一种水上大跨度系杆拱桥主梁拆除结构及拆除施工方法与流程

1.本发明涉及拱桥施工技术领域，尤其涉及一种水上大跨度系杆拱桥主梁拆除结构及拆除施工方法。


背景技术：

2.随着我国经济的快速发展，城市交通流量日渐增长，一些陈旧的城市道路已经不能满足人们出行的要求，在原址拆除重新修建是现在城市交通发展的一个趋势，在拆除过程中就涉及到一些城市老桥的拆除，拆除一座桥远比新建一座桥的难度大很多，特别是受地形、地势以及周围环境限制的老桥，更是拆除的重中之重。系杆拱桥的主梁是最主要的承重结构，拆除过程中也是最繁琐最复杂的一个阶段，水上旧桥传统施工方案采用爆破施工或者大型船舶配合切割吊装施工，由于限制因素太多，传统施工方案不可行。一般主要表现在以下几个方面：第一、系杆拱桥位于通航水域之上，梁底至设计通航水位高差很小，拆除过程中保证航道的通行；第二、系杆拱桥两侧临近辅桥，净宽很小，两侧辅桥桥下净空比系杆拱桥高；第三、周边道路车流量较大，南北向均为拥堵路段，且周边车站、医院、学校、居民区密集，桥梁范围内管线众多。
3.针对水上大跨度系杆拱桥的主梁拆除，传统施工方案中爆破施工会对周围房屋造成损害，对周围交通道路产生破坏，特别是对临近两座桥梁的结构造成一定的损坏，影响其结构的安全。水上爆破施工使整个主梁掉入水中，严重影响到船只的通行，施工安全风险太大。大型船舶配合切割吊装施工对旧桥所在的航道等级要求高，适用性不高。传统施工方法投入人员多，安全风险大，施工速度慢。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种水上大跨度系杆拱桥主梁拆除结构及拆除施工方法，以解决上述问题。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明提供的一种水上大跨度系杆拱桥主梁拆除结构，包括主梁承重系统和主梁起吊系统，所述主梁起吊设置于拱桥主梁与辅桥之间；所述主梁承重系统包括组钢管支架，组所述钢管支架设置于所述拱桥主梁两侧，且关于所述拱桥主梁对称，以将所述拱桥主梁分为个跨段，所述钢管支架顶部铺固设有支撑座；所述主梁起吊系统包括水上龙门吊和龙门吊轨道基础，所述龙门吊轨道基础设置于所述拱桥主梁与所述辅桥之间，所述水上龙门吊与所述龙门吊轨道基础滑动连接，以使所述水上龙门吊可以沿所述拱桥主梁中轴线运动；所述龙门吊轨道基础包括钢管桩，所述钢管桩与相邻的所述钢管支架利用无缝钢管呈z字型固定连接，以保证纵向稳定，所述辅桥墩柱与所述钢管桩穿设有螺纹杆，以保证横向稳定。
7.本发明优选地技术方案在于，每组所述钢管支架包括两组支撑钢管，两组所述支撑钢管关于所述拱桥主梁对称，两组所述支撑钢管接近所述拱桥主梁一端通过无缝钢管固
定连接，以保证两根所述支撑钢管稳定；所述支撑座为双拼槽钢，所述支撑座一端与所述钢管支架固定连接，另一端与所述拱桥主梁底面相抵。
8.本发明优选地技术方案在于，所述钢管桩顶部固设有横梁，所述横梁为双拼工字钢，所述横梁顶部固设有纵梁，所述纵梁为贝雷组合式支架，所述纵梁顶部铺设有所述水上龙门吊的滑动轨道。
9.本发明优选地技术方案在于，所述钢管桩沿圆周方向设置有牛腿钢板，所述牛腿钢板一端与所述钢管桩固定连接，另一端与所述横梁固定连接，以保证起吊结构的稳定性。
10.本发明优选地技术方案在于，所述滑动轨道与所述纵梁之间设置有横向的分配梁，以保证起吊时的载荷均匀分布，所述分配梁的两侧设置有u形约束，所述u形约束的两端与所述纵梁固定连接。
11.本发明优选地技术方案在于，所述滑动轨道与所述纵梁之间设置有横向的分配梁，以保证起吊时的载荷均匀分布，所述分配梁的两侧设置有u形约束，所述u形约束的两端与所述纵梁固定连接。
12.一种水上大跨度系杆拱桥主梁拆除结构及拆除施工方法，包括以下步骤：s00：施工准备，对施工影响范围内的建构筑物和地上地下管线进行详细勘察，提前采取保护或迁移措施；开工前，现场技术人员对现场作业人员进行安全教育和交底；拆除施工前完成施工影响区域的交通导改，与社会车辆之间应设置围挡及醒目的警示标注，围挡应坚固、稳定，现场监管人员、交通协管员到位；制定临时污水排放处理措施，设置污水收集处理池；安装施工临时用电，布置好现场照明；施工机具、设备准备到位；s10：主梁承重系统布置，主要包括孔位放样、水磨钻取孔施工、钢管支架插打、支撑座架设；s20：主梁起吊系统布置，主要包括桩位放样、钢管桩打设加固施工、安装横梁、安装纵梁、安装分配梁及轨道；s30：切割系统布置，主要包括绳锯主机的架设和绳锯切割保护装置的安装；s40：桥面系及附属设施拆除，包括附属设施拆除、桥面系拆除；s50：主梁拆除，对系杆拱桥的主梁纵向划分成13跨，第5跨～第9跨采用50t汽车吊按先顶板、后底板、再到主梁的顺序依次拆除后，再用水上龙门吊拆除腹板等，剩余主梁按逐跨横向分11段，并以
①
～
⑥
编号后进行切割吊离。
13.本发明优选地技术方案在于，在步骤s50中，梁体拆除施工前，需对墩梁进行固结，防止拆除工程中梁体移位，主梁拆除原则为横向由两边向中间、纵向由跨中向边跨方向逐跨拆除，切割线应与竖直线有2
°
～3
°
向外的斜角，防止切割后与相邻梁体卡住。
14.本发明优选地技术方案在于，在步骤s50中，在拆除的结构物上沿主梁的纵向和横向画线，标记分割块，然后进行切割，每切割一块、吊离一块，横桥向切割分离块体前，先用钢丝绳捆绑需吊离梁体，待整体切断后，龙门吊吊运至运输车上运出现场。
15.本发明优选地技术方案在于，在步骤s50中，第1跨～第4跨、第10跨～第13跨主梁拆除顺序按
②‑③‑④‑⑥‑①‑⑤
。
16.本发明的有益效果为：
17.(1)本发明综合考虑旧桥位于老城区密集居民区、地方交通复杂、通航水域上的复杂环境。采用钢管支架作为主梁拆除时的承重系统，水上龙门吊作为主梁拆除时的起吊系统，绳锯切割技术作为主梁分块切割方法；
18.(2)拆除过程中，绳锯切割作业震动、噪音小，梁体分离平稳，安全风险降低，对周围环境污染小；拆除过程中，对通航水域影响小，不需要停止通航；拆除过程中，龙门吊直接
将分割的梁体吊运出现场，不需要大型运输车辆在主梁上行驶，吊运过程操作简便、安全可控，保证既有主梁结构安全。；
19.(3)该施工方法对周围环境影响小，保证通航船只的安全通行，也保证了施工人员、机械、财产的安全，避免对邻近辅桥的破坏，影响其通行。整个拆除工程，操作简便、安全可控，节省了施工工期。
附图说明
20.图1是本发明具体实施方式中提供的主梁起吊系统拆除时与系杆拱桥主梁配合结构示意图；
21.图2是本发明具体实施方式中提供的水上大跨度系杆拱桥主梁拆除结构横向截面图；
22.图3是本发明具体实施方式中提供的图2中a的放大示意图；
23.图4是本发明具体实施方式中提供的主梁分块平面示意图；
24.图5是本发明具体实施方式中提供的主梁横向分段横截面示意图；
25.图中：
26.1、主梁承重系统；2、主梁起吊系统；3、拱桥主梁；4、辅桥；11、钢管支架；12、支撑座；21、水上龙门吊；22、龙门吊轨道基础；221、钢管桩；111、支撑钢管；222、横梁；223、纵梁；224、牛腿钢板；225、限位角钢；226、分配梁；227、u形约束。
具体实施方式
27.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
28.如图所示，本实施例提供一种水上大跨度系杆拱桥主梁拆除结构，包括主梁承重系统1和主梁起吊系统2，主梁起吊设置于拱桥主梁3与辅桥4之间；主梁承重系统1包括12组钢管支架11，12组钢管支架11设置于拱桥主梁3两侧，且关于拱桥主梁3对称，以将拱桥主梁3分为13个跨段，钢管支架11顶部铺固设有支撑座12；主梁起吊系统2包括水上龙门吊21和龙门吊轨道基础22，龙门吊轨道基础22设置于拱桥主梁3与辅桥4之间，水上龙门吊21与龙门吊轨道基础22滑动连接，以使水上龙门吊21可以沿拱桥主梁3中轴线运动；龙门吊轨道基础22包括钢管桩221，钢管桩221与相邻的钢管支架11利用无缝钢管呈z字型固定连接，以保证纵向稳定，辅桥4墩柱与钢管桩221穿设有螺纹杆，以保证横向稳定。通过将拆除时用到的辅助结构分为主梁承重系统1和主梁起吊系统2两部分分别施工，最后利用无缝钢管和螺纹杆来保证整体结构的稳定性。同时在12组钢管支架11插打在拱桥主梁3两侧时，将桥梁主体分为13个切割块，可以更好的辅助后续切割。
29.为了保证主梁承重系统1的稳定性，优选的，每组钢管支架11包括两组支撑钢管111，两组支撑钢管111关于拱桥主梁3对称，两组支撑钢管111接近拱桥主梁3一端通过无缝钢管固定连接，以保证两根支撑钢管111稳定；支撑座12为双拼槽钢，支撑座12一端与钢管支架11固定连接，另一端与拱桥主梁3底面相抵。
30.为保证主梁起吊系统2的稳定性，优选的，钢管桩221顶部固设有横梁222，钢管桩221沿圆周方向设置有牛腿钢板224，牛腿钢板224一端与钢管桩221固定连接，另一端与横梁222固定连接，以保证起吊结构的稳定性；横梁222为双拼工字钢，横梁222顶部固设有纵
梁223，纵梁223为贝雷组合式支架，纵梁223采用6组贝雷梁组合形成贝雷组合式支架，纵梁223两侧设置有限位角钢225，限位角钢225与横梁222固定连接，以防止纵梁223的横向位移；纵梁223顶部铺设有水上龙门吊21的滑动轨道。滑动轨道与纵梁223之间设置有横向的分配梁226，以保证起吊时的载荷均匀分布，分配梁226的两侧设置有u形约束227，u形约束227的两端与纵梁223固定连接，以保证龙门吊轨道基础22的结构强度。
31.一种水上大跨度系杆拱桥主梁拆除结构及拆除施工方法，包括以下步骤：s00：施工准备，对施工影响范围内的建构筑物和地上地下管线进行详细勘察，提前采取保护或迁移措施；开工前，现场技术人员对现场作业人员进行安全教育和交底；拆除施工前完成施工影响区域的交通导改，与社会车辆之间应设置围挡及醒目的警示标注，围挡应坚固、稳定，现场监管人员、交通协管员到位；制定临时污水排放处理措施，设置污水收集处理池；安装施工临时用电，布置好现场照明；施工机具、设备准备到位；s10：主梁承重系统1布置，主要包括孔位放样、水磨钻取孔施工、钢管支架11插打、支撑座12架设；s20：主梁起吊系统2布置，主要包括桩位放样、钢管桩221打设加固施工、安装横梁222、安装纵梁223、安装分配梁226及轨道；s30：切割系统布置，主要包括绳锯主机的架设和绳锯切割保护装置的安装；s40：桥面系及附属设施拆除，包括附属设施拆除、桥面系拆除；s50：主梁拆除，对系杆拱桥的主梁纵向划分成13跨，第5跨～第9跨采用50t汽车吊按先顶板、后底板、再到主梁的顺序依次拆除后，再用水上龙门吊21拆除腹板等，剩余主梁按逐跨横向分11段，并以
①
～
⑥
编号后进行切割吊离。本方法采用钢管支架作为主梁拆除时的承重系统，水上龙门吊作为主梁拆除时的起吊系统，绳锯切割技术作为主梁分块切割方法；在将主梁横向分为11端编号时，中部标记为
⑥
，两侧编号关于编号
⑥
对称，以辅助切割和调离顺序，保证在切割和调离过程中，被分好的各个切割块不会互相影响。
32.为保证切割施工时的稳定性，优选的，在步骤s50中，梁体拆除施工前，需对墩梁进行固结，防止拆除工程中梁体移位，主梁拆除原则为横向由两边向中间、纵向由跨中向边跨方向逐跨拆除，切割线应与竖直线有2
°
～3
°
向外的斜角，防止切割后与相邻梁体卡住。
33.优选的，在步骤s50中，在拆除的结构物上沿主梁的纵向和横向画线，标记分割块，然后进行切割，每切割一块、吊离一块，横桥向切割分离块体前，先用钢丝绳捆绑需吊离梁体，待整体切断后，龙门吊吊运至运输车上运出现场。
34.优选的，在步骤s50中，第1跨～第4跨、第10跨～第13跨主梁拆除顺序按
②‑③‑④‑⑥‑①‑⑤
。
35.本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本技术的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。