随着我国高速公路建设的飞速发展，截至2020年底，高速公路总里程已达16万km。因施工质量缺陷、超载、老化、规划调整等原因，越来越多的桥梁需拆除改建，桥梁拆除安全事故时有发生。根据相关事故研究发现，绝大部分拆除事故源于拆除工艺选择不当，对拆除施工安全技术风险理解不深入、不全面，风险识别和安全措施不到位。

拆除桥梁和新建桥梁互为逆向过程，施工工艺、安全措施有共同之处，但安全风险的产生机理和表现形式又有所不同。为避免拆除工程中发生安全事故，须理清桥梁拆除原因、拆除特点、待拆桥梁的结构类型和力学特性，从技术安全的角度，系统、全面地认识桥梁拆除安全风险来源，据此分析待拆桥梁存在的安全风险，设计可靠、适用的拆除方案，保障拆除工程顺利实施。

1 桥梁拆除原因

桥梁拆除原因主要有：建设标准落后，设计或施工缺陷，规划调整，达到设计年限的老旧危桥拆除，因超限、超载导致桥梁结构损坏，应急抢险拆除。

2 桥梁拆除的特点

1)施工环境更复杂

相比新建桥梁，一般旧桥拆除施工环境更复杂，如城市高架桥梁拆除存在边通车边拆除施工，旱地施工桥梁水上拆除，后建上跨、下穿结构物或临近结构物等导致拆除设备站位困难，桥梁附属管线和邻近管线的改迁、保护等情况。由于环境改变产生交通、航道、邻近结构保护、环境保护等问题，桥梁拆除施工需兼顾的安全风险因素更多、更复杂。

2)拆除工艺多样性

桥梁自身结构形式多样，且所处环境各不相同，导致拆除工艺复杂多样。桥梁拆除可理解为新建过程的逆向实施，施工工艺和新建桥梁有相似性，又有不同点。

3)行业管理不规范

目前国内仍处于建设大潮期；桥梁拆除从业人员经验不足；行业监管不及新建桥梁成熟。拆除施工属于特种作业资质，一般由总包单位专业分包实施，由于拆除工艺的多样性，专业分包单位的施工能力和经验欠缺，且经验不等同于技术。因此，涉及旧桥拆除施工时，建设、施工单位须重视拆除工艺、方案审批流程和现场实施的管控。

4)桥梁自身承载力不确定性导致桥梁结构存在安全风险

桥梁拆除原因如下：结构物存在严重缺陷，已不满足使用条件；因建造年代久远，材料性能已达到设计年限；因设计、施工原因形成内在缺陷，桥梁结构承载力存在不确定性。因此，桥梁结构自身承载力不能满足拆除工况是拆除的主要安全风险来源。

5)桥梁体系转换过程的安全风险

结构体系转换是指桥梁结构的支承关系发生改变，内部应力重新分配的过程。不同桥梁类型、拆除工艺对桥梁结构体系转换形式具有较大影响，拆除方案对体系转换风险识别不明、措施不到位时，极易发生重大安全事故。

3 桥梁拆除工艺

拆除工艺按施工场地可分为原位拆除、原位肢解异位破除；按拆除方式总体上可分为爆破拆除、机械破碎拆除、静力切割拆除和多方式配合拆除。因此，旧桥拆除工艺总体分为4种：①原位机械破碎；②原位爆破+机械破碎；③静力切割+吊装+异位机械破碎；④静力切割+平移+异位机械破碎。

3.1 机械破碎

机械破碎采用镐头机、液压剪或其他机械破碎工具将钢筋混凝土直接破碎,可单独采用，也可与其他拆除工艺配合，是其他桥梁拆除工艺的最终破碎方式。

机械破碎是最简单、直接、效率最高的桥梁拆除方式，安全风险相对其他拆除工艺最低，适用于高度小于破碎设备工作区间、凿除设备有摆位空间的地面桥梁。

凿除过程中，随着混凝土被破坏，梁体混凝土产生破坏变形释放预应力，因此，机械破碎拆除可不考虑预应力放张，主要的安全风险体现在机械伤害、物体打击、管线不明或保护不善引起的触电等。

3.2 爆破拆除

爆破拆除适用于周边环境简单、不涉及周边建筑安全、环保要求低的环境，且桥梁高度大，机械凿除不适用的桥梁；桥梁本身存在巨大质量隐患，因桥梁自身受力特性，无法采用其他工艺拆除的桥梁。

爆破拆除的安全风险主要体现在钻孔高空作业、民爆物品管理、爆破安全风险、爆破不完全造成的二次拆除安全风险。

3.3 静力切割

静力切割一般采用碟锯、绳锯进行混凝土切割。静力切割的安全风险主要体现在机械伤害、物体打击及湿滑工作环境易导致的触电、高处坠落等。

静力切割是混凝土肢解的一种物理方式，需和其他工艺配合实施。根据所处环境、桥梁结构形式的不同，所涉及工艺包含支撑架切割法、悬臂法、缆索扣挂法、拆桥机(架桥机)法等，切割完成后进行横移或吊装移位破除。

3.3.1 支撑架切割法

支撑架切割法采用地面临时支架作为支撑，然后切割梁体，分块吊装或平移，再移位破除。适用于高度较低且受制于环境因素无法采用机械破碎的地面桥梁，较机械破碎施工工期更长。

3.3.2 悬臂法

悬臂法利用桥梁自身体系承重，配合桥面起重机、浮式起重机等设备，在悬臂状态下对称分段切割解体。适用于水上、峡谷环境的连续梁、连续刚构、斜拉桥拆除。

3.3.3 缆索扣挂法

缆索扣挂法采用索塔、临时扣塔等将桥梁结构扣挂拉结进行体系转换，分段锯切成块后，配合缆索起重机、拱上起重机或浮式起重机进行拆除。适用于水上、峡谷环境的拱桥、斜腿刚构桥等具有水平推力的桥梁结构拆除。

3.3.4 拆桥机法

拆桥机法利用拆桥机(架桥机)承受桥梁结构分块荷载，将单跨整体或切割分块的梁体吊转至运输位置。可采用整体吊装、纵向分块或横向分块3种方式，适用于预制梁、桥宽和跨度较小的现浇梁。

静力切割拆除配合的工艺非常多，普遍适用于桥梁高度高、跨度大、跨江跨河的特大型桥梁。由于施工环境差异性大，工艺复杂，涉及多种不同类型的临时结构及汽车式起重机、履带式起重机、架桥机、浮式起重机、缆索起重机等不同设备，安全风险覆盖面非常广。

4 桥梁拆除危险因素分析与措施

针对桥梁拆除环境差异，设备、工艺多样化的特点，本文仅对桥梁拆除特有性危险因素进行归纳分类，施工作业过程的高坠、触电等常规安全风险和爆破、船舶、水上作业等针对性特别强的安全风险未纳入其中，实际施工时需针对性识别。

4.1 环境安全风险

桥梁拆除环境安全风险包含对环境条件施工产生的安全风险和施工过程给周边环境带来的安全风险，主要有边通车边施工，上跨、下穿桥梁拆除，涉水施工，涉铁施工，开放区域拆除施工，周边管线及其他邻近建(构)筑物影响等。

4.2 车辆伤害

原位破除时机械设备较多，特别是针对跨路桥梁拆除，一般有上百台设备要在短时间内进场、作业、运输、转场，大量设备密集情况下极易导致人员车辆损伤事故发生。

4.3 切割安全风险

静力切割的安全风险主要包含锯切环境带水、电缆破损导致触电，锯切设备造成的物体打击、机械伤害和锯切冲击对临时结构产生冲击荷载。

4.4 临时结构安全风险

临时结构包含支撑架、悬臂吊架、缆索吊架等临时支撑结构，施工时，应根据实际施工工艺和临时结构特点，深入分析具体临时结构存在的安全风险。

拆除临时结构与现浇临时结构有所不同，现浇临时结构是缓慢加载逐步沉降，临时结构与梁体的密贴程度亦和现浇不同，拆除时桥梁会存在冲击荷载、集中荷载和偏载，因此，在临时结构设计时，应取足够的安全系数，现场应严格按照方案施工。

4.5 吊装安全风险

桥梁拆除吊装风险主要体现在吊装冲击、吊装重量与计算不符、超负荷吊装、吊装设备自身安全风险及吊装行为不规范导致的安全风险。

1)吊装冲击

变截面梁切割时，吊装重心计算不准、未按吊装方案设置吊点、未按切割方案切割，吊装过程对临时结构或设备产生冲击力导致起重吊装事故或临时结构坍塌事故及引起的次生事故。

2)吊装重量和计算不符

桥梁实际结构和竣工图不符时未及时调整方案、现场未按方案切割，均可能造成吊装重量和方案计算不符，再耦合其他人员、设备等不安全因素导致吊装事故。

3)构件勾连

因切割不完全、切割夹角不利于吊装等原因产生吊装过程构件勾连，吊装前未进行检查，施工人员野蛮施工，均可能造成超负荷吊装发生吊装事故。

4)吊装设备自身安全风险和吊装行为不规范导致的安全风险。

基于上述风险，桥梁拆除方案应与现场实施吻合，并加强现场管理，规范起重吊装作业，避免起重吊装事故或临时结构坍塌事故发生。

4.6 结构体系转换坍塌风险

桥梁结构体系转换包含整体结构体系转换和单个构件受力体系转换。

整体结构体系转换的安全风险主要有以下方面：①结构物承载力不能满足拆除工况下内力重分配需求；②体系转换过程中荷载释放速度控制不当形成冲击荷载；③支承关系转换的临时支撑结构物，因荷载大小和方向考虑不充分或支撑结构施工质量与设计不符导致失稳；④拱桥或斜腿刚构类具有水平推力(或拉力)的桥梁结构水平约束消失，结构自身失稳引起连锁反应。

单个构件受力体系转换是指原有桥梁整体结构分解后，局部构件由整体受力转换为独自受力产生内应力重分配。特别是在单个构件自身承载力差别较大的情况下，体系转换过程中单个构件自身承载力不能满足拆除施工工况需求形成安全风险。

为避免桥梁切割过程中结构体系转换发生坍塌，须对某些类型桥梁设置相应的体系转换措施。

1)梁体滑移、侧倾

桥梁本身是否带有大纵坡、大横坡，拆除方案应充分考虑纵、横坡分力对结构的影响。拆除前应采取临时锚固措施，将桥梁和墩身临时固结，避免出现梁体滑移、侧倾或引发次生事故推倒墩身。

2)连拱效应

连拱拱桥应整联拆除，并选择合适的拆除工艺；若破碎拆除时，应选用长臂设备远离坍塌区域，且不得将破除设备置于拱上作业。

3)悬臂拆除倾覆

连续梁、连续刚构、斜拉桥采用悬臂法切割拆除时，应在悬臂两端对称进行，保持梁体受力平衡，根据桥梁承载力评估，确定最大不对称节段自重。对于连续梁桥或漂浮体系斜拉桥采用悬臂法拆除时，需做墩顶临时锚固或临时支撑。

4)冲击荷载

桥梁拆除的冲击荷载主要由重力、重力分力、偏心力、结构内力引发，方案制定时应充分考虑冲击荷载的存在和影响。重力冲击荷载可采用吊装设备或支撑辅助释放，重力分力、偏心力、结构内力产生的冲击荷载可采用临时拉结、临时支撑，然后采用千斤顶释放。

5)曲线梁重心失稳

对于小半径匝道桥或类似曲线梁拆除时，体系转换后梁体重心偏心，拆除前需在偏心侧设置临时支撑或增加吊点。

6)单构件断裂

预制类梁板拆除时，因吊点设置不合理或梁体横向连接系解除后，梁体不能独自承受拆除荷载等因素均可造成单构件断裂。此类桥梁应充分做好梁体承载力评估，并采用多吊点吊装或采用支撑方式横桥向分段解体，减小梁体吊点跨度，避免单个构件断裂。

5 拆除方案拟定

5.1 技术准备

5.2 桥梁承载力评估

通常被拆除桥梁自身存在缺陷，为保障拆除安全，编制拆除方案前，需对桥梁整体和单个构件的拆除工况承载力进行评估。

承载力评估可采用建模计算方式，通过选取拟拆除工况下应力集中点、体系转换后应力变化区及桥梁长期荷载疲劳应力作用区等关键部位，对实体结构物强度取样，开仓查验预应力筋完好情况，采用建设期规范进行参数取值，对桥梁结构进行拆除工况承载力综合评估。根据评估结果调整拆除方案，确保结构承载力满足拆除施工工况荷载要求。

5.3 监测监控

采用静力切割工艺时，为确保拆除过程结构受力处于可控状态，在施工过程中对桥梁结构和临时支撑(扣挂)结构进行实时监测，并根据监测结果对设计的施工过程进行相应调整。

监控的主要项目包括桥梁结构变形、应力监测、裂缝监测及临时支撑(扣挂)结构沉降、变形、拉索内应力监测。

6 结语

为避免桥梁在拆除过程中发生坍塌等安全事故，杜绝人员伤亡与财产损失，提出以下措施与建议。

1)采取建模计算、钻孔取芯、开仓预应力检查等方式对原有桥梁整体和单个构件在拆除工况下的承载力进行综合评估。

2)结合待拆除桥梁的桥型、受力特性、体系转换、环境和承载力评估，制定合适的拆除方案。

3)根据确定的拆除方案，针对性地识别拆除过程中存在的危险因素，并制定相应的安全措施。

4)认真履行方案论证、报审程序，现场严格按方案实施，现场条件与方案不符时，应及时调整方案并重新履行报审程序后实施。

5)对于支撑架法切割、悬臂法拆除、缆索扣挂法拆除等工艺，应做好全桥和临时结构监控监测。

6)桥梁拆除易产生扬尘，须采用湿法作业，同时应加强泥浆收集处理，避免环境污染。