利用装配式可调钢拱架拆除废弃拱桥的方法 |
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| 申请号 | CN202311166651.3 | 申请日 | 2023-11-28 | 公开(公告)号 | CN117418484A | 公开(公告)日 | 2024-01-19 |
| 申请人 | 重庆标王机械设备有限公司; | 发明人 | 王华才; 王菲莹; 王沁薰; | ||||
| 摘要 | 利用装配式可调 钢 拱架拆除废弃拱桥的方法，涉及拱桥。本方法包括：①设计各类装配式钢拱架结构件产品，组拼成组拼模型图，备用；②设计施工临时拱座 基础 装置；同时设置所需的扣塔和反 力 架；③采用悬臂拼装工艺将吊装单元进行钢拱 支架 的安装，依序拆除所有悬拼扣索，并进行 载荷 预压试验；④将装好钢砂的砂筒安放拱座梁正下方，卸去顶升外力；⑤按照预先拟定的卸载程序依序吊离主拱圈结构的所有切割 块 体；⑥利用吊车在非拆除 桥面 上进行拆拱吊装作业；⑦最后按传统施工方法将拱桥两岸的拱座以下部结构拆除。本 发明 除降低安全 风 险和确保绿色环保外，可节约工期约50%，节约施工成本约60%，减少劳动力投入约50%，适用于废弃拱桥的拆除。 | ||||||
| 权利要求 | 1.利用装配式可调钢拱架拆除废弃拱桥的方法，其特征在于该方法包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 利用装配式可调钢拱架拆除废弃拱桥的方法技术领域背景技术[0003] 在传统的拆除弃用拱桥结构方法中，最简单粗暴的方法是将弃用桥梁直接炸毁后，清运建筑垃圾；其次是从弃用拱桥正下方地面线起垂直搭设相应的组合型施工支架，将弃用拱桥拆除后再行将组合型支架及附属物（支架临时基础等）拆除的方法。传统方法的最大缺点：不环保、施工支架用料多、损耗大、耗时、耗工、拆除成本高，安全隐患多、控制难度大，甚至影响河道通航和行洪能力等。 [0004] 近年来，随着行业发展的需要，针对拆除各种类型的弃用桥梁，出现了许多创新的专利技术。例如中国专利数据库中，CN202011284538.1号《用于大跨径预应力混凝土斜拉桥的拆除施工方法》，CN202111026226.5号《一种水平推力的跨线桥的拆除方法》，CN202111325145.5号《用于大跨径预应力混凝土斜拉桥的拆除施工方法》，CN202210184928.4号《一种大跨度斜拉桥机械切割拆除的施工方法》，CN202211260692.4号《钢管混凝土拱桥拆建一体化拆除方法》，CN202211457450.4号《一种步履式顶推装置及桥梁拆除的施工方法》以及CN202310068337.5号《受限空间下宽幅混凝土连续梁桥快速拆除方法》等等。这些专利技术对提高弃用桥梁拆除提供了很多安全、实用的解决方案。不同的桥型结构和应用场景其拆除方法不同，经查新相关专利技术，完整描述弃用拱桥主拱结构安全、经济、环保的拆除方法且待提高。 发明内容[0005] 本发明旨在提供一种利用装配式可调钢拱架拆除废弃拱桥的方法，可以安全、高效、环保、低成本地拆除废旧弃用拱桥；若有需要时，还可以用本方法加固已有桥梁、利用拆除该弃用桥梁的钢拱支架原址重建同等结构的新拱桥。 [0006] 发明人提供的利用装配式可调钢拱架拆除废弃拱桥的方法包括以下步骤：（1）根据所需拆除弃用拱桥的主拱圈结构的拱轴悬链线、主拱跨径、幅宽等结构几何参数，按照发明人自有的发明专利技术：ZL200610051029.8、ZL200610051277.2、ZL200610051028.3、ZL200610051030.0所设计完成的，各类匹配对应结构形式的装配式钢拱架结构件产品，组拼成与拆除主拱圈结构相匹配的钢拱支架电子版组拼模型图，统计并准备该模型图对应的各类钢拱架结构件产品数量以备用；该结构件产品在组拼拱架时，实现拱架的弧线调节、跨径调节和宽度调节，原则上，该产品可实现实用工况状态的任意弧线、幅宽及拱肋间距的空间桁架式主拱圈结构； （2）根据所需拆除弃用拱桥钢拱支架的架设位置和钢拱支架需要实际支撑的主拱圈结构物位置，在紧贴主拱圈两岸拱座结构的临河面，顺河向，并垂直于拱桥纵轴线方向的对应标高位置，设计施工钢拱架结构支架安装所需的临时拱座基础装置，该装置两岸必须平行修建，其长度应大于等于2倍钢拱支架宽度，其中1/2长度置于拱桥正下方；1/2长度延伸出拱桥水平投影的上游或下游区域，用于钢拱支架的组拼安装空间区域；同时，在钢拱支架组拼安装的空间区域的顺桥向中轴线上两岸的恰当位置，设置钢拱支架安装时所需的悬臂拼装方法所需的扣塔；同时在两岸拱架临时拱座的一端或两端，根据已安装好的钢拱支架整体横向移动需求，每岸设置一个或两个用于钢拱支架横向移动时所需的反力架作为拱架横移的牵引装置； （3）在规划预设的钢拱支架的组拼安装空间区域，按照方案预设的电子版拱架组拼模型图，采用悬臂拼装工艺将场地内已拼装完成的拱架结构件组成的吊装单元进行钢拱支架的预设空间位置安装就位，安装时，先将两岸置于拱架临时拱座基础上的，拱架两端的临时拱座梁，安装在拱架组拼安装空间区域的对应位置，再将一端带有拱铰的拱脚节段吊装单元的拱铰装置安装于拱座梁上的拱铰上，另一端（远端）采用相应的扣索（钢丝绳）绑扎牢固，将扣索的另一端拴在扣塔的对应扣点上，调整好拱架远端的空间标高后将扣索锁牢，两岸对称进行安装；按前述方法将拱架逐段安装至拱顶，再将已拼装好的左右半跨拱支架在拱顶处所差的连接结构空间，用匹配材料现场栓接、焊接方法完成拱架整体合拢；依序拆除所有悬拼扣索，对钢拱架进行载荷预压试验检验钢拱架是否合格； （4）在检验合格后的钢拱架上弧面按要求铺设相应的木枋，再利用反力架和牵引设备（千斤顶）等机具，两岸对称、同步牵引拱架拱座梁，将钢拱架整体横移至弃用拱桥的主拱圈正下方，利用千斤顶等机具，从拱架拱座梁下方将拱架整体均衡、平稳顶升至所需标高位置，将适量的钢砂装入已备好的砂筒内，逐一将装好钢砂的砂筒按照预设位置安放拱座梁正下方，卸去顶升千斤顶外力，让拱座梁与整体拱架随自重微降至拱座梁底面与砂筒顶面持力； （5）拆除单幅拱桥时，需在拱桥桥面纵轴线两岸的路基上设置缆索吊起重装置，利用该缆索吊装置将拟拆除拱桥的主拱圈以上的全部结构依序拆除吊离，然后将需拆除的主拱圈整体结构进行分段、分块切割规划，然后依序进行分块切割，让切割后的所有块体重量安全置于正下方的拱架上，分块切割完成后，按照预先拟定的卸载程序依序吊离主拱圈结构的所有切割块体，主拱结构拆除完毕。 [0007] （6）拆除同一桥位的双幅/多幅拱桥时，只需在其中一幅拱桥桥面纵轴线两岸的路基上设置缆索吊起重装置，将钢拱架整体横移至非缆吊起重装置外的弃用拱桥主拱圈正下方，利用吊车在非拆除桥面上进行吊装作业，利用前述步骤5的方法即可进行拱桥拆除；该幅拱桥拆除完毕后，再将钢拱架整体横移至缆吊起重装置的弃用拱桥主拱圈正下方重复前述步骤5的方法即可进行拱桥拆除；（7）拟拆除拱桥上部结构（含主拱圈结构及以上部分）全部拆除完毕后，整个钢拱支架上方处于完全无遮挡的裸钢拱架结构；如果在该桥位需重新建造同规格的新主拱圈时，可利用该钢拱架进行现浇作业，同时可按此方法逆向作业完成多幅拱桥修建。如只需完成拆除任务时，即可按照钢拱架悬拼安装时所布置的扣索全部有序恢复并扣紧于两岸的缆索吊塔柱上，将钢拱架从拱顶焊接合拢装置处横向割断，让钢拱架形成独立的两个半跨结构，然后半跨钢拱架远端依序按照安装时的吊装单元将拱架逐一全部拆除，同时拆除拱架拱座梁、砂筒等辅助设施及缆索吊起重设施等，最后按传统施工方法将弃用拱桥两岸的拱座等下部结构拆除完成，至此，弃用拱桥的拆除任务全部完成。 [0008] 本发明的利用装配式可调钢拱架拆除弃用拱桥的方法，提供了一条拆除现有废旧拱桥的新途径，具有安全、高效、成本低、环保的优点，非常适用于拆除或新建跨越河流、V型河谷深沟等地形地貌的拱型结构桥梁。本发明方法适用于拆除弃用拱桥，还可用于加固或新建拱桥。附图说明 [0009] 图1‑1‑1为拱脚节段平面图，图1‑1‑2为拱脚节段立面图，图1‑1‑3为拱脚节段断面图，图1‑1‑4为拱脚节段实物图片；图1‑2‑1为基本节段立面图，图1‑2‑2为基本节段断面图，图1‑2‑3为基本节段上平面图，1‑2‑4为基本节段下平面图，1‑2‑5为基本节段实物图片； 图1‑3 ‑1为调节节段立面图，图1‑3‑2为调节节段断面图，图1‑3‑3为调节节段上平面图，图1‑3‑4为调节节段下平面图，图1‑3‑5为调节节段实物图片； 图1‑4 ‑1为合拢节段立面图，图1‑4‑2为合拢节段断面图，图1‑4‑3为合拢节段上平面图，图1‑4‑4为合拢节段下平面图，图1‑4‑5为合拢节段实物图片； 图1‑5‑1为平联片立面图，图1‑5‑2为平联片平面图，图1‑5‑3为平联片实物图片； 图1‑6 ‑1为竖联片立面图，图1‑6‑2为竖联片平面图，图1‑6‑3为竖联片实物图片； 图1‑7‑1为拱肋纵向节段连接螺栓外形图，图1‑7‑2为拱肋纵向节段连接螺栓使用状态示意图； 图1‑8‑1为拱肋上弦弧长调节球头结构图，图1‑8‑2为拱肋上弦弧长调节球头使用状态示意图； 图1‑9钢拱架组拼实物图片； 图2‑1为拱架组拼模型立面图，图2‑2为拱架组拼模型平面图，图2‑3为拱架组拼模型断面图； 图3 ‑1为反力架平面图，图3‑2为反力架正立面构造图，图3‑3为反力架侧立面构造图； 图4为拆除弃用拱桥的钢拱立面架布置构造图； 图5为拆除弃用拱桥的钢拱架横断面布置构造图； 图6为拆除弃用拱桥的钢拱架平面布置构造图； 图7‑1为钢拱架临时拱座基础及沙筒布置正立面图，图7‑2为钢拱架临时拱座基础及沙筒布置侧立面图。 [0010] 图8为实施例中拱桥布置立面图，图8‑1为A部放大图，图8‑2为B部放大图；图9为实施例中钢拱支架临时拱架基础立面构造图； 图10为拱架临时拱座平面图； 图11为弃用拱桥及拱架就位断面布置图。 [0011] 以上图中： 1为钢拱支架；2为悬拼扣索；3为悬拼扣塔；4为缆索吊系统；5为钢拱支架临时拱座基础；6为砂筒；7为钢拱支架临时拱座钢梁；8为拱顶合拢X段装置；9为横移减摩擦钢板；10为拱架横移牵引反力架装置；11为钢拱支架顶面铺设木枋；12为待拆除桥梁左幅；13为待拆除桥梁右幅。 [0012] 采用本发明的方法拆除弃用拱桥结构，与通常使用的传统组合型支架、满堂式支架、独立设计的一桥一拱定制支架等施工方法比较，除降低安全风险和确保绿色环保的情况下，可节约工期约50%，节约施工成本约60%，减少劳动力的投入量约50%，社会效益和经济效益明显。实施方式 [0013] 实施例：拟拆除××高速赖溪河大桥（80m净跨、左右幅）的箱肋拱桥的施工工艺为例，阐述本发明的弃用拱桥的拆除方法，具体方法包括以下步骤：（1）按照拟拆除弃用拱桥主拱圈结构的构造尺寸完成与之匹配的钢拱支架1的电子版组拼模型图，按照该模型图拟定该钢拱支架组成的结构件种类、数量清单；同时加工完成钢拱支架临时拱座钢梁7和砂筒6。 [0014] （2）现场完成与钢拱支架1匹配的临时拱座基础5和横移减摩擦钢板9，拱架安装悬拼扣塔3，拱架横移牵引反力架装置10的施工。 [0015] （3）将钢拱支架临时拱座钢梁7安装于钢拱支架临时拱座基础5顶面。 [0016] （4）利用吊车和尚未拆除桥面场地在拱架安装成型区进行拱架安装，拱架安装采用两岸对称进行的悬拼扣锚工艺方法，首先将钢拱支架的拱脚节段拱铰端安装在临时拱座钢梁7上的铰座上，利用悬拼扣索2将拱脚节段的另一端（远端）扣挂在扣塔3上，依此类推将两岸钢拱支架1（约半跨）安装完成，当钢拱支架1的左右半跨在拱顶（或准拱顶）的合拢空间不能装下最小单元的结构件“调节节段”（图1‑3）时，则采用现场加工安装拱顶合拢X段装置8，即完成钢拱支架1的安装。 [0017] （5）依序对称拆除钢拱支架1上的所有悬拼扣索2，然后对钢拱支架1裸拱进行设计匹配的荷载预压试验，对钢拱支架1的安全性进行验收，然后在验收合格后的钢拱支架1顶面按要求铺设固定相应数量的木枋11。 [0018] （6）使用如千斤顶类的牵引设备和拱架横移牵引反力架装置10配合，将钢拱支架1整体从拱架安装成型区横移至待拆除桥梁左幅12的正下方，从钢拱支架临时拱座钢梁7底面将钢拱支架1整体平稳顶升，让钢拱支架1顶面铺设木枋11顶面与待拆除桥梁左幅12的箱肋拱结构下弧线紧贴，然后将砂筒6类填充对应匹配数量的钢砂后，将砂筒6逐一塞入对应的钢拱支架临时拱座钢梁7底面，让砂筒6顶面与钢拱支架临时拱座钢梁7底面抵紧抵实后卸去顶升千斤顶。 [0019] （7）利用吊车在右幅13桥面配合拆除左幅12桥面系及拱上排架系结构物后，按拆除方案拟定计划将左幅12的主拱圈结构进行分块切割，让切割后的主拱圈块体重量由钢拱支架1全部承担，然后将置于钢拱支架1上的主拱圈切割块体按照方案拟定的计划顺序将主拱圈切割块体依序吊离，左幅桥12拆除完成。 [0020] （8）均匀卸去钢拱支架临时拱座钢梁7底面的砂筒6内的钢砂，让钢拱支架1随钢拱支架临时拱座钢梁7一起随自重整体均匀下降至钢拱支架临时拱座钢梁7底面与钢拱支架1临时拱座基础5顶面接触，拆除钢拱支架临时拱座钢梁7下面的所有砂筒6，然后按照“第（6）步”所述的方法将钢拱支架1随钢拱支架临时拱座钢梁7一起，将钢拱支架1整体横移至待拆除桥梁右幅13的正下方，然后按照“第（6）步”所述的方法，将钢拱支架临时拱座钢梁7和钢拱支架1整体顶升后，让钢拱支架1顶面铺设木枋11顶面与待拆除桥梁右幅13的箱肋拱结构下弧线紧贴时，在钢拱支架临时拱座钢梁7相应位置放置重新装填钢砂的砂筒6。 [0021] （9）利用架在待拆除桥梁右幅13桥面轴线两端的缆索吊系统4作为起重设施重复“第（7）步”所述的方法将待拆除桥梁右幅13全部拆除，即可将右幅桥13拆除完成。 [0022] （10）拆除钢拱支架1上的木枋11，在按照钢拱支架1悬拼安装成拱时的悬拼扣索2布置方案重新将悬拼扣索2全部恢复，悬拼扣索2恢复时，其中一端（下端）仍扣扎在钢拱支架1安装时的扣点上，另一端（上端）分别对应扣置在缆索吊系统4两岸的缆塔塔身顶端部位，然后将钢拱支架1从拱顶合拢X段8处将拱顶合拢X段8全部拆除后使钢拱支架1从拱顶处断开形成独立的左右半跨，进而从钢拱支架1左右半跨远端对称依序按安装时的吊装单元逐一拆除，待钢拱支架1全部拆除完成后，拆除两岸的钢拱支架临时拱座钢梁7和砂筒6。 [0023] （11）如需在同桥位新建同规格钢筋混凝土拱桥时，本发明中上述“第6步”左幅桥12拆除完成后即可利用该状态的钢拱支架1作为新建拱桥左幅主拱圈的专用支架；同样在本发明中上述“第9步”右幅桥13拆除完成后即可利用该状态的钢拱支架1作为新建拱桥右幅主拱圈的专用支架。 |
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