆除(避免损伤钢腹板);
超薄构件切割(如 10-30mm 厚钢混叠合板)。
优点:无热影响区,切割面光滑(粗糙度≤0.5mm);
缺点:设备昂贵(单套超 200 万元),耗水量大(每小时用水 500L)。
2. 静态破碎法(化学切割)
原理:在混凝土钻孔中填入静态破碎剂(主要成分为氧化钙),遇水膨胀产生压力(约 30-50MPa)使混凝土开裂。
适用场景:
居民区、学校周边桥梁拆除(需严格控制噪音振动,如夜间施工);
精密仪器附近桥梁(如邻近监测站、实验室)。
优点:无噪音、无粉尘,施工安全(无需爆破许可);
缺点:破碎时间长(常温下需 8-24 小时),受温度影响大(低于 5℃需加热保温)。
五、施工流程与关键控制点
1. 通用施工流程
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施工准备(方案审批、设备调试)→ 定位放线(标记切割线,误差≤2cm)→
预处理(凿除保护层、暴露钢筋,切断预应力钢束)→ 切割作业(按分块方案逐段切割)→
吊运拆除(单块重量≤起重设备额定荷载80%,如50吨汽车吊单次吊运≤40吨)→
废弃物处理(混凝土块破碎筛分,钢筋回收)
2. 安全环保要点
粉尘控制:切割时同步喷水降尘(水压≥0.3MPa),配备移动式除尘设备(除尘效率≥95%);
噪音管控:夜间施工噪音≤55dB,距居民区<50 米时采用隔音围挡(降噪量≥20dB);
结构保护:对保留构件粘贴应变片监测振动,切割面距保留钢筋≥5cm,避免热损伤。
六、方法选择依据
结构类型:
混凝土桥梁优先机械切割(绳锯 / 碟锯),钢桥可采用链锯 + 火焰切割(切割钢材);
预应力桥梁需先释放预应力(切割前切断钢束并锚固),避免突然断裂。
环境限制:
邻近运营地铁(安全距离<10 米)必须用静态破碎或绳锯切割(振动加速度<0.05g);
通航河道桥梁切割时,需设置警戒浮标并报海事部门批准(如珠江主航道作业需提前 72 小时备案)。
经济性:
小跨度桥梁(<20 米)采用液压破碎 + 人工凿除(综合成本约 800 元 / 立方米);
大跨度桥梁(>50 米)分块绳锯切割(成本约 2000 元 / 立方米,但效率提升 3 倍)。
桥梁切割拆除方法的选择需平衡安全、效率、环保与成本:
高精度需求场景(如保留结构紧邻切割面)首选绳锯切割 + 静态破碎;
开阔无敏感环境可采用爆破法 + 液压破碎提高效率;
特殊材料或精细拆除(如钢混组合结构、文物桥梁)推荐水刀切割 + 液压分裂机。
施工前需通过BIM 建模模拟切割分块(如将 30 米箱梁划分为 5 块 6 米节段,单块重量≤30 吨),并制定应急预案(如临时支撑失稳时的千斤顶顶撑方案),确保拆除过程可控。