CN105113434B - 上跨运营公路无腹式拱桥分幅拆除支撑结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种上跨运营公路无腹式拱桥分幅拆除支撑结构，其特征在于：所述结构主要由中间支撑、碗扣式满堂支架、满堂支架处螺旋钢管支撑和框架支撑组成；中间支撑包括2根螺旋钢管，螺旋钢管之间焊接横杆和剪力撑，螺旋钢管底部与条形基础锚固、顶部通过U型螺杆与桥体锚固；碗扣式满堂支架设置有剪力撑、顶撑和小木楔块，小木楔块塞在顶撑与桥体之间；碗扣式满堂支架处增设螺旋钢管支撑；框架支撑由槽钢焊接而成，内部设置剪力撑，框架支撑顶部设有弧形顶托，弧形顶托的剪力键插入拱桥拱圈。本发明涉及的结构具有施工安全可靠、稳定性强、不影响正常交通，具有较好的经济技术效益。

Description

上跨运营公路无腹式拱桥分幅拆除支撑结构及施工方法

技术领域

本发明涉及无腹拱桥分幅拆除支撑结构，特别涉及上跨运营公路无腹式拱桥分幅拆除支撑结构。

技术背景

随着无腹拱桥拆除工程的不断增多，拆除过程的安全事故不断发生。拆除过程中要确保主桥系梁、拱肋的施工安全，特别是拱肋拆除时的稳定、系梁拆除时的预应力释放以及拆除过程中对高速公路通车安全的影响等。迫切需要一种安全有效、不影响通车的拆除支撑结构。

传统拆除拱桥的方法有人工拆除、机械拆除、直接拆除、支撑拆除、吊装拆除。这些拆除方法虽然起到拆除拱桥的目的，但是也存在很多缺点。人工拆除法施工速度慢，噪声大，仅适用于小型桥梁及大中型桥梁的桥面系或者局部拆除；机械拆除经济性较差，需进行严密施工组织及施工监控；直接拆除法噪声大、粉尘污染严重，速度较慢，适用于跨径不大桥梁、高度较矮桥梁、完全废除的桥梁，施工难度大、经济性较差，需要进行精细计算、施工组织及旄工监控等；传统的支撑拆除法没有对支撑结构进行预顶，验证其支撑体系的稳定性，而且没有对桥体进行预应力释放、拱圈处支撑也是难点。这些拆除方法还有一个共同的缺点会影响桥下面道路的正常通车。所以在拱桥部分拆除和不影响通车的特殊工程中，传统拆除方法适用性不强。

鉴于此，目前亟需发明一种施工安全高效，保证拱肋、系梁拆除时的稳定以及不影响正常交通的分幅拆除支撑结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施工安全高效，稳定性强，不影响正常交通，能满足桥梁拆除时瞬间动载荷以及预应力释放的需要，能重复实用的上跨运营公路无腹式拱桥分幅拆除支撑结构及施工方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种上跨运营公路无腹式拱桥分幅拆除支撑结构，其特征在于：所述结构主要由中间支撑、碗扣式满堂支架、满堂支架处螺旋钢管支撑和框架支撑组成；中间支撑包括2根螺旋钢管，螺旋钢管之间焊接横杆和剪力撑，螺旋钢管底部与条形基础锚固、顶部通过U型螺杆与桥体锚固；碗扣式满堂支架设置有剪力撑、顶撑和小木楔块，小木楔块塞在顶撑与桥体之间；碗扣式满堂支架处设置2处螺旋钢管支撑，每处螺旋钢管支撑包括2根螺旋钢管，螺旋钢管之间焊接横杆和剪力撑，螺旋钢管底部与条形基础锚固、顶部通过U型螺杆与桥体锚固，螺旋钢管顶部与桥体接触处塞入有弧形木楔；框架支撑由槽钢焊接而成，内部设置剪力撑，框架支撑顶部设有弧形顶托，弧形顶托的剪力键插入拱桥拱圈。

进一步地，螺旋钢管两端设置法兰盘和牛腿；法兰盘焊接在螺旋钢管两端，牛腿焊接在螺旋钢管和法兰盘上；螺旋钢管底部由螺纹钢筋穿过法兰盘锚固在条形基础上。

中间支撑的螺旋钢管顶部设置千斤顶和千斤顶限位槽，限位槽焊接在螺旋钢管顶部的法兰盘上，千斤顶放置在限位槽内。

所述的条形基础下部换填泥结碎石后浇筑混凝土，并在混凝土中预埋横向拉环；条形基础横向之间通过拉环和钢丝绳预拉在一起。

所述的U型螺杆穿过法兰盘和桥体的钻孔将螺旋钢管与桥体锚固在一起。

所述的框架支撑顶部满铺槽钢；槽钢上焊接有千斤顶限位槽，千斤顶放置在限位槽内；弧形顶托顶部焊接剪力键，剪力键插入拱桥拱圈的钻孔内。

本发明还提供了上跨运营公路无腹式拱桥分幅拆除支撑结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1）桥体分幅划线及支撑结构基础施工：将拱桥分6块分别拆除，在具体的切割位置画线做好标记；桥下高速护栏外侧土基与碗扣式支架搭接处部分换填40cm泥结碎石后浇筑20cm C30混凝土；螺旋钢管底部土基换填厚度80cm的C30混凝土基础；左幅拱圈支撑下部为C30混凝土，混凝土基础的尺寸为长度3.5米、宽度2.5米、厚度0.3米；

2)中间支撑结构安装：中间支撑结构由2根螺旋钢管组成，螺旋钢管两头焊接法兰盘和牛腿，用螺纹钢筋将螺旋钢管锚固在碎石混凝土条形基础上；螺旋钢管顶部设置千斤顶和千斤顶限位槽，限位槽焊接在螺旋钢管顶部的法兰盘上，千斤顶放置在限位槽内，用U型螺杆将螺旋钢管顶部与桥体锚固在一起；螺旋钢管之间焊接横杆和剪力撑；

3）拱桥右幅螺旋钢管支撑安装：拱桥右幅下部设置碗扣式满堂支架和2处螺旋钢管支撑，每处螺旋钢管支撑沿行车放向设置2根螺旋钢管，螺旋钢管两头焊接法兰盘和牛腿，通过螺纹钢筋将螺旋钢管锚固在混凝土条形基础上，螺旋钢管之间焊接横杆和剪力撑，在螺旋钢管顶部与桥体接触处塞入木楔，用U型螺杆将螺旋钢管顶部与桥体锚固在一起；

4）碗扣式支架搭设：碗扣式支架由钢管、扣件、剪力撑组成，钢管立杆横向间距为0.6m，纵向间距0.6m，钢管横杆步距为0.9m；支架纵横向均设置剪力撑，剪力撑宽度不小于4道立杆且不大于7道立杆，剪力撑与地面夹角45°到60°之间；剪力撑中间间距均为每隔6道设置一排，支架外侧四周及分区连接处必须设置剪力撑；所有剪力撑的斜杆除两端用旋转扣件与立杆或横杆扣紧外，在其中间要增加2到4个扣节点；顶部采用顶撑加木方的方式，满堂支架搭设完毕后逐个旋紧顶撑，使钢管立杆受力；

5）拱桥左幅拱圈处支撑：支设槽钢焊接成的框架支撑，框架结构内部设置剪力撑，顶部用10#槽钢铺满，支撑顶部沿高速行车方向设置两个千斤顶，千斤顶设置在框架支撑顶部的千斤顶限位槽内；用弧形钢板焊接成顶托，顶托顶部焊接剪力键，将弧形顶托通过千斤顶预顶在弧形拱圈底部；

6）桥体切割处静态破碎剂预裂：对桥体切割处进行钻孔，钻孔内放入静态爆破剂，对桥体进行静态爆破实现预应力释放；

7）桥体分幅切割施工：按照事先的切割线，依次采用金刚石绳锯进行切割，在切割缝的同时用楔块填充至缝内。

本发明具有以下的特点和有益效果：

(1)中间支撑螺旋钢管顶部设置千斤顶，拆除前对桥梁进行预顶，检验螺旋钢管和基础的承载力以满足拆除瞬间的动载荷，条形基础之间拉设钢丝绳，加强横向联系，保证拆除支撑结构的稳定。。

(2)中间及切割分段处预先进行静态破碎剂预裂，释放桥体预应力，在切割处垫上楔块，防止结构的水平推力将绳锯卡住。

(3)弧形钢板焊接成拱圈形状的弧形顶托，弧形顶托顶部设置剪力键，保证弧形顶托与拱圈的有效固结在一起，方面了拱圈下部的支撑的设置。

(4)右半幅桥体拆除后，将右边碗扣式支架和螺旋钢管拆除后，支设在左板幅桥体下进行左半幅桥体拆除，不影响另一幅道路的正常通车，支撑结构可重复利用，施工质量高，节约成本。

附图说明

图1 上跨运营公路无腹式拱桥分幅拆除支撑结构示意图；

图2 拱桥中间支撑结构详图；

图3 拱桥右幅满堂支架结构详图；

图4 弧形顶托结构平面详图

图5 拱桥左幅拱圈根部框架支撑结构详图；

图6 拱桥桥面分幅划线以及钻孔详图；

图7 是本发明施工工艺流程图；

图中：1.拱桥桥面第一分幅；2.拱桥桥面第二分幅；3.拱桥拱圈第一分幅；4.拱桥桥面第三分幅；5.拱桥桥面第四分幅；6.拱桥拱圈第二分幅；7.切割处；8.条形基础；9.拉环；10.螺旋钢管；11.法兰盘；12.牛腿；13.螺纹钢筋；14.千斤顶；15.千斤顶限位槽；16.U型螺杆；17.垫板；18.弧形木楔；19.碗扣式满堂支架；20.剪力撑；21.顶撑；22.小木楔块；23.框架底座；24.框架支撑；25.槽钢；26.弧形顶托；27.剪力键；28.钢丝绳；29.木楔块；30.槽钢剪力撑；31.老桥拱座；32.拱桥桥台。

具体实施方式

本实施方式钢结构焊接工艺、碗扣式满堂支架搭设工艺及混凝土浇筑施工工艺等本实施中就不在累述，重点阐述本发明涉及结构的实施方式。

图1是本发明上跨运营公路无腹式拱桥分幅拆除支撑结构示意图。参照图1所示，本发明上跨运营公路无腹式拱桥分幅拆除支撑结构主要包括中间支撑、碗扣式满堂支架、满堂支架处螺旋钢管支撑和框架支撑。

参照图2所示，中间支撑结构由2根螺旋钢管10组成，螺旋钢管10通过法兰盘11和螺纹钢筋13锚固在条形基础8上，螺旋钢管之间设置横杆25和剪力撑30，千斤顶14放置在螺旋钢管10顶部的千斤顶限位槽15内，通过U型螺杆16将螺旋钢管10与桥体锚固在一起。

参照图3、4所示，框架支撑24由槽钢焊接成，内部设置剪力撑，顶部满铺槽钢25；框架支撑24顶部设置千斤顶14、千斤顶限位槽15、弧形顶托26；限位槽15焊接在槽钢25上，千斤顶放置在限位槽内；弧形顶托26顶部焊接剪力键27；剪力键27插在拱圈的钻孔内；通过千斤顶将弧形顶托预顶在指定位置。

参照图5所示，碗扣式满堂支架19设置剪力撑10、顶撑21、木楔22；木楔22塞在顶撑21与桥体之间。

参照图6所示，对桥体切割处进行钻孔，钻孔内放入静态爆破剂，对桥体进行静态爆破实现预应力释放，在桥体切割的同时，在切割缝内塞入楔木，防止卡钻。

上跨运营公路无腹式拱桥分幅拆除支撑结构的施工方法，包括以下步骤：

1）桥体分幅划线及支撑结构基础施工：将拱桥分6块分别拆除，分别是拱桥桥面第一分幅1，拱桥桥面第二分幅2，拱桥拱圈第一分幅3，拱桥桥面第三分幅4，拱桥桥面第四分幅5和拱桥拱圈第二分幅6，在具体的切割位置画线做好标记；桥下高速护栏外侧土基与碗扣式支架搭接处部分换填40cm泥结碎石后浇筑20cm C30混凝土；螺旋钢管底部土基换填厚度80cm的C30混凝土基础；左幅拱圈支撑下部为C30混凝土，混凝土基础的尺寸为长度3.5米、宽度2.5米、厚度0.3米；

2)中间支撑结构安装：中间支撑结构由2根螺旋钢管10组成，螺旋钢管10两头焊接法兰盘11和牛腿12，用螺纹钢筋13将螺旋钢管10锚固在碎石混凝土条形基础8上；螺旋钢管10顶部设置千斤顶14和千斤顶限位槽15，限位槽焊接在螺旋钢管10顶部的法兰盘11上，千斤顶14放置在限位槽15内，用U型螺杆16将螺旋钢管10顶部与桥体锚固在一起；螺旋钢管之间焊接横杆和槽钢剪力撑30；

3）拱桥右幅螺旋钢管支撑安装：拱桥右幅下部设置碗扣式满堂支架和2处螺旋钢管支撑，每处螺旋钢管支撑沿行车放向设置2根螺旋钢管10，螺旋钢管10两头焊接法兰盘11和牛腿12，通过螺纹钢筋13将螺旋钢管10锚固在混凝土条形基础8上，螺旋钢管10之间焊接横杆和剪力撑，在螺旋钢管顶部与桥体接触处塞入弧形木楔，用U型螺杆16将螺旋钢管10顶部与桥体锚固在一起；

4）碗扣式支架搭设：碗扣式支架由钢管、扣件、剪力撑20组成，钢管立杆横向间距为0.6m，纵向间距0.6m，钢管横杆步距为0.9m；支架纵横向均设置剪力撑20，剪力撑宽度不小于4道立杆且不大于7道立杆，剪力撑与地面夹角45°到60°之间；剪力撑中间间距均为每隔6道设置一排，支架外侧四周及分区连接处必须设置剪力撑；所有剪力撑的斜杆除两端用旋转扣件与立杆或横杆扣紧外，在其中间要增加2到4个扣节点；顶部采用顶撑加木方的方式，满堂支架搭设完毕后逐个旋紧顶撑，使钢管立杆受力；

5）拱桥左幅拱圈处支撑：支设槽钢焊接成的框架支撑24，框架结构内部设置剪力撑，顶部用10#槽钢25铺满，支撑顶部沿高速行车方向设置两个千斤顶14，千斤顶设置在框架支撑顶部的千斤顶限位槽15内；用弧形钢板焊接成顶托，顶托顶部焊接剪力键，将弧形顶托26通过千斤顶预顶在弧形拱圈底部；

6）桥体切割处静态破碎剂预裂：对桥体切割处进行钻孔，钻孔内放入静态爆破剂，对桥体进行静态爆破实现预应力释放；

7）桥体分幅切割施工：按照事先的切割线，依次采用金刚石绳锯进行切割，在切割缝的同时用楔块填充至缝内。

Claims (1)

1.上跨运营公路无腹式拱桥分幅拆除支撑结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1）桥体分幅划线及支撑结构基础施工：将拱桥分6块分别拆除，在具体的切割位置画线做好标记；桥下高速护栏外侧土基与碗扣式支架搭接处部分换填40cm泥结碎石后浇筑20cmC30混凝土；螺旋钢管底部土基换填厚度80cm的C30混凝土基础；左幅拱圈支撑下部为C30混凝土，混凝土基础的尺寸为长度3.5米、宽度2.5米、厚度0.3米；

2)中间支撑结构安装：中间支撑结构由2根螺旋钢管组成，螺旋钢管两头焊接法兰盘和牛腿，用螺纹钢筋将螺旋钢管锚固在碎石混凝土条形基础上；螺旋钢管顶部设置千斤顶和千斤顶限位槽，限位槽焊接在螺旋钢管顶部的法兰盘上，千斤顶放置在限位槽内，用U型螺杆将螺旋钢管顶部与桥体锚固在一起；螺旋钢管之间焊接横杆和剪力撑；

3）拱桥右幅螺旋钢管支撑安装：拱桥右幅下部设置碗扣式满堂支架和2处螺旋钢管支撑，每处螺旋钢管支撑沿行车方向设置2根螺旋钢管，螺旋钢管两头焊接法兰盘和牛腿，通过螺纹钢筋将螺旋钢管锚固在混凝土条形基础上，螺旋钢管之间焊接横杆和剪力撑，在螺旋钢管顶部与桥体接触处塞入木楔，用U型螺杆将螺旋钢管顶部与桥体锚固在一起；

4）碗扣式支架搭设：碗扣式支架由钢管、扣件、剪力撑组成，钢管立杆横向间距为0.6m，纵向间距0.6m，钢管横杆步距为0.9m；支架纵横向均设置剪力撑，剪力撑宽度不小于4道立杆且不大于7道立杆，剪力撑与地面夹角45°到60°之间；剪力撑中间间距均为每隔6道设置一排，支架外侧四周及分区连接处必须设置剪力撑；所有剪力撑的斜杆除两端用旋转扣件与立杆或横杆扣紧外，在其中间要增加2到4个扣节点；顶部采用顶撑加木方的方式，满堂支架搭设完毕后逐个旋紧顶撑，使钢管立杆受力；

5）拱桥左幅拱圈处支撑搭设：支设槽钢焊接成的框架支撑，框架结构内部设置剪力撑，顶部用10#槽钢铺满，支撑顶部沿高速行车方向设置两个千斤顶，千斤顶设置在框架支撑顶部的千斤顶限位槽内；用弧形钢板焊接成顶托，顶托顶部焊接剪力键，将弧形顶托通过千斤顶预顶在弧形拱圈底部；

6）桥体切割处静态破碎剂预裂：对桥体切割处进行钻孔，钻孔内放入静态爆破剂，对桥体进行静态爆破实现预应力释放；

7）桥体分幅切割施工：按照事先的切割线，依次采用金刚石绳锯进行切割，在切割缝的同时用楔块填充至缝内。