CN114875813A - 一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建施工设备、施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建施工设备、施工方法，施工设备包括横梁、走行系统、吊装系统、支腿；横梁的两端通过支腿固定于旧桥桥台上；走行系统，安装于横梁的两端用于使横梁横向或纵向移动；吊装系统，包括安装于横梁底部的多条导轨，每条导轨内均安装有吊装滑轮组，吊装滑轮组能够沿导轨移动，每组吊装滑轮组上设有钢缆，钢缆能够在滑轮组的转动下沿滑轮上下移动。本发明对钢筋混凝土钢架拱桥进行快速拆除重建，在进行旧桥的拆除与新桥的安装施工时避免了使用大吨位的吊装设备，降低了桥梁拆除重建的施工成本，适应性强，有效地减少对施工现场周围环境的干扰。

Description

一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建施工设备、施工方法

技术领域

本发明属于桥梁建设施工技术领域，涉及一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建施工设备、施工方法。

背景技术

钢筋混凝土钢架拱桥建造历史悠久，这种桥型较其他类型拱桥构件少，自重轻，材料省，在我国部分山区大范围使用；近年来，由于我国经济快速增长，交通负担逐渐增大，部分钢筋混凝土钢架拱桥由于车流量大，不堪重负，现以变为危桥，需要进行拆除重建。目前现有的桥梁拆除方式主要为爆破拆除与传统拆除，爆破拆除是预先在桥体中埋设炸药，通过爆炸做功破坏桥体结构，从而达到拆除桥梁的目的；传统拆除方式主要是人工剔凿或机械破碎。

然而，实际工程所面临的施工及运行环境十分复杂，部分工程项目为山区建设，工程所在地遍布密集的电线与电缆，不具备大型吊机、吊具的施工空间；部分工程项目所在地周围有居民住宅区，贸然使用爆破作业拆除桥梁，可能对周围居民住宅区房屋造成影响；部分危桥在通过对下部结构进行承载能力的评估后，认定下部结构可以保留，在桥梁拆除过程中不能对桥梁下部结构产生较大影响，桥墩应保持良好；部分工程项目所跨河流河深水急，不便于利用搭建满堂支架方式拆除重建桥梁。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

1、传统拆桥的方式费时费工，同时会对环境造成较大影响，产生噪音、扬尘；机械破碎法或者爆破的方式造成大量破碎结构掉落河道，对河道会产生污染，必须进行二次清理及疏浚，航道废渣清理难度大，疏浚费用高；

2、由于受到成本、工程背景的限制，部分桥梁的施工方式都采用搭建满堂支架的方式，施工周期长，施工过程复杂，无法满足现阶段国家提倡的节能环保的发展需求；同时搭建满堂支架的方式需要对河流进行截断，阻塞沿河流域的水源，污染沿河流域的水质；

3、目前拆除桥梁所需的大型机械，成本高，且难以适用于偏僻山区、工程场地操作空间小等环境，对操作环境的适应性欠佳，对周围环境的干扰较大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建施工设备，对钢筋混凝土钢架拱桥进行快速拆除重建，在进行旧桥拆除与新桥安装施工时避免了使用大吨位的吊装设备，降低了施工成本，对操作环境的适应性强，同时有效减少了对周围环境的干扰。

本发明的另一目的是，提供一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工方法。

本发明所采用的技术方案是，一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备，包括横梁、走行系统、吊装系统、支腿；

所述横梁的两端通过支腿固定于旧桥桥台上；

所述走行系统，安装于横梁的两端用于使横梁横向或纵向移动；

所述吊装系统，包括安装于横梁底部的多条导轨，每条导轨内均安装有吊装滑轮组，吊装滑轮组能够沿导轨移动，每组吊装滑轮组上设有钢缆，钢缆能够在滑轮组的转动下沿滑轮上下移动。

进一步的，所述横梁中间空腔部安装有泵管。

进一步的，所述支腿包括伸展支腿和固定支腿，每组伸展支腿或固定支腿均对称沿横梁纵向布置，支腿均为可伸缩式支腿。

进一步的，所述走行系统为设于横梁两端下部的多组万向轮。

一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备的施工方法，具体按照以下步骤进行：

S1：对桥梁进行现场勘测，施工前通过软件建模计算，获得桥墩桥台与旧桥拱肋之间在荷载作用下易发生变形的薄弱处位置，预先对桥墩桥台与旧桥拱肋之间进行临时加固；

S2：根据设计要求预制箱型拱、拱上立墙、盖梁，箱型拱之间的连接断面处预留接头钢筋；

S3：通过水切割拆除旧桥的桥面护栏和人行道，运到指定位置；根据原桥施工图纸，在桥面上准确放出关键构建的位置；通过水切割的方式，按照桥中央到两侧桥台的方向切除旧桥的桥面铺装，运到指定位置；

S4：在旧桥的Ⅰ号梁上、Ⅲ号梁上分别安装施工设备；

S5：分别在Ⅰ号梁上、Ⅲ号梁上将对应施工设备的吊装系统移动到旧桥最中间的旧行车道板的正上方，吊装系统上的钢缆绑扎在旧行车道板上，通过卷扬机使钢缆紧绷；通过水切割装置切除旧行车道板，再通过吊装系统运输至桥台，装车运走；采用相同方式拆除旧行车道板两侧的横隔梁，按桥中央到桥台两侧方向进行，依次拆除旧桥Ⅰ号梁、Ⅲ号梁上的所有横隔梁和旧行车道板；

S6：通过Ⅰ号梁上、Ⅲ号梁上的吊装系统将对应的箱型拱移动到设计的拱轴线的中央位置，一根箱型拱位于旧桥的Ⅰ号梁下方两侧的两个旧拱肋之间，另一根箱型拱位于旧桥的Ⅲ号梁下方两侧的两个旧拱肋之间；通过吊装系统吊装施工平台、工人到箱型拱与旧拱肋相联的位置，将箱型拱与对应的旧拱肋固定，在箱型拱与箱型拱之间预留的接头钢筋上绑扎构筋与模板，进行现浇浇筑，达到强度后，解除箱型拱与旧拱肋的连接；直至Ⅰ号梁、Ⅲ号梁下方的整个拱圈施工完毕；

S7：将拆除设备从Ⅰ号梁移动至Ⅱ号梁，拆除Ⅱ号梁的旧行车道板以及横隔梁，拆除Ⅱ号梁下部的旧拱肋；将拆除设备从Ⅱ号梁移回Ⅰ号梁；

S8：根据桥梁设计，在箱型拱指定位置预留拱上立墙接头钢筋，现浇拱上立墙，按桥中心向两侧桥台的方向进行浇筑；

S9：待拱上立墙达到强度后，即进行盖梁的搭设；将Ⅰ号梁与Ⅲ号梁上的拆除设备通过钢桁梁连接在一起，整个合体的拆除设备的两内侧的支腿全部停止工作，继而收回，为盖梁的吊装提供足够空间；通过吊装系统将桥台上的盖梁吊装至拱上立墙上，此时吊装系统不撤离，通过拱上立墙上预留的接头钢筋和盖梁底端的接头钢筋搭设模板，浇筑接头段；待Ⅰ号梁与Ⅲ号梁上的盖梁接头段均达到强度后，即可进行下一段盖梁的搭设；采用相同的方法完成所有盖梁的搭设，按桥中央到桥台两侧方向进行；

S10：在盖梁上安装橡胶支座，安设新桥面板，拆除施工设备，完成桥面铺装、人行道板、护栏、伸缩缝的安设。

进一步的，所述S4中，施工设备的安装：两套走行系统运动至旧桥面板中央，在两套走行系统之间按照从桥中央到桥台两侧的方向人工焊接钢桁架组装横梁，随着横梁组装长度的增加，两套走行系统逐步向桥台的方向移动，直至横梁组装完成，走行系统的承载基础为桥台；液压系统控制支腿向下延伸至桥台表面的垫板上，与垫板充分接触后，继续通过液压系统的油缸的压力抬升整个施工设备。

进一步的，所述S11中，施工设备的拆除：通过切割机拆除Ⅰ号梁、Ⅲ号梁上的拆除设备之间的钢桁梁；按步骤S4相反的顺序，通过切割机拆除Ⅰ号梁、Ⅲ号梁上的拆除设备，每切除一段，走行系统往拆除设备的中间的移动一段距离；拆除的下来的钢桁架返厂进行质量检测，合格的重复使用。

进一步的，所述步骤S10中，人行道板、护栏按规定尺寸进行预制；新桥面板按盖梁间隔设置预制尺寸。

进一步的，所述步骤S6、S8、S9中，浇筑是通过桥台两侧的混凝土输送站将混凝土输送到安装于施工设备上的泵管中，继而输送到对应的现浇处。

进一步的，所述步骤S6中，吊装与两侧桥台连接的箱型拱前，先在箱型拱与桥台连接的部位钻孔，孔中灌入环氧树脂与钢筋粘结剂质量比为0.1：1~0.3：1的混合物，然后迅速插入接头钢筋，为箱型拱与桥台的连接提供条件；吊装与两侧桥台连接的箱型拱，通过绑扎箱型拱上的接头钢筋和桥台上的预留接头钢筋，进行现浇浇筑。

本发明的有益效果是：

1、本发明拆除部分旧桥后，即重建部分新桥，拆除设备沿桥梁纵向横向对称施工；同时主拱圈、拱上立墙、盖梁、新桥面板都是通过预制的方式拼装完成的，缩短施工间隔，错开混凝土的凝固时间；相对于现有技术是拆除全部旧桥后，再重建新桥，同时主拱圈通过整体支模现浇的方式，大大缩短了施工工期。

2、本发明通过分步拆除重建的方式，利用新桥与旧桥在施工过程中协同受力，所有施工过程中不需要在河中搭建支架；相对于现有技术必须在湍急、深暗的河流中搭建满堂支架来进行旧桥的拆除与新桥的重建；本发明减少了支架的使用，在控制施工成本、减少施工工期等方面有很好的效果；通过桥梁上的吊装装置与旧桥构成一个整体，采用分块切割和分块吊装的方式，完全脱离支架施工，拆除过程中不会阻塞河道，确保河道的畅通。

3、本发明利用钢筋混凝土钢架拱桥拆除设备拆除重建旧桥，拆除重建一体化，大大节省施工时间；相对于现有技术的先拆除、后重建的方法，能更好的利用资源；本发明利用钢筋混凝土钢架拱桥拆除设备与旧桥共同受力拆除桥梁，达到了无支架、无大型机械施工；同时该拆除设备由可拆卸钢桁架组成，能保证资源的重复利用、设备的重复使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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是桥梁俯视图。

图2是桥梁桥面Ⅰ号梁透视图。

图3是本发明实施例施工设备工作时的侧视图。

图4是本发明实施例施工设备工作状态一俯视图。

图5是本发明实施例施工设备工作状态二俯视图。

图6是本发明实施例施中旧拱肋与箱型拱安装拆除示意图。

图7是图6中A-A截面剖面图。

图8是本发明实施例施中旧桥面板及横隔梁拆除顺序图。

图9是本发明实施例施桥梁最终成桥图。

图中，1、横梁； 2、横隔梁； 3、箱型拱； 4、吊钩； 5、现浇段； 6、支腿，6-1、固定支腿，6-2、伸展支腿； 7、走行系统； 8、旧桥面板； 9、钢缆； 10、吊装系统； 11、旧拱肋； 12、横向联系梁； 13、方钢； 14、钢桁梁；15、泵管； 16、导轨； 17、拱上立墙； 18、盖梁； 19、护栏。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例1，

一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备，如图3所示，包括横梁1、走行系统7、吊装系统10、支腿6；

横梁1的两端通过支腿6固定于旧桥面板8或桥台上；

走行系统7，安装于横梁1的两端用于使横梁1横向或纵向移动；

吊装系统10，包括安装于横梁1底部的多条导轨16，每条导轨16内均安装有吊装滑轮组，吊装滑轮组能够沿导轨16移动，每组吊装滑轮组上设有钢缆9，钢缆9能够在滑轮组的转动下沿滑轮上下移动，钢缆9的一端与卷扬机连接；

横梁1由钢管桁架呈三角形组合构成，具有很高的结构强度，通过支腿6将荷载作用在旧桥面板8上，横梁1上在吊装过程中，将吊装系统10所受到的箱型拱3荷载通过支腿6传递到两侧还未拆除的桥台上，起到协同受力的作用。

横梁1上安装有泵管15，泵管15采用常用的地泵管，材料为普通20#碳钢，由流体管或直缝管加工而成。

如图4-5所示，支腿6设置10组，包括6组伸展支腿6-2，4组固定支腿6-1，每组对称沿横梁1纵向布置2个，支腿6均为可伸缩式油缸支腿。固定支腿6-1竖直设置，是直上直下的；伸展支腿6-2向外倾斜，与固定支腿6-1存在15-45度的夹角，可以沿水平方向外延伸。结合横向的钢桁梁14，在吊装盖梁18时，能够安全稳定的保证整道工序的实施。

走行系统7，由横梁1两端下部的多组万向轮组成，各组万向轮沿横梁1的纵向横向均对称；万向轮设置8组，每组对称沿横梁1纵向布置2个万向轮，能实现使横梁1横向及纵向移动。

实施例2，

一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备的施工方法，具体按照以下步骤进行：

S1：对桥梁进行现场勘测，勘测旧桥梁的破损情况、实际尺寸等，施工前通过软件建模计算，获得桥墩桥台与旧桥拱肋之间在荷载作用下易发生变形的薄弱处位置，预先对桥墩桥台与旧桥拱肋之间进行临时加固；加固方式为在薄弱处搭建临时模板，现浇混凝土临时增大桥梁截面，增加该处的承载能力，防止施工过程中，施工的扰动对桥梁整体的影响。

S2：根据设计要求预制箱型拱3、拱上立墙17、盖梁18，将箱型拱3之间的连接断面处预留接头钢筋；拱上立墙17根据桥中心到桥台两侧的需求高度不同进行预制；人行道板、护栏19按规定尺寸进行预制；新桥面板按盖梁18间隔设置预制尺寸；以上所有设计尺寸、预制过程均按《公路桥涵设计通用规范》进行。

S3：通过水切割拆除旧桥的桥面护栏和人行道，通过小型挖掘机装车运到指定位置，目的是尽量减轻桥梁自重，为后期施工提供条件；根据原（旧）桥施工图纸，在桥面上准确放出拱肋、横隔梁2、桥台等关键构件的位置；关键构件指在新建桥梁的箱型拱3未成型还不能承受强度时，旧桥的一些重要的承重结构，此时损坏这些结构，会影响到施工安全，具体有以下旧桥结构：拱肋、横隔梁2、桥台；防止在水切割处理的过程中过早损坏拱肋而破坏整孔桥梁的受力。

通过水切割的方式，按照桥中央到两侧桥台的方向切除旧桥的桥面铺装，在切割的同时，通过小型挖掘机装车运到指定位置。

S4：如图1-2所示，Ⅰ号梁、Ⅱ号梁、Ⅲ号梁指的是旧桥的三根主梁，从左到右依次标号为Ⅰ号梁、Ⅱ号梁、Ⅲ号梁；在旧桥的Ⅰ号梁上、Ⅲ号梁上分别安装施工设备；

施工设备的安装：两套走行系统7运动至旧桥面板8中央，在两套走行系统7之间按照从桥中央到桥台两侧的方向人工焊接钢桁架组装横梁1，随着横梁1组装长度的增加，两套走行系统7逐步向桥台的方向移动，直至横梁1组装完成，走行系统7的承载基础为桥台；本发明实施例依靠走行系统7完成施工设备的组装，能够应用到山区等偏远地方的施工背景，适用性更强。

施工设备也可以在预制工厂中先完成钢桁架的组装，然后再通过大型机械吊装，适用于可以适用大型机械的场景，难以适用于山区或其他偏远地区。

走行系统7中万向轮顶部的平板结构为施工设备与万向轮连接的媒介，能够作为活动结构在导轨上靠电机提供动力移动，万向轮则与旧桥面板8、桥台接触提供支撑力；同时平板结构也能增加接触面积，避免应力集中，影响施工安全。

液压系统控制支腿6向下延伸至桥台表面的垫板上，与垫板充分接触后，继续通过液压系统的油缸的压力抬升整个施工设备。

施工设备的泵管15、导轨16、吊装系统10在施工设备组装的时候陆续安装，泵管15采用常用的地泵管，材料为普通20#碳钢，由流体管或直缝管加工而成，安装在横梁1的中间空腔部；导轨安装在横梁1的底部；吊装系统10安装在导轨上，具体吊索的数量按照施工要求进行增加和减少。

S5：如图8所示，分别在Ⅰ号梁上、Ⅲ号梁上将施工设备的吊装系统10移动到旧桥最中间的旧行车道板（即①号旧行车道板）的正上方，通过对称捆绑的形式将吊装系统10上的钢缆9绑扎在①号旧行车道板上，吊装系统10移动到①号旧行车道板的正上方通过卷扬机适当收回吊装系统10上的钢缆9，使钢缆9紧绷；通过水切割装置切除①号旧行车道板，待①号旧行车道板与旧桥最后连接处切除瞬间，钢缆9受力，拉住①号旧行车道板，卷扬机收回适当位置，再通过吊装系统10运输至桥台，移动到运输车上方装车运走；吊装系统10移动到①号旧行车道板两侧的横隔梁2正上方，横隔梁2是指连接旧桥面板8下部的结构，通过对称捆绑的形式将吊装系统10上的钢缆9绑扎在横隔梁2上，通过卷扬机适当收回钢缆9，使钢缆9紧绷；通过水切割装置人工切除①号行车道板沿河流流向两侧的横隔梁2，待横隔梁2与旧桥最后连接处切除瞬间，钢缆9受力，拉住横隔梁2，卷扬机收回适当位置，然后吊装系统10向两侧桥台方向水平移动，移动到运输车上方装车运走；采用相同方式依次拆除旧桥Ⅰ号梁、Ⅲ号梁上的所有横隔梁2和旧行车道板，按桥中央到桥台两侧方向进行，即按照图8中①②③④⑤⑥⑦⑧的顺序进行；吊装系统、卷扬机和走行系统等需要移动的动力都来自电机，电机设置在各个需要动力的系统旁，不影响整个施工步骤。

S6：将预制的中间部分的箱型拱3装车，运输至桥台上；如图4所示，在步骤S5切除旧行车道板的位置，通过Ⅰ号梁上的吊装系统10牵引多根钢缆9至桥台的运输车上，人工将钢缆9固定在箱型拱3的吊钩4上，通过卷扬机适当收回钢缆9，使钢缆9紧绷，继续慢慢收回钢缆9，钢缆9受力，拉住箱型拱3，向上移动到指定位置，然后吊装系统10向桥中央方向水平移动，移动到已切除旧行车道板的位置，卷扬机放出钢缆9，预制的箱型拱3向下移动，调节钢缆9的高度，使箱型拱3移动到设计的拱轴线的中央位置，如图6所示，箱型拱3位于旧桥的Ⅰ号梁下方两侧的两个旧拱肋11之间。

另外通过吊装系统10吊装简易施工平台与工人到箱型拱3与旧拱肋11相联系的位置，通过方钢13、锁扣等材料将箱型拱3固定在旧拱肋11上，如图7所示，防止其偏移设计位置；在吊装系统10上设置多个导轨，假设有四根导轨①②③④，吊装施工平台在①④导轨，吊装箱型拱3在②③导轨，具体的按照施工要求，合理安排吊装系统的吊装顺序。

采用相同的方法吊装Ⅰ号梁上其他位置的箱型拱3，箱型拱3与箱型拱3之间预留的接头钢筋上绑扎构筋与模板，通过桥台两侧的混凝土输送站将混凝土输送到泵管15中，继而输送到两个箱型拱3之间的现浇处，进行现浇浇筑，形成现浇段5；吊装与两侧桥台连接的箱型拱3前，先通过钻孔机在箱型拱3与桥台连接的部位钻孔，孔中灌入环氧树脂与钢筋粘结剂的混合物；然后迅速插入接头钢筋，为箱型拱3与桥台的连接提供条件；吊装与两侧桥台连接的箱型拱3，通过绑扎箱型拱3上的接头钢筋和桥台上的预留接头钢筋，进行现浇浇筑，将Ⅰ号梁最后的主拱圈（即由单独的预制箱型拱3组成的整个拱圈）现浇在桥台预留的现浇孔里，浇筑完成后，按《混凝土结构工程施工质量验收规范》对所有的箱型拱3现浇处进行养护、拆除模板等工序，待现浇混凝土达到强度后，此时Ⅰ号梁的整个箱型拱圈施工完毕，具有承担一部分上部荷载和自身荷载的能力；拆除连接箱型拱3与旧拱肋11之间的方钢13连接，以减轻整个桥梁的自重，为桥梁的稳定提供保障；拆除旧拱肋11的方式：将整个旧拱肋11水切割成数个部分，通过吊装系统10吊装至桥台处装车运到指定位置。

环氧树脂与钢筋粘结剂的混合物的混合质量比是0.1：1~0.3：1；钢筋粘结剂为植筋胶；环氧树脂的作用是防止钢筋腐蚀；整个植筋的具体过程：按设计要求标示钻孔位置、型号，在植筋标记点，用凿子打出小孔，以免钻孔时钻头滑动错位。钻孔型式为冲击钻钻孔，钻孔一般要垂直混凝土构件平面，钻孔深度为15d(d为钢筋直径)。 钻孔时进度不宜太快，以免钻头发热影响钻孔周围混凝土强度。清除孔内灰尘，清孔采用吹风机高压冲洗。钻孔完毕，后将孔内粉尘用压缩空气吹出。根据图纸设计要求下料，如外部加焊钢筋，其钢筋宜先焊后种植，若有困难而必须后焊，其焊点距基材混凝土表面应大于15d（d为钢筋直径），并应采用冰水浸渍的湿毛巾包裹植筋外露部分的根部，即需后焊的植筋最小长度为：孔深+焊接长+15d，以免焊接时高温影响胶的强度。钢筋表面处理，用电动钢丝或人工钢丝刷，清除钢筋表面的锈蚀，用丙酮或酒精清除钢筋表面油污及灰尘。钢筋粘结剂和环氧树脂取洁净容器和称重衡器按配合比混合，并用搅拌器搅拌10分钟左右混合均匀为止。搅拌时最好沿同一方向搅拌，尽量避免混入空气形成气泡。钢筋粘结剂和环氧树脂按设计要求进行配制好后，人工喂胶，喂满孔深的三分之二 。将处理好的钢筋，植入灌注好植筋胶和环氧树脂的孔内；两种方法：人工插入法：将钢筋插入孔内，由于胶有一定浓度，一般一次并不能插到底，采用反复拉出、插入或旋转方法直到钢筋插眼底（注意，有时插到底后，会有回弹，应加以防止）。 钢筋居中定位：由于钻孔直径比植入钢筋直径大，因此，植入的钢筋可能不在中心，采用石子在孔口支撑定位，然后用硬胶将孔封闭，起到固定作用亦防止孔内胶流出孔外。

采用相同的方法完成Ⅲ号梁下方的整个拱圈施工，该箱型拱3位于旧桥的Ⅲ号梁下方两侧的两个旧拱肋11之间。

如图6所示，横向联系梁12为两根旧拱肋11连接的构件，在新的箱型拱3还未达到完全的强度时，起到一定的维持结构强度的作用，每往两边桥台方向增加箱型拱3，即要切断部分横向联系梁12。

本发明实施例中旧拱肋11有四条，箱型拱3只有两根，箱型拱3的截面尺寸比旧拱肋11大（具体尺寸由设计文件决定），足以保证支撑强度；在一些实施例中，旧拱肋11的宽度为25cm，箱型拱3的宽度为3m，箱型拱3两侧距旧拱肋11的距离0.2m。现有待拆除重建的拱形桥除了四拱肋三梁的结构，还有其他类型；一般两个旧拱肋11之间的间距至少比旧拱肋11截面尺寸大十倍。

S7：将拆除设备从Ⅰ号梁移动至Ⅱ号梁：解除Ⅰ号梁上的施工设备与下侧荷载的吊钩4之间的连接，支腿6全部停止工作，将其收回，随着支腿6的缩短，设备的走行系统7接触地面，走行系统7沿桥台横向(即桥面宽度方向)移动至Ⅱ号梁正上方位置；油缸驱使支腿6伸长，横梁1向上运动至一定高度。

拆除Ⅱ号梁的旧行车道板以及横隔梁2，拆除Ⅱ号梁下部的旧拱肋11；将拆除设备从Ⅱ号梁移回Ⅰ号梁。

最少需要两套拆除设备，原因是：1、要达到对称施工；2、同时也是为了施工安全，平衡配重；3、吊装盖梁的时候需要两套拆除设备配合；若有三套拆除设备，则可以将步骤S7“将拆除设备从Ⅰ号梁移动至Ⅱ号梁的正上方位置”省略，因为此时Ⅰ号梁、Ⅱ号梁、Ⅲ号梁上都有拆除设备；最优选择为两套拆除设备，跟三套拆除设备节省的工期比起来，省下来拆除设备的费用方案更优。

S8：如图9所示，根据桥梁设计，在箱型拱3指定位置预留拱上立墙17接头钢筋，现浇拱上立墙17，按桥中心向两侧桥台的方向进行浇筑；浇筑时依靠接头钢筋搭建模板，拱上立墙17是设置在箱型拱3上的，负责将上部盖梁18受到的荷载传输到下部的箱型拱3上，进而传递到桥梁；浇筑拱上立墙17时，箱型拱3的工序已经全部完成，并达到强度，箱型拱3有数米宽，具备施工空间。

通过桥台两侧的混凝土输送站将混凝土输送到泵管15中，进而进行现浇浇筑；浇筑完成后，按《混凝土结构工程施工质量验收规范》对现浇的拱上立墙17进行养护、拆除模板等工序。

S9：待拱上立墙17达到强度后，即进行盖梁18的搭设；将Ⅰ号梁与Ⅲ号梁上的拆除设备通过钢桁梁14连接在一起，钢桁梁14焊接在拆除设备指定位置，形成一个整体，共同受力；整个合体的拆除设备的两内侧的支腿6（内侧的伸展支腿6-2与固定支腿6-1）都需要回收，如图4、图5中阴影部分，为盖梁18的吊装提供足够空间。通过运输车运输预制的盖梁18至桥台，通过吊装系统10将桥台上的盖梁18吊装至拱上立墙17上，此时吊装系统10不撤离，通过拱上立墙17上预留的接头钢筋和盖梁18底端的接头钢筋搭设模板，浇筑接头段；浇筑完成后，按《混凝土结构工程施工质量验收规范》对现浇段进行养护、拆除模板等工序，待Ⅰ号梁与Ⅲ号梁上的盖梁18接头段均达到强度后，即可进行下一段盖梁18的搭设；采用相同的方法完成拱上立墙17上所有盖梁18的搭设，按桥中央到桥台两侧方向进行；拱上立墙17为盖梁18接头段模板的搭设提供操作平台。

S10：在盖梁18上安装橡胶支座，安设新桥面板，拆除施工设备，完成桥面铺装、人行道板、护栏19、伸缩缝的安设。

S101：待盖梁18接头段均达到强度后，在盖梁18上安装橡胶支座，以便后续新桥面板的安设；通过吊装系统10将桥台上的新桥面板吊装至盖梁18的橡胶支座上，采用相同的方法完成盖梁18上所有的新桥面板的搭设，搭设顺序按桥中央到桥台两侧方向进行；

S102：撤离吊装系统10，拆除施工设备；

具体为：解除施工设备的吊装系统10与下侧荷载的吊钩4之间的连接，支腿6全部停止工作，随着支腿6的缩短，设备的走行系统7接触地面；用切割机拆除Ⅰ号梁、Ⅲ号梁上的施工设备之间的钢桁梁14；按步骤S4相反的顺序，通过切割机拆除Ⅰ号梁、Ⅲ号梁上的拆除设备，每切除4节钢桁架，走行系统往拆除设备的中间的移动一段距离；拆除的下来的钢桁架返厂进行质量检测，合格的重复使用，减少施工成本。

S103：完成桥面铺装、人行道板、护栏19、伸缩缝的安设；清理施工现场，所有的机械设备退场，即可。

本发明实施例适用于拱桥桥型，其中上承式拱桥不能使用顶推法施工；拆除重建的施工设备可以组装与拆除，通过底部的走行系统进行移动，不管是有无大型机械，都可以正常使用，适于施工条件恶劣的环境，例如山区、低空作业区；适用性更强，同时重复利用，减少施工成本；其次本发明实施例的施工设备还设有泵管15，能够不借助天泵的情况下进行混凝土的现浇，适于施工条件恶劣的环境。

本发明实施例中桥台是旧结构，本技术的其中一个特点就是能够保留原有的桥台，不通过爆破的方式拆除上部结构，不影响下部结构即桥台的使用；最大程度保留下部结构，避免重建下部结构，而一般整座桥梁破坏环境最为严重的即是下部结构的兴建，所以本发明同时兼顾了环境和工程质量，增加了社会效益和经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备，其特征在于，包括横梁（1）、走行系统（7）、吊装系统（10）、支腿（6）；

所述横梁（1）的两端通过支腿（6）固定于旧桥桥台上；

所述走行系统（7），安装于横梁（1）的两端用于使横梁（1）横向或纵向移动；

所述吊装系统（10），包括安装于横梁（1）底部的多条导轨（16），每条导轨（16）内均安装有吊装滑轮组，吊装滑轮组能够沿导轨（16）移动，每组吊装滑轮组上设有钢缆（9），钢缆（9）能够在滑轮组的转动下沿滑轮上下移动。

2.根据权利要求1所述一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备，其特征在于，所述横梁（1）中间空腔部安装有泵管（15）。

3.根据权利要求1所述一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备，其特征在于，所述支腿（6）包括伸展支腿（6-2）和固定支腿（6-1），每组伸展支腿（6-2）或固定支腿（6-1）均对称沿横梁（1）纵向布置，支腿（6）均为可伸缩式支腿。

4.根据权利要求1所述一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备，其特征在于，所述走行系统（7）为设于横梁（1）两端下部的多组万向轮。

5.一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备的施工方法，其特征在于，采用如权利要求1所述一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备，具体按照以下步骤进行：

S1：对桥梁进行现场勘测，施工前通过软件建模计算，获得桥墩桥台与旧桥拱肋之间在荷载作用下易发生变形的薄弱处位置，预先对桥墩桥台与旧桥拱肋之间进行临时加固；

S2：根据设计要求预制箱型拱（3）、拱上立墙（17）、盖梁（18），箱型拱（3）之间的连接断面处预留接头钢筋；

S3：通过水切割拆除旧桥的桥面护栏和人行道，运到指定位置；根据原桥施工图纸，在桥面上准确放出关键构建的位置；通过水切割的方式，按照桥中央到两侧桥台的方向切除旧桥的桥面铺装，运到指定位置；

S4：在旧桥的Ⅰ号梁上、Ⅲ号梁上分别安装施工设备；

S5：分别在Ⅰ号梁上、Ⅲ号梁上将对应施工设备的吊装系统（10）移动到旧桥最中间的旧行车道板的正上方，吊装系统（10）的钢缆（9）绑扎在旧行车道板上，通过卷扬机使钢缆（9）紧绷；通过水切割装置切除旧行车道板，再通过吊装系统（10）运输至桥台，装车运走；采用相同方式拆除旧行车道板两侧的横隔梁（2），按桥中央到桥台两侧方向进行，依次拆除旧桥Ⅰ号梁、Ⅲ号梁上的所有横隔梁（2）和旧行车道板；

S6：通过Ⅰ号梁上、Ⅲ号梁上的吊装系统（10）将对应的箱型拱（3）移动到设计的拱轴线的中央位置，一根箱型拱（3）位于旧桥的Ⅰ号梁下方两侧的两个旧拱肋（11）之间，另一根箱型拱（3）位于旧桥的Ⅲ号梁下方两侧的两个旧拱肋（11）之间；通过吊装系统（10）吊装施工平台、工人到箱型拱（3）与旧拱肋（11）相联的位置，将箱型拱（3）与对应的旧拱肋（11）固定，在箱型拱（3）与箱型拱（3）之间预留的接头钢筋上绑扎构筋与模板，进行现浇浇筑，达到强度后，解除箱型拱（3）与旧拱肋（11）的连接；直至Ⅰ号梁、Ⅲ号梁下方的整个拱圈施工完毕；

S7：将拆除设备从Ⅰ号梁移动至Ⅱ号梁，拆除Ⅱ号梁的旧行车道板以及横隔梁（2），拆除Ⅱ号梁下部的旧拱肋（11）；将拆除设备从Ⅱ号梁移回Ⅰ号梁；

S8：根据桥梁设计，在箱型拱（3）指定位置预留拱上立墙（17）接头钢筋，现浇拱上立墙（17），按桥中心向两侧桥台的方向进行浇筑；

S9：待拱上立墙（17）达到强度后，即进行盖梁（18）的搭设；将Ⅰ号梁与Ⅲ号梁上的拆除设备通过钢桁梁（14）连接在一起，整个合体的拆除设备的两内侧的支腿（6）全部停止工作，继而收回，为盖梁（18）的吊装提供足够空间；通过吊装系统（10）将桥台上的盖梁（18）吊装至拱上立墙（17）上，此时吊装系统（10）不撤离，通过拱上立墙（17）上预留的接头钢筋和盖梁（18）底端的接头钢筋搭设模板，浇筑接头段；待Ⅰ号梁与Ⅲ号梁上的盖梁（18）接头段均达到强度后，即可进行下一段盖梁（18）的搭设；采用相同的方法完成所有盖梁（18）的搭设，按桥中央到桥台两侧方向进行；

S10：在盖梁（18）上安装橡胶支座，安设新桥面板，拆除施工设备，完成桥面铺装、人行道板、护栏（19）、伸缩缝的安设。

6.根据权利要求5所述一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备的施工方法，其特征在于，所述S4中，施工设备的安装：两套走行系统（7）运动至旧桥面板（8）中央，在两套走行系统（7）之间按照从桥中央到桥台两侧的方向人工焊接钢桁架组装横梁（1），随着横梁（1）组装长度的增加，两套走行系统（7）逐步向桥台的方向移动，直至横梁（1）组装完成，走行系统（7）的承载基础为桥台；液压系统控制支腿（6）向下延伸至桥台表面的垫板上，与垫板充分接触后，继续通过液压系统的油缸的压力抬升整个施工设备。

7.根据权利要求6所述一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备的施工方法，其特征在于，所述S11中，施工设备的拆除：通过切割机拆除Ⅰ号梁、Ⅲ号梁上的拆除设备之间的钢桁梁（14）；按步骤S4相反的顺序，通过切割机拆除Ⅰ号梁、Ⅲ号梁上的拆除设备，每切除一段，走行系统（7）往拆除设备的中间的移动一段距离；拆除的下来的钢桁架返厂进行质量检测，合格的重复使用。

8.根据权利要求5所述一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备的施工方法，其特征在于，所述步骤S10中，人行道板、护栏（19）按规定尺寸进行预制；新桥面板按盖梁（18）间隔设置预制尺寸。

9.根据权利要求5所述一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备的施工方法，其特征在于，所述步骤S6、S8、S9中，浇筑是通过桥台两侧的混凝土输送站将混凝土输送到安装于施工设备上的泵管（15）中，继而输送到对应的现浇处。

10.根据权利要求5所述一种钢筋混凝土钢架拱桥便易拆除重建的施工设备的施工方法，其特征在于，所述步骤S6中，吊装与两侧桥台连接的箱型拱（3）前，先在箱型拱（3）与桥台连接的部位钻孔，孔中灌入环氧树脂与钢筋粘结剂质量比为0.1：1~0.3：1的混合物，然后迅速插入接头钢筋，为箱型拱（3）与桥台的连接提供条件；吊装与两侧桥台连接的箱型拱（3），通过绑扎箱型拱（3）上的接头钢筋和桥台上的预留接头钢筋，进行现浇浇筑。

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