桥梁拆除方案常凭借经验确定,缺乏详细的计算分析,拆除过程存在风险[1-5]。为保证市政老桥拆除工作的施工安全,需要采用正确合理的拆除方法。大跨结构拆除工作中,每个阶段的模拟分析成为必不可少的环节[6]。朱慈祥等[7]按照分解方式总结10种混凝土箱梁桥拆除方法,结合静力切割法和已有的吊装方法,提出6种非爆破拆除方法。杨学祥[8]采用逆向工序法拆除老红星桥,悬臂浇筑节段划分反向切割、吊运拆除,对拆除施工进行监控,通过实测数据验证方法的拆除效果。吴威等[9]系统性地总结连续梁桥的静力切割、支撑方式和各种下放技术。桥梁拆除技术还需进一步完善,施工安全有待提高。本研究结合安徽省肥西县翡翠路老桥的拆除工作,确定合理的拆除施工方法,确保桥梁拆除工程顺利进行,为类似工程提供参考。1工程概况翡翠路位于合肥市肥西县,是沟通合肥市区与肥西县城的重要城市主干道。翡翠路桥老桥是在老桥洲附近跨越派河的市政桥梁,为双线预应力混凝土连续箱梁桥,主桥跨度(40+70+40)m,上部结构为单箱双室,采用挂篮悬臂浇注法施工;桥墩为圆形钢筋混凝土墩;桥下净空60 m×8 m,不满足Ⅱ级航道要求。2拆除施工方案2.1拆除方法确定拆除方法比较见表1。10.19301/j.cnki.zncs.2022.04.014.T001表1拆除方法比较分解方式工艺成本安全效率噪声拆除工程实例人工分解锤击敲碎××××√合宁高速扩建互通的主线三号桥老桥[10]等打钎凿碎××√×√手镐冲碎××√×√物理分解水射流破碎√√√√×—化学分解静态爆破√—√√—凌源万元店大桥火药爆破√—×√—南昌八一大桥、阜阳泉河大桥机械分解劈裂机胀碎√√√√×—液压钳夹碎×√√√×The Cooper River Bridge引桥金刚石绳锯机静力切割×√√√×原北京西直门立交桥、原合宁高速南肥河大桥[11]、无锡老红星桥[8]注:√表示程度高,×表示程度低。由表1可知,针对市政桥梁翡翠老桥,选择对交通干扰小、对原结构损伤小但成本相对较高的静力切割拆除方法较合理。针对净空高度较低的桥梁,建议选择支撑加直接凿除的拆除方式,主桥边跨及主墩两侧0\1#块箱梁搭设碗扣式满堂支架,主桥跨越派河,跨中截面悬臂端采用静力切割拆除,最后拆除边跨。2.2拆除原则拆除施工应安全、有序、化整为零。拆除前收集资料;拆除时依据结构体系、类型、施工方法,选择安全、低噪、扬尘小的拆除方法;不采用直接破除下部结构等可能造成整体坍塌的拆除方式;废弃物定点处置;施工过程中,布设警示标志;拆除自上而下,禁止高低工作空间同步施工。2.3拆除顺序及方法先拆除第三联主桥9号墩与引桥第四、五联,拆除第三联10号墩主桥与第1\2\3、6\7\8跨,最后拆除跨派河大道第4、5跨。老桥拆除立面如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.04.014.F001图1老桥拆除立面拆除顺序按建桥逆序进行,附属工程→桥面铺装→主梁→桥墩盖梁、墩柱→承台、桥台→桩基础。桥梁结构拆除方法及顺序如表2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.04.014.T002表2桥梁结构拆除方法及顺序结构拆除方法拆除顺序主桥搭设支架、机械破碎边跨、0\1#块箱梁搭设支架→拆除中跨合龙段→拆除中跨合龙段→主跨合龙悬臂端至主墩0#块→拆除边跨低于11 m引桥机凿法—跨派河第4、5跨引桥绳锯切割、吊车吊拆—可利用桩基墩柱原位分块切割、吊车吊拆—可利用墩柱承台原位分块切割、吊车吊拆—非利用墩柱承台机凿法—派河大道小箱梁静力切割法、绳锯切割、吊车吊拆解除箱梁连续梁结构变独立简支梁结构→按顺序分块逐步切割拆除3主桥倒拆分析3.1结构离散化全桥有限元模型如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.04.014.F002图2全桥有限元模型为配合老桥拆除施工,采用MIDAS/Civil对原桥梁模型进行倒拆分析,对安全性进行评价。3.2整体抗倾覆倒拆优化拆除过程将破坏结构承载能力,为确保不出现的不良受力状态,拆除遵循成桥逆序施工,拆除边跨和中跨时,严格对称拆除可能存在倾覆的安全风险,边跨拆除应始终比中跨推迟1~2个节段,针对推迟1个节段、推迟2个节段的方案分别计算,确定更优方案。边跨拆除比中跨推迟1~2个节段方案工序比较如表3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.04.014.T003表3边跨拆除比中跨推迟1~2个节段方案工序比较工序方案1:推迟1个节段方案2:推迟2个节段1成桥状态2卸载二期恒载30#块增加竖向约束范围(模拟桥墩处钢管撑)4边跨架设支架5拆除中跨合龙段(28、29单元)6拆除边跨合龙段(5、52单元)7拆除27、30号单元8拆除26、31、6、51号单元拆除26、31号单元9拆除25、32、7、50号单元拆除25、32、6、51号单元10拆除24、33、8、49号单元拆除24、33、7、50号单元11拆除23、34、9、48号单元拆除23、34、8、49号单元12拆除22、35、10、47号单元拆除22、35、9、48号单元13拆除21、36、11、46号单元拆除21、36、10、47号单元14拆除20、37、12、45号单元拆除20、37、11、46号单元15拆除19、38、13、44号单元拆除19、38、12、45号单元16拆除14、43号单元拆除13、44号单元17—拆除14、43号单元拆除中跨合龙段时,跨中满堂支架的承载作用较小,主要由边跨支架承担,且边跨支架现浇段最大支反力768 kN;边跨悬臂浇筑段支架最大支反力372 kN。卸除边跨合龙段及边跨支架现浇段时,0#块两侧悬臂浇筑段呈基本对称分布,结构处于自平衡状态,满堂支架仅起维持体系稳定作用。继续逐段卸除中跨各节段,边跨下方设满堂支架支承,随着0#块两侧逐步拆除,不对称拆除引起的不对称荷载逐渐传递至支架上。随着中跨向桥墩方向桥体拆除,边跨相对跨中段延迟拆除1~2个节段对悬臂机构体系整体抗倾覆有利。计算结果显示,方案1支架承担的荷载比方案2小,对脚手架体系施工安全有利,按照方案1实施。3.3施工阶段承载能力验算(1)正截面抗弯承载力/斜截面抗剪承载力验算。箱梁弯矩/剪力承载率如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.04.014.F003图3箱梁弯矩/剪力承载率由图3可知,正截面抗弯、斜截面抗剪承载率呈对称状,符合悬臂对称浇筑的内力呈现趋势,验算满足规范要求。(2)钢束拉应力验算。钢束拉应力利用率如图4所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.04.014.F004图4钢束拉应力利用率由图4可知,拆除施工过程,钢束拉应力均小于容许拉应力,施工阶段平均利用率达80.53%,使用阶段平均利用率达95.38%,具有一定的安全储备,钢束拉应力验算均满足要求。4结语以安全、有序、化整为零为原则,确定翡翠老桥总体拆除顺序及方法、流程和方案。采用MIDAS Civil对原桥梁模型进行倒拆分析,对安全性进行评价,边跨延迟拆除一个节段引起的不平衡力由边跨支架承担效果最优。施工阶段承载能力的正截面抗弯承载力验算、斜截面抗剪承载力验算、钢束拉应力验算满足要求,为市政桥梁拆除施工提供参考。

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