CN110552296B - 斜拉桥拆除施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种斜拉桥拆除施工方法,其特征在于,包括以下步骤:S1.前期检测排查工作,包括对塔墩的加强固结;S2.在主梁上安装临时加固体系,包括在主梁上增设加劲梁,并在加劲梁与主塔之间增设临时拉索;S3.将斜拉索张拉后拆除,包括通过临时拉索替代旧拉索并进行张拉,逐步切断已被替代的旧拉索并拆除;S4.分段切割并吊运主梁,包括通过加劲梁分段切割主梁并吊运切割后的主梁;S5.重复步骤S4至S5,直至旧拉索及主梁被逐段拆除;S6.拆除主塔;S7.拆除引桥及桥台。本发明的斜拉桥拆除施工方法,其核心是通过加设加劲梁以及临时拉索以形成临时加固体系,以此方式逐步拆除旧拉索及桥面主梁,该方式独特新颖,施工方便高效,成本低,符合现代化施工要求。

Description

斜拉桥拆除施工方法
技术领域
本发明涉及一种斜拉桥拆除施工方法。
背景技术
斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用多根预应力刚性斜拉杆直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的桥塔、受拉的刚性斜拉杆和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。斜拉桥主要包括两个桥墩、塔墩、桥塔、主梁和多根斜拉杆;其中两个桥墩和塔墩分别垂直设置在斜拉桥的两端和中间部位;主梁横跨在两个桥墩和塔墩的顶面上,其由彼此首尾相接的多个主梁段构成;桥塔垂直安装在位于塔墩上部的主梁上;多根斜拉杆分设在桥塔的两侧,每根斜拉杆的上端锚固在桥塔上,下端锚固在主梁上,其是由高强预应力钢束外包混凝土层构成。
随着旧桥承载力状态逐渐下降以及改扩建工程的增加,对影响城市规划的旧桥以及一些“老龄化”的桥梁进行拆除或改建被提上日程,必然导致有大量的旧桥需要拆除。目前斜拉桥的拆除方法主要有爆破法和逆工序拆除法。在对城市市区、人员密度比较大的地方以及一些跨江、跨河的桥梁进行拆除的时候,非爆破拆除法会被首先考虑。完全按照建桥的逆过程进行拆除,支架较多,搭设周期长,且会中断通航,与现行通航等级要求不符。
在实际拆除过程中,现有旧桥还有诸多施工难点,比如,桥体系稳定性较差;桥分段拆除时主梁轴向压应力减小、抗弯性能降低;旧吊杆现有索力不详,拆除时需将旧吊杆按照一定顺序逐根切断。
综上,现有的这些桥梁拆除方法均具有其局限性。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足,提供一种斜拉桥拆除施工方法。
为实现以上目的,通过以下技术方案实现:
一种斜拉桥拆除施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.前期检测排查工作,包括对桥梁的主梁及主塔的强度检测以及对塔墩的加强固结;
S2.在所述主梁上安装临时加固体系,包括在所述主梁上增设加劲梁,并在所述加劲梁与所述主塔之间增设临时拉索;
S3.将斜拉索张拉后拆除,包括通过所述临时拉索替代旧拉索并进行张拉以配合所述加劲梁固定未切割的所述主梁,逐步切断已被替代的所述旧拉索并拆除;
S4.分段切割并吊运所述主梁,包括通过所述加劲梁分段切割所述主梁并吊运切割后的所述主梁;
S5.重复步骤S4至S5,直至所述旧拉索及所述主梁被逐段拆除;
S6.拆除所述主塔,包括增设临时重型塔吊,分段切割所述主塔后,通过所述临时重型塔吊进行吊运;
S7.拆除引桥及桥台。
优选地,在步骤S1中,所述前期检测排查工作包括:
检测所述斜拉索的实际索力以及检测所述斜拉索的锚固端及张拉端的锈蚀情况;
对所述主梁的强度检测包括检测所述主梁的梁身、墩身的混凝土强度,并对所述主梁内连接的所述斜拉索的锚固端进行完整性检测;
对所述主塔的强度检测包括检测所述主塔的混凝土强度,并对所述塔梁的固结处、所述主塔上所述斜拉索的张拉锚固处进行完整性检测。
优选地,在步骤S1中,对塔墩的加强固结过程包括:
在所述塔墩上增设临时承压墩以供支撑所述主塔下端的塔梁,并在所述塔梁与所述塔墩之间穿设临时锚固束。
优选地,在步骤S2中,增设所述加劲梁的过程包括:
在所述主梁的河跨侧及岸跨侧两侧的桥面上均匀布设多个所述加劲梁,通过临时锚固束将所述加劲梁固定,以在所述主梁上形成临时的叠合梁结构。
优选地,在步骤S2中,增设所述临时拉索的过程包括:
使用钢结构桁架式挂篮作为所述加劲梁,并使用所述加劲梁作为所述临时拉索的临时锚固点进而相互锚固,通过对拉锚固梁配合对拉锚固筋将所述临时拉索锚固于所述主塔上。
优选地,在步骤S2中,还包括:
对应所述主梁的切断位置,在所述加劲梁上设置提吊装置,并通过所述提吊装置吊运下放切割后的所述主梁。
优选地,在步骤S2中,还包括:
在所述岸跨侧的桥面下增设临时钢支撑结构,将所述岸跨侧的桥面下的地基整平夯实,并浇筑条形基础,将所述临时钢支撑结构安装于夯实后的所述地基上。
优选地,步骤S4中,还包括:
分段拆除所述河跨侧的所述主梁并通过浮吊起吊运走;
通过链锯分段拆除所述岸跨侧的所述主梁并通过起重机吊运至所述临时钢支撑结构。
优选地,在步骤S6中,拆除所述主塔的过程包括:
于所述主塔下端的主墩上增设临时刚性支座体系,待所述主塔拆除后,拆除所述临时刚性支座体系。
优选地,在步骤S6中,增设并拆除所述临时刚性支座体系包括:
于所述主墩上增设延伸至所述河道上的现浇段撑梁,在所述现浇段撑梁与所述主塔之间连接所述临时拉索,于所述河道上插打支撑桩,于所述主墩的地基上增设承重支架,以分别临时顶撑于所述现浇段撑梁下,进而形成所述临时刚性支座体系;
待所述主塔拆除后,拆除所述临时拉索,分段拆除所述现浇段撑梁,拆除所述支撑桩及所述承重支架。
本发明斜拉桥拆除施工方法的有益效果包括:
1)对桥梁进行全面检测可充分了解其目前的承载情况,确保施工安全;
2)由于现有不少大桥为塔与梁相互固结而塔与墩相互铰接的形式,因而,主塔与塔墩之间稳定性较差,需要对塔墩重新加强固结;
3)在主塔与主墩之间增加临时刚性支座体系,可提高主塔的抗倾覆能力,有助于拆除主塔时保持稳定;
4)在主梁上增设加劲梁,形成临时的叠合梁结构,以提高主梁的抗弯性能,并可在拆除时仍具有足够的承载能力;该加劲梁还可当做桁架式挂篮、临时索下锚固点使用,作用多样;
5)在加劲梁与主塔之间增设临时拉索,可替换旧拉索的拉结力,以此可逐根切断旧拉索,并且,临时拉索配合加劲梁形成临时加固体系,可确保主梁在分段过程中,整个桥梁的内力转换衔接具有较强的稳定性和可控性;
6)在加劲梁上设置提拉装置,可实现主梁拆除段的平稳下放;临时拉索通过对拉锚固的方式锚固于主塔上,锚固方便且强度好;
7)河跨一侧的主梁拆除段(即中间合拢段)可转移至浮吊上,而岸跨一侧的主梁拆除段可转移至该侧所增设的钢支撑结构上。
附图说明
图1为本发明斜拉桥拆除施工方法的总流程示意图。
图2为本发明斜拉桥拆除施工方法中塔墩加固的结构示意图。
图3为对应图2中塔梁与塔墩之间的横截面结构示意图。
图4为本发明斜拉桥拆除施工方法中岸跨侧内力转换结构示意图。
图5为对应图4中A区域的放大结构示意图。
图6为本发明斜拉桥拆除施工方法中河跨侧内力转换结构示意图。
图7为对应图6中B区域的放大结构示意图。
图8为本发明斜拉桥拆除施工方法中临时加固体系的结构示意图。
图9为对应图8中C区域的横截面放大结构示意图。
图10为对应图8中D区域的放大结构示意图。
图11为本发明斜拉桥拆除施工方法中大型起重配备示意图。
图12为本发明斜拉桥拆除施工方法中主墩及现浇段撑梁的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述:
如图1所示,一种斜拉桥拆除施工方法,主要包括以下几个依次进行的步骤:
一、前期准备工作.
1.1对原桥状况进行检测.
由于桥梁运行年数较长,目前现有承载状况未知,为保证拆除桥梁过程中的安全,在编制详细的实施方案前必须对桥梁进行全面检测。主要检测内容如下:
(1)桥梁梁身1、墩身2及主塔3混凝土强度;
(2)斜拉索4实际索力检测,同时检测斜拉索4两端锚固端及张拉端的锈蚀情况;
(3)塔梁固结处、主塔3上斜拉索4张拉锚固处和梁体内斜拉索4锚固端等结构完整性的检测。
1.2对桥梁外部进行环境调查.
(1)桥梁拆除施工范围内的各类管线的详查,影响施工的及时办理临时改线或加固保护措施;
(2)桥梁结构内预埋的管线情况的详查,提前联系相关单位对预埋在桥梁结构内的管线进行改线处理。
1.3对塔墩进行加强固结处理.
由于原大桥为塔3与梁1固结、塔3与墩2铰接的形式,因而,主塔3与主墩2通过氯丁橡胶矩形支座支撑连接。所以,在拆除箱梁30之前需要将其进行固结,防止拆除过程中主塔3失稳。具体地,如图2和图3所示,对塔墩2的加强固结过程包括:在所述塔墩2上增设临时承压墩20以供支撑所述主塔3下端的塔梁30,并在所述塔梁30与所述塔墩2之间穿设临时锚固束22。
二、安装临时加固体系.
2.1安装加劲梁结构.
施工时,加劲梁6采用型钢焊制,根据主桥结构尺寸、临时拉索(吊杆)锚固点设置、承载力需求、混凝土切割分块尺寸等因素进行特别定制,可制成加劲梁6桁架挂篮。
具体地,如图4至图10所示,增设所述加劲梁6的过程包括:在所述主梁1的河跨侧及岸跨侧两侧的桥面上均匀布设多个所述加劲梁6,通过临时锚固束将所述加劲梁6固定(如图10),以在所述主梁1上形成临时的叠合梁结构。
同时,如图5和图7所示,可在河跨侧及岸跨侧两侧的所述加劲梁6上分别设置千斤顶提吊装置60,待后续通过所述提吊装置60吊运下放切割后的主梁1。
进一步地,如图5所示,在所述岸跨侧的桥面下增设临时钢支撑结构7,施工时,岸跨一侧主梁1下方为土基基础100,可将所述岸跨侧的桥面下的地基100整平夯实,并浇筑条形基础,再将所述临时钢支撑结构7安装于夯实后的所述地基100上。该临时钢支撑结构7待后续用于安置岸跨侧所分段拆卸下的主梁1。
2.2安装临时拉索(吊杆)结构.
施工时,利用原桥塔身、系梁横撑,采用对拉钢锚梁的型式作为临时索上锚固点;加劲梁6各旧索4附近设置下锚固点;优选地,临时索5采用1860Mpa高强钢绞线,临时索5也可以是吊杆结构。
具体地,如图8和图9所示,增设所述临时拉索5的过程包括:使用钢结构桁架式挂篮作为加劲梁6,并使用加劲梁6作为所述临时拉索5的临时下锚固点进而相互锚固,通过对拉锚固梁50配合对拉锚固筋52形成上锚固点以将所述临时拉索5锚固于主塔3上。
以此,形成临时加固体系。之后,即可进行桥梁的拆除工作。
三、逐步拆除旧拉索及主梁.
3.1主要起重设备.
如图11所示,施工时,涉及体量较大的混凝土拆除吊运工作,宜采用300吨级浮吊99、附着式重型塔吊98、汽车吊(履带吊)起重机97作为主要起重设备。
3.2拆除桥面的附属结构.
施工时,包括电力路灯杆的拆除、桥面铺装层、桥面伸缩缝、人行道板及人行栏杆的拆除。将桥面主梁1上的附属层清理干净,裸露出原始梁板。
3.3拆除中间合拢段挂梁(即河跨一侧的主梁1拆除段).
原大桥主跨跨中段为简支挂孔T梁,通过支座简支在悬臂端箱梁上。吊梁施工拆除时,切割老桥吊梁桥面后浇带位置,将吊梁还原成四榀T形梁。分块后的单片T型梁重90吨,单块桥面板重5吨。
具体地,如图6所示,分段拆除河跨侧的主梁1并采用一台160吨浮吊99配合驳船水中起吊、运走。
3.4将斜拉索与主梁逐步拆除.
如图6至图8所示,采用临时拉索5(吊杆)对称同时替换放张,放张(张拉)后对称切断老(旧)索4,将拆除段主梁1自重荷载转移至前一根吊索4处,由旧吊索4和临时拉索5(吊杆)共同承担以固定住未拆除的主梁1。
然后,采用加劲梁6(桁架挂篮)配合链锯分段切割主梁1,将切割后的主梁1通过加劲梁6上预设的千斤顶提吊装置60进行平稳吊运下放。其中,河跨一侧拆卸下的主梁1仍旧通过浮吊99配合驳船水中起吊、运走;而岸跨一侧拆卸下的主梁1并通过汽车吊起重机97吊运至该侧所预先设置的临时钢支撑结构7处。
逐节段、循环实施上述过程,直至将旧拉索4及主梁1全部拆除。
四、拆除主塔.
如图11所示,待斜拉索4拆除后,主塔3利用临时增设的重型塔吊98辅助进行分段切割、吊运。
进一步地,如图12所示,拆除所述主塔3的过程还包括:于所述主塔3下端的主墩2上增设临时刚性支座体系,具体地,于所述主墩2上增设延伸至所述河道上的现浇段撑梁32,在所述现浇段撑梁32与所述主塔3之间连接所述临时拉索5。由于现浇段的悬臂较长,可于所述河道上插打钢管支撑桩34,于所述主墩2的地基100上增设承重支架36,以分别临时顶撑于所述现浇段撑梁32下,进而形成所述临时刚性支座体系;待所述主塔3拆除后,再拆除所述临时拉索5,分段拆除所述现浇段撑梁32,拆除所述支撑桩34及所述承重支架36。当然,该现浇段撑梁32可以由原塔墩2上就有的悬臂箱梁30延伸代替。
五、拆除引桥和桥台.
最后,由于引桥及桥台位于地面上,可采用直接破除法(爆破法)拆除、垃圾外运。
以此,完成所有施工过程,斜拉桥被完全拆除。
六、工程重难点及解决思路
进行大桥拆除,主要解决的工程难点包括:
(1)原桥为塔-梁固结、塔-墩分离体系,整体稳定性相比墩塔一体式斜拉桥较差。
解决思路:在主梁与主墩之间增加锚固筋和临时刚性支座,以提高主塔抗倾覆能力。
(2)主梁需要分段、分块切割拆除,切割时需割断原桥纵向预应力筋,导致主梁轴向压应力减小、抗弯性能降低,在施工荷载影响下主梁弯矩较大处存在开裂风险;且该桥年限较长,原预应力筋工作状态未知。
解决思路:在桥面增设加劲梁体系,分段与主梁锚固、结合,形成临时的叠合梁构造,以提高主梁抗弯性能,确保主梁预应力束失效后的主梁承载能力。
(3)旧吊杆现有索力不详,拆除时需将旧吊杆按照一定顺序逐根切断;吊杆割断后主梁再进行切割吊离,主梁将出现多次内力转换,内力转换衔接必须具有较强的稳定性和可控性。
解决思路:在第(2)中,所述加劲梁可同时当做桁架式挂篮、临时索下锚固点使用,通过安装临时索增加未拆除段拉索抗力;加劲梁桁架挂篮拆除段设置千斤顶提拉系统,实现拆除段的平稳下放;最后,将河跨一侧的主梁拆除段转移至浮吊上,而岸跨一侧的主梁拆除段则转移至临时钢支撑上。
完成上述实施过程后,应能体现本申请以下特点:
本申请所提供的斜拉桥拆除施工方法,其核心是通过加设加劲梁以及临时拉索以形成临时加固体系,以此方式逐步拆除旧拉索及桥面主梁,其方式独特新颖,并解决了施工时潜在的各种难点,使得施工方便且高效,成本低,符合现代化施工要求。
本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明,并不构成对权利要求范围的限制,本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代,均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种斜拉桥拆除施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.前期检测排查工作,包括对桥梁的主梁及主塔的强度检测以及对塔墩的加强固结;
S2.在所述主梁上安装临时加固体系,包括在所述主梁上增设加劲梁,在桥面增设加劲梁体系,分段与主梁锚固、结合,形成临时的叠合梁构造,并在所述加劲梁与所述主塔之间增设临时拉索;
S3.将斜拉索张拉后拆除,包括通过所述临时拉索替代旧拉索并进行张拉以配合所述加劲梁固定未切割的所述主梁,逐步切断已被替代的所述旧拉索并拆除;
S4.分段切割并吊运所述主梁,包括通过所述加劲梁分段切割所述主梁,在所述加劲梁上设置提吊装置,并通过所述提吊装置吊运下放切割后的所述主梁;
S5.重复步骤S3至S4,直至所述旧拉索及所述主梁被逐段拆除;
S6.拆除所述主塔,包括增设临时重型塔吊,分段切割所述主塔后,通过所述临时重型塔吊进行吊运;
S7.拆除引桥及桥台。
2.根据权利要求1所述的斜拉桥拆除施工方法,其特征在于,在步骤S1中,所述前期检测排查工作包括:
检测所述斜拉索的实际索力以及检测所述斜拉索的锚固端及张拉端的锈蚀情况;
对所述主梁的强度检测包括检测所述主梁的梁身、墩身的混凝土强度,并对所述主梁内连接的所述斜拉索的锚固端进行完整性检测;
对所述主塔的强度检测包括检测所述主塔的混凝土强度,并对所述的主塔和主梁的固结处、所述主塔上所述斜拉索的张拉锚固处进行完整性检测。
3.根据权利要求1所述的斜拉桥拆除施工方法,其特征在于,在步骤S1中,对塔墩的加强固结过程包括:
在所述塔墩上增设临时承压墩以供支撑所述主塔下端的塔梁,并在所述塔梁与所述塔墩之间穿设临时锚固束。
4.根据权利要求1所述的斜拉桥拆除施工方法,其特征在于,在步骤S2中,增设所述加劲梁的过程包括:
在所述主梁的河跨侧及岸跨侧两侧的桥面上均匀布设多个所述加劲梁,通过临时锚固束将所述加劲梁固定,以在所述主梁上形成临时的叠合梁结构。
5.根据权利要求4所述的斜拉桥拆除施工方法,其特征在于,在步骤S2中,增设所述临时拉索的过程包括:
使用钢结构桁架式挂篮作为加劲梁,并使用加劲梁作为所述临时拉索的临时下锚固点进而相互锚固,通过对拉锚固梁配合对拉锚固筋形成上锚固点以将所述临时拉索锚固于主塔上。
6.根据权利要求4所述的斜拉桥拆除施工方法,其特征在于,在步骤S2中,还包括:在所述岸跨侧的桥面下增设临时钢支撑结构,将所述岸跨侧的桥面下的地基整平夯实,并浇筑条形基础,将所述临时钢支撑结构安装于夯实后的所述地基上。
7.根据权利要求6所述的斜拉桥拆除施工方法,其特征在于,在步骤S4中,还包括:
分段拆除所述河跨侧的所述主梁并通过浮吊起吊运走;
分段拆除所述岸跨侧的所述主梁并通过起重机吊运至所述临时钢支撑结构。
8.根据权利要求1所述的斜拉桥拆除施工方法,其特征在于,在步骤S6中,拆除所述主塔的过程包括:
于所述主塔下端的主墩上增设临时刚性支座体系,待所述主塔拆除后,拆除所述临时刚性支座体系。
9.根据权利要求8所述的斜拉桥拆除施工方法,其特征在于,在步骤S6中,增设并拆除所述临时刚性支座体系包括:
于所述主墩上增设延伸至河道上的现浇段撑梁,在所述现浇段撑梁与所述主塔之间连接所述临时拉索,于河道上插打支撑桩,于所述主墩的地基上增设承重支架,以分别临时顶撑于所述现浇段撑梁下,进而形成所述临时刚性支座体系;
待所述主塔拆除后,拆除所述临时拉索,分段拆除所述现浇段撑梁,拆除所述支撑桩及所述承重支架。
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