CN107119584A - 一种混凝土刚架拱桥的拆除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土刚架拱桥的拆除方法，所述施工方法包含以下步骤：施工准备：确定合理拆除顺序、切割设备选型及进场、浮箱支撑设置及验算和吊具验算；分块放线：根据拆除顺序对要拆除的结构进行分块排版；拆除栏杆、微弯板等附属设置；安装切割机及浮箱支撑；切割吊装主次拱肋及连接系；沉井基础拆除防护结构施工；沉井基础分块切割及吊装；基坑回填、河道断面恢复及防护结构拆除。本拆除方法通过设置科学的拆除顺序、使用合理的拆除设备，避免了传统拆除方法施工安全隐患大、拆除噪音粉尘重、二次清理污染重、难度大等缺点，使拆除施工能安全、高效、环保地进行。

Description

一种混凝土刚架拱桥的拆除方法

技术领域

本发明涉及一种拆除方法，具体为一种混凝土刚架拱桥的拆除方法，属于拱桥拆除方法技术领域。

背景技术

在传统刚架拱桥结构拆除中，桥面拆除多采用大型机械破碎(挖机、液动锤)，造成大量破碎结构掉落河道；拱肋多采用凿断或爆破使其整体倒塌，然后分块切割方式；沉井基础拆除多采用爆破松动结合破碎拆除方法，此类方法拆除往往会对环境产生较大影响，如产生较大噪音、拱肋倒塌及沉井爆破安全风险高且对周边环境扰动较大、破碎的混凝土块等桥梁结构对河道会产生污染必须进行二次清理等。在现今绿色施工理念下，如何降低噪音、降低污染、减少对周边环境扰动、高效环保的拆除老桥结构便成为了严峻的考验。因此，针对上述问题提出一种混凝土刚架拱桥的拆除方法。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种混凝土刚架拱桥的拆除方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种混凝土刚架拱桥的拆除方法，所述拆除方法包括如下步骤：

(1)施工准备：确定合理拆除顺序、切割设备选型及进场、浮箱支撑设置及验算、吊具验算；

(2)分块放线：根据拆除顺序对要拆除的结构进行分块排版；

(3)拆除栏杆、悬臂板、桥面系、微弯板等附属设置；

(4)安装切割机及浮箱支撑；

(5)切割吊装主次拱肋及连接系；

(6)桥台及沉井基础拆除防护结构施工；

(7)桥台及沉井基础分块切割及吊装；

(8)基坑回填、河道断面恢复及防护结构拆除。

优先的，所述分块放线主要依据刚架拱桥受力特点进行分析，现场实体的勘测，对将要切除的桥梁结构实体进行设计排版，将实体分层、分块切除；

混凝土刚架拱桥的是由拱腿与实腹段连接后构成裸拱，在裸拱基础上架弦杆形成刚架拱片，在刚架拱片之间设置横系梁，安装预制的微弯板和悬臂板，现浇桥面铺装结构层组成；主拱腿、横系梁、跨中实腹段主梁等构件组成主拱肋；次拱腿、横系梁、空腹段次梁等构件组成次拱肋，微弯板(空心板)及横向连接系组成桥面体系。主梁跨中弯矩较大，轴向压力相对较小，为大偏心受压构件，拱腿轴向压力较大，弯矩较小，为小偏心受压构件；

实体分层：根据成桥逆顺序进行，分层拆除顺序为：栏杆、悬臂板→桥面系→微弯板→次拱肋→主拱肋→桥台及沉井基础；

主拱肋分块：拱腿与实腹段主梁交接处为大节点，此处在横向连接取消情况下，跨中实腹段主梁会无约束直接下落，主拱腿在自重作用下，岸侧铰接点发生旋转，拱导致拱腿向河道中心倾覆，结构失去稳定。根据此受力特点，在拱腿与跨中实腹段主梁横向连接区域大节点设置临时支撑后，可将横向连接断开，由临时支撑替代节点约束，在除自重无其他荷载情况下，结构在短时间内可保持稳定。在此期间可将大节点断开，先将跨中实腹段主梁吊出，再拆除主拱腿。

优选的，所述浮箱支撑选择根据单片拱肋最大重量确定，浮箱上浮力不小于1.2倍单片拱肋重量，浮箱上面用40#工字钢、Ф630mm钢管桩、20#槽钢、50t千斤顶连接搭设成整体支架。将其支撑于主拱肋大节点下部起临时支撑作用。浮箱安装施工工艺流程：浮箱选型→浮箱移动就位→钢管支架搭设→浮箱压水→浮箱支撑固定→排水→浮箱安装完成；

浮箱上部钢结构与拱肋固定：将浮动支架固定在拟拆除的主拱肋大节点下，在支架上方用千斤顶与拱肋紧密接触，使用手拉葫芦将主拱腿位置端部(大节点位置)处与浮箱上部工字钢固定；

浮箱下部固定：浮箱下部固定采用采用钢丝绳、手拉葫芦四角固定，钢丝绳固定于未切割的主拱腿根部位置。

优选的，所述切割吊装主次拱肋及连接系采用金刚石绳锯切割机、汽车吊、浮吊，利用浮箱支架，搭设临时脚手架用于安装绳锯切割机及钻吊装孔，切割前，需将所有的吊索、捆绑索均紧固，将浮吊钢丝绳预收紧。切割过程中，需注意检查捆绑索的紧固程度，确保四根捆绑索一同受力；

吊具选型：实腹段主梁位于跨中区域，距离岸边较远，采用浮吊，浮吊型号根据工作夹角、单片拱肋重量、吊距计算确定；其余部分吊装采用汽车吊，汽车吊选型根据吊装构件重量、工作半径计算确定；

钢丝绳选型依据以下公式计算：额定工作荷载WLL＝F0×Ke×K/Km×Ku；

式中WLL—吊索额定工作荷载，单位为(t)；

F0—钢丝绳最小破断拉力，单位为千牛(KN)；

Ke—接头形式能效近似系数，压制接头取0.9；

K—肢的数量与垂直方向角度的相关系数；

Km—安全系数，一般取5；

Ku—质量与力的转换系数，取值9.8；

次拱肋切割吊装：在次梁与大节点交接位置及次拱腿根部(桥台处)安装绳锯切割机，根据次拱肋结构在次梁上设置2个吊装孔，切割后使用浮吊将次拱肋整体吊装至岸边空地进行处理；

主拱肋切割吊装：主拱肋分为两部分拆除，首先在两个大节点位置安装切割机，并在实腹段主梁1/4及3/4处各设置一个吊装孔，将主梁切割吊装；主梁拆除后在主拱腿根部(桥台处)安装绳锯切割机，将主拱腿切断后整体吊装至岸边空地进行处理。

本发明的有益效果是：该方法通过改进刚架拱桥拆除方法，设置科学的拆除顺序、使用合理的拆除设备，避免了传统拆除方法(利用破碎锤或爆破进行先整体倒塌后二次清理)施工安全隐患大、拆除噪音粉尘重、二次清理污染重难度大等缺点，使拆除施工能安全、高效、环保地进行，对刚架拱桥拆除有较好的应用意义。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明拱肋分块示意图；

图3为本发明浮箱及临时支撑结构示意图；

图4为本发明次拱肋切割吊装示意图；

图5为本发明实腹段主梁切割吊装示意图；

图6为本发明主拱腿及大节点切割吊装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合说明书附图及现场施工实例对本发明一种景观河道刚架拱桥结构的绿色拆除方法作进一步说明；

一种混凝土刚架拱桥的拆除方法，所述拆除方法包括如下步骤：

如图1所示，一种混凝土刚架拱桥的拆除方法，其特征在于：所述施工方法包含以下步骤：(1)施工准备：确定合理拆除顺序、切割设备选型及进场、浮箱支撑设置及验算、吊具验算；(2)分块放线：根据拆除顺序对要拆除的结构进行分块排版；(3)拆除栏杆、悬臂板、桥面系、微弯板等附属设置；(4)安装切割机及浮箱支撑；(5)切割吊装主次拱肋及连接系；(6)桥台及沉井基础拆除防护结构施工；(7)桥台及沉井基础分块切割及吊装；(8)基坑回填、河道断面恢复及防护结构拆除；

1)施工准备

(1)确定合理拆除顺序、切割设备选型及进场、浮箱支撑设置及验算；

(2)进行人、材、机准备，完成场地三通一平工作，并对施工河道区域进行封锁，设置专人进行安全巡查；

2)分块放线：依据施工图纸及现场实体的勘测，技术人员需对将要切除的结构实体进行设计排版，将实体分层、分块切除；排版过程中必须考虑吊装设备的起重能力，排版前计算切割块的重量，满足起重设备的荷载要求，进行合理的排版分块。将切割排版图分发给测量人员及施工人员，要求用墨线弹出准确的切割线并加以保护；

分层拆除顺序为：栏杆、悬臂板→桥面系→微弯板→次拱肋→主拱肋→桥台及沉井基础；

拱肋分块：如图2所示，根据混凝土刚架拱桥受力，将拱肋分为3部分，分别为1#次拱肋、2#实腹段主梁、3#主拱腿及大节点

3)拆除栏杆、悬臂板、桥面系、微弯板等附属设置：采用金刚石绳锯切割法，拆除顺序由跨中向两侧对称拆除，但拆除过程中建筑垃圾应就近堆放，使建筑垃圾在桥上堆放均匀，并及时运到指定地点；建筑垃圾的卸载顺序应从跨中向两侧对称进行，进度差异不得超过2m。

4)切割机及浮箱支撑安装；

(1)浮箱安装施工工艺流程：浮箱选型→浮箱移动就位→上部支撑搭设→浮箱压水→浮箱支撑固定→排水→浮箱安装完成；所述浮箱支撑选择根据单片拱肋最大重量确定，将其支撑于拱肋切割点下部起临时支撑作用；如图3所示，将浮动支架固定在拟拆除的主拱肋大节点下，在支架上方用千斤顶与拱肋紧密接触，使用手拉葫芦将主拱腿位置端部(大节点位置)处与浮箱上部工字钢固定；浮箱下部采用采用钢丝绳、手拉葫芦四角固定，钢丝绳固定于未切割的主拱腿根部位置；

(2)安装切割机及吊具：根据切割线选择合理的位置，安装切割设备；固定采用在混凝土实体上钻孔，采用化学螺栓紧固设备底座的方法；选取适当位置作为吊具站位点。

5)切割吊装主次拱肋及连接系；

(1)次拱肋：如图4所示，在次梁与大节点交接位置及次拱腿根部(桥台处)安装绳锯切割机，根据次拱肋结构在次梁上设置2个吊装孔，切割后使用浮吊将次拱肋整体吊装至岸边空地进行处理。

(2)主拱肋：如图5、图6所示，主拱肋分为2部分拆除，首先在两个大节点位置安装切割机，并在实腹段主梁1/4及3/4处各设置一个吊装孔，将主梁切割吊装，主梁吊装采用浮吊，主梁拆除后在主拱腿根部(桥台处)安装绳锯切割机，将主拱腿切断后整体吊装至岸边空地进行处理。

6)沉井基础拆除防护结构施工：本工程实例应用钢板桩围堰作为沉井基础拆除防护结构，为拆除提供作业面；围堰采用拉森Ⅳ型钢板桩，钢板桩沿沉井整体打设，设置围檩及内支撑，为确保基坑稳定，每切割2层(3m高)加设一道围檩及内支撑；施工工艺顺序：测量放线→导梁安装→钢板桩打设→围檩施工→内支撑安装→抽水清淤；

7)沉井基础分块切割及吊装：沉井基础拆除采用钢板桩围堰创造作业面(如图3所示)，按照自上而下的拆除顺序，采用金刚石绳锯将混凝土结构切割成1.5m×1.5m×1.5m方块吊出，边切割拆除边向下开挖剩余沉井结构直至拆除完成。

8)基坑回填、河道断面恢复及防护结构拆除：河道断面恢复在沉井钢板桩无水作业面进行，施工顺序：沉井基坑部分回填→河床标高边坡修整→浆砌片石施工→钢板桩围堰拆除→河道景观恢复。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种混凝土刚架拱桥的拆除方法，其特征在于：所述拆除方法包括如下步骤：

施工准备：确定合理拆除顺序、切割设备选型及进场、浮箱支撑设置及验算、吊具验算；

（2）分块放线：根据拆除顺序对要拆除的结构进行分块排版；

（3）拆除栏杆、悬臂板、桥面系、微弯板等附属设置；

（4）安装切割机及浮箱支撑；

（5）切割吊装主次拱肋及连接系；

（6）桥台及沉井基础拆除防护结构施工；

（7）桥台及沉井基础分块切割及吊装；

（8）基坑回填、河道断面恢复及防护结构拆除。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土刚架拱桥的拆除方法，其特征在于：所述分块放线主要依据刚架拱桥受力特点进行分析，现场实体的勘测，对将要切除的桥梁结构实体进行设计排版，将实体分层、分块切除；

混凝土刚架拱桥是由拱腿与实腹段连接后构成裸拱，在裸拱基础上架弦杆形成刚架拱片，在刚架拱片之间设置横系梁，安装预制的微弯板和悬臂板，现浇桥面铺装结构层组成；主拱腿、横系梁、跨中实腹段主梁等构件组成主拱肋；次拱腿、横系梁、空腹段次梁等构件组成次拱肋，微弯板（空心板）及横向连接系组成桥面体系；主梁跨中弯矩较大，轴向压力相对较小，为大偏心受压构件，拱腿轴向压力较大，弯矩较小，为小偏心受压构件；

实体分层：根据成桥逆顺序进行，分层拆除顺序为：栏杆、悬臂板→桥面系→微弯板→次拱肋→主拱肋→桥台及沉井基础；

主拱肋分块：拱腿与实腹段主梁交接处为大节点，此处在横向连接取消情况下，跨中实腹段主梁会无约束直接下落，主拱腿在自重作用下，岸侧铰接点发生旋转，拱导致拱腿向河道中心倾覆，结构失去稳定；根据此受力特点，在拱腿与跨中实腹段主梁横向连接区域大节点设置临时支撑后，可将横向连接断开，由临时支撑替代节点约束，在除自重无其他荷载情况下，结构在短时间内可保持稳定，在此期间可将大节点断开，先将跨中实腹段主梁吊出，再拆除主拱腿。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土刚架拱桥的拆除方法，其特征在于：所述浮箱支撑选择根据单片拱肋最大重量确定，浮箱上浮力不小于1.2倍单片拱肋重量，浮箱上面用40#工字钢、Ф630mm钢管桩、20#槽钢、50t千斤顶连接搭设成整体支架，将其支撑于主拱肋大节点下部起临时支撑作用；浮箱安装施工工艺流程：浮箱选型→浮箱移动就位→钢管支架搭设→浮箱压水→浮箱支撑固定→排水→浮箱安装完成；

浮箱上部钢结构与拱肋固定：将浮动支架固定在拟拆除的主拱肋大节点下，在支架上方用千斤顶与拱肋紧密接触，使用手拉葫芦将主拱腿位置端部（大节点位置）处与浮箱上部工字钢固定；

浮箱下部固定：浮箱下部固定采用采用钢丝绳、手拉葫芦四角固定，钢丝绳固定于未切割的主拱腿根部位置。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土刚架拱桥的拆除方法，其特征在于：所述切割吊装主次拱肋及连接系采用金刚石绳锯切割机、汽车吊、浮吊，利用浮箱支架，搭设临时脚手架用于安装绳锯切割机及钻吊装孔，切割前，需将所有的吊索、捆绑索均紧固，将浮吊钢丝绳预收紧，切割过程中，需注意检查捆绑索的紧固程度，确保四根捆绑索一同受力；

吊具选型：实腹段主梁位于跨中区域，距离岸边较远，采用浮吊，浮吊型号根据工作夹角、单片拱肋重量、吊距计算确定；其余部分吊装采用汽车吊，汽车吊选型根据吊装构件重量、工作半径计算确定；

钢丝绳选型依据以下公式计算：额定工作荷载WLL=F0×Ke×K/Km×Ku；

式中WLL—吊索额定工作荷载，单位为（t）；

F0—钢丝绳最小破断拉力，单位为千牛（KN）；

Ke—接头形式能效近似系数，压制接头取0.9；

K—肢的数量与垂直方向角度的相关系数；

Km—安全系数，一般取5；

Ku—质量与力的转换系数，取值9.8；

次拱肋切割吊装：在次梁与大节点交接位置及次拱腿根部（桥台处）安装绳锯切割机，根据次拱肋结构在次梁上设置2个吊装孔，切割后使用浮吊将次拱肋整体吊装至岸边空地进行处理；

主拱肋切割吊装：主拱肋分为两部分拆除，首先在两个大节点位置安装切割机，并在实腹段主梁1/4及3/4处各设置一个吊装孔，将主梁切割吊装；主梁拆除后在主拱腿根部（桥台处）安装绳锯切割机，将主拱腿切断后整体吊装至岸边空地进行处理。