CN111676846A - 一种拆除桁式组合拱桥的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拆除桁式组合拱桥的施工方法。该施工方法施工步骤分为三个大部分：第一，拆除桥面系，第二，安装吊索，第三，从跨中开始依次向两拱脚侧拆除，先拆除实腹段边箱，再依次按顺序对第四节段、第三节段、第二节段、第一节段的上弦杆边箱、斜腹杆、下弦杆边箱进行拆除。该施工方法通过借助于新桥钢管砼拱结构提拉、支撑住旧桥拱圈，开拱过程中通过设置千斤顶缓慢释放拱结构轴力，以及设置竖向限位装置将边箱夹持住，从而保证旧桥从独立的体系稳定转换为2个单独的悬臂体系，保障了桥梁的顺利拆除。

Description

一种拆除桁式组合拱桥的施工方法

技术领域

本发明涉及一种拆除桁式组合拱桥的施工方法，属于桥梁拆除技术领域。

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会存在一定的问题。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。跨度较大的旧桥拆除过程中存在的最大问题就是，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，使用怎样的拆除方法，以便保证跨度较大的旧桥的顺利拆除，成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种拆除桁式组合拱桥的施工方法。该施工方法通过借助于新桥钢管砼拱结构提拉、支撑住旧桥拱圈，开拱过程中通过设置千斤顶缓慢释放拱结构轴力，以及设置竖向限位装置将边箱夹持住，从而保证旧桥从独立的体系稳定转换为2个单独的悬臂体系，保障了桥梁的顺利拆除。

本发明的技术方案：一种拆除桁式组合拱桥的施工方法，该施工方法具体包括有以下步骤：

A.在旧桥原岸基位置建造中承式钢管砼拱桥的钢管砼拱结构，使后期建造的中承式钢管砼拱桥桥面与旧桥处于同一位置；

B.拆除旧桥桥面系；

C.在位于旧桥上方的钢管砼拱结构上沿桥梁长度方向设置若干根与桥面宽度方向平行的挂梁，挂梁通过吊索与位于旧桥拱圈底部的底部支撑梁连接，并对吊索施加初张力，以便底部支撑梁支撑、提拉住旧桥拱圈；

D.依次对称拆除双竖腹杆与实腹段之间的节段的上弦中箱顶、底板，并保留状况良好的箱隔板；

E.逐段切割拆除实腹段中箱顶、底板，但实腹段的切割缝两侧各保留3m的中箱顶、底部，并保留状况良好的箱隔板；

F.逐段切割拆除双竖腹杆与实腹段之间的节段的下弦中箱顶、底板，并保留状况良好的箱隔板；

G.对安装在两个双竖腹杆之间的吊索进行第二次张拉；

H.在实腹段左、右侧边箱顶、底板上各切割出1个千斤顶基座槽口，每个千斤顶基座槽口中安装2个千斤顶，千斤顶伸缩端与千斤顶基座槽口端面之间，以及千斤顶基座槽口两端面之间用支垫钢板填塞满，并通过竖向限位支架将切割缝两侧的边箱顶、底板夹持住；

I.对实腹段的中箱和边箱进行多次线切割以形成切割缝，实腹段的顶、底板采用“凹凸”形切割缝进行切割，切割过程中通过千斤顶回油以及减少支垫钢板数量，逐步释放拱结构轴力，直至拱顶轴力完全释放，形成两个独立的多点悬挂的悬臂结构，然后拆除竖向限位支架；

J.拆除切割缝两侧的实腹段边箱，并同时释放、拆除对应节段的吊索和底部支撑梁；

K.依次对称拆除双竖腹杆与实腹段之间节段的上弦边箱、下弦边箱、横隔板、竖腹杆和斜腹杆；

L.按照上弦中箱、下弦中箱、上弦边箱、竖腹杆、斜腹杆和下弦边箱的顺序，依次对称拆除双竖腹杆至岸基的节段，并拆除对应节段的吊索和底部支撑梁。

前述的拆除桁式组合拱桥的施工方法中，步骤C过程中，双竖腹杆顶端与上弦杆连接处亦设置1根底部支撑梁，底部支撑梁两端通过吊索与岸基的索塔连接。

前述的拆除桁式组合拱桥的施工方法中，步骤C过程中，在双竖腹杆左、右两侧顶部各设置1根工字钢分配梁，左、右两侧的2根工字钢分配梁之间通过对拉拉杆进行对拉，实腹段边箱切割完成后，对对拉拉杆进行再次张拉。

前述的拆除桁式组合拱桥的施工方法中，节段拆除过程中，各节段底部的底部支撑梁两侧各预留1m宽的顶、底板。

前述的拆除桁式组合拱桥的施工方法中，步骤I过程中，先切割实腹段的顶、底板，再切割两侧边箱的腹板，腹板切割过程中采用“Z”字形切割缝进行切割。

前述的拆除桁式组合拱桥的施工方法中，步骤I过程中，对实腹段进行四次切割以形成切割缝，第二次切割完成后，4个千斤顶基座槽口中的全部千斤顶同步回油，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再同步回油，所有千斤顶同步回缩多次后，千斤顶基座槽口两端面之间的支垫钢板被压实，此后4个千斤顶基座槽口中以4台千斤顶为单位交替回油，回油过程中通过不断减少千斤顶基座槽口两端面之间的支垫钢板数量以匹配千斤顶的回缩，当所有千斤顶回缩45～48mm时，不再抽取填塞的支垫钢板，将拱结构轴力转换为填塞的支垫钢板承担，完成一次回油过程；第三次和第四次切割过程中，各完成一次回油过程，直至拱结构轴力完全释放。

前述的拆除桁式组合拱桥的施工方法中，所述竖向限位支架包括有两端分别位于千斤顶基座槽口左、右两侧边箱顶板的多根纵梁，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板底面的底部横梁固定连接，千斤顶基座槽口一侧边箱上的精轧螺纹钢筋穿入孔大于精轧螺纹钢筋，通过限位支架固定住千斤顶基座槽口两侧边箱。

前述的拆除桁式组合拱桥的施工方法中，拆除实腹段、以及各节段的下弦边箱前，首先应提前将索塔的缆索吊装系统与边箱连接，拉紧缆索吊装系统钢丝绳，逐渐由缆索吊装系统承担边箱重量。

前述的拆除桁式组合拱桥的施工方法中，步骤H过程中，千斤顶基座槽口贯通边箱顶、底板，并在中箱顶板开设1个人孔，施工人员对千斤顶基座槽口及其后方的边箱顶、底板上、下表面，以及外侧腹板通过安装加强钢板以提高千斤顶基座槽口周边构造强度。

前述的拆除桁式组合拱桥的施工方法中，各节段采用机械线切割方式进行拆除，拆除之前，在各节段切割线下方悬挂污水收集装置收集切割拆除过程中产生的污水。

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.在旧桥原位置修建中承式钢管砼拱桥，新桥的桥面与旧桥等高，减少了新桥修建过程中对周边环境的破坏。旧桥拆除前先修建新桥的钢管砼拱结构，使用新桥的钢管砼拱结构作为承重体系，通过挂梁、吊索以及底部支撑梁对整个旧桥拱圈进行支撑，避免旧桥开拱后，两个独立的悬臂体系在自身重力作用下出现下沉情况，保证两个体系结构稳定，便于后期拆除工作的实施。

2.通过在切割缝处开挖千斤顶基座槽口，并在槽口中安装千斤顶，以及填塞支垫钢板，切割实腹段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。

3.通过在切割缝两侧的边箱上设置竖向限位支架，由于千斤顶基座槽口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。

4.实腹段两个预制边箱的两侧腹板采用“Z”字形切割缝进行切割，进一步约束了拱顶的相对位移；而实腹段两个预制边箱之间的顶、底板则采用“凹凸”形切割缝进行切割，以达到拱顶打开过程中控制结构在横向的相对位移的目的。

5.由于双竖腹杆两侧的节段是断开连接的，故在双竖腹杆顶端通过吊索与索塔进行连接，同时双竖腹杆两侧设置工字钢分配梁，通过对拉拉杆进行张拉，将双竖腹杆两侧结构紧固在一起，增强双竖腹杆位置截面刚度，避免旧桥一分为二后，双竖腹杆与实腹段之间的节段在自身重力作用下，绕双竖腹杆底端发生偏转，增大钢管砼拱结构的承压压力。

6.在旧桥顶、底板拆除过程中，为保证剩余边箱的横向稳定性，需选择保留部分状况良好的箱隔板，并保留吊索与下弦边箱处1m宽的顶、底板，确保吊索力横向分配均匀性。

7.在拆除实腹段、下弦边箱前，将索塔的缆索吊装系统与边箱连接，拉紧缆索吊装系统钢丝绳，逐渐由缆索吊装系统承担边箱重量，确保所切节段状态平稳，便于切割、起吊。

8.在各节段切割线下方悬挂污水收集装置收集切割拆除过程中产生的污水，避免切割拆除过程中产生的污水掉落至水源中污染水体。

附图说明

附图1为旧桥未拆除前的结构示意图；

附图2为附图1的立体结构示意图；

附图3为附图1的局部放大示意图；

附图4为附图3的侧面结构示意图；

附图5为附图3未安装竖向限位支架时的侧面结构示意图；

附图6为附图3的俯视结构示意图；

附图7为附图3未安装竖向限位支架时的俯视结构示意图；

附图8为附图1的局部放大示意图；

附图9为附图1双竖腹杆处的放大示意图；

附图10为污水收集装置的结构示意图；

附图11为附图10的侧面结构示意图；

附图12为半跨拱上建筑编号示意图；

附图13为双竖腹杆与实腹段之间节段中箱拆除后的结构示意图；

附图14为实腹段中箱顶底板拆除后的结构示意图；

附图15为实腹段切割拆除后的结构示意图；

附图16为双竖腹杆与实腹段之间节段完全拆除后的结构示意图；

附图17为主拱圈完全拆除后的结构示意图。

附图标记：1-旧桥，2-钢管砼拱结构，3-挂梁，4-吊索，5-底部支撑梁，6-千斤顶，7-竖向限位支架，8-支垫钢板，9-切割缝，10-双竖腹杆，11-加强钢板，12-污水收集装置。

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：一种拆除桁式组合拱桥的施工方法，如附图1-17所示，该施工方法具体包括有以下步骤：

A.在旧桥1原岸基位置建造中承式钢管砼拱桥的钢管砼拱结构2，使后期建造的中承式钢管砼拱桥桥面与旧桥1处于同一位置；

B.拆除旧桥1桥面系；

C.在位于旧桥1上方的钢管砼拱结构2上沿桥梁长度方向设置若干根与桥面宽度方向平行的挂梁3，挂梁3通过吊索4与位于旧桥1拱圈底部的底部支撑梁5连接，并对吊索4施加初张力，以便底部支撑梁5支撑、提拉住旧桥1拱圈；

D.依次对称拆除双竖腹杆10与实腹段之间的节段的上弦中箱顶、底板，并保留状况良好的箱隔板；

E.逐段切割拆除实腹段中箱顶、底板，但实腹段的切割缝9两侧各保留3m的中箱顶、底部，并保留状况良好的箱隔板；

F.逐段切割拆除双竖腹杆10与实腹段之间的节段的下弦中箱顶、底板，并保留状况良好的箱隔板；

G.对安装在两个双竖腹杆10之间的吊索4进行第二次张拉；

H.以桥面长度方向为中心线，在实腹段左、右侧边箱顶、底板上各切割出1个千斤顶基座槽口，每个千斤顶基座槽口中安装2个千斤顶6，千斤顶6伸缩端与千斤顶基座槽口端面之间，以及千斤顶基座槽口两端面之间用支垫钢板8填塞满，并通过竖向限位支架7将切割缝9两侧的边箱顶、底板夹持住；

I.对实腹段的中箱和边箱进行多次线切割以形成切割缝9，实腹段的顶、底板采用“凹凸”形切割缝9进行切割，切割过程中通过千斤顶6回油以及减少支垫钢板8数量，逐步释放拱结构轴力，直至拱顶轴力完全释放，形成两个独立的多点悬挂的悬臂结构，然后拆除竖向限位支架7；

J.拆除切割缝9两侧的实腹段边箱，并同时释放、拆除对应节段的吊索4和底部支撑梁5；

K.依次对称拆除双竖腹杆10与实腹段之间节段的上弦边箱、下弦边箱、横隔板、竖腹杆和斜腹杆；

L.按照上弦中箱、下弦中箱、上弦边箱、竖腹杆、斜腹杆和下弦边箱的顺序，依次对称拆除双竖腹杆10至岸基的节段，并拆除对应节段的吊索4和底部支撑梁5。

步骤C过程中，双竖腹杆10顶端与上弦杆连接处亦设置1根底部支撑梁5，底部支撑梁5两端通过吊索4与岸基的索塔连接。

步骤C过程中，在双竖腹杆10左、右两侧顶部各设置1根工字钢分配梁，左、右两侧的2根工字钢分配梁之间通过对拉拉杆进行对拉，实腹段边箱切割完成后，对对拉拉杆进行再次张拉。

节段拆除过程中，各节段底部的底部支撑梁5两侧各预留1m宽的顶、底板。

步骤I过程中，先切割实腹段的顶、底板，再切割两侧边箱的腹板，腹板切割过程中采用“Z”字形切割缝9进行切割。

步骤I过程中，对实腹段进行四次切割以形成切割缝9，第二次切割完成后，4个千斤顶基座槽口中的全部千斤顶6同步回油，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6再同步回油，所有千斤顶同步回缩多次后，千斤顶基座槽口两端面之间的支垫钢板8被压实，此后4个千斤顶基座槽口中以4台千斤顶为单位交替回油，回油过程中通过不断减少千斤顶基座槽口两端面之间的支垫钢板8数量以匹配千斤顶6的回缩，当所有千斤顶6回缩45～48mm时，不再抽取填塞的支垫钢板8，将拱结构轴力转换为填塞的支垫钢板8承担，完成一次回油过程；第三次和第四次切割过程中，各完成一次回油过程，直至拱结构轴力完全释放。

所述竖向限位支架7包括有两端分别位于千斤顶基座槽口左、右两侧边箱顶板的多根纵梁，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板底面的底部横梁固定连接，千斤顶基座槽口一侧边箱上的精轧螺纹钢筋穿入孔大于精轧螺纹钢筋，通过限位支架7固定住千斤顶基座槽口两侧边箱。

拆除实腹段、以及各节段的下弦边箱前，首先应提前将索塔的缆索吊装系统与边箱连接，拉紧缆索吊装系统钢丝绳，逐渐由缆索吊装系统承担边箱重量。

步骤H过程中，千斤顶基座槽口贯通边箱顶、底板，并在中箱顶板开设1个人孔，施工人员对千斤顶基座槽口及其后方的边箱顶、底板上、下表面，以及外侧腹板通过安装加强钢板11以提高千斤顶基座槽口周边构造强度。

各节段采用机械线切割方式进行拆除，拆除之前，在各节段切割线下方悬挂污水收集装置12收集切割拆除过程中产生的污水。污水收集装置12包括位于拱圈底部的污水收集箱体，污水收集箱体宽度大于桥面宽度，便于承接污水，污水收集箱体前、后，左、右两侧各通过2根悬吊精轧螺纹钢筋与固定在边箱顶面的悬吊横梁端部连接，悬吊横梁尾部与固定精轧螺纹钢筋固定连接，固定精轧螺纹钢筋底部伸入至边箱内部，从而将悬吊横梁固定住。

下面以该方法的具体实施例对该方法进行解释说明：

我方拆除旧桥位于贵阳至黄果树高等级公路清镇市内，跨越红枫湖，起讫桩号为K28+172.5～K28+462.5，桥梁全长290m。全桥孔跨布置为5×15m+150m+4×15m，主跨为150m预应力混凝土桁式组合拱桥。主拱计算矢跨比为1/8，桥面净宽为9.0(行车道)+2×1.5m(人行道)，设计荷载等级为汽车-20级，挂车-100，人群荷载为3.5kN/m2。

该桥已运营17年，大桥管理部门在管养中发现其产生了一定的病害，鉴于病害较为严重，已于2006年对该桥采取了限载管理措施，禁止7座以上客车和货车通行。据2016年的定期检测结论，该桥被评定为5类桥，主要构件存在严重缺损，不能正常使用，危及桥梁安全，桥梁处于危险状态，需进行拆除重建。

为保证该桥的顺利拆除重建，综合考虑各项因素，本桥新建桥梁主跨为180米的中承式钢管砼拱桥，新桥桥面与老桥基本等高，借助于新桥钢管砼拱结构2扣挂拆除旧桥1，然后施工新桥桥面结构，完成拆除重建。

在对旧桥1的拆除施工中，通过在新建钢管砼拱结构2上设置吊索4，连接旧桥1拱圈，施加初张力支撑旧桥1部分重力，以“拼装逆过程”思路逐段拆除旧桥1。在整个拆除过程中，应通过调整吊索4索力值控制旧桥1拱圈结构受力安全，保证拆除施工顺利进行。

旧桥具体的拆除施工工序为：首先桥面系拆除施工，然后对主拱圈进行拆除。

桥面系包括桥面铺装、栏杆、人行道板以及牛腿的拆除。选择镐头机进行桥面面层破碎工作，配合空压机、切割机对铺装层内的钢筋网片及接缝内的细小混凝块进行破碎工作。随后采用人工将接缝清理出来，对局部存有钢筋连接的采取切割，采用汽车吊完成构件的移运。

主拱圈拆除思路为：桥面系拆除完成后，利用新桥钢管砼拱结构2沿旧桥1拱圈均匀布置吊索4。吊索的具体布置方法为：位于旧桥1正上方的新桥钢管砼拱结构2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3，还包括有若干根沿桥面宽度方向设置、位于旧桥2拱圈底部的底部支撑梁5，底部支撑梁5宽度大于桥面宽度，其两端伸出至旧桥1桥身外侧。每一根底部支撑梁5伸出至旧桥1桥面外侧的两端各经若干根吊索4与挂梁3固定连接。每一根底部支撑梁5对应上方的1根挂梁3。然后对吊索4施加初张力，以平衡旧桥1结构的部分重力。

并在双竖腹杆11两侧设置双拼工字钢分配梁，工字钢分配梁两侧对拉

的对拉拉杆。

然后利用索塔的缆索吊装系统对称拆除两侧4#、3#上中箱、实腹段中箱和4#、3#下中箱，每拆一块构件都需要割断其与整体连接的预应力钢筋及普通钢筋，在上弦边箱上设置平板车轨道，用于切割梁段的转移、调离现场。待双竖腹杆之间的中箱顶、底板切割完成后，对全桥吊索4的扣索索力按监控要求进行二次张拉调整，同时准备对主拱圈切割，即将旧桥桁式拱圈转换为两个对称的悬臂桁架体系，开始对称逐段切除上弦边箱、斜腹杆、竖腹杆和下弦边箱，在拆除过程中应密切关注旧桥重要截面杆件的应力和变形，同时监测新建钢管拱的变形和位移，确保施工安全。

图1所示为旧桥1拆除过程中的临时扣挂设计图，半跨各设6组吊索4，共计12组。

主拱圈的具体拆除步骤为：

1、依次对称安装实腹段两侧1-6号临时吊索4，和双竖腹杆11处的对拉拉杆。并按照设计数据进行第一次预张拉，按1-6号的顺序依次张拉，然后张拉对拉拉杆。

2、依次对称拆除4号节段、3号节段的中箱上弦顶、底板，并保留箱隔板。

3、逐段切割拆除实腹段中箱顶、底板，但是保留实腹段的切割缝9左、右两侧各3m中箱，使保留的中箱与边箱形成1个整体，在实腹段切割前能够较好地保持整个旧桥1体系的稳定。并保留状况良好的箱隔板，底部支撑梁5两端各保留1m宽度的顶、底板，每侧边箱宽度为80公分左右，故中箱顶、底板切割过程中，与边箱顶、底板的连接处包括20公分左右。因为底部支撑梁5主要用于承受拱圈的重力，预留1m左右的宽度，可以使得拱圈的重力较为均匀地分配至底部支撑梁5上。

4、逐段切割拆除4号节段、3号节段的下弦中箱顶、底板，并保留状况良好的箱隔板和吊索位置处1m宽的顶、底板。吊索位置处即为底部支撑梁5与拱圈底部的接触处。

5、依次对称对3-6号吊索4按监控计算数据进行第二次张拉，因为吊索4为柔性结构，前期张拉过程中由于未拆除中箱顶、底板，故吊索4所承受的拉力较大，处于绷紧状态，当中箱顶、底板拆除后，所承受的拉力变小，此时吊索4回弹，不在处于绷紧状态，故需要进行第二次张拉。由于位于2根双竖腹杆10之间的吊索4为主要承力索，而双竖腹杆10外侧的吊索4所承拉力相对较小，故其变形量也较小，因此第二次张拉主要针对2根双竖腹杆10之间的主要承力吊索。

6、在中箱顶板开设1个人孔，两侧的边箱顶、底板上各切割出1个千斤顶基座槽口，按照图纸尺寸埋置千斤顶基座构造。千斤顶基座构造即为在千斤顶基座槽口及其后方的边箱顶、底板上、下表面，以及外侧腹板上安装加强钢板11，以提高千斤顶基座槽口周边构造强度。具体结构为千斤顶基座槽口左、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。千斤顶基座槽口贯通边箱的顶、底板，这样就可以方便施工人员从千斤顶基座槽口进入到边箱的腹腔中，从而方便安装内侧加强板。同时后期也不需要切割边箱的顶、底板。中箱开设人孔，方便施工人员通过人孔对中箱顶、底板进行绳具穿孔作业。

旧桥一分为二后，两个体系对千斤顶6施加的压力非常大，由于桥梁本身为钢筋混凝土结构，千斤顶基座槽口与千斤顶6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，故设置有加强钢板11，加强钢板11可承受较大压力而不会损坏。加强钢板11所承受的反作用力则传递给千斤顶基座槽处的边箱钢筋混凝土，故用外侧加强板1和内侧加强板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。

7、千斤顶基座槽口中安装千斤顶6，每个千斤顶基座槽口安装2个千斤顶6，总共4个千斤顶基座槽口中安装8个千斤顶6，由于千斤顶6的行程问题，故在千斤顶6的伸缩端与千斤顶基座槽口之间填塞放入多块支垫钢板8。同时1个千斤顶基座槽口的2台千斤顶6之间的千斤顶基座槽口两端面之间也填塞放入多块支垫钢板8。切割实腹段之前支垫钢板8与千斤顶基座槽口端面之间会存在4mm左右的间隙。

并在千斤顶基座槽口两侧安装竖向限位支架7，通过限位支架7固定住千斤顶基座槽口两侧边箱。竖向限位支架7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。因为对实腹段多次切割过程中，千斤顶回油后，切割缝两侧的悬臂体系会出现相对运动。由于精轧螺纹钢筋是穿入边箱中的，为了避免精轧螺纹钢筋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，故如附图3所示，将千斤顶基座槽口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，两者之间的直径差距等同于最终形成的切割缝宽度。由于该处边箱上的精轧螺纹钢筋穿入孔大于精轧螺纹钢筋，故两个独立的悬臂体系相对运动时，精轧螺纹钢筋不会阻碍其相对运动。

8、按设计图纸所示“第一次切割线”进行首次切割。切割顺序为，先切割预制边箱之间的顶、底板，即包括边箱和中箱的顶、底板，再切割边箱的两侧腹板。从而将桁式组合拱桥切割为2个独立的悬臂结构。

9、观察无异常情况后，按第8步顺序进行第二次切割，切割完成后，拱顶的8台千斤顶6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6再同步回油，由于切割之前支垫钢板8与千斤顶基座槽口端面之间会存在4mm左右的间隙，当所有千斤顶同步回缩2次后，千斤顶基座槽口两端面之间的支垫钢板8就会被压实，此后以4台千斤顶为单位交替回油，回油过程中通过不断减少千斤顶基座槽口两端面之间的支垫钢板8数量以匹配千斤顶6的回缩。

交替回油方式为：每个千斤顶基座槽口中的1台千斤顶6先回油，即4个千斤顶基座槽口中的4台千斤顶6同步先回油，此时由4个千斤顶基座槽口中的另外4台千斤顶6以及千斤顶基座槽口两端面之间的支垫钢板8承受压力。每次回缩2mm、持荷2min，无异常后抽取千斤顶基座槽口两端面之间的支垫钢板8，此时两个独立的悬臂体系施加的压力由另外4台未回油的千斤顶6承受。支垫钢板8抽取完成无异常后另外4台未未回油的千斤顶6回缩2mm，持荷2min，如此反复，当所有的千斤顶6回缩45～48mm左右时，不再抽取千斤顶基座槽口两端面之间的支垫钢板8。将拱顶结构轴力转换为千斤顶基座槽口两端面之间的支垫钢板8承担。支垫钢板8规格为2mm和5mm厚两种。

回油之前观察两个独立独立的悬臂结构是否有位移情况，两个独立的悬臂结构体系稳定后，然后再进行回油操作。

10、千斤顶6再次顶紧，按照上述顺序进行第三次切割线。同样地，按照上述顺序及要求进行拱结构的第二次轴力释放。如此类推，直至拱顶轴力完全释放，形成两个独立的多点悬挂的悬臂结构。拱顶轴力完全释放后，2个独立的悬臂结构端面贴合在一起，并将千斤顶6取走，同时拆除竖向限位支架7。

11、拆除两侧实腹段边箱1：拆除当前节段的两个边箱，先用缆索吊装系统预先吊起实腹段边箱，保持边箱平稳，再切割边箱，并同时释放对应节段的吊索4和底部支撑梁5。

12、拆除两侧实腹段边箱2：拆除步骤与步骤11相同。

13、依次拆除两侧4号节段上边箱、横隔板。

14、依次拆除两侧4号节段下边箱、横隔板。

15、依次拆除两侧3号节段上边箱、横隔板和4号竖腹杆。

16、依次拆除两侧3号节段斜腹杆、下边箱和横隔板。

17、依次对称拆除2号节段上中箱、下中箱。

18、依次对称拆除2号节段上边箱和3号竖腹杆。

19、对称拆除2号节段斜腹杆和下边箱。

20、依次对称拆除1号节段上中箱、下中箱。

21、依次对称拆除1号节段上边箱。

22、依次对称拆除2号节段竖腹杆、1号节段斜腹杆。

23、依次对称拆除1号节段下边箱。

至此，整个主拱圈结构拆除完毕。后续旧桥1构造按照现有的机械拆除方法拆除即可。

各节段切割拆除过程中，切割端头到吊索锚点处保留1.5m到2m的距离，防止底部支撑梁5滑落。

各阶段切割拆除过程中，考虑加固荷载，推荐上弦顶、底板切割长度为3m，边箱切割长度为4m；下弦顶板切割长度为2m，底板切割长度为3m，边箱切割长度为3m。

使用本方法对实腹段进行切割，通过下述表1即可发现：

1、比较开拱前后，桁式拱桥的轴力在开拱值后减小至零，且开拱前后的轴力都在控制范围内；桁式拱桥的实腹段，在开拱前后变形幅度小，且变形平缓；实腹段的应力也减小。

2、开拱后，实腹段竖向变形与纵向变形均较小，开拱施工安全。

3、开拱操作时，可利用卷扬机或临时吊索按分段长度预先与待拆除的实腹段边箱连接，拉紧吊绳，保证开拱操作平稳。

4、由以上结果可知，开拱前后，桁式拱桥发生了体系转换，悬臂转态下的半拱不会倾覆。

表1开拱前后切割缝附近截面各项参数对比表

项目	单位	开拱前	开拱后
				应力	MPa	-1.7	-0.2
轴力(单边)	kN	-57.5	0
				弯矩	kN·m	443.8	-87.1
变形(竖向/水平)	mm	-21	-12.5

使用该方法拆除旧桥1过程中，旧桥1成桥状态下最大压应力约为18.6MPa，低于50号混凝土强度设计值22.1MPa，承载力满足要求。

旧桥1拆除过程中，整个拱圈一直处于减载过程，拱圈整体呈现上挠变形，但在开拱阶段，随着拱圈断开，全桥结构由拱体系转换为两个悬臂梁结构，在后续阶段拆除过程中，随着下弦中箱的拆除，剩余的下弦边箱随拉索上挠变形。

钢管混凝土拱最大组合压应力为41.0MPa，小于Q345壁厚小于16mm时的强度275MPa，承载力满足要求。

开拱前，通过张拉吊索4，使拱顶截面轴向力呈受压状态，截面轴向压力控制在115kN左右。

开拱后，在拆除剩余构件过程中变形均匀，拉应力最大值为5.0MPa，位于4号竖腹杆根部位置，其次为4.3MPa，位于双竖腹杆下弦箱位置，但考虑到原桥加固中，对4号和3号竖腹杆外包钢板，对下弦顶底板和变形增大截面，结构强度增加，增强结构刚度，截面应力值将得到减小，在拆除过程中，应加强对应力较大截面的监测。

该施工方法完全满足旧桥拆除要求，可借鉴、应用在其它同类型的桥体拆除上。

Claims (10)

1.一种拆除桁式组合拱桥的施工方法，其特征在于：该施工方法具体包括有以下步骤：

A.在旧桥(1)原岸基位置建造中承式钢管砼拱桥的钢管砼拱结构(2)，使后期建造的中承式钢管砼拱桥桥面与旧桥(1)处于同一位置；

B.拆除旧桥(1)桥面系；

C.在位于旧桥(1)上方的钢管砼拱结构(2)上沿桥梁长度方向设置若干根与桥面宽度方向平行的挂梁(3)，挂梁(3)通过吊索(4)与位于旧桥(1)拱圈底部的底部支撑梁(5)连接，并对吊索(4)施加初张力，以便底部支撑梁(5)支撑、提拉住旧桥(1)拱圈；

D.依次对称拆除双竖腹杆(10)与实腹段之间的节段的上弦中箱顶、底板，并保留状况良好的箱隔板；

E.逐段切割拆除实腹段中箱顶、底板，但实腹段的切割缝(9)两侧各保留3m的中箱顶、底部，并保留状况良好的箱隔板；

F.逐段切割拆除双竖腹杆(10)与实腹段之间的节段的下弦中箱顶、底板，并保留状况良好的箱隔板；

G.对安装在两个双竖腹杆(10)之间的吊索(4)进行第二次张拉；

H.在实腹段左、右侧边箱顶、底板上各切割出1个千斤顶基座槽口，每个千斤顶基座槽口中安装2个千斤顶(6)，千斤顶(6)伸缩端与千斤顶基座槽口端面之间，以及千斤顶基座槽口两端面之间用支垫钢板(8)填塞满，并通过竖向限位支架(7)将切割缝(9)两侧的边箱顶、底板夹持住；

I.对实腹段的中箱和边箱进行多次线切割以形成切割缝(9)，实腹段的顶、底板采用“凹凸”形切割缝(9)进行切割，切割过程中通过千斤顶(6)回油以及减少支垫钢板(8)数量，逐步释放拱结构轴力，直至拱顶轴力完全释放，形成两个独立的多点悬挂的悬臂结构，然后拆除竖向限位支架(7)；

J.拆除切割缝(9)两侧的实腹段边箱，并同时释放、拆除对应节段的吊索(4)和底部支撑梁(5)；

K.依次对称拆除双竖腹杆(10)与实腹段之间节段的上弦边箱、下弦边箱、横隔板、竖腹杆和斜腹杆；

L.按照上弦中箱、下弦中箱、上弦边箱、竖腹杆、斜腹杆和下弦边箱的顺序，依次对称拆除双竖腹杆(10)至岸基的节段，并拆除对应节段的吊索(4)和底部支撑梁(5)。

2.根据权利要求1所述的拆除桁式组合拱桥的施工方法，其特征在于：步骤C过程中，双竖腹杆(10)顶端与上弦杆连接处亦设置1根底部支撑梁(5)，底部支撑梁(5)两端通过吊索(4)与岸基的索塔连接。

3.根据权利要求1所述的拆除桁式组合拱桥的施工方法，其特征在于：步骤C过程中，在双竖腹杆(10)左、右两侧顶部各设置1根工字钢分配梁，左、右两侧的2根工字钢分配梁之间通过对拉拉杆进行对拉，实腹段边箱切割完成后，对对拉拉杆进行再次张拉。

4.根据权利要求1所述的拆除桁式组合拱桥的施工方法，其特征在于：节段拆除过程中，各节段底部的底部支撑梁(5)两侧各预留1m宽的顶、底板。

5.根据权利要求1所述的拆除桁式组合拱桥的施工方法，其特征在于：步骤I过程中，先切割实腹段的顶、底板，再切割两侧边箱的腹板，腹板切割过程中采用“Z”字形切割缝(9)进行切割。

6.根据权利要求1所述的拆除桁式组合拱桥的施工方法，其特征在于：步骤I过程中，对实腹段进行四次切割以形成切割缝(9)，第二次切割完成后，4个千斤顶基座槽口中的全部千斤顶(6)同步回油，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(6)再同步回油，所有千斤顶同步回缩多次后，千斤顶基座槽口两端面之间的支垫钢板(8)被压实，此后4个千斤顶基座槽口中以4台千斤顶(6)为单位交替回油，回油过程中通过不断减少千斤顶基座槽口两端面之间的支垫钢板(8)数量以匹配千斤顶(6)的回缩，当所有千斤顶(6)回缩45～48mm时，不再抽取填塞的支垫钢板(8)，将拱结构轴力转换为填塞的支垫钢板(8)承担，完成一次回油过程；第三次和第四次切割过程中，各完成一次回油过程，直至拱结构轴力完全释放。

7.根据权利要求1所述的拆除桁式组合拱桥的施工方法，其特征在于：所述竖向限位支架(7)包括有两端分别位于千斤顶基座槽口左、右两侧边箱顶板的多根纵梁，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板底面的底部横梁固定连接，千斤顶基座槽口一侧边箱上的精轧螺纹钢筋穿入孔大于精轧螺纹钢筋，通过限位支架(7)固定住千斤顶基座槽口两侧边箱。

8.根据权利要求1所述的拆除桁式组合拱桥的施工方法，其特征在于：拆除实腹段、以及各节段的下弦边箱前，首先应提前将索塔的缆索吊装系统与边箱连接，拉紧缆索吊装系统钢丝绳，逐渐由缆索吊装系统承担边箱重量。

9.根据权利要求1所述的拆除桁式组合拱桥的施工方法，其特征在于：步骤H过程中，千斤顶基座槽口贯通边箱顶、底板，并在中箱顶板开设1个人孔，施工人员对千斤顶基座槽口及其后方的边箱顶、底板上、下表面，以及外侧腹板通过安装加强钢板(11)以提高千斤顶基座槽口周边构造强度。

10.根据权利要求1所述的拆除桁式组合拱桥的施工方法，其特征在于：各节段采用机械线切割方式进行拆除，拆除之前，在各节段切割线下方悬挂污水收集装置(12)收集切割拆除过程中产生的污水。

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