CN113389151B - 一种城市高架桥全断面水压爆破拆除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市高架桥全断面水压爆破拆除方法，包括：加入内置预留孔设计和凹槽设计；利用桥梁的立柱、梁和板竖向预埋管道，制作相匹配的模板固定于桥梁钢筋骨架，浇筑混凝土一次成型；内置的预埋大孔用于排水，三个预埋小孔用于布置照明、通信线路、交通监测电缆线；拆除高架桥各桥墩三个预埋小孔内布置的电缆线，将其作为补偿孔使用；装药、联网、防护、起爆，用高精度延期雷管控制各桥墩爆破点、箱梁水压爆破点的起爆顺序；高架桥逐跨连续坍塌，各节箱梁被分割为三部分塌落。本发明减少了爆破拆除钻孔施工工序，降低了钻孔成本，并减少了噪音、粉尘等危害效应，环保性高、施工周期短、费用低。

Description

一种城市高架桥全断面水压爆破拆除方法

技术领域

本发明涉及工程爆破试验技术领域，尤其涉及一种城市高架桥全断面水压爆破拆除方法。

背景技术

随着城市建设的快速发展，交通运输压力越来越大，部分城市高架桥因通行能力不足、工程质量等问题需要被拆除重建。与机械拆除相比，拆除爆破具有经济高效、安全环保等优点，在城市高架桥拆除工程中得到广泛应用。

城市高架桥多采用简支箱梁结构，由上部连续箱梁和下部双柱式桥墩组成。目前，城市高架桥爆破拆除案例较少，多采用为逐跨连续坍塌爆破法，即在墩柱上布置多个爆破点，使墩柱基础以上的一定范围内的混凝土破碎而脱离钢筋笼骨架，钢筋在上部结构荷载下发生压杆失稳，桥墩的支撑能力被解除，从而实现上部结构的连续塌落。为了增加桥面的破碎效果，对于箱形结构桥面多采用水压爆破技术，即以水作为传爆介质传播爆轰压力作用于箱壁，使得桥面破坏。

在以上城市高架桥爆破拆除技术工程应用中，针对不同的桥梁结构及环境要求，需要进行专项爆破方案设计。而许多特殊的桥梁结构并不能为其进行爆破拆除提供合适的爆破点，往往需要通过灌浆、加固成型等预处理方式去创造爆破条件，进而使得爆破拆除施工工序变得繁琐。同时，由于布置的爆破点多，钻孔工作量极大，施工周期长，成本高；钻孔作业会产生粉尘、噪音等有害效应。

对于上部连续箱梁桥面，单个箱梁的设计长度达20m以上，内部空间大。在采用水压爆破技术时，向箱体充入大量水介质，导致箱梁重量增加，不仅在施工过程中存在安全隐患，也使得桥体塌落触地振动变大。同时，为了达到预期的破碎效果，需加大起爆药量并采用多点起爆方式，由此增大了爆破器材消耗及爆炸有害效应的产生。

发明内容

为了克服现有技术中相关产品的不足，本发明提出一种城市高架桥全断面水压爆破拆除方法，在桥梁初始设计阶段充分考虑桥梁爆破拆除需求，利用桥梁的立柱、梁和板竖向预埋管道，为后期拆除提供爆破条件，简化爆破工序，降低成本。

本发明提供了一种城市高架桥全断面水压爆破拆除方法，包括如下步骤：

S1：在城市高架桥结构设计阶段，加入内置预留孔设计和凹槽设计；每根桥墩内部竖向设置四个预留孔，所述预留孔包括一个位于中心位置的预埋大孔和三个环绕预埋大孔分布的预埋小孔，每节箱梁沿长桥面方向等距设置三个2m宽的凹槽；

S2：按照设计进行桥梁建设施工，利用桥梁的立柱、梁和板竖向预埋管道，制作相匹配的模板固定于桥梁钢筋骨架，浇筑混凝土一次成型；

S3：桥梁使用阶段，内置的预埋大孔用于排水，三个预埋小孔用于布置照明、通信线路、交通监测电缆线；

S4：桥梁达到使用年限进入拆除阶段，拆除高架桥各桥墩三个预埋小孔内布置的电缆线，将其作为补偿孔使用；将预埋大孔下部堵塞并装满水介质，作为炮孔使用，进行水压爆破；上部箱梁小凹槽作为水压爆破切口；

S5：装药、联网、防护、起爆，用高精度延期雷管控制各桥墩爆破点、箱梁水压爆破点的起爆顺序；高架桥逐跨连续坍塌，各节箱梁被分割为三部分塌落。

在本发明的某些实施方式中，所述步骤S1中，所述城市高架桥为简支箱梁结构，双柱式圆柱桥墩。

在本发明的某些实施方式中，所述步骤S1中，所述预埋大孔的孔径为10cm，设置在桥墩横截面中点位置，沿竖向贯穿桥墩，上部向外穿出桥墩侧壁，底部通过弯管连接至地下排水系统，上部在距离墩柱顶1m处沿桥梁外侧穿出墩柱外壁，可与桥梁上部排水管连接。

在本发明的某些实施方式中，所述步骤S1中，所述预埋小孔的孔径均为5cm，在距离桥墩截面中点2/5半径的同心圆上等距分布，上部设置呈90°弧度的铁质弯头，弯头口朝外贯穿桥墩侧壁，贯穿桥墩侧壁，下部通过弯管连接至地下电缆管线。

在本发明的某些实施方式中，所述步骤S1中，所述凹槽通过设置10cm厚的钢筋混凝土横隔板，与其他箱梁壁组成三个小箱体，凹槽沿长桥面宽度为2m。

在本发明的某些实施方式中，所述步骤S5中，装药前将各炮孔孔底弯管完全封堵；将

的圆柱形条状乳化炸药间隔绑扎在导爆索上制作成空气间隔药包，从上部弯头口放入各炮孔内，使用炮泥堵塞上部孔口，孔外通过连接导爆管雷管起爆。

在本发明的某些实施方式中，所述步骤S5中，在上部凹槽路面中部位置钻取一个炮孔，向内充满水介质，将乳化炸药连接导爆管雷管后做防水处理，悬置于凹槽中部，进行水压爆破。

在本发明的某些实施方式中，所述步骤S5中，起爆顺序为立柱爆破孔、箱梁水压爆破孔、下排立柱爆破孔，同排两个墩柱各炮孔同时起爆，采用孔外接力延时，前后排桥墩延时时间为310ms；每节箱梁三个爆破切口同时起爆，与前排桥墩延期时间为110ms。

与现有技术相比，本发明有以下优点：

本发明所述城市高架桥全断面水压爆破拆除方法利用桥梁的立柱、梁和板竖向预埋管道，用于排水、照明电线、通信线路、交通监控等的通道，可以节省这些管道的使用和维修费用，避免外设管道，让桥梁更美观；桥梁报废爆破拆除时，利用这些设计好的管道作为跑炮孔和补偿孔使用，进行水压爆破，简化高架桥爆破拆除钻孔施工工序，降低钻孔成本，避免钻孔作业中产生的噪音和粉尘污染；箱梁水压爆破切口的设计，水介质和爆炸物品使用量较少，极大改善了目前箱梁水压爆破技术中存在安全隐患问题，起到一定的降尘作用，并可将箱梁进行适当分解。相较于传统机械拆除和钻孔爆破拆除法，本发明方法安全性高、施工周期短、经济环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为城市高架桥内预留孔设置示意图；

图2为桥墩预留孔布置截面图；

图3为箱梁水压爆破凹槽切口设置示意图；

图4为桥墩装药结构图；

图5为高架桥拆除阶段装药结构图。

附图标记说明：

1、箱梁；2、桥墩；3、预埋大孔；4、预埋小孔；5、弯头；6、横隔板；7、凹槽；8、堵塞物；9、水介质；10、乳化炸药；11、导爆索；12、雷管；13、导爆管；14、炮孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，附图中给出了本发明的较佳实施例。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

参阅图1-5所示，本发明实施例所述城市高架桥全断面水压爆破拆除方法包括步骤：

S1：在城市高架桥结构设计阶段，加入内置预留孔设计和凹槽设计；每根桥墩2内部竖向设置四个预留孔，所述预留孔包括一个位于中心位置的预埋大孔3和三个环绕预埋大孔3分布的预埋小孔4，每节箱梁1沿长桥面方向等距设置三个2m宽的凹槽7；

S2：按照设计进行桥梁建设施工，利用桥梁的立柱、梁和板竖向预埋管道，制作相匹配的模板固定于桥梁钢筋骨架，浇筑混凝土一次成型；

S3：桥梁使用阶段，内置的预埋大孔3用于排水，三个预埋小孔4用于布置照明、通信线路、交通监测电缆线；

S4：桥梁达到使用年限进入拆除阶段，拆除高架桥各桥墩2三个预埋小孔4内布置的电缆线，将其作为补偿孔使用；将预埋大孔3下部堵塞并装满水介质9，作为炮孔14使用，进行水压爆破；上部箱梁1小凹槽7作为水压爆破切口；

S5：装药、联网、防护、起爆，用高精度延期雷管12控制各桥墩2爆破点、箱梁1水压爆破点的起爆顺序；高架桥逐跨连续坍塌，各节箱梁1被分割为三部分塌落。

在本发明实施例中，所述城市高架桥为简支箱梁结构，双柱式圆柱桥墩。

所述步骤S1中，所述预埋大孔3的孔径为10cm，设置在桥墩2横截面中点位置，沿竖向贯穿桥墩2，上部向外穿出桥墩2侧壁，底部通过弯管连接至地下排水系统，上部在距离墩柱顶1m处沿桥梁外侧穿出墩柱外壁，可与桥梁上部排水管连接；所述预埋小孔4的孔径均为5cm，在距离桥墩2截面中点2/5半径的同心圆上等距分布，上部设置呈90°弧度的铁质弯头5，弯头5口朝外贯穿桥墩2侧壁，贯穿桥墩2侧壁，下部通过弯管连接至地下电缆管线。所述预留孔使用相应尺寸的PVC管模板固定于钢筋骨架内，浇筑混凝土一次成型。

所述凹槽7通过设置10cm厚的钢筋混凝土横隔板6，与其他箱梁1壁组成三个小箱体，凹槽7沿长桥面宽度为2m。

所述步骤S3中，预埋大孔3用于排水，预埋小孔4用作照明电线、通信线路、交通监控等通道，可以节省这些管道的使用和维修费用；减少外设管道量，让桥梁更美观。

所述步骤S4中，拆除高架桥各桥墩2三个预埋小孔4内布置的照明、监控、通信电缆线，将其作为炮孔14使用；拆除预埋大孔3的连接软管，预埋大孔3堵塞下部并装满水介质9，作为补偿孔使用，既可以增加自由面，又可以起到降尘作用；在上部箱梁1各小凹槽7路面中部位置钻取一个炮孔14，注满水介质9，作为水压爆破切口。

所述步骤S5中，在装药前，使用柔性塑料管检验各所述预留孔是否完整且贯通，量取实际孔深，将各预留孔的孔底弯管完全封堵；在上部凹槽7路面中部位置钻取一个炮孔14，向内充满水介质9。

本发明实施例装药、堵塞形式如下：对于下部桥墩2炮孔14，将

的圆柱形条状乳化炸药10间隔绑扎在导爆索11上，根据量取的孔深制作空气间隔药包，并做防水处理，从上部弯头5口放入各预留炮孔14内，使用炮泥堵塞上部孔口，孔外通过连接导爆管13雷管12起爆；对于上部凹槽7，将乳化炸药10连接导爆管13雷管12后做防水处理，悬置于凹槽7中部，并使用炮泥堵塞炮孔14。

本发明实施例采用逐跨连续坍塌爆破方案，爆破点为各桥墩2和凹槽7；使用柔性塑料管检验各预留孔是否导通，并量取实际孔深，将各预留炮孔14孔底弯管以上部分使用堵塞物8完全封堵，堵塞长度大于0.5m；依次进行装药、堵塞、联网、起爆工作；墩柱的炮孔14采用空气间隔装药方式，将乳化炸药10等距绑扎导爆索11上从炮孔14上部弯头5放入；将起爆药包进行防水处理后悬置于凹槽7中部；用高精度延期雷管12控制桥墩2爆破点和箱梁1爆破切口起爆顺序(依次为立柱所在的爆破孔、箱梁1所在的水压爆破孔、下排立柱所在的爆破孔)，同排桥墩2各炮孔14同时起爆，采用孔外接力延时，桥墩2前后排延时时间为310ms，每节箱梁1三个爆破切口同时起爆，与前排桥墩2延期时间为110ms；高架桥逐跨连续倒塌，箱梁1被分割为三部分触地，充分解体。

本发明所述城市高架桥全断面水压爆破拆除方法相较于传统机械拆除和钻孔爆破拆除法，本发明方法安全性高、施工周期短、经济环保。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种城市高架桥全断面水压爆破拆除方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在城市高架桥结构设计阶段，加入内置预留孔设计和凹槽设计；每根桥墩内部竖向设置四个预留孔，所述预留孔包括一个位于中心位置的预埋大孔和三个环绕预埋大孔分布的预埋小孔，每节箱梁沿长桥面方向等距设置三个2m宽的凹槽；

S2：按照设计进行桥梁建设施工，利用桥梁的立柱、梁和板竖向预埋管道，制作相匹配的模板固定于桥梁钢筋骨架，浇筑混凝土一次成型；

S3：桥梁使用阶段，内置的预埋大孔用于排水，三个预埋小孔用于布置照明、通信线路、交通监测电缆线；

S4：桥梁达到使用年限进入拆除阶段，拆除高架桥各桥墩三个预埋小孔内布置的电缆线，将其作为补偿孔使用；将预埋大孔下部堵塞并装满水介质，作为炮孔使用，进行水压爆破；上部箱梁小凹槽作为水压爆破切口；

S5：装药、联网、防护、起爆，用高精度延期雷管控制各桥墩爆破点、箱梁水压爆破点的起爆顺序；高架桥逐跨连续坍塌，各节箱梁被分割为三部分塌落。

2.根据权利要求1所述的城市高架桥全断面水压爆破拆除方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述城市高架桥为简支箱梁结构，双柱式圆柱桥墩。

3.根据权利要求1所述的城市高架桥全断面水压爆破拆除方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述预埋大孔的孔径为10cm，设置在桥墩横截面中点位置，沿竖向贯穿桥墩，上部向外穿出桥墩侧壁，底部通过弯管连接至地下排水系统，上部在距离墩柱顶1m处沿桥梁外侧穿出墩柱外壁，可与桥梁上部排水管连接。

4.根据权利要求1所述的城市高架桥全断面水压爆破拆除方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述预埋小孔的孔径均为5cm，在距离桥墩截面中点2/5半径的同心圆上等距分布，上部设置呈90°弧度的铁质弯头，弯头口朝外贯穿桥墩侧壁，贯穿桥墩侧壁，下部通过弯管连接至地下电缆管线。

5.根据权利要求1所述的城市高架桥全断面水压爆破拆除方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述凹槽通过设置10cm厚的钢筋混凝土横隔板，与其他箱梁壁组成三个小箱体，凹槽沿长桥面宽度为2m。

6.根据权利要求1所述的城市高架桥全断面水压爆破拆除方法，其特征在于：所述步骤S5中，装药前将各炮孔孔底弯管完全封堵；将

的圆柱形条状乳化炸药间隔绑扎在导爆索上制作成空气间隔药包，从上部弯头口放入各炮孔内，使用炮泥堵塞上部孔口，孔外通过连接导爆管雷管起爆。

7.根据权利要求1所述的城市高架桥全断面水压爆破拆除方法，其特征在于：所述步骤S5中，在上部凹槽路面中部位置钻取一个炮孔，向内充满水介质，将乳化炸药连接导爆管雷管后做防水处理，悬置于凹槽中部，进行水压爆破。

8.根据权利要求1所述的城市高架桥全断面水压爆破拆除方法，其特征在于：所述步骤S5中，起爆顺序为立柱爆破孔、箱梁水压爆破孔、下排立柱爆破孔，同排两个墩柱各炮孔同时起爆，采用孔外接力延时，前后排桥墩延时时间为310ms；每节箱梁三个爆破切口同时起爆，与前排桥墩延期时间为110ms。

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