随着我国建筑业的迅猛发展，在高速公路、市政工程施工中出现了越来越多的改造工程，要求对原有的混凝土结构进行拆除。传统的混凝土结构拆除方式主要有：人工锤凿、机械锤打、风镐、液压破碎、锤破碎等，这些方法除了会产生大量的粉尘、噪声污染外，对设计保留部分的原有混凝土结构亦会造成不必要的破坏及扰动。
静力拆除施工工艺的应用可达到在加宽桥施工中不破坏原有钢筋混凝土结构的特点，且施工过程中可达到安全可靠、文明施工、减少噪声和降低粉尘污染的效果，实现高效拆除过程中无污染、拆除后对原有桥梁结构不损坏的目的。目前，常用的工程静力拆除方法有金刚石绳锯切割、金刚石圆盘踞切割、液压钳静力拆除、高压水射流静力破除等。下面对金刚石圆盘踞切割、高压水射流静力破除做简单介绍。
一、高压水射流
高压水射流是指通过高压水发生装置将水加压至数百到几千个大气压以上，再通过具有细小孔径的喷射装置（其直径为0.1mm至0.5mm）转换为高速的微细“水射流”，这种高压水射入混凝土，从而在混凝土中产生一个超压，当其压力超过混凝土的抗张强度时，水流正向或切向冲击物体表面时产生强烈的作用，从而完成切割，清洗，破碎的目的。
高压水射流切割不仅可以切割各类金属或非金属、塑性或脆性硬材料，而且是冷切割工艺，因此材料的物理、机械性能及材质的晶间组织结构不会遭到破坏，且免除了后序加工。高压水射流切割技术是以水作为携带能量的载体，用高速水射流对各类材料进行切断加工的一种方法。工作时，首先通过增压器将水压升到300～1 000M Pa（动能转变为压力能），然后使高压水通过直径为0.1～ 0.6 mm 的喷嘴，以2～ 3 倍声速喷出（压力能转变为动能）。当水射流冲击被切割材料时，如果压力超过材料的破坏强度，即可切断材料。纯水射流切割适用于一些较软而有韧性的物料切割，如纸张、皮革、木材、塑料、各种纤维材料等，进一步提高压力后可用于切割较薄的金属材料，如飞机蒙皮等。
高压水射流切割系统主要包括执行系统、增压系统、控制系统及辅助系统等，通常还要配置一钢筋混凝土工作台。
增压系统的关键部分是高压泵或增压器。往复压缩式增压器在液压系统提供的高压油作用下往复运动，把水压增大到300～1000MPa。在增压器与高压水路之间装有蓄能器。磨料供应系统主要由磨料流量调节系统和磨料切割头构成，其中磨料切割头是超高压射流切割的核心，其工作原理是：高压水经过高压管和水喷嘴至混合腔，与此同时，磨料在高速射流形成的真空作用下吸入混合腔与水混合，再经磨料喷嘴喷射形成两相磨料射流，即把超高压水变成高压的切割流。在人工或计算机控制下，控制系统移动工件或切割头，完成所要求的切割过程。简单的手动控制装置是一个安装在手动机构上的固定切割头。现已采用5 轴或6 轴等复杂的多轴数控系统，使用一个以上的切割头同时切割复杂的外形。大多数高压水射流切割系统都装有接收器，既可消除高速射流穿透材料后的射流能量，同时可降低噪声。另外还附有一些安全装置，以防高压水管与各种接头的破裂等。
二、金刚石圆盘踞切割
金刚石工具切割混凝土始于20世纪40年代，在20世纪60年代得到了快速的发展。
钢筋混凝土金刚石圆盘锯切割原理：利用镶有金刚石的碟锯对准混凝土构件需要拆除的部位不断重复切割，利用金刚石超高的强度将钢筋混凝土切断，直至该部位切透为止。与此同时采用水冷却，既是切割设备降温需要又是防粉尘、降低噪音的有利措施。
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国外使用案例：
1、1990年初日本NAGATA公司利用圆盘锯对东京至名古屋的一条高速公路中分带混凝土成功进行了切割拆除。
2、1999年美国的PENHALL公司利用金刚石圆盘锯对亚特兰大国际机场的混凝土跑道成功切割拆除。
国内使用案例：
1、广州“镇安原立交高架桥”位于闹市区利用4台金刚石圆盘锯，6台钻孔机，30天成功切割拆除5200m3混凝土结构。
2、金刚石圆盘锯切割混凝土结构在天津地区近几年应用广泛，切割厚度也在逐步的加大。
三、静力拆除施工工艺的应用可达到在加宽桥施工中不破坏原有钢筋混凝土结构的特点，且施工过程中可达到安全可靠、文明施工、减少噪声和降低粉尘污染的效果，实现高效拆除过程中无污染、拆除后对原有桥梁结构不损坏的目的。旧桥加宽改造施工过程中的研究，重点解决以下问题：
1、解决旧桥拆除过程中对原有结构损伤的问题
传统的混凝土结构拆除方式主要有：人工锤凿、机械锤打、风镐、液压破碎锤破碎等，这些方法在施工中除了会产生大量的粉尘、噪声污染外，原有混凝土结构亦会造成不必要的破坏和扰动。静力拆除技术的应用可解决此类问题，并且对原有结构不破坏，无振动。
2、解决新旧桥梁结构搭接以往施工中植筋费用高、凿毛处理不规范的问题。
在加宽桥梁箱梁翼板的拆除施工中采用高压水射流拆除施工工艺，利用高压水射流的冲击力，使受损混凝土表面脱离，从而实现混凝土的切割作业，同时确保原混凝土中的钢筋完好，并得到除锈的效果；破除后产生没有微裂痕的不均匀毛面，提高新旧混凝土的粘结力，不需要再进行植筋处理和凿毛处理；能提高新旧结构的混凝土搭接质量，提高了工作效率，减少植筋费用的支出；遥控操作，便捷安全，适应各种不同条件和环境下的作业。
3、对废弃护栏的再次利用
据不完全统计，目前我国的年建筑垃圾产量是11亿吨，大规模的旧城改造和城市化进程加快，我国的建筑平均寿命为30年，所以说近几年我国的建筑垃圾产量将会达到一个峰值。而在大多地方，建筑垃圾还是采用传统的填埋处理，即便是有专门的建筑垃圾处理场，但基本没有渣土车来倾倒建筑垃圾。不过，近几年国家也提出了大力发展循环经济，低碳环保，建筑垃圾资源再利用必将是一个趋势。
4、降低拆除施工过程中的粉尘污染、噪音高等通病
粉尘是地表扬尘的主要来源，也是衡量城市环境空气质量的重要指标。过多的粉尘对雾霾天气具有加剧，建筑粉尘污染主要是指施工现场平整作业、水泥搬运、混凝土搅拌、木工房锯末、石灰、纱石和回填土等建筑原材料在运输、堆放和使用过程中，由于人为或某些气象因素造成的。粉尘对人体的肺部影响很大，一旦吸入肺部，就会不可逆的永久性保留，直至死亡。
噪声是指一种最常见的干扰周围生活环境的污染形式，施工噪音可以由各类施工机械产生，施工过程中由于多种设备同时工作加剧了噪声的影响程度。传统风镐的破除势必会形成噪声，对周围环境造成恶略影响，噪声污染不言而喻，研究过程中节能高效的施工及环境保护措施极为重要。
论文作者:梁飞
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/20
标签：高压论文; 混凝土论文; 静力论文; 粉尘论文; 金刚石论文; 圆盘论文; 水射流论文; 《基层建设》2017年第9期论文;