CN111455882B - 双曲拱桥拆除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双曲拱桥拆除方法，包括以下步骤：1)拆除除主拱圈以外的拱桥结构；2)在主拱圈正下方搭建支撑结构；3)在拱肋与支撑结构之间间隔安装支撑千斤顶；4)调整对称的两个支撑千斤顶的顶推力，使拱肋拱顶截面的轴向压力值小于等于设定的平衡目标值；5)分割分别位于桥梁横向两侧的两个拱波；6)在拱肋的拱顶位置处凿孔，在孔内安装压力千斤顶，并调整压力千斤顶的顶推力等于拱肋拱顶截面的轴向压力值；7)分割分别位于桥梁横向两侧的两个拱肋；8)分割分别位于桥梁横向两侧的两个拱肋的拱脚，使用吊装设备吊离；9)循环步骤5)至步骤8)，依次拆除拱桥的所有拱肋；10)撤除施工设备及支撑结构，完成双曲拱桥的拆除作业。

Description

双曲拱桥拆除方法

技术领域

本发明属于拆除桥梁的方法和设备技术领域，具体的为一种双曲拱桥的拆除方法。

背景技术

双曲拱桥是一种外形在纵横两个方向均呈曲线形的拱桥形式。通常由拱肋、拱波、拱板、横向联结构件以及拱上建筑组成。自60年代以来，双曲拱桥被全国各地广泛采用。但经过几十年的使用，除少部分双曲拱桥通过加固能适应现在交通要求外，大多数由于荷载等级低，超期服役，出现了不同程度的裂缝、混凝土风化等病害，已经成为了危桥，无维修价值，在公路改建中必须拆除重建。

在双曲拱桥的拆除过程中，由于拆除方法不当造成的坍塌事故时有发生，给社会及施工作业人员带来了严重的安全隐患。常见的双曲拱桥拆除方法有控制爆破法、机凿法、桥上起吊法和船舶浮运拆除法等。

控制爆破法拆除法采用控制爆破方案和机械、人工相结合的方法对桥梁进行拆除；机凿法适用于单跨桥或桥下具有履带式挖掘机行进条件的多跨桥梁拆除。控制爆破法和机凿法缺点为封航时间长，同时还需要封闭全线道路交通，水中的碎渣清理困难，同时爆破或者拱圈凿开时产生的飞石、震动等副作用对周围环境造成一定的影响。

桥上起吊法一般先用贝雷梁吊挂拱肋，人工切割分段后用陆上吊机、水上浮吊或缆索吊将拱肋吊移至两侧桥台。人工分段根据起吊能力进行计算,一般中小桥梁可分3-4段对拱肋和拱波进行切割。桥上起吊法受地形限制，贝雷梁的搭建或者索塔的建造困难，并且在起吊拱肋时的各吊索拉力值难以控制，施工繁琐；

船舶浮运拆除法方法是采用多条钢质驳船，组成整体，在船上搭设支架，用拖轮将整体组合船只拖到主跨桥位下，在主跨两端切断，通过渡船将切断的梁体运到岸边，再在船上分块切割，由浮吊吊上堤岸，用凿岩机破碎清理。船舶浮运拆除法采用渡船拖运时受气候影响较大，对船只和船上支架的整体性、稳定性要求高，对河道通航能力要求比较高。

很多河道由于通航需求，不能实施爆破等整体破坏的拆除方法，于是需要进行人工拆除，并且需要严格遵守“对称、反施工顺序”的卸载方法。由于主拱圈在自重作用下的受力主要是轴向压力，人工拆桥过程中，拱顶截面压力过大，导致拱肋开拱时时有事故发生。因此，如何改进施工方案，降低拱顶截面轴向压力已经成为保障双曲拱桥拆桥过程的重要问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双曲拱桥的拆除方法，能够有效解决开拱过程中拱顶压力过大的问题，提高拆除效率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种双曲拱桥拆除方法，包括以下步骤：

1)拆除除主拱圈以外的拱桥结构；

2)在主拱圈正下方搭建支撑结构；

3)在拱肋与支撑结构之间间隔安装支撑千斤顶，支撑千斤顶以拱肋拱顶对称面对称布置，且支撑千斤顶的布置位置错开拱肋拱顶的正下方位置；

4)针对每一拱肋，依次调整对称的两个支撑千斤顶的顶推力，使拱肋拱顶截面的轴向压力值小于等于设定的平衡目标值；

5)分割分别位于桥梁横向两侧的两个拱波，以拱波拱顶对称面为分割面分割拱波及对应位置处的横隔板；

6)在拱肋的拱顶位置处凿孔，在孔内安装压力千斤顶，并调整压力千斤顶的顶推力等于拱肋拱顶截面的轴向压力值以平衡拱肋拱顶截面的轴向压力；

7)分割分别位于桥梁横向两侧的两个拱肋，以拱肋拱顶对称面为分割面分割拱肋及与该拱肋连接在一起的拱波；

8)分割分别位于桥梁横向两侧的两个拱肋的拱脚，使用吊装设备吊离经分割完成的拱肋及与该拱肋连接在一起的拱波；

9)循环步骤5)至步骤8)，依次拆除拱桥的所有拱肋；

10)撤除施工设备及支撑结构，完成双曲拱桥的拆除作业。

进一步，所述步骤1)中，以桥面板、腹拱拱上填料、腹拱、立柱、主拱拱上填料的顺序依次拆除除主拱圈以外的拱桥结构。

进一步，所述支撑结构采用贝雷梁钢拱架。

进一步，每两个相邻所述支撑千斤顶之间间隔相同数量的横隔板。

进一步，所述步骤3)中，若拱肋的底部不是水平的，则在拱肋底部布置支撑千斤顶的位置凿出一个水平面作为支撑千斤顶顶推力的受力面。

进一步，在所述支撑千斤顶与对应的顶推力受力面之间设置钢板。

进一步，所述步骤4)中，沿着拱脚至拱顶的方向依次调整对称的两个支撑千斤顶的顶推力。

进一步，所述步骤6)中，在拱肋的拱顶位置处凿方形孔，且所述压力千斤顶的两端与方形孔的两侧壁之间分别设有支撑座。

进一步，所述步骤4)中，支撑千斤顶的顶推力调整方法为：

41)建立单拱肋模型；

42)对拱肋模型在支撑千斤顶设置位置处施加一组集中力，每个集中力的大小为G/N，其中，G为拱肋与拆除时与拱肋连在一起的拱波的自重之和，N为支撑千斤顶的数量；

43)通过拱肋模型计算拱肋拱顶截面的内力值，并得到拱肋拱顶截面的轴力值；

44)若轴力值大于平衡目标值或为拉力值，则执行步骤45)；若轴力值小于等于平衡目标值且不为拉力值，则执行步骤46)；

45)调整对称的两组集中力大小后，执行步骤43)；

46)以该集中力为支撑千斤顶的顶推力，以得到的轴力值为压力千斤顶的顶推力。

本发明的有益效果在于：

本发明的双曲拱桥拆除方法，通过设置位于主拱圈下方的支撑结构，并在支撑结构与拱肋之间间隔安装支撑千斤顶，通过调节支撑千斤顶对拱肋施加的顶推力，能够减小拱肋拱顶截面的轴向压力值小于等于平衡目标值，并在拱肋的拱顶位置处凿孔并安装压力千斤顶，以压力千斤顶的顶推力平衡拱肋拱顶截面的轴向压力值，能够极大地降低拱肋开拱过程中因拱顶压力过大而导致的安全风险，提高拆除效率。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明双曲拱桥拆除方法实施例的支撑千斤顶纵向布置示意图；

图2为本实施例拱波分割面及支撑千斤顶横向布置示意图；

图3为在支撑结构与拱肋之间安装支撑千斤顶的结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为拱肋底部不是水平时的支撑千斤顶安装结构示意图；

图6为图5的右视图；

图7为在拱肋拱顶凿孔并安装压力千斤顶的结构示意图；

图8为贝雷梁钢拱架的结构示意图；

图9为图8的左视图；

图10为图8的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本实施例的双曲拱桥拆除方法，包括以下步骤：

1)拆除除主拱圈以外的拱桥结构；具体的，以桥面板、腹拱拱上填料、腹拱、立柱、主拱拱上填料的顺序依次拆除除主拱圈以外的拱桥结构和拱上建筑。

2)在主拱圈正下方搭建支撑结构，本实施例的支撑结构采用贝雷梁钢拱架4，如图8-10所示。

3)在拱肋1与支撑结构之间间隔安装支撑千斤顶5，支撑千斤顶5以拱肋1拱顶对称面对称布置，且支撑千斤顶5的布置位置错开拱肋1拱顶的正下方位置。具体的，本实施例的支撑千斤顶将待拆拱肋分为9段，每两个相邻所述支撑千斤顶之间间隔4块横隔板。若拱肋1的底部不是水平的，则在拱肋1底部布置支撑千斤顶的位置凿出一个水平面9作为支撑千斤顶5顶推力的受力面，从而保证支撑千斤顶5对拱肋1的顶推力方向竖直向上。优选的，本实施例在所述支撑千斤顶与对应的顶推力受力面之间设置钢板6。贝雷梁钢拱架4上设有用于安装支撑千斤顶5的支撑架10，支撑架10上设有用于安装支撑千斤顶的钢支撑座11。

4)针对每一拱肋1，依次调整对称的两个支撑千斤顶5的顶推力，使拱肋1拱顶截面的轴向压力值小于等于设定的平衡目标值。本实施例沿着拱脚至拱顶的方向依次调整对称的两个支撑千斤顶5的顶推力。具体的，本实施例的支撑千斤顶5的顶推力调整方法为：

41)建立单拱肋模型；

42)对拱肋模型在支撑千斤顶设置位置处施加一组集中力，每个集中力的大小为G/N，其中，G为拱肋与拆除时与拱肋连在一起的拱波的自重之和，N为支撑千斤顶的数量；

43)通过拱肋模型计算拱肋拱顶截面的内力值，并得到拱肋拱顶截面的轴力值；

44)若轴力值大于平衡目标值或为拉力值，则执行步骤45)；若轴力值小于等于平衡目标值且不为拉力值，则执行步骤46)；

45)调整对称的两组集中力大小后，执行步骤43)；

46)以该集中力为支撑千斤顶的顶推力，以得到的轴力值为压力千斤顶的顶推力。

5)分割分别位于桥梁横向两侧的两个拱波2，以拱波2拱顶对称面为分割面分割拱波2及对应位置处的横隔板3，如图2所示。

6)在拱肋1的拱顶位置处凿孔7，在孔7内安装压力千斤顶8，并调整压力千斤顶8的顶推力等于拱肋拱顶截面的轴向压力值以平衡拱肋拱顶截面的轴向压力。具体的，本实施例在拱肋的拱顶位置处凿方形孔，且所述压力千斤顶8的两端与方形孔的两侧壁之间分别设有支撑座12。

7)分割分别位于桥梁横向两侧的两个拱肋1，以拱肋1拱顶对称面为分割面分割拱肋及与该拱肋连接在一起的拱波2，分割后以支撑结构支撑拱肋1和该拱肋连接在一起的拱波2的自重。

8)分割分别位于桥梁横向两侧的两个拱肋1的拱脚，使用吊装设备吊离经分割完成的拱肋及与该拱肋连接在一起的拱波。

9)循环步骤5)至步骤8)，依次拆除拱桥的所有拱肋；

10)撤除施工设备及支撑结构，完成双曲拱桥的拆除作业。

本实施例的双曲拱桥拆除方法，通过设置位于主拱圈下方的支撑结构，并在支撑结构与拱肋之间间隔安装支撑千斤顶，通过调节支撑千斤顶对拱肋施加的顶推力，能够减小拱肋拱顶截面的轴向压力值小于等于平衡目标值，并在拱肋的拱顶位置处凿孔并安装压力千斤顶，以压力千斤顶的顶推力平衡拱肋拱顶截面的轴向压力值，能够极大地降低拱肋开拱过程中因拱顶压力过大而导致的安全风险，提高拆除效率。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种双曲拱桥拆除方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)拆除除主拱圈以外的拱桥结构；

2)在主拱圈正下方搭建支撑结构；

3)在拱肋与支撑结构之间间隔安装支撑千斤顶，支撑千斤顶以拱肋拱顶对称面对称布置，且支撑千斤顶的布置位置错开拱肋拱顶的正下方位置；

4)针对每一拱肋，依次调整对称的两个支撑千斤顶的顶推力，使拱肋拱顶截面的轴向压力值小于等于设定的平衡目标值；

5)分割分别位于桥梁横向两侧的两个拱波，以拱波拱顶对称面为分割面分割拱波及对应位置处的横隔板；

6)在拱肋的拱顶位置处凿孔，在孔内安装压力千斤顶，并调整压力千斤顶的顶推力等于拱肋拱顶截面的轴向压力值以平衡拱肋拱顶截面的轴向压力；

7)分割分别位于桥梁横向两侧的两个拱肋，以拱肋拱顶对称面为分割面分割拱肋及与该拱肋连接在一起的拱波；

8)分割分别位于桥梁横向两侧的两个拱肋的拱脚，使用吊装设备吊离经分割完成的拱肋及与该拱肋连接在一起的拱波；

9)循环步骤5)至步骤8)，依次拆除拱桥的所有拱肋；

10)撤除施工设备及支撑结构，完成双曲拱桥的拆除作业。

2.根据权利要求1所述的双曲拱桥拆除方法，其特征在于：所述步骤1)中，以桥面板、腹拱拱上填料、腹拱、立柱、主拱拱上填料的顺序依次拆除除主拱圈以外的拱桥结构。

3.根据权利要求1所述的双曲拱桥拆除方法，其特征在于：所述支撑结构采用贝雷梁钢拱架。

4.根据权利要求1所述的双曲拱桥拆除方法，其特征在于：每两个相邻所述支撑千斤顶之间间隔相同数量的横隔板。

5.根据权利要求1所述的双曲拱桥拆除方法，其特征在于：所述步骤3)中，若拱肋的底部不是水平的，则在拱肋底部布置支撑千斤顶的位置凿出一个水平面作为支撑千斤顶顶推力的受力面。

6.根据权利要求5所述的双曲拱桥拆除方法，其特征在于：在所述支撑千斤顶与对应的顶推力受力面之间设置钢板。

7.根据权利要求5所述的双曲拱桥拆除方法，其特征在于：所述步骤4)中，沿着拱脚至拱顶的方向依次调整对称的两个支撑千斤顶的顶推力。

8.根据权利要求1所述的双曲拱桥拆除方法，其特征在于：所述步骤6)中，在拱肋的拱顶位置处凿方形孔，且所述压力千斤顶的两端与方形孔的两侧壁之间分别设有支撑座。

9.根据权利要求1-7任一项所述的双曲拱桥拆除方法，其特征在于：所述步骤4)中，支撑千斤顶的顶推力调整方法为：

41)建立单拱肋模型；

42)对拱肋模型在支撑千斤顶设置位置处施加一组集中力，每个集中力的大小为G/N，其中，G为拱肋与拆除时与拱肋连在一起的拱波的自重之和，N为支撑千斤顶的数量；

43)通过拱肋模型计算拱肋拱顶截面的内力值，并得到拱肋拱顶截面的轴力值；

44)若轴力值大于平衡目标值或为拉力值，则执行步骤45)；若轴力值小于等于平衡目标值且不为拉力值，则执行步骤46)；

45)调整对称的两组集中力大小后，执行步骤43)；

46)以该集中力为支撑千斤顶的顶推力，以得到的轴力值为压力千斤顶的顶推力。

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