CN111676845A - 一种将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置，包括有安装在实腹段的桁式组合拱桥体系转换装置以及用于提拉住拱圈的桁式组合拱桥体系转换后悬臂结构稳定装置以及悬挂于拱圈底部的桁式组合拱桥切割拆除污水收集装置。本发明的装置可以避免桥梁切割分离后，两个单独的悬臂桁架体系出现相对位移和左右摆动，以及可以向上提拉住两个单独的悬臂桁架体系，避免悬臂桁架体系会有向下偏转、运动，为后续拆除工作的顺利实施提供保障。并且可以避免切割过程中产生的污水排放至下方的水源中。

Description

一种将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置

技术领域

本发明涉及一种将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置，属于桥梁拆除设备技术领域。

背景技术

桥梁是道路的重要组成部分，其主要架设在江河湖海上，以及相邻山涧之间。随着我国经济的快速增长，道路运输事业也在飞速发展中。一些修建于二、三十年前的桥梁已经无法运输需求，因此需要修建新的桥梁用于替代旧的桥梁。旧的桥梁中有的需要将其进行拆除，而桥梁拆除最简单、快速的方式莫过于爆破拆除。但是并不是所有的旧桥拆除都适用爆破拆除方式，比如一些架设于自然保护区、风景保护区、饮水区等区域的桥梁，若使用爆破拆除的方式，容易对所在区域的环境、水源造成破坏，这是明令禁止的。因此只能选择使用其它方式进行拆除。如机械切割拆除的方式，将旧桥切割成若干小的单元，再通过起吊装置将其吊运走。

随着科技水平的不断发展，桥梁的跨度也变得越来越大。这些跨度较大的桥梁若使用机械拆除难度会比较大。因为桥梁修建完毕后，其整体受力，从而保持桥梁结构的稳定，拆除过程中首先会将桥梁分割为两个独立的悬臂体系，从而打破了其受力平衡，使得桥梁结构变得非常的不稳定。桥梁的跨度越大，其分割后的稳定就越差，一般的加固装置根部无法保持其结构的稳定性。

我方近期承接了一项旧桥拆除以及新桥建设的工程，需要拆除旧桥后建造新桥。而该旧桥处于水源保护区，故不能使用爆破拆除。我方经过研究、分析，决定采用机械线切割方式将桥梁切割为若干小的单元，切割过程中首先将桥梁从实腹段通过纵、横向的切割缝将其一份为二，使得整个结构转换为两个悬臂桁架体系，然后再将两个悬臂桁架体系切割为若干小的单元。旧桥拆除完毕后，还需要兴建新的桥梁，由于原有旧桥的一端连接隧道，故在其它区域建新桥，然后再建新路与原有老路连接的做法并不可取。因为新路的新建无可避免要开挖新的隧道，一者工程难度比较大，会导致整体工期变长；二者新的隧道建造本身就是对水源保护区的环境破坏，而且建造过程中势必会对水源造成污染；再者，原有的隧道放弃不用，本身就是对资源的浪费。在西南地区，特别是贵州，桥梁连接隧道的道路数不胜数，如何很好地将旧桥的拆除与新桥的建造整合在一起，将会对后期贵州地区乃至其它区域的桥梁建设事业带来深远的影响。

经研究、论证、分析，我方决定采用在旧桥所在地修建一座中承式钢管拱桥，新桥两端与原有道路连接，这样不仅可以节约成本，而且可以最大限度的降低对自然环境的破坏。

但是旧桥的拆除过程中，桥梁作为一个整体结构时其整体受力，相互约束。但是将其转换为两个悬臂桁架体系后，两个体系受力无法实现相互制约，很大程度会出现分离切割过程中或者体系切割完毕后，由于切割缝导致两个体系之间产生间隙，该间隙使得拱顶切割缝两侧的两个体系在切割分离过程中出现相对位移甚至左右摆动，拱顶由合拢状态转换为分离状态时瞬间会产生较大的冲击载荷，该冲击载荷可能导致分离后的两个体系出现垮塌现象。而且桥架切割为两个单独的悬臂桁架体系后，在其重力作用下，悬臂桁架体系会有向下偏转、运动的趋势，也可能导致分离后的两个体系出现垮塌现象。因此，如何保证旧桥拆除后两个单独的悬臂桁架体系结构稳定，成为了亟待解决的技术问题。

同时，旧桥的切割拆除过程中需要使用水作为冷却液。冷却后产生的污水若直接从桥面掉落至下方的区域，容易对环境或者水体造成污染，因此切割过程中要解决好污水的排放问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置。该装置能够避免桥梁切割分离过程中，两个单独的悬臂桁架体系出现相对位移和左右摆动，以及可以向上提拉住两个单独的悬臂桁架体系，避免悬臂桁架体系会有向下偏转、运动，为后续拆除工作的顺利实施提供保障。并且可以避免切割过程中产生的污水排放至下方的水源中。

本发明的技术方案：一种将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置，包括有安装在实腹段的桁式组合拱桥体系转换装置以及用于提拉住拱圈的桁式组合拱桥体系转换后悬臂结构稳定装置以及悬挂于拱圈底部的桁式组合拱桥切割拆除污水收集装置；所述桁式组合拱桥体系转换装置包括有分别设置在实腹段左、右两侧边箱顶面的两组纵梁体系，每组纵梁体系由多根相互平行的纵梁构成，多根纵梁顶面间隔、平行设置有多根顶部横梁，每根顶部横梁上竖直向下穿入有多根精轧螺纹钢筋，精轧螺纹钢筋的顶部固定在顶部横梁上，其杆身穿过边箱后与位于边箱底面的底部横梁固定连接，左、右两侧边箱顶、底面均设置有千斤顶基座槽，千斤顶基座槽与桥梁纵向切割缝位置重合，千斤顶基座槽中设置有千斤顶，千斤顶两端分别抵住千斤顶基座槽两侧壁，千斤顶基座槽其中一侧边箱上的精轧螺纹钢筋穿入孔大于精轧螺纹钢筋；桁式组合拱桥体系转换后悬臂结构稳定装置包括有主体结构位于旧桥正上方的新桥钢管拱结构，新桥钢管拱结构上间隔固定有若干根沿桥面宽度方向设置的挂梁，还包括有若干根沿桥面宽度方向设置、位于旧桥拱圈底部的支撑梁，每一根支撑梁伸出至旧桥桥面外侧的两端各经若干根吊索与挂梁固定连接。

前述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置中，所述纵梁底部设置有支垫块，所述精轧螺纹钢筋顶、底端均通过锁紧螺母进行固定。

前述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置中，所述千斤顶基座槽左、右两侧壁各设置有1块L形加强板，边箱顶、底面紧挨着L形加强板设有外侧加强板，L形加强板和外侧加强板通过穿过边箱顶、底板的对拉锚栓与内侧加强板连接，内侧加强板位于边箱腹腔的顶、底部。

前述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置中，所述L形加强板和外侧加强板旁边的边箱腹板上设有三角形加强板，三角形加强板通过贯通边箱腹板的对拉锚栓和伸入至边箱顶、底板中的锚栓进行固定，三角形加强板上设有加劲肋。

前述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置中，所述挂梁和支撑梁结构相同，包括有2根平行设置的工字钢，工字钢顶、底部经连接钢板固定连接在一起，挂梁的工字钢顶部和支撑梁的工字钢底部还固定设置有吊索锚垫板，吊索锚垫板上均布有若干个吊索穿入孔，工字钢顶、底部还设有加强钢板，吊索锚垫板固定在加强钢板表面，吊索锚垫板所在位置处的挂梁内部设置有多块相互平行，且分别与2根工字钢垂直的加强腹板。

前述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置中，所述挂梁底部经支撑座垂直固定在新桥钢管拱结构的上弦或下弦钢管顶面上，所述支撑座包括有平行支撑块，平行支撑块底部两侧固定连接有若干块侧向支撑块，侧向支撑块固定在新桥钢管拱结构的钢管表面上，支撑座上方的挂梁内部设置有分别与2根工字钢垂直的加强腹板。

前述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置中，当挂梁安装处的新桥钢管拱结构宽度＞旧桥桥面宽度时，挂梁为通梁结构，其两端分别固定在新桥钢管拱结构左、右两侧的4根上弦钢管顶面上；当挂梁安装处的新桥钢管拱结构宽度≤旧桥桥面宽度时，新桥钢管拱结构左、右两侧各设有1根挂梁，挂梁两端固定在每侧的2根下弦钢管顶面上。

前述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置中，所述桁式组合拱桥切割拆除污水收集装置包括有设置在拱顶顶面或者桥梁下弦顶面左、右两侧、且相互平行的多根悬吊横梁，每根悬吊横梁尾部穿过有多根固定螺纹钢筋，固定螺纹钢筋的底端伸入至桥身中，每根悬吊横梁伸出至桥身外侧的端部穿入有1根悬吊螺纹钢筋，悬吊螺纹钢筋的底端与污水收集箱体顶部上的吊环连接，污水收集箱体尾端设置有排污口，其顶部四周固定有防护护栏，污水收集箱体顶部首、尾两端连接有多根加强钢筋，加强钢筋上固定有支撑钢网。

前述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置中，所述污水收集箱体左、右两侧首、中、尾端各设有1个吊环，中端和尾端的吊环各经1根悬吊螺纹钢筋与其正上方的悬吊横梁连接，首端的吊环经手拉葫芦与中端吊环位置对应的悬吊螺纹钢筋连接，中端吊环位置对应的悬吊螺纹钢筋底部亦设置有吊环。

前述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置中，所述悬吊横梁安装在其它节段下弦顶板时，悬吊横梁底部经支撑三角钢板与桥梁下弦顶面固定连接，保持悬吊横梁水平。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下几个方面的优点：

1、本发明通过精轧螺纹钢筋将纵梁、顶部横梁以及底部横梁固定连接在一起，从上下方向将桥梁拱顶固定住，由于千斤顶基座槽一侧边箱上的精轧螺纹钢筋穿入孔大于精轧螺纹钢筋，在拱顶切割打开过程中，约束拱顶切割缝两侧体系在允许范围内相对位移，避免拱顶由合拢状态转换为分离状态时产生较大冲击荷载，确保结构能顺利由拱式结构转换为悬臂结构。而且可以避免桥梁一分为二过程中，两个单独的体系发生左右摆动。通过在切割缝处开挖千斤顶基座槽，并在槽中安装千斤顶，以及填塞支垫钢板，切割拱顶过程中通过千斤顶和支垫钢板抵住两个独立的悬臂结构端面，避免在瞬间较大冲击荷载的作用下，两个端面接触过程中损坏，整个体系无法维持受力平衡。通过千斤顶缓慢回油并减少支垫钢板数量，逐步释放拱结构轴力。维持两个结构的稳定，便于后续拆除其它构件，在2台千斤顶之间的千斤顶基座槽口两端面之间还填充有支垫钢板，可以避免千斤顶因为机械故障失效后产生瞬间较大冲击载荷，同时每次切割后由千斤顶基座槽口两端面之间的支垫钢板承压，避免千斤顶长期承压后容易损坏。而设置有加强板可以避免千斤顶施加的推力直接作用在拱顶钢筋混凝土结构上，造成钢筋混凝土单位面积受压过大直接损坏。该装置可以避免桥梁一分为二过程中，两端单独的体系出现纵、横向的位移，为后续安全拆除整座桥梁提供了保障；

2、本发明通过在新桥钢管拱结构上设置多道挂梁，支撑梁两端均通过多根吊索与上方的挂梁固定连接，通过对吊索进行张拉，使得支撑梁对旧桥底部进行提拉，在拉力作用下避免旧桥一分为二后，两个独立的体系出现下沉，为后续的旧桥拆除提供了保障。使用新桥钢管拱结构作为承重体，不需要另外安装承重体系，施工方便，新桥钢管拱结构作为新建桥梁的一部分，后期也不需要拆除，缩短了工期，也节省了拆除成本。

3、本发明通过在桥面上设置有悬吊横梁，并用固定螺纹钢筋将其固定在桥面上，而悬吊横梁伸出的端部则通过悬吊螺纹钢筋吊住位于桥梁底部的污水收集箱体，桥梁切割过程中产生的污水则会掉落至污水收集箱体中，从而避免污水对桥梁底部环境或者水体造成污染。污水收集箱体中收集的污水可通过其排污口处连接的管道排放至排污管道中。整个装置结构简单，安装、使用非常方便，很好地解决了旧桥拆除过程中污水的排放问题。

综合而言，本发明的装置可以避免桥梁切割分离过程中，两个单独的悬臂桁架体系出现相对位移和左右摆动，以及可以向上提拉住两个单独的悬臂桁架体系，避免悬臂桁架体系会有向下偏转、运动，为后续拆除工作的顺利实施提供保障。并且可以避免切割过程中产生的污水排放至下方的水源中。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为桁式组合拱桥体系转换装置的结构示意图；

附图3为附图2的侧面结构示意图；

附图4为附图2的半幅俯视结构示意图；

附图5为桁式组合拱桥体系转换装置中千斤顶的安装结构示意图；

附图6为附图5的俯视结构示意图；

附图7为附图5的A-A剖视结构示意图；

附图8为附图1的俯视结构示意图；

附图9为附图1的局部放大示意图；

附图10为挂梁安装在上弦钢管上的结构示意图；

附图11为挂梁安装在下弦钢管上的结构示意图；

附图12为附图10的侧面结构示意图；

附图13为附图12的A-A向结构示意图；

附图14为附图13的B-B向结构示意图；

附图15为支撑座的其中一种结构示意图；

附图16为支撑座的另外一种结构示意图；

附图17为支撑梁的安装结构示意图；

附图18为附图17的侧面结构示意图；

附图19为吊索锚垫板的结构示意图；

附图20为污水收集装置安装在桥面时的结构示意图；

附图21为污水收集装置安装在桥梁下弦时的结构示意图；

附图22为附图20的侧面结构示意图；

附图23为附图21的侧面结构示意图；

附图24为附图20的俯视结构示意图；

附图25为污水收集箱体的俯视结构示意图。

附图标记：1-桁式组合拱桥体系转换装置，101-纵梁，102-顶部横梁，103-精轧螺纹钢筋，104-底部横梁，105-千斤顶基座槽，106-桥梁纵向切割缝，107-千斤顶，108-边箱，109-支垫块，110-锁紧螺母，111-L形加强板，112-外侧加强板，113-对拉锚栓，114-内侧加强板，115-三角形加强板，116-锚栓，117-加劲肋，2-桁式组合拱桥体系转换后悬臂结构稳定装置，201-旧桥，202-新桥钢管拱结构，203-挂梁，204-支撑梁，205-吊索，206-工字钢，207-连接钢板，208-吊索锚垫板，209-吊索穿入孔，210-支撑座，211-平行支撑块，212-侧向支撑块，213-角度调节块，214-加强腹板，215-加强钢板，216-支承垫块，217-压片，218-夹片，3-桁式组合拱桥切割拆除污水收集装置，301-悬吊横梁，302-固定螺纹钢筋，303-悬吊螺纹钢筋，304-污水收集箱体，305-吊环，306-排污口，307-防护护栏，308-加强钢筋，309-支撑钢网，310-连接钢板，311-锁紧螺母，312-手拉葫芦，313-钢板连接箱，314-连接卸扣，315-安全爬梯，316-支撑三角钢板，317-三角钢板，318-套筒。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例：一种将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置，如附图1-25所示，包括有安装在旧桥201实腹段的桁式组合拱桥体系转换装置1以及用于提拉住旧桥201拱圈的桁式组合拱桥体系转换后悬臂结构稳定装置2以及悬挂于拱圈底部的桁式组合拱桥切割拆除污水收集装置3。

所述桁式组合拱桥体系转换装置1如附图1-7所示，包括有分别设置在实腹段即拱顶处，左、右两侧边箱108顶面的两组纵梁体系，每组纵梁体系由2根相互平行的纵梁101构成，每组纵梁体系的2根纵梁101顶面间隔、平行设置有3根顶部横梁102，每根顶部横梁102上竖直间隔向下穿入有3根精轧螺纹钢筋103，精轧螺纹钢筋103的顶部固定在顶部横梁102上，其杆身穿过边箱108后与位于边箱108底面的底部横梁104固定连接，左、右两侧边箱108顶、底面均开挖有千斤顶基座槽105，千斤顶基座槽105的位置与桥梁纵向切割缝106位置重合，千斤顶基座槽105中设置有千斤顶107，千斤顶107两端分别抵住千斤顶基座槽105两侧壁，千斤顶基座槽105其中一侧边箱108上的精轧螺纹钢筋穿入孔大于精轧螺纹钢筋103。

桁式组合拱桥体系转换装置1安装过程中，首先根据设计图纸确定桥梁切割缝的位置，桥梁切割缝由桥梁纵向切割缝106和桥梁横向切割缝组成。然后在左、右边箱108的顶、底面各切割出1个千斤顶基座槽105，后将千斤顶107放置于千斤顶基座槽105中，每个千斤顶基座槽105中放置2个千斤顶107。并使得千斤顶107伸出使其两端紧密贴合千斤顶基座槽105的两侧壁。接着用精轧螺纹钢筋103将纵梁101、顶部横梁102和底部横梁104固定连接在一起。之前先在边箱108上钻孔，以便穿入精轧螺纹钢筋103。通过纵梁101、顶部横梁102、精轧螺纹钢筋103和底部横梁104将整个拱顶部分夹持固定住。然后对整个桥面区域进行切割，切割区域为中箱部分以及两个边箱，先切割预制箱体的顶、底板，然后再切割边箱的两侧腹板。整个桥面分几次切割，以便形成切割缝。整个拱顶一份为二过程中，由于切割缝的存在，会使得切割缝两端面之间存在间隙，从而使得两个体系会有相向运动的趋势，由于千斤顶107两端分别抵住两个体系端面，故可以避免两个体系出现相向运动。同时可以通过将切割缝设置为凹凸形结构，两个体系的凹凸形接头也可以限制住两个体系发生左、右位移。第二次切割后，千斤顶107缓慢回油，使得切割后的两个独立的悬臂结构的端面缓慢靠近，实现拱顶结构轴力的缓慢释放。第二次切割后，还需要进行第三次和第四次切割，都需要进行千斤顶107的回油以释放拱顶结构轴力。

第二次切割完成后，千斤顶基座槽105中的8台千斤顶107以4台千斤顶107为单位交替回油，逐步释放拱结构轴力。回油过程分级控制，每次回缩2mm、持续2min，无异常后其它千斤顶107再回油。直至两个独立的悬臂结构的端面最终靠拢在一起。

因为对拱顶多次切割过程中，千斤顶107回油后，切割缝两侧的悬臂体系会出现相对运动。由于精轧螺纹钢筋103是穿入边箱108中的，为了避免精轧螺纹钢筋103的设置阻碍该相向运动，同时又将该相向运动控制在可控范围内，故将千斤顶基座槽105左侧边箱上的精轧螺纹钢筋穿入孔设置为大于精轧螺纹钢筋103，两者之间的直径差距等同于最终形成的切割缝宽度。由于该处边箱108上的精轧螺纹钢筋穿入孔大于精轧螺纹钢筋103，故两个独立的悬臂体系相对运动时，精轧螺纹钢筋103不会阻碍其相对运动。

当拱顶切割完毕后，且千斤顶107回油完毕，两个独立的悬臂结构的端面最终靠拢在一起，使得拱顶轴力完全释放后，即可拆除掉桁式组合拱桥体系转换装置1。

桁式组合拱桥体系转换后悬臂结构稳定装置2，如附图1，附图8-19所示，包括有主体结构位于旧桥201正上方的新桥钢管拱结构202，新桥钢管拱结构202两端头分别位于旧桥201两端的岸基处，新桥钢管拱结构202结构如附图1和8所示，包括有左、右两侧的钢管架，两侧的钢管架之间通过横向支撑进行连接。每侧的钢管架又包括2组相互平行的钢管组，每组钢管组又由上弦钢管、下弦钢管、竖腹钢管以及斜腹钢管构成。同一侧的2个钢管组之间又通过横向钢管进行连接。位于旧桥201正上方的新桥钢管拱结构202的主体结构上间隔固定有若干根沿桥面宽度方向设置的挂梁203，还包括有若干根沿桥面宽度方向设置、位于旧桥201拱圈底部的支撑梁204，支撑梁204宽度大于桥面宽度，其两端伸出至旧桥201桥身外侧。每一根支撑梁204伸出至旧桥1桥面外侧的两端各经若干根吊索205与挂梁203固定连接。每一根支撑梁204对应上方的1根挂梁203。

桁式组合拱桥体系转换后悬臂结构稳定装置2安装过程为，将旧桥201从实腹段一分为二进行切割前，先将挂梁203固定好，穿入吊索205并将其与挂梁203固定住。然后从旧桥201底部起吊支撑梁204，再将吊索205另一端与支撑梁204固定，接着在挂梁203顶部用液压油缸对吊索205进行张拉，使之绷紧。从而实现对旧桥201底部拱圈的提拉工作。将旧桥201切割完成后，旧桥201左、右两侧之间存在间距，两个独立的体系由于受力不均匀，会使得旧桥201两个独立的体系出现相互运动的趋势，两个独立的体系各自出现向下偏转的情况。此时即可通过挂梁203、吊索205以及支撑梁204将两个独立的体系提拉住。支撑梁204所承受的压力最终施加在新桥钢管拱结构202上，通过模型分析计算，新桥钢管拱结构202完全满足承压设计。

旧桥201的切割拆除过程中，通过桁式组合拱桥体系转换装置1的夹持固定以及桁式组合拱桥体系转换后悬臂结构稳定装置2的提拉，从而保证旧桥201一分为二过程中，两个独立的悬臂结构体系仍然能够保持结构的稳定，从而为后续的拆除工作提供了保障。

桁式组合拱桥体系转换装置1还包括有以下结构：

所述纵梁101底部设置有支垫块109。用于支撑纵梁101和顶部横梁102，保证纵梁101与支垫块109之间的接触平稳。

所述精轧螺纹钢筋103顶、底端均通过锁紧螺母110进行固定，方面拆卸和固定，调节也比较方便。

所述千斤顶基座槽105左、右两侧壁各设置有1块L形加强板111，边箱108顶、底面紧挨着L形加强板111设有外侧加强板112，L形加强板111和外侧加强板112通过穿过边箱108顶、底板的对拉锚栓113与内侧加强板114连接，内侧加强板114位于边箱117腹腔的顶、底部。千斤顶基座槽105切割过程中，千斤顶基座槽105贯通边箱108的顶、底板，方便施工人员经由千斤顶基座槽105进入到边箱108的腹腔中，从而方便安装内侧加强板114。旧桥201一分为二后，两个体系对千斤顶107施加的压力非常大，由于桥梁本身为钢筋混凝土结构，千斤顶基座槽105与千斤顶107接触处的钢筋混凝土承受较大压力，会使得该处的钢筋混凝土出现损伤，从而无法起到支撑作用，故设置有L形加强板111，L形加强板111为钢板，可承受较大压力而不会损坏。L形加强板111所承受的反作用力则传递给千斤顶基座槽105处的边箱钢筋混凝土，故用外侧加强板112和内侧加强板114对该处的钢筋混凝土进行加强，避免该处的钢筋混凝土损坏。

所述L形加强板111和外侧加强板112旁边的边箱108腹板上设有三角形加强板115，三角形加强板115通过贯通边箱108腹板的对拉锚栓113和伸入至边箱108顶、底板中的锚栓116进行固定。设置三角形加强板115的作用亦是对此处的钢筋混凝土结构进行加强。

所述三角形加强板115上设有加劲肋117，可提高三角形加强板115的防护作用。

每一个千斤顶基座槽105中设置有2个千斤顶107，2个千斤顶107伸缩端与千斤顶基座槽105端面之间，以及千斤顶基座槽105两端面之间用支垫钢板填塞满。

第二次切割完成后，拱顶的8台千斤顶107同步回油，逐步释放拱结构轴力。回油过程分级控制，每次回缩2mm、持续2min，无异常后所有千斤顶107再同步回油，由于切割之前支垫钢板与千斤顶基座槽105端面之间会存在4mm左右的间隙，当所有千斤顶107同步回缩2次后，千斤顶基座槽105两端面之间的支垫钢板就会被压实，此后以4台千斤顶107为单位交替回油，回油过程中通过不断减少千斤顶基座槽105两端面之间的支垫钢板数量以匹配千斤顶107的回缩。

当所有的千斤顶107回缩45～48mm左右时，不再抽取千斤顶基座槽105两端面之间的支垫钢板。将拱顶结构轴力转换为千斤顶基座槽105两端面之间的支垫钢板承担。由于千斤顶107的行程问题，故在千斤顶107的伸缩端与千斤顶基座槽105之间填塞放入多块支垫钢板。

桁式组合拱桥体系转换后悬臂结构稳定装置2还包括有以下结构：

所述挂梁203和支撑梁204结构相同，各自包括有2根平行设置的工字钢206，工字钢206顶、底部经连接钢板207固定焊接连接在一起，使得2根工字钢206形成一个整体。即挂梁203的工字钢206顶部经连接钢板207固定连接在一起，而支撑梁204的工字钢底部经连接钢板207固定在一起。挂梁203的工字钢206顶部和支撑梁204的工字钢206底部还固定焊接设置有吊索锚垫板208，吊索锚垫板208上均布有若干个吊索穿入孔209。每一个吊索穿入孔209对应穿入1根吊索205，避免吊索205之间相互缠绕在一起，并通过吊索锚垫板208实现吊索205的固定。

所述工字钢206顶、底部还设有加强钢板215，吊索锚垫板208固定在加强钢板215表面，吊索锚垫板208所在位置处的挂梁203内部设置有多块相互平行，且分别与2根工字钢206垂直的加强腹板214。因为支撑梁204用于承受旧桥201的压力，而挂梁203则用于承受吊索205的拉力，故设置有加强钢板215和加强腹板214，加强挂梁203和支撑梁204的强度。避免挂梁203和支撑梁204受拉、受压后容易变形。

所述挂梁203底部经支撑座210垂直固定在新桥钢管拱结构202的上弦或下弦钢管顶面上。支撑座210分别与挂梁203和新桥钢管拱结构202进行焊接固定，设置有支撑座210可增大挂梁203的固定接触面，连接更加稳固，同时能够更好地将所承受的拉力分解至新桥钢管拱结构202上。

所述支撑座210包括有平行支撑块211，挂梁203的工字钢206底部与平行支撑块211表面焊接连接，平行支撑块211底部两侧固定连接有若干块平行且相向设置的侧向支撑块212，侧向支撑块212固定在新桥钢管拱结构202的钢管表面上。侧向支撑块212底面为弧形结构，以便更好地与钢管表面固定连接。

所述支撑座210上方的挂梁203内部设置有分别与2根工字钢206垂直的加强腹板214，用以加强该处的挂梁203强度。

所述平行支撑块211底部垂直固定有沿新桥钢管拱结构202长度方向设置的角度调节块213，角度调节块213两侧固定有侧向支撑块212。吊索205安装过程中，应保证挂梁203和支撑梁204上的吊索锚垫板208上吊索穿入孔209处于同一条直线上，这样才便于后期穿入吊索205，也便于挂梁203正向承受吊索205的拉力。故设置有角度调节块213，角度调节块213可为不同斜度的三角形钢板，用于调整挂梁203的安装角度。若挂梁203安装过程中已经能够保证其角度，则支撑座210底部就不需要设置角度调节块213。

当挂梁203安装处的新桥钢管拱结构202宽度＞旧桥201桥面宽度时，为了更好地通过吊索205与支撑梁204连接，此时吊索锚垫板208只能设置在左、右两侧的钢管结构之间的挂梁203上，故挂梁203设计为通梁结构，即挂梁203两端分别固定在新桥钢管拱结构202左、右两侧的4根上弦钢管顶面上。挂梁为通梁结构时，其中间部分靠近左、右两侧的钢管结构各设有1块吊索锚垫板208。若不设置为通梁结构，则吊索锚垫板208相当于设置在挂梁203的端头，挂梁203一端受力，不利于保持挂梁203整体受力平衡。

当挂梁203安装处的新桥钢管拱结构202宽度≤旧桥201桥面宽度时，新桥钢管拱结构202左、右两侧各设有1根挂梁203，挂梁203两端固定在每侧的2根下弦钢管顶面上。此时，吊索锚垫板208设置在同一侧的2根下弦钢管之间的挂梁203上，位于挂梁203的两端固定点之间，相当于中部受力，容易保持挂梁203受力平衡。故此时不需要将挂梁203设置为通梁结构，可节省用材。此时1根支撑梁204通过吊索205与新桥钢管拱结构202上的2根挂梁203连接。

所述支撑梁204与旧桥201拱圈底部之间设置有支承垫块216，该支持垫块216作用与角度调节块213作用类似。支承垫块216设置下桁架下弦边箱底部，截面为三角形的箱体结构，箱体结构内部填充有环氧砂浆，提高支承垫块216的整体强度。

所述吊索205顶端通过压片217固定在挂梁203上，其底端通过夹片218固定在支撑梁204上。吊索205即为钢绞线，吊索205固定好以后，按照现在的钢绞线预应力张拉方法进行张拉即可，压片217和夹片218即为现行钢绞线预应力张拉通用部件。

桁式组合拱桥切割拆除污水收集装置3的具体结构如下：

桁式组合拱桥切割拆除污水收集装置3如附图1，附图20-25所示，包括有设置在实腹段顶板左、右两侧、且相互平行的多根悬吊横梁301，或者设置在拱圈其它节段的下弦顶板左、右两侧、且相互平行的多根悬吊横梁301，当需要切割实腹段顶板时，将悬吊横梁301设置在实腹段顶板上，当需要切割其它节段时，将悬吊横梁301设置在其它节段下弦顶板上。在顶板左、右两侧均设置有悬吊横梁301，悬吊横梁301平行于桥面宽度方向，且其头端延伸至桥面外部。每根悬吊横梁301尾部穿过有多根固定螺纹钢筋302，固定螺纹钢筋302的底端伸入至桥身中。安装悬吊横梁301时，首先从桥面或者桥梁下弦顶面向下钻孔，然后放置好悬吊横梁301，通过固定螺纹钢筋302穿过悬吊横梁301后伸入至已经钻好的孔中，从而将悬吊横梁301固定住。每根悬吊横梁301伸出至桥身外侧的端部穿入有1根悬吊螺纹钢筋303，悬吊螺纹钢筋303的顶端与悬吊横梁301固定连接，悬吊螺纹钢筋303向下伸出至拱顶顶面底部或者桥梁下弦底部，悬吊螺纹钢筋303的底端与污水收集箱体304顶部上的吊环305连接。从而通过悬吊螺纹钢筋303将污水收集箱体304挂住。整个装置安装过程中，通过固定螺纹钢筋302将悬吊横梁301固定住以后，穿入、固定悬吊螺纹钢筋303，然后通过起吊装置将放置在桥面底部地面或者水面上的污水收集箱体304向上吊起，实现与悬吊螺纹钢筋303的固定连接即可。

安装过程中，悬吊横梁301均应安装在切割线外侧未切割的构件上，这样便于后续拆除整个装置。而污水收集箱体304的头端向前伸出位于切割线下方即可，这样切割过程中产生的污水即可沿着切割线滴落至污水收集箱体304中。整个桥梁切割过程，首先从中间将桥梁一分为二，然后从中间向两侧分多批次进行切割。切割完毕后，将装置拆卸后向后侧吊运移动进行再次安装即可。

所述污水收集箱体304尾端设置有排污口306，该排污口306可用于连接排污管道，排污管道可固定于桥面底部，一直延伸至岸基的排水沟渠中，从而实现污水的排放。在没有设置排污口306的情况下，可以通过抽水泵将收集到的污水抽入至污水运输车辆中。污水收集箱体304顶部四周固定有防护护栏307，污水收集箱体304顶部首、尾两端连接固定有多根相互平行的加强钢筋308，加强钢筋308上固定有支撑钢网309。整个装置的安装、拆卸以及切割过程中，都需要工人下到污水收集箱体304上进行相关操作。设置有防护护栏307可提高安全性能，而设置有加强钢筋308，一者可以加强整个污水收集箱体304的连接强度，再者作为支撑钢网309的支撑体系。工人站立在支撑钢网309上方便进行操作。

每根悬吊横梁301包括有2根相互平行设置的工字钢，2根工字钢顶、底部经连接钢板310焊接固定在一起，固定螺纹钢筋302和悬吊螺纹钢筋303均穿过连接钢板310，固定螺纹钢筋302穿过连接钢板310后，其顶部用锁紧螺母311进行锁紧，从而将悬吊横梁301固定住。而悬吊螺纹钢筋303的顶部两端则用锁紧螺母311固定住，从而实现悬吊螺纹钢筋303与悬吊横梁301的固定连接。

所述污水收集箱体304左、右两侧首、中、尾端各设有1个吊环305，中端和尾端的吊环305各经1根悬吊螺纹钢筋303与其正上方的悬吊横梁301连接，而首端的吊环305经手拉葫芦312与中端吊环305位置对应的悬吊螺纹钢筋303连接，中端吊环305位置对应的悬吊螺纹钢筋303底部亦设置有吊环305。手拉葫芦312的安装和拆卸较之悬吊螺纹钢筋303要方便许多，故头端使用手拉葫芦312进行连接。之所以不全部使用手拉葫芦312进行连接，因为手拉葫芦12为柔性构件，若全部使用手拉葫芦312吊住污水收集箱体304，会导致污水收集箱体304出现晃动，对施工人员而言是非常危险的。而悬吊螺纹钢筋303为刚性构件，可以保证污水收集箱体304不会出现晃动。

所述悬吊螺纹钢筋303底端穿过钢板连接箱313顶板，钢板连接箱313顶板两端的悬吊螺纹钢筋303上各套入有1个锁紧螺母311，钢板连接箱313底部固定有连接卸扣314，连接卸扣314与吊环305连接。通过调节钢板连接箱313顶板两端的锁紧螺母11的位置，可以调节钢板连接箱313的高度，从而调节整个污水收集箱体304的前、后，左、右高度，使得污水收集箱体304保持水平状态。而整个污水收集箱体304的高度则通过悬吊螺纹钢筋303的长度进行调节。通过连接卸扣314可以实现和吊环305的快速连接。

所述悬吊横梁301伸出至桥身外侧的端部搭设有安全爬梯315，安全爬梯315底端固定在污水收集箱体304顶部。设置有安全爬梯315，方便操作人员上下。

所述悬吊横梁301安装在其它节段下弦顶板时，因桥梁下弦顶板为弧面，故在悬吊横梁301底部焊接支撑三角钢板316，支撑三角钢板316与桥梁下弦顶面焊接固定连接，从而保持悬吊横梁301处于水平状态，方便安装悬吊螺纹钢筋303。

所述污水收集箱体304截面为三角形，使得收集到的污水集中在污水收集箱体304的尾部，通过排污口306排出。

所述污水收集箱体304顶部四周焊接固定设有若干个三角钢板317，每个三角钢板317处焊接有1个套筒318，套筒318底部焊接在污水收集箱体304顶部，侧壁则与三角钢板317侧面焊接固定，从而使得套筒318连接牢固。防护护栏307由纵、横、竖向钢管经连接螺栓固定连接而成，防护护栏307的竖向钢管底部插入至套筒318中。从而实现防护护栏307的快速固定，拆卸的时候也比较方便。

Claims (10)

1.一种将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置，其特征在于：包括有安装在实腹段的桁式组合拱桥体系转换装置(1)以及用于提拉住拱圈的桁式组合拱桥体系转换后悬臂结构稳定装置(2)以及悬挂于拱圈底部的桁式组合拱桥切割拆除污水收集装置(3)；所述桁式组合拱桥体系转换装置(1)包括有分别设置在实腹段左、右两侧边箱(108)顶面的两组纵梁体系，每组纵梁体系由多根相互平行的纵梁(101)构成，多根纵梁(101)顶面间隔、平行设置有多根顶部横梁(102)，每根顶部横梁(102)上竖直向下穿入有多根精轧螺纹钢筋(103)，精轧螺纹钢筋(103)的顶部固定在顶部横梁(102)上，其杆身穿过边箱(108)后与位于边箱(108)底面的底部横梁(104)固定连接，左、右两侧边箱(108)顶、底面均设置有千斤顶基座槽(105)，千斤顶基座槽(105)与桥梁纵向切割缝(106)位置重合，千斤顶基座槽(105)中设置有千斤顶(107)，千斤顶(107)两端分别抵住千斤顶基座槽(105)两侧壁，千斤顶基座槽(105)其中一侧边箱(108)上的精轧螺纹钢筋穿入孔大于精轧螺纹钢筋(103)；桁式组合拱桥体系转换后悬臂结构稳定装置(2)包括有主体结构位于旧桥(201)正上方的新桥钢管拱结构(202)，新桥钢管拱结构(202)上间隔固定有若干根沿桥面宽度方向设置的挂梁(203)，还包括有若干根沿桥面宽度方向设置、位于旧桥(201)拱圈底部的支撑梁(204)，每一根支撑梁(204)伸出至旧桥(201)桥面外侧的两端各经若干根吊索(205)与挂梁(203)固定连接。

2.根据权利要求1所述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置，其特征在于：所述纵梁(101)底部设置有支垫块(109)，所述精轧螺纹钢筋(103)顶、底端均通过锁紧螺母(110)进行固定。

3.根据权利要求1所述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置，其特征在于：所述千斤顶基座槽(105)左、右两侧壁各设置有1块L形加强板(111)，边箱(108)顶、底面紧挨着L形加强板(111)设有外侧加强板(112)，L形加强板(111)和外侧加强板(112)通过穿过边箱(108)顶、底板的对拉锚栓(113)与内侧加强板(114)连接，内侧加强板(114)位于边箱(117)腹腔的顶、底部。

4.根据权利要求3所述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置，其特征在于：所述L形加强板(111)和外侧加强板(112)旁边的边箱(108)腹板上设有三角形加强板(115)，三角形加强板(115)通过贯通边箱(108)腹板的对拉锚栓(113)和伸入至边箱(108)顶、底板中的锚栓(116)进行固定，三角形加强板(115)上设有加劲肋(117)。

5.根据权利要求1所述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置，其特征在于：所述挂梁(203)和支撑梁(204)结构相同，包括有2根平行设置的工字钢(206)，工字钢(206)顶、底部经连接钢板(207)固定连接在一起，挂梁(203)的工字钢(206)顶部和支撑梁(204)的工字钢(206)底部还固定设置有吊索锚垫板(208)，吊索锚垫板(208)上均布有若干个吊索穿入孔(209)，工字钢(206)顶、底部还设有加强钢板(215)，吊索锚垫板(208)固定在加强钢板(215)表面，吊索锚垫板(208)所在位置处的挂梁(203)内部设置有多块相互平行，且分别与2根工字钢(206)垂直的加强腹板(214)。

6.根据权利要求1所述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置，其特征在于：所述挂梁(203)底部经支撑座(210)垂直固定在新桥钢管拱结构(202)的上弦或下弦钢管顶面上，所述支撑座(210)包括有平行支撑块(211)，平行支撑块(211)底部两侧固定连接有若干块侧向支撑块(212)，侧向支撑块(212)固定在新桥钢管拱结构(202)的钢管表面上，支撑座(210)上方的挂梁(203)内部设置有分别与2根工字钢(206)垂直的加强腹板(214)。

7.根据权利要求1所述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置，其特征在于：当挂梁(203)安装处的新桥钢管拱结构(202)宽度＞旧桥(201)桥面宽度时，挂梁(203)为通梁结构，其两端分别固定在新桥钢管拱结构(202)左、右两侧的4根上弦钢管顶面上；当挂梁(203)安装处的新桥钢管拱结构(202)宽度≤旧桥(201)桥面宽度时，新桥钢管拱结构(202)左、右两侧各设有1根挂梁(203)，挂梁(203)两端固定在每侧的2根下弦钢管顶面上。

8.根据权利要求1所述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置，其特征在于：所述桁式组合拱桥切割拆除污水收集装置(3)包括有设置在拱顶顶面或者桥梁下弦顶面左、右两侧、且相互平行的多根悬吊横梁(301)，每根悬吊横梁(301)尾部穿过有多根固定螺纹钢筋(302)，固定螺纹钢筋(302)的底端伸入至桥身中，每根悬吊横梁(301)伸出至桥身外侧的端部穿入有1根悬吊螺纹钢筋(303)，悬吊螺纹钢筋(303)的底端与污水收集箱体(304)顶部上的吊环(305)连接，污水收集箱体(4)尾端设置有排污口(306)，其顶部四周固定有防护护栏(307)，污水收集箱体(304)顶部首、尾两端连接有多根加强钢筋(308)，加强钢筋(308)上固定有支撑钢网(309)。

9.根据权利要求8所述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置，其特征在于：所述污水收集箱体(304)左、右两侧首、中、尾端各设有1个吊环(305)，中端和尾端的吊环(305)各经1根悬吊螺纹钢筋(303)与其正上方的悬吊横梁(301)连接，首端的吊环(305)经手拉葫芦(312)与中端吊环(305)位置对应的悬吊螺纹钢筋(303)连接，中端吊环(305)位置对应的悬吊螺纹钢筋(303)底部亦设置有吊环(305)。

10.根据权利要求8所述的将拱桥由拱式结构转换为悬臂结构的施工装置，其特征在于：所述悬吊横梁(301)安装在其它节段下弦顶板时，悬吊横梁(301)底部经支撑三角钢板(316)与桥梁下弦顶面固定连接，保持悬吊横梁(301)水平。

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