CN114263129B - 桥梁上部结构的拆除施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁上部结构的拆除施工方法，首先根据不同梁高来选择不同方式进行桥梁上部结构的拆除；然后针对中部桥梁段，基于现浇预应力箱梁的结构特点以及分段分块拆除现浇预应力箱梁的技术考量，构建出合适的临时支护结构以及选用合适型号的起吊设备；然后在综合考虑临时支护结构的承载能力以及起吊设备的吊装能力的前提下，针对现浇预应力箱梁的箱室部分，构建出顺桥向分段、横桥向分块的逐段逐块切除调运方案。因此，本发明将桥梁切割技术与桥梁结构相互结合，利用桥梁结构自身的特点，沿现浇预应力箱梁的纵桥向分段、横桥向分块的方式，逐块、逐段拆除现浇预应力箱梁，缩短施工周期，并确保施工安全。

Description

桥梁上部结构的拆除施工方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁上部结构的拆除施工方法。

背景技术

针对梁桥的拆除施工，随着科技的不断进步以及文明和环保施工的大量提倡，各种拆除工程将采用更为人性化的拆除施工方法与技术进行施工。

桥梁拆除方法包括爆破法、非爆破法(比如直接破除法、机械吊装法等)。通常地，爆破法应用在桥梁拆除施工中具有局限性，需要针对不同的桥梁类型及周围环境等因素探索。非爆破法可以兼顾到桥梁拆除自身的特点，安全可靠，但拆除过程中不可预见因素较多，因此拆除工程的安全性、稳定性、技术可能性等各方面进行拆除方案的比选、优化是桥梁拆除前不可或缺的工作；对病害严重的桥梁采用非爆破拆除法时，考虑其承载能力下降及不确定因素，除在施工组织管理上进行严格控制以外，如何保证在拆桥过程中各项指标在容许范围内，是桥梁能否安全拆除的关键。跨既有通车线路桥梁一般采用机械拆除法。机械拆除法是指利用机械设备对桥梁进行破碎、分割、吊运等形式进行拆除。水中桥梁多采用浮吊吊装拆除，陆地支架法常采用较大吨位吊机大块拆除。因此，在安全拆除施工的前提下，如何降低吊机的吊装能力以及简化临时支护结构，是目前桥梁采用机械拆除法缩短工期的有效办法。

另外，对于现浇箱梁拆除，一般采用直接破除，或在现浇箱梁下搭设满堂支架的方式，然后将现浇箱梁沿顺桥向分段、箱室分块切割吊装，使用此方式拆除，拆除支架投入量较大，且使用的吊机吨位往往较大，不利于成本控制，同时，也影响拆除过程中的。同时，对于拆除跨越河流的现浇箱梁桥段或者两侧无充足的吊机站位空间的现浇箱梁桥段，上述的在现浇箱梁下搭设满堂支架的方式进行箱梁拆除的方式并不适用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种桥梁上部结构的拆除施工方法，根据桥梁上部结构的梁高分布，来选择不同的拆除方案，且对于中部桥梁段的拆除，本发明将桥梁切割技术与桥梁结构相互结合，利用桥梁结构自身的特点，配合较为简易的临时支护结构，甚至无需在跨中配设临时支护结构，即可沿现浇预应力箱梁的纵桥向分段、横桥向分块的方式，逐块、逐段拆除现浇预应力箱梁，有效地降低吊装设备的起吊能力要求，并减小临时支护结构搭设/拆卸的施工难度，缩短施工周期，并确保施工安全。

为实现上述的技术目的，本发明将采取如下的技术方案：

一种桥梁上部结构的拆除施工方法，桥梁上部结构通过沿顺桥向铺设现浇预应力箱梁而形成，所述的拆除施工方法首先根据桥梁上部结构的梁高选择不同的施工方案：对于梁高不足3.5m的紧邻匝道段，采用直接破碎法从梁高较高的位置往梁高较低的位置逐步破除；对于梁高高于3.5m的中部桥梁段，基于现浇预应力箱梁的结构特点以及分段分块拆除现浇预应力箱梁的技术考量，构建出合适的临时支护结构以及选用合适型号的起吊设备；然后在综合考虑临时支护结构的承载能力以及起吊设备的吊装能力的前提下，针对现浇预应力箱梁的箱室部分，构建出顺桥向分段、横桥向分块的逐段逐块切除调运方案；

所述的逐段逐块切除调运方案，包括交替进行的顺桥向逐段切除方案和横桥向逐块切除调运方案；顺桥向逐段切除方案沿着现浇预应力箱梁顺桥向，采用从中心到两侧的方式对现浇预应力箱梁的箱室部分进行对称分段切割，以获得对应切割位置处的横桥向通长箱室段；横桥向逐块切除调运方案针对顺桥向逐段切除方案切割获得的横桥向通长箱室段，以横桥向通长箱室段的横桥向中心线为准，按照顶板、外侧半包箱室块、中心腹板区域块的顺序或者按照顶腹板半包箱室块、底腹板半包箱室块、中心腹板区域块的顺序对称拆除所述的横桥向通长箱室段；

所述的中部桥梁段，包括中部陆上段以及中部跨河段；所述的中部跨河段，基于所述的逐段逐块切除调运方案，仅在自身下部支撑结构的所在位置处布置临时支护结构。

本发明的另一个技术目的是提供另一种桥梁上部结构的拆除施工方法，包括如下步骤：首先根据桥梁上部结构的梁高选择不同的施工方案：对于梁高不足3.5m的紧邻匝道段，采用直接破碎法从梁高较高的位置往梁高较低的位置逐步破除；对于梁高高于3.5m的中部桥梁段，采用逐段逐块切除调运方案进行拆除；当所述的中部桥梁段包括有中部陆上段以及中部跨河段时，先拆除中部跨河段，再拆除中部陆上段，同时，基于特定的逐段逐块切除调运方案，所述的中部跨河段仅在自身的下部支撑结构所在位置处布置临时支护结构；

中部桥梁段的拆除具体包括如下步骤：

步骤一、构建现浇预应力箱梁的切割方案

步骤1.1、构建现浇预应力箱梁的临时支护方案以及选用特定型号的起吊设备

基于现浇预应力箱梁的结构特点以及分段分块拆除现浇预应力箱梁的技术考量，构建出合适的临时支护结构以及选用合适型号的起吊设备；

步骤1.2、构建逐段逐块切除调运方案

综合考虑临时支护结构的承载能力以及起吊设备的吊装能力的前提下，针对现浇预应力箱梁的箱室部分，构建出顺桥向分段、横桥向分块的逐段逐块切除调运方案；

所述的逐段逐块切除调运方案，包括交替进行的顺桥向逐段切除方案和横桥向逐块切除调运方案；顺桥向逐段切除方案沿着现浇预应力箱梁顺桥向，采用从中心到两侧的方式对现浇预应力箱梁的箱室部分进行对称分段切割，以获得对应切割位置处的横桥向通长箱室段；

对于中部陆上段而言，横桥向逐块切除调运方案针对顺桥向逐段切除方案切割获得的横桥向通长箱室段，以横桥向通长箱室段的横桥向中心线为准，按照顶板、外侧半包箱室块、中心腹板区域块的顺序对称拆除所述的横桥向通长箱室段，且所述的顶板通过破除法直接拆除，外侧半包箱室块、中心腹板区域块则通过起吊设备配合绳锯切割法切除调运；

对于中部跨河段而言，横桥向逐块切除调运方案针对顺桥向逐段切除方案切割获得的横桥向通长箱室段，以横桥向通长箱室段的横桥向中心线为准，按照顶腹板半包箱室块、底腹板半包箱室块、中心腹板区域块的顺序对称拆除所述的横桥向通长箱室段；且顶腹板半包箱室块、底腹板半包箱室块、中心腹板区域块均通过起吊设备配合绳锯切割法切除调运；

具体包括如下步骤：

步骤1.2.1、现浇预应力箱梁的箱室划线

现浇预应力箱梁的箱室划线包括顺桥向分段划线、底板横桥向分块划线以及顶板横桥向分块划线；

顺桥向分段划线——以现浇预应力箱梁的顺桥向中心线为基础，并考虑现浇预应力箱梁的顶板负弯矩张拉位点，沿现浇预应力箱梁的横桥向对称划线分段，将现浇预应力箱梁沿顺桥向划分成若干横桥向通长箱梁段；

横桥向分块划线包括顶板横桥向分块划线、底板横桥向分块划线；

对于中部陆上段而言，底板横桥向分块划线——将临时支护结构与现浇预应力箱梁的连接位点选为现浇预应力箱梁的底板划线分块的参考依据，从而沿着现浇预应力箱梁的顺桥向对现浇预应力箱梁的底板进行划线分块；顶板横桥向分块划线——根据现浇预应力箱梁的箱室结构特点，将箱室结构的顶板与腹板连接弯折位点选为顶板划线分块的参考依据，从而沿着现浇预应力箱梁的顺桥向将现浇预应力箱梁中每一段横桥向通长箱梁段的顶板进行划线分块；

对于中部跨河段而言，底板横桥向分块划线、顶板横桥向分块划线根据起吊设备的吊装能力来确定；

步骤1.2.2、现浇预应力箱梁箱室的分段分块切除调运

步骤1.2.2.1、按照步骤1.1的顺桥向分段划线方案，采用绳锯切割的方式，将中部陆上段或中部跨河段的现浇预应力箱梁的顺桥向中部区域切割分离出来；

步骤1.2.2.2、按照步骤1.1中中部陆上段的顶板横桥向分块划线方案，采用直接破除法，对称地将顺桥向中部区域的顶板部分破碎拆除；

按照步骤1.1中中部跨河段的底板横桥向分块划线以及顶板横桥向分块划线方案，采用起吊设备配合下的绳锯切割方式，对称地将顶腹板半包箱室块吊除；

步骤1.2.2.3、按照步骤1.1中中部陆上段的底板横桥向分块划线方案，采用起吊设备配合下的绳锯切割方式，对称地将顺桥向中部区域的外侧半包箱室块吊除；

按照步骤1.1中中部跨河段的底板横桥向分块划线以及顶板横桥向分块划线方案，采用起吊设备配合下的绳锯切割方式，对称地将底腹板半包箱室块吊除；

步骤1.2.2.4、采用起吊设备，将顺桥向中部区域的中心腹板区域块吊除；

按照步骤1.2.2.1-步骤1.2.2.4的方式，将顺桥向中部区域两侧的剩余箱室部分逐段逐块地拆除；

步骤1.3、核算临时支护结构的承载能力以及起吊设备的吊装能力

在建模平台中，根据步骤1.2所述的逐段逐块切除调运方案，核算临时支护结构的承载能力以及起吊设备的吊装能力是否满足需求；若不满足要求，则回到步骤1.1，直至核算出的临时支护结构的承载能力以及起吊设备的吊装能力满足需求；

步骤二、搭设临时支护体系

按照步骤1.1所构建的现浇预应力箱梁的临时支护方案，在现浇预应力箱梁的下部搭设各临时支护结构，构成所述现浇预应力箱梁的临时支护体系；

步骤三、桥梁上部结构的拆除划线

按照步骤1.2.1所述的现浇预应力箱梁的箱室划线方案，在现浇预应力箱梁对应位置处划线；

步骤四、防撞墙及翼板的切除调运

将现浇预应力箱梁箱室两侧的防撞墙及翼板对称切除调运；

步骤五、逐段施工拆除

按照步骤1.2.2所述的现浇预应力箱梁箱室的分段分块切除调运方案，逐段逐块地拆除现浇预应力箱梁的箱室部分；

步骤六、临时支护结构拆除

步骤七、立柱拆除

拆除现浇预应力箱梁下部支撑结构的立柱。

步骤八、碎渣外运。

基于上述的技术目的，相对于现有技术，本发明具有如下的优势：

本发明首先根据不同梁高来选择不同方式进行桥梁上部结构的拆除；然后针对中部桥梁段，将桥梁切割技术与桥梁结构相互结合，利用桥梁结构(尤其是通过挂篮悬臂法施工成型的预应力箱梁结构)自身的特点，沿现浇预应力箱梁箱室部分的纵桥向分段、横桥向分块的方式，配合较为简易的临时支护结构(事实上，通过核算，基本上只需在桥梁结构的下部结构所在位置处布置临时支护结构即可，在跨中布置临时支护结构，目的仅仅是为了谨慎起见)，在先不破坏箱梁预应力结构的前提下，逐块、逐段拆除现浇预应力箱梁的箱室部分(先逐步小块切割防撞墙A、翼缘板、跨中顶板)，减轻箱梁自身重量从而保证箱梁自身结构安全，有效地降低吊装设备的起吊能力要求，保证吊机在大旋转半径内起重安全，并减小临时支护结构搭设/拆卸的施工难度，还能缩短施工周期，并确保施工安全。本发明所述的切除施工方法，尤其适用于无法在跨中搭设支架的跨越河流预应力箱梁段以及两侧无充足的吊机站位空间的陆上预应力箱梁段的拆除。

附图说明

图1是本发明所述的桥梁上部结构的拆除施工方法的总体规划示意图；

图2为既有的基于挂篮悬臂法施工成型的现浇预应力箱梁的立体结构示意图；

图3是本发明所述的中部陆上段的现浇预应力箱梁的分段分块拆除施工方法的流程图；

图4是本发明所述的中部陆上段的横桥向截面分块切除示意图；

图5是本发明所述的中部陆上段的顺桥向分段切除示意图；

图6是本发明所述的中部跨河段的横桥向截面分块切除示意图；

图7是本发明所述的临时支护结构支撑的结构示意图；

图8是本发明所述的中部陆上段通过临时支护结构支撑的结构示意图；

其中：1-防撞墙A；2-侧翼板A；3-箱室顶板破碎区；4-箱室外侧底腹板破除区A；5-桥梁中支点破除区A；61-第一顶板分隔线；62-第二顶板分隔线；63-第三顶板分隔线；64-第四顶板分隔线；65-第五顶板分隔线；66-第六顶板分隔线；71-第一底板分隔线；72-第二底板分隔线；73-第三底板分隔线；74-第四底板分隔线；81-箱梁段中部区域；82-箱梁段第一侧区域；83-箱梁段第二侧区域；84-箱梁段第三侧区域；85-第一顶板负弯矩张拉位置A；86-第二顶板负弯矩张拉位置A；

101-底板分隔线Ⅰ；102-底板分隔线Ⅱ；103-底板分隔线Ⅲ；104-底板分隔线Ⅳ；105-底板分隔线Ⅴ；106-底板分隔线Ⅵ

301-侧翼板B；302-箱室顶腹板部分B；303-桥梁中支点破除区域B；304-箱室底腹板部分B；

201-顶板分隔线Ⅰ；202-顶板分隔线Ⅱ；203-顶板分隔线Ⅲ；204-顶板分隔线Ⅳ；

91-第一侧竖向支柱；92-中部竖向支柱；93-第二侧竖向支柱；94-横向支撑。

具体实施方式

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、表达式和数值不限制本发明的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

如图1所述，本发明所述的桥梁上部结构的拆除施工方法，根据桥梁上部结构的梁高来选择不同的施工方案，其中：

紧邻匝道段选用直接破碎法拆除，紧邻匝道段为梁高不高于3.5米并紧邻匝道布置的部分，在拆除紧邻匝道段的过程中，总体上从梁高较高的位置往梁高较低的位置逐步破除。

中部桥梁段选用分段分块(顺桥向分段、横桥向分块)绳锯拆除法，中部桥梁段为梁高介于3-8米的桥梁段，且中部桥梁段包括两种情况，其中一种为中部陆上段(指桥梁上部结构跨陆地而搭建)，另一种则为中部跨河段(指桥梁上部结构跨河流等水域而搭建)。拆除中部桥梁段时，先拆除中部跨河段，再拆除中部陆上段。

本发明所述的桥梁上部结构的拆除施工方法，主要用于拆除如图2所示的基于挂篮悬臂法施工成型的既有现浇预应力箱梁，所述的现浇预应力箱梁具有两箱室，并具有预应力结构。在拆除中部桥梁段的过程中，充分考虑现浇预应力箱梁的预应力结构能够提供的预应力，通过核算，采用特定的方式将中部陆上段对应的箱室进行分段分块切割，则仅需在跨中采用简易的临时支护结构支撑，即可保证施工安全，而对于中部跨河段，选用特定的方式进行分段分块切割后，跨中无需采用临时支护结构支撑，即可保证施工安全。

中部桥梁段的拆除施工具体包括如下步骤：

步骤一、构建中部桥梁段的切割方案

步骤1.1、构建临时支护方案以及选用特定型号的起吊设备

基于现浇预应力箱梁的结构特点以及分段分块拆除现浇预应力箱梁的技术考量，构建出合适的临时支护结构以及选用合适型号的起吊设备；

对于中部陆上段，临时支护结构包括若干个，每一个临时支护结构均设置在中部陆上段(对应为跨陆地搭建的现浇预应力箱梁)的下方并沿着中部陆上段的横桥向布置；本发明中，如图5所示，所述临时支护结构具有五个，其中一个沿着中部陆上段的顺桥向中心线布置，用于临时支护顺桥向中心线两侧的箱梁段中部区域ABCDE，余下的四个临时支护结构，两两对称布置在中部陆上段的顺桥向中心线的两侧，且余下的四个临时支护结构中，其中两个临时支护结构分别用于对应支撑顺桥向中心线单侧的箱梁段第一侧区域FGH、箱梁段第二侧区域IKJ，余下的两个临时支护结构，则布置在中部陆上段的下部支撑结构所在位置处，用于支承箱梁段第三侧区域。事实上，本发明中，对于中部陆上段，由于中部陆上段采用的是现浇预应力箱梁，沿着顺桥向的分段切割、沿着横桥向的分块切除如果能够充分地考虑到现浇预应力箱梁的预应力结构能够提供的预应力，则无需在中部陆上段的跨中搭建临时支护结构，此时，本发明所述的中部陆上段仅需两个搭建在其下部支撑结构所在位置处的临时支护结构。

对于中部跨河段，本发明在构建中部跨河段的分段分块拆除方案时，充分考虑了中部跨河段对应的现浇预应力箱梁的预应力结构能够提供的预应力，仅在中部跨河段(对应为跨河流而搭建的现浇预应力箱梁)的下部支撑结构所在位置处布置临时支护结构即可。因此，本发明所述的中部跨河段拆除时仅需两个临时支护结构进行支撑即可，满足中部跨河段拆除时，支架搭设不方便的需求。

所述的临时支护结构为双排钢管支架结构，如图7所示，包括条形基础、竖向支柱以及横向支撑，其中：

所述的竖向支柱包括中部竖向支柱以及对称分布在中部竖向支柱两侧的第一侧竖向支柱、第二侧竖向支柱；各竖向支柱之间通过连接支架连接；

临时支护结构支护现浇预应力箱梁时，如图8所示，现浇预应力箱梁的底板处于横桥向的中部位置通过所述的中部竖向支柱支撑；现浇预应力箱梁的底板处于横桥向的两端通过两组第一侧竖向支柱支撑；现浇预应力箱梁的箱室外侧端部通过两组第二侧竖向支柱支撑。

现浇预应力箱梁的箱室在经过顺桥向逐段切除方案的切割处理后，分割成的横桥向通长箱室段施予临时支护结构的荷载，为均布荷载作用于所述的中部竖向支柱以及位于中部竖向支柱两侧的第一侧竖向支柱。通过建模平台核算，所述的临时支护结构在均布荷载的作用下，产生的最大应力小于临时支护结构本身的最大设计应力，产生的最大屈曲模态小于临时支护结构本身的最大屈曲模态。

均布荷载F通过下式计算：

F＝A*L*w/2L₁

式中：A表示横桥向通长箱室段的横截面积；L表示条形基础的长度；w表示横桥向通长箱室段的容重，取值为26kN/m³；L₁表示两第一侧竖向支柱之间的间距；

起吊设备采用吊机，吊机钢丝绳的钢丝拉力计算值F′满足：

F′＝G/a*τ*sinα

式中：G表示吊机起吊物的重量；a表示吊机钢丝绳的股数；τ表示吊机钢丝绳的不均匀受力系数，取0.82；α吊机钢丝绳相对于吊机所在水平面的夹角，通过箱室的横向切块，核算起吊设备的吊装能力，以尽可能地保证吊机在大旋转半径内的起重安全；吊机钢丝绳的钢丝拉力计算值F′小于吊机钢丝绳的钢丝拉力查表值。

步骤1.2、构建逐段逐块切除调运方案

综合考虑临时支护结构的承载能力以及起吊设备的吊装能力的前提下，针对现浇预应力箱梁的箱室部分，构建出顺桥向分段、横桥向分块的逐段逐块切除调运方案；

所述的逐段逐块切除调运方案，在充分考虑现浇预应力箱梁的预应力结构能够提供的预应力情况下构建，包括交替进行的顺桥向逐段切除方案和横桥向逐块切除调运方案；顺桥向逐段切除方案沿着现浇预应力箱梁顺桥向，采用从中心到两侧的方式对现浇预应力箱梁的箱室部分进行对称分段切割，以获得对应切割位置处的横桥向通长箱室段；横桥向逐块切除调运方案针对顺桥向逐段切除方案切割获得的横桥向通长箱室段，以横桥向通长箱室段的横桥向中心线为准，进行对称分块拆除。

本发明所述的横桥向通长箱室段的分块拆除方式有两种，第一种横桥向通长箱室段的分块拆除方式为针对能够在现浇预应力箱梁的跨中布置临时支护结构的情况而设置，第二种横桥向通长箱室段的分块拆除方式则为针对仅在现浇预应力箱梁的下部支撑结构所在位置处布置临时支护结构的情况而设置。

第一种横桥向通长箱室段的分块拆除方式，按照顶板、外侧半包箱室块、中心腹板区域块的顺序对称拆除所述的横桥向通长箱室段，且所述的顶板通过破除法直接拆除，外侧半包箱室块、中心腹板区域块则通过起吊设备配合绳锯切割法切除调运；

第二种横桥向通长箱室段的分隔方式，按照顶腹板半包箱室块、底腹板半包箱室块、中心腹板区域块的顺序对称拆除所述的横桥向通长箱室段，且顶腹板半包箱室块、底腹板半包箱室块、中心腹板区域块均通过起吊设备配合绳锯切割法切除调运。

逐段逐块切除调运方案具体包括如下步骤：

步骤1.2.1、现浇预应力箱梁的箱室划线

现浇预应力箱梁的箱室划线包括顺桥向分段划线、底板横桥向分块划线以及顶板横桥向分块划线；

顺桥向分段划线——以现浇预应力箱梁的顺桥向中心线为基础，并考虑现浇预应力箱梁的顶板负弯矩张拉位点(包括图4所示第一、第二顶板负弯矩张拉位点)，沿现浇预应力箱梁的横桥向对称划线分段，将现浇预应力箱梁沿顺桥向划分成若干横桥向通长箱梁段。由此，本发明结合既有桥梁结构来进行分段切割，在先不破坏现浇预应力箱梁的预应力结构的前提下，先逐步小块切割防撞墙A、翼缘板、跨中顶板，减轻箱梁自身重量从而保证箱梁自身结构安全，还能保证吊机在大旋转半径内起重安全，即本发明降低临时支护结构的塌架造成的安全事故，有效地保证施工安全。

具体地，如图2、5所示，所述现浇预应力箱梁箱室的顺桥向分段划线包括第一分段切割线、第二分段切割线、第三分段切割线、第四分段切割线、第五分段切割线、第六分段切割线；其中，第一分段切割线、第二分段切割线、第三分段切割线、第四分段切割线、第五分段切割线、第六分段切割线均沿着现浇预应力箱梁箱室的横桥向布置，且第一分段切割线、第二分段切割线关于现浇预应力箱梁的顺桥向中心线对称分布，且第一分段切割线、第二分段切割线与现浇预应力箱梁中各自对应的第一顶板负弯矩张拉位置A在顶板上的投影线重合，第三分段切割线、第四分段切割线关于现浇预应力箱梁的顺桥向中心线对称分布，且第三分段切割线、第四分段切割线与现浇预应力箱梁中各自对应的第二顶板负弯矩张拉位置A在顶板上的投影线重合，第五分段切割线、第六分段切割线关于现浇预应力箱梁的顺桥向中心线对称分布；现浇预应力箱梁在第一分段切割线、第二分段切割线、第三分段切割线、第四分段切割线、第五分段切割线、第六分段切割线的分隔下，将现浇预应力箱梁的顺桥向中心线的单侧依次分成箱梁段中部区域、箱梁段第一侧区域、箱梁段第二侧区域、箱梁段第三侧区域，箱梁段第三侧区域与现浇预应力箱梁的下部支撑结构所在位置紧邻。

横桥向分块划线包括顶板横桥向分块划线、底板横桥向分块划线；

第一种横桥向通长箱室段以及第二种横桥向通长箱室段的顶板横桥向分块划线、底板横桥向分块划线依据不同，其中：

第一种横桥向通长箱室段的底板横桥向分块划线方式为：将临时支护结构与现浇预应力箱梁的连接位点选为现浇预应力箱梁的底板划线分块的参考依据，从而沿着现浇预应力箱梁的顺桥向对现浇预应力箱梁的底板进行划线分块。

具体地，如图2、4所示，所述现浇预应力箱梁箱室的底板横桥向分块划线包括第一底板分隔线、第二底板分隔线、第三底板分隔线以及第四底板分隔线；其中，第一底板分隔线、第二底板分隔线、第三底板分隔线以及第四底板分隔线均沿着现浇预应力箱梁箱室顶板的顺桥向设置，且第二底板分隔线、第三底板分隔线均相对于现浇预应力箱梁箱室横桥向中心线对称布置，且第二底板分隔线、第三底板分隔线均与各自对应的现浇预应力箱梁箱室底板的横桥向中心线重合，第一底板分隔线、第四底板分隔线相对于现浇预应力箱梁箱室横桥向中心线对称布置，且第一底板分隔线、第四底板分隔线均为各自对应的现浇预应力箱梁箱室与翼板之间的分界线；则临时支护结构中，第二侧竖向支柱紧靠着相应的第一底板分隔线或第四底板分隔线设置，并位于第一底板分隔线或第四底板分隔线的内侧。

第一种横桥向通长箱室段的顶板横桥向分块划线方式为：根据现浇预应力箱梁的箱室结构特点，将箱室结构的顶板与腹板连接弯折位点选为顶板划线分块的参考依据，从而沿着现浇预应力箱梁的顺桥向将现浇预应力箱梁中每一段横桥向通长箱梁段的顶板进行划线分块；本发明之所以将箱室结构的顶板与腹板连接弯折位点选为顶板划线分块的参考依据，原因在于，后续拆除工艺中，划线规划出的顶板部分，本发明将采取破除法进行拆除施工。

具体地，如图2、4所示，所述现浇预应力箱梁箱室的顶板横桥向分块划线包括第一顶板分隔线、第二顶板分隔线、第三顶板分隔线、第四顶板分隔线、第五顶板分隔线以及第六顶板分隔线，其中：第一顶板分隔线、第二顶板分隔线、第三顶板分隔线、第四顶板分隔线、第五顶板分隔线以及第六顶板分隔线均沿着现浇预应力箱梁箱室顶板的顺桥向设置，且第三顶板分隔线、第四顶板分隔线对称分布在桥梁横桥向中心线的两侧，且第三顶板分隔线、第四顶板分隔线的划线位置与各自对应的桥梁箱室的顶板水平段的内侧端部投影线重合，第二顶板分隔线、第五顶板分隔线对称分布在桥梁横桥向中心线的两侧，且第二顶板分隔线、第五顶板分隔线与各自对应的桥梁箱室的顶板水平段的外侧端部投影线重合，第一顶板分隔线、第六顶板分隔线对称分布在桥梁横桥向中心线的两侧，且第一顶板分隔线、第六顶板分隔线与各自对应的桥梁翼板的内侧端部投影线重合；顶板水平段的内侧端部即为顶板与内侧腹板连接的弯折位点，顶板水平段的外侧端部即为顶板与外侧腹板连接的弯折位点。

本发明所述的中部桥梁段，需要先采用Midas建立对应的现浇预应力箱梁的分析模型，通过计算所述现浇预应力箱梁的截面抗剪承载能力、抗弯承载能力是否满足预设的截面抗剪承载能力、抗弯承载能力的最小限值需求，若满足了，才能选择跨中不布置临时支护结构支撑的方式，反之，则需要在跨中布置临时支护结构进行支撑。

而第二种横桥向通长箱室段的底板横桥向分块划线、顶板横桥向分块划线，需要考虑吊机的吊装能力来进行。

换句话来讲，本发明在拆除过程中，先拆除两侧翼板A与防撞墙A，然后再针对箱室部分按照先横切，再纵切的方式进行，总体按照下述顺序进行拆除：

Ad-Bd-Cd-Dd-Ab-Bb-Cb-Db-E-Fd-Gd-Fd-Gb-H-Ib-Jb-Ib-K-剩余悬挑4m-中横梁。(前面大写字母表示区块，后面小写字母d表示顶板，b表示底板)。

切除区块ABD时，第一顶板负弯矩张拉装置T2、第二顶板负弯矩张拉装置T3均不释放，切除区块DEF时释放第二顶板负弯矩张拉装置T3，第一顶板负弯矩张拉装置T2不释放，切除区块GHI时，释放第一顶板负弯矩张拉装置T2，最后悬挑5m切除。

步骤1.3、核算临时支护结构的承载能力以及起吊设备的吊装能力

在建模平台中，根据步骤1.2所述的逐段逐块切除调运方案，核算临时支护结构的承载能力以及起吊设备的吊装能力是否满足需求；若不满足要求，则回到步骤1.1，直至核算出的临时支护结构的承载能力以及起吊设备的吊装能力满足需求；

步骤二、搭设临时支护体系

按照步骤1.1所构建的现浇预应力箱梁的临时支护方案，在现浇预应力箱梁的下部搭设各临时支护结构，构成所述现浇预应力箱梁的临时支护体系；

步骤三、桥梁上部结构的拆除划线

按照步骤1.2.1所述的现浇预应力箱梁的箱室划线方案，在现浇预应力箱梁对应位置处划线；

步骤四、防撞墙A及翼板的切除调运

将现浇预应力箱梁箱室两侧的防撞墙A及翼板对称切除调运；

步骤五、逐段施工拆除

按照步骤1.2.2所述的现浇预应力箱梁箱室的分段分块切除调运方案，逐段逐块地拆除现浇预应力箱梁的箱室部分，具体包括如下步骤：

步骤1.2.2.1、按照步骤1.1的顺桥向分段划线方案，采用绳锯切割的方式，将现浇预应力箱梁的顺桥向中部区域切割分离出来；

步骤1.2.2.2、按照步骤1.1中中部陆上段的顶板横桥向分块划线方案，采用直接破除法，对称地将顺桥向中部区域的顶板部分破碎拆除；

步骤1.2.2.3、按照步骤1.1中中部陆上段的底板横桥向分块划线方案，采用起吊设备配合下的绳锯切割方式，对称地将顺桥向中部区域的外侧半包箱室块吊除；

步骤1.2.2.4、采用起吊设备，将顺桥向中部区域的中心腹板区域块吊除；

按照步骤1.2.2.1-步骤1.2.2.4的方式，将顺桥向中部区域两侧的剩余箱室部分逐段逐块地拆除。

步骤六、临时支护结构拆除

步骤七、立柱拆除

拆除现浇预应力箱梁下部支撑结构的立柱。

步骤八、碎渣外运。

Claims (2)

1.一种桥梁上部结构的拆除施工方法，其特征在于，包括如下步骤：首先根据桥梁上部结构的梁高选择不同的施工方案：对于梁高不足3.5m的紧邻匝道段，采用直接破碎法从梁高较高的位置往梁高较低的位置逐步破除；对于梁高高于3.5m的中部桥梁段，采用逐段逐块切除调运方案进行拆除；当所述的中部桥梁段包括有中部陆上段以及中部跨河段时，先拆除中部跨河段，再拆除中部陆上段，同时，基于逐段逐块切除调运方案，所述的中部跨河段仅在自身的下部支撑结构所在位置处布置临时支护结构；

中部桥梁段的拆除具体包括如下步骤：

步骤一、构建现浇预应力箱梁的切割方案

步骤1.1、构建现浇预应力箱梁的临时支护方案以及选用合适型号的起吊设备

基于现浇预应力箱梁的结构特点以及分段分块拆除现浇预应力箱梁的技术考量，构建出合适的临时支护结构以及选用合适型号的起吊设备；

步骤1.2、构建逐段逐块切除调运方案

综合考虑临时支护结构的承载能力以及起吊设备的吊装能力的前提下，针对现浇预应力箱梁的箱室部分，构建出顺桥向分段、横桥向分块的逐段逐块切除调运方案；

所述的逐段逐块切除调运方案，包括交替进行的顺桥向逐段切除方案和横桥向逐块切除调运方案；顺桥向逐段切除方案沿着现浇预应力箱梁顺桥向，采用从中心到两侧的方式对现浇预应力箱梁的箱室部分进行对称分段切割，以获得对应切割位置处的横桥向通长箱室段；

对于中部陆上段而言，横桥向逐块切除调运方案针对顺桥向逐段切除方案切割获得的横桥向通长箱室段，以横桥向通长箱室段的横桥向中心线为准，按照顶板、外侧半包箱室块、中心腹板区域块的顺序对称拆除所述的横桥向通长箱室段，且所述的顶板通过破除法直接拆除，外侧半包箱室块、中心腹板区域块则通过起吊设备配合绳锯切割法切除调运；

对于中部跨河段而言，横桥向逐块切除调运方案针对顺桥向逐段切除方案切割获得的横桥向通长箱室段，以横桥向通长箱室段的横桥向中心线为准，按照顶腹板半包箱室块、底腹板半包箱室块、中心腹板区域块的顺序对称拆除所述的横桥向通长箱室段；且顶腹板半包箱室块、底腹板半包箱室块、中心腹板区域块均通过起吊设备配合绳锯切割法切除调运；

具体包括如下步骤：

步骤1.2.1、现浇预应力箱梁的箱室划线

现浇预应力箱梁的箱室划线包括顺桥向分段划线、底板横桥向分块划线以及顶板横桥向分块划线；

顺桥向分段划线——以现浇预应力箱梁的顺桥向中心线为基础，并考虑现浇预应力箱梁的顶板负弯矩张拉位点，沿现浇预应力箱梁的横桥向对称划线分段，将现浇预应力箱梁沿顺桥向划分成若干横桥向通长箱梁段；

所述现浇预应力箱梁箱室的顺桥向分段划线包括第一分段切割线、第二分段切割线、第三分段切割线、第四分段切割线、第五分段切割线、第六分段切割线；其中，第一分段切割线、第二分段切割线、第三分段切割线、第四分段切割线、第五分段切割线、第六分段切割线均沿着现浇预应力箱梁箱室的横桥向布置，且第一分段切割线、第二分段切割线关于现浇预应力箱梁的顺桥向中心线对称分布，且第一分段切割线、第二分段切割线与现浇预应力箱梁中各自对应的第一顶板负弯矩张拉位置A在顶板上的投影线重合，第三分段切割线、第四分段切割线关于现浇预应力箱梁的顺桥向中心线对称分布，且第三分段切割线、第四分段切割线与现浇预应力箱梁中各自对应的第二顶板负弯矩张拉位置A在顶板上的投影线重合，第五分段切割线、第六分段切割线关于现浇预应力箱梁的顺桥向中心线对称分布；现浇预应力箱梁在第一分段切割线、第二分段切割线、第三分段切割线、第四分段切割线、第五分段切割线、第六分段切割线的分隔下，将现浇预应力箱梁的顺桥向中心线的单侧依次分成箱梁段中部区域、箱梁段第一侧区域、箱梁段第二侧区域、箱梁段第三侧区域，箱梁段第三侧区域与现浇预应力箱梁的下部支撑结构所在位置紧邻；

横桥向分块划线包括顶板横桥向分块划线、底板横桥向分块划线；

对于中部陆上段而言，底板横桥向分块划线——将临时支护结构与现浇预应力箱梁的连接位点选为现浇预应力箱梁的底板划线分块的参考依据，从而沿着现浇预应力箱梁的顺桥向对现浇预应力箱梁的底板进行划线分块；顶板横桥向分块划线——根据现浇预应力箱梁的箱室结构特点，将箱室结构的顶板与腹板连接弯折位点选为顶板划线分块的参考依据，从而沿着现浇预应力箱梁的顺桥向将现浇预应力箱梁中每一段横桥向通长箱梁段的顶板进行划线分块；

对于中部跨河段而言，底板横桥向分块划线、顶板横桥向分块划线根据起吊设备的吊装能力来确定；

步骤1.2.2、现浇预应力箱梁箱室的分段分块切除调运

步骤1.2.2.1、按照步骤1.1的顺桥向分段划线方案，采用绳锯切割的方式，将中部陆上段或中部跨河段的现浇预应力箱梁的顺桥向中部区域切割分离出来；

步骤1.2.2.2、按照步骤1.1中中部陆上段的顶板横桥向分块划线方案，采用直接破除法，对称地将顺桥向中部区域的顶板部分破碎拆除；

按照步骤1.1中中部跨河段的底板横桥向分块划线以及顶板横桥向分块划线方案，采用起吊设备配合下的绳锯切割方式，对称地将顶腹板半包箱室块吊除；

步骤1.2.2.3、按照步骤1.1中中部陆上段的底板横桥向分块划线方案，采用起吊设备配合下的绳锯切割方式，对称地将顺桥向中部区域的外侧半包箱室块吊除；

按照步骤1.1中中部跨河段的底板横桥向分块划线以及顶板横桥向分块划线方案，采用起吊设备配合下的绳锯切割方式，对称地将底腹板半包箱室块吊除；

步骤1.2.2.4、采用起吊设备，将顺桥向中部区域的中心腹板区域块吊除；

按照步骤1.2.2.1-步骤1.2.2.4的方式，将顺桥向中部区域两侧的剩余箱室部分逐段逐块地拆除；

步骤1.3、核算临时支护结构的承载能力以及起吊设备的吊装能力

在建模平台中，根据步骤1.2所述的逐段逐块切除调运方案，核算临时支护结构的承载能力以及起吊设备的吊装能力是否满足需求；若不满足要求，则回到步骤1.1，直至核算出的临时支护结构的承载能力以及起吊设备的吊装能力满足需求；

步骤二、搭设临时支护体系

按照步骤1.1所构建的现浇预应力箱梁的临时支护方案，在现浇预应力箱梁的下部搭设各临时支护结构，构成所述现浇预应力箱梁的临时支护体系；

步骤三、桥梁上部结构的拆除划线

按照步骤1.2.1所述的现浇预应力箱梁的箱室划线方案，在现浇预应力箱梁对应位置处划线；

步骤四、防撞墙及翼板的切除调运

将现浇预应力箱梁箱室两侧的防撞墙及翼板对称切除调运；

步骤五、逐段施工拆除

按照步骤1.2.2所述的现浇预应力箱梁箱室的分段分块切除调运方案，逐段逐块地拆除现浇预应力箱梁的箱室部分；

步骤六、临时支护结构拆除

步骤七、立柱拆除

拆除现浇预应力箱梁下部支撑结构的立柱；

步骤八、碎渣外运。

2.根据权利要求1所述的桥梁上部结构的拆除施工方法，其特征在于，对于中部陆上段，步骤1.1中，临时支护结构包括若干个，每一个临时支护结构均设置在现浇预应力箱梁的下方并沿着现浇预应力箱梁的横桥向布置；

所述的临时支护结构为双排钢管支架结构，包括条形基础、竖向支柱以及横向支撑，其中：

所述的竖向支柱包括中部竖向支柱以及对称分布在中部竖向支柱两侧的第一侧竖向支柱、第二侧竖向支柱；各竖向支柱之间通过连接支架连接；

现浇预应力箱梁的底板处于横桥向的中部位置通过所述的中部竖向支柱支撑；现浇预应力箱梁的底板处于横桥向的两端通过两组第一侧竖向支柱支撑；现浇预应力箱梁的箱室外侧端部通过两组第二侧竖向支柱支撑；

现浇预应力箱梁的箱室在经过顺桥向逐段切除方案的切割处理后，分割成的横桥向通长箱室段施予临时支护结构的荷载，为均布荷载作用于所述的中部竖向支柱以及位于中部竖向支柱两侧的第一侧竖向支柱；

通过建模平台核算，所述的临时支护结构在均布荷载的作用下，产生的最大应力小于临时支护结构本身的最大设计应力，产生的最大屈曲模态小于临时支护结构本身的最大屈曲模态；

均布荷载F通过下式计算：

；

式中：A表示横桥向通长箱室段的横截面积；L表示条形基础的长度；w表示横桥向通长箱室段的容重，取值为26 kN/m³；表示两第一侧竖向支柱之间的间距；

起吊设备采用吊机，吊机钢丝绳的钢丝拉力计算值F´满足：

；

式中：G表示吊机起吊物的重量；表示吊机钢丝绳的股数；/>表示吊机钢丝绳的不均匀受力系数，取0.82；α表示吊机钢丝绳相对于吊机所在水平面的夹角；经计算，吊机钢丝绳的钢丝拉力计算值F´小于吊机钢丝绳的钢丝拉力查表值。