既有高速公路拱形天桥主拱的拆运一体装置及拆运方法 |
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| 申请号 | CN202311707631.2 | 申请日 | 2023-12-13 | 公开(公告)号 | CN117738102A | 公开(公告)日 | 2024-03-22 |
| 申请人 | 创辉达设计股份有限公司; | 发明人 | 刘凯; 杨伟刚; 李敏峰; 朱宇; 张先政; 张文涛; 邹旭东; 冯浪; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种既有高速公路拱形天桥主拱的拆运一体装置及拆运方法，属于 桥梁 工程建造技术领域，拆运一体装置包括顶层 钢 管 支架 ，顶层钢管支架有两个，顶层钢管支架的下端连接中层钢管支架，中层钢管支架远离顶层钢管支架的一端连接底层钢管支架，底层钢管支架远离所述中层钢管支架的一端连接找平钢板，找平钢板下端安装有自行式液压模 块 车组，自行式液压模块车组包括数个自行式液压模块车，顶层钢管支架远离所述中层钢管支架的一端连接有数个液压绞车。本发明整个装置结构简单，材料加工和设备组装方便，可靠性高，经济性强且能在既有高速公路同类拱形天桥拆除项目上重复利用，解决了传统拆桥模式无法批量流 水 施工的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种既有高速公路拱形天桥主拱的拆运一体装置，其特征在于：包括自行式液压模块车组(13)、底层钢管支架(14)、中层钢管支架(15)、顶层钢管支架(16)和液压绞车(17)，所述顶层钢管支架(16)有两个，每个所述顶层钢管支架(16)的下端通过法兰连接有中层钢管支架(15)，所述中层钢管支架(15)远离所述顶层钢管支架(16)的一端法兰连接有底层钢管支架(14)，所述底层钢管支架(14)远离所述中层钢管支架(15)的一端连接有水平设置的找平钢板(25)，找平钢板(25)下端安装有自行式液压模块车组(13)，所述自行式液压模块车组(13)包括数个自行式液压模块车，所述顶层钢管支架(16)远离所述中层钢管支架(15)的一端连接有数个液压绞车(17)。 |
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| 说明书全文 | 既有高速公路拱形天桥主拱的拆运一体装置及拆运方法技术领域背景技术[0002] 随着我国居民汽车保有量的增加，自驾出行的家庭越来越多，导致部分双向4车道的高速公路经常拥堵，因此，交通主管部门根据实际需求逐步将易拥堵的高速公路改扩建成双向8车道，以缓解相应的交通压力。在改扩建既有高速公路的过程中，对于沿线大量既有高速公路的拱形天桥，如何快速安全、经济合理的拆除其主拱结构，减少对既有高速公路车辆通行的不利影响是一个急需解决的现实问题。 [0003] 目前对于既有高速公路拱形天桥主拱的拆运可通过炸药爆破的方式进行，此方式施工工序繁多，封闭高速公路交通的时间较长，不可控因素多，前期各方协调事项多；也可通过机械钻爆的方式进行拆除，此方式需要的现场施工机械设备较多，施工组织协调困难，易发生坍塌事故，且机械破碎产生的混凝土废渣、降尘污水较多，环境效益不高。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种既有高速公路拱形天桥主拱的拆运一体装置及拆运方法，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0005] 一种既有高速公路拱形天桥主拱的拆运一体装置，包括自行式液压模块车组、底层钢管支架、中层钢管支架、顶层钢管支架和液压绞车，所述顶层钢管支架有两个，每个所述顶层钢管支架的下端通过法兰连接有中层钢管支架，所述中层钢管支架远离所述顶层钢管支架的一端法兰连接有底层钢管支架，所述底层钢管支架远离所述中层钢管支架的一端连接有水平设置的找平钢板，找平钢板下端安装有自行式液压模块车组，所述自行式液压模块车组包括数个自行式液压模块车，所述顶层钢管支架远离所述中层钢管支架的一端连接有数个液压绞车。 [0007] 优选的，所述中层钢管支架靠近主拱切割体端部一侧连接有风缆钢丝绳，每一所述中层钢管支架上连接有第三层可拆卸法兰连接型钢支撑，所述第三层可拆卸法兰连接型钢支撑的顶面拟合主拱切割体底部曲线线型设置，所述第三层可拆卸法兰连接型钢支撑的中心处设置有对主拱切割体进行限位的限位螺纹钢筋，所述第三层可拆卸法兰连接型钢支撑远离所述液压绞车的一端设置有第二层可拆卸法兰连接型钢支撑。 [0008] 优选的，所述第二层可拆卸法兰连接型钢支撑的两端均与所述中层钢管支架连接，所述第二层可拆卸法兰连接型钢支撑远离第三层可拆卸法兰连接型钢支撑的一侧设置有第一层可拆卸法兰连接型钢支撑，所述第一层可拆卸法兰连接型钢支撑的两端均与所述底层钢管支架连接。 [0009] 优选的，所述吊点钢丝绳与主拱切割体之间穿孔绳兜底连接，所述吊点钢丝绳处的主拱切割体横桥向两端连接有防护网基座，所述防护网基座在主拱切割体上方连接有上层对拉钢丝绳，所述上层对拉钢丝绳在主拱切割体下方连接有下层对拉钢丝绳，所述防护网基座两端连接有外挑型钢，所述外挑型钢的外侧连接有防护铁丝网。 [0010] 优选的，所述下层对拉钢丝绳远离所述上层对拉钢丝绳设置有下层阻燃密目防护网，所述下层阻燃密目防护网与所述防护网基座的两端连接。 [0011] 作为一个总的发明构思，本发明还提供了一种既有高速公路拱形天桥主拱拆运的方法，包括以下步骤： [0013] S2：拆除拱形天桥的桥面结构和拱上立柱；同步整体加工用于搭设钢管支架的底层钢管支架、中层钢管支架和顶层钢管支架，在中层钢管支架上从上至下安装好第三层可拆卸法兰连接型钢支撑和第二层可拆卸法兰连接型钢支撑，底层钢管支架上安装好第一层可拆卸法兰连接型钢支撑，顶层钢管支架上预先安装液压绞车，液压绞车靠近顶层钢管支架的一端连接吊装钢丝绳，吊装钢丝绳远离所述液压绞车的一端连接吊点钢丝绳，在加工场组合两组自行式液压模块车组，在每组自行式液压模块车组上铺设并找平固定钢板，在钢板上先搭设底层钢管支架，再于底层钢管支架上搭设中层钢管支架，每个中层钢管支架上搭设一个顶层钢管支架，得到搭设好的钢管支架；通过吊装钢丝绳连接配重完成钢管支架的预压后，拆除顶层钢管支架； [0014] S3：在桥台、拱形天桥的主拱切割体和悬挑主拱圈预定无筋位置处钻孔，在桥台和悬挑主拱圈布设并拉紧临时吊索；同时将吊点钢丝绳在主拱切割体的钻孔内穿好并临时固定，磨损吊点钢丝绳处塞垫麻袋； [0015] S4：封闭施工段高速公路交通，将前期预压后的两个去除顶层钢管支架的钢管支架通过自行式液压模块车组移至待拆拱桥下方，用汽车吊在中层钢管支架上端安装相应的顶层钢管支架，连接并拉紧吊装钢丝绳与主拱切割体处的吊点钢丝绳； [0016] S5：用液压绳锯机在主拱预切割位置处切割主拱并使用小水管流水洗尘降温，同步控制液压绞车的油压，确保吊装钢丝绳与吊点钢丝绳时刻拉紧； [0017] S6：切割完成后，控制液压绞车同步下放主拱切割体到两个中层钢管支架上的第三层可拆卸法兰连接型钢支撑处，在主拱切割体剩余钻孔内穿入限位螺纹钢筋，通过垫板和止退螺帽与第三层可拆卸法兰连接型钢支撑的顶板临时固定，吊装钢丝绳与吊点钢丝绳始终拉紧，拉紧中层钢管支架侧面与主拱切割体两端之间的风缆钢丝绳，避免运输过程中主拱切割体在顺桥向移动； [0018] S7：打开高速公路中央分隔带的开口活动护栏，将主拱切割体同步运输至开口活动护栏段中间处，缓慢移动自行式液压模块车组，平面转动90度，再缓慢将自行式液压模块车组移至一侧行车道上，继续同步运输主拱切割体，直到移至存放主拱切割体的场地，拆除限位螺纹钢筋，液压绞车向上提升主拱切割体，拆除第三层可拆卸法兰连接型钢支撑、第二层可拆卸法兰连接型钢支撑和第一层可拆卸法兰连接型钢支撑，逐步下放主拱切割体至存放场的止推块槽内中； [0019] S8：拆除主拱切割体上的各类钢丝绳，拆除钢管支架，移走自行式液压模块车组； [0020] S9：在汽车吊和运输车的协助下，用液压绳锯机对称拆除两侧的悬挑主拱圈并运至存放场，关闭高速公路中央分隔带的开口活动护栏，清理拆桥施工区域及行车道路面后，恢复高速公路的车辆通行。 [0021] 优选的，步骤S1还包括以下步骤：拟定拆桥施工方案，在待拆桥桥址附近确定高速公路中央分隔带开口活动护栏段、钢管支架加工和存放主拱切割体的场地位置，场地开阔平整，且避开限高架，然后根据主拱线型，加工防护网架基座，在拱上立柱合适位置设置手拉葫芦安全保护装置，对称将防护网架基座安装在主拱上，依次悬挂上层对拉钢丝绳、下层对拉钢丝绳和下层阻燃密目防护网，拉紧对拉钢丝绳，对称安装防护网架的外挑型钢，在外挑型钢上安装防护铁丝网； [0022] 行车道上方钻孔时在下层阻燃密目防护网上加铺孔渣收集麻布袋，避免钻孔渣块落至高速公路行车道上。 [0023] 优选的，步骤S2中，所述第三层可拆卸法兰连接型钢支撑的顶面拟合主拱切割体底部曲线线型设置； [0024] 步骤S4还包括以下步骤：在钢管支架搭设完成后，在钢管支架的横梁、第三层可拆卸法兰连接型钢支撑、主拱切割体上设置变形观测点，在拆桥和运输主拱切割体过程中监控人员定期观测其变形，动态调整主拱切割体的位置状态。 [0025] 优选的，步骤S5还包括以下步骤： [0026] 液压绳锯机分别安装在主拱两侧切割缝附近，待切主拱切割体被运走后，液压绳锯机继续切割剩余的悬挑主拱圈；切割主拱切割体时，使用钢筋探测仪进行钢筋标记，避开横向箍筋，在切割即将完成前，先暂停五分钟，观测主拱切割体和拆运装置的变形情况，检查自行式液压模块车组和钢管支架的稳定性和核算液压绞车的油压数值，确保一切正常后，继续切割，直到切割完成。 [0027] 相比于现有技术，本发明的优点在于： [0028] (1)本发明装置整体结构可靠性高，材料加工和设备组装方便，经济性强且能在既有高速公路同类拱形天桥拆除项目上重复利用，解决了传统拆桥模式无法批量流水施工的问题。本发明中的自行式液压模块车通过串并联组成超大底盘整车，通过动力模块指令统一行动，解决了底层钢管支架安装无法稳定和整车运输步调无法一致的问题，并且多台液压绞车的液压泵站通过一个电气控制柜操作，根据行程信息统一调节液压绞车的油液压力，解决了液压绞车提升、下放不同步的问题。 [0029] (2)在本发明中，主拱上设置穿孔兜底钢丝绳吊点和限位螺纹钢筋，解决了主拱拆除、运输时吊点自稳性差，易顺桥向滑移的问题，同时在静态拆除主拱时，结构受力明确，变形异常观测点多，无能量突变，不会有混凝土飞石、破碎块掉落，解决了传统拆桥施工时常发生坍塌事故或破碎块砸毁临近高速公路设施的问题。 [0030] (3)在本发明中，主拱切割体由液压模块车组自行运输，在开口活动护栏处平转90度，移到同侧行车道上，解决了超长超高曲线构造物在既有高速公路上转向运输的问题，并且主拱切割体结构完整，可高效环保、真实可靠的为科研队伍提供1:1实体模型进行性能试验，解决了将主拱切割体作施工便桥利用而缺乏试验数据支持的问题。 [0031] (4)在本发明中，安全防护网由防护网基座、上层对拉钢丝绳、下层对拉钢丝绳、下层阻燃密目防护网、外挑型钢和防护铁丝网装配组成，防护网基座拟合主拱曲线线型加工，在手拉葫芦的协助下可人工安全高效安装，无需封闭既有交通和现场钻孔植筋，结构简单稳定，构件轻质高强，解决了主拱钻孔时，混凝土碎块或工器具掉落到高速公路路面的问题。附图说明 [0032] 图1为本发明的拆运一体装置立面示意图； [0033] 图2为本发明的拆运一体装置断面示意图； [0034] 图3为本发明的拆运一体装置下放主拱切割体立面示意图； [0035] 图4为本发明的防护网架主拱切割体处安装示意图； [0036] 图5为本发明的防护网架示意图； [0037] 图6为本发明的拆运一体装置开口活动护栏处平转示意图。 [0038] 图中标号说明：1、防护网架基座；2、上层对拉钢丝绳；3、下层对拉钢丝绳；4、下层阻燃密目防护网；5、外挑型钢；6、防护铁丝网；7、桥台；8、临时吊索；9、拱座；10、风缆钢丝绳；11、主拱切割体；12、悬挑主拱圈；13、自行式液压模块车组；14、底层钢管支架；15、中层钢管支架；16、顶层钢管支架；17、液压绞车；18、第三层可拆卸法兰连接型钢支撑；19、第二层可拆卸法兰连接型钢支撑；20、第一层可拆卸法兰连接型钢支撑；21、吊装钢丝绳；22、吊点钢丝绳；23、限位螺纹钢筋；24、止推槽，25、找平钢板。 具体实施方式[0039] 实施例1： [0040] 请参阅图1‑图5，一种既有高速公路拱形天桥主拱的拆运一体装置，包括自行式液压模块车组13、底层钢管支架14、中层钢管支架15、顶层钢管支架16和带钢丝绳的液压绞车17。 [0041] 所述顶层钢管支架16有两个，每个所述顶层钢管支架16的下端法兰连接有中层钢管支架15，所述中层钢管支架15远离所述顶层钢管支架16的一端通过法兰连接有底层钢管支架14，底层钢管支架14远离所述中层钢管支架15的一端连接有找平钢板25，找平钢板25下端安装有自行式液压模块车组13，自行式液压模块车组13包括数个自行式液压模块车，所述顶层钢管支架16远离所述中层钢管支架15的一端连接有数个液压绞车17。 [0042] 具体的，自行式液压模块车组13中的多个自行式液压模块车根据开口活动护栏长度和钢管支架承重荷载与安装需求通过串并联组成超大底盘整车，通过动力模块指令统一行动，自行式液压模块车组13上固定2cm厚找平钢板25分散钢管支架承重荷载，通过密集车轮矩阵，将承重荷载分摊到单个车轮上，减小车轮的集中荷载，解决了底层钢管支架14安装无法稳定和整车运输步调无法一致的问题，同时多台液压绞车17的液压泵站通过一个电气控制柜操作，根据行程信息统一调节液压绞车的油液压力，解决了液压绞车17提升、下放不同步的问题。 [0043] 具体的，顶层钢管支架16、中层钢管支架15和底层钢管支架14由Q345钢管和Q235型钢按主拱离路面高度在加工场分节段整体加工，通过法兰连接后，进行荷载预压，液压绞车17预先安装在顶层钢管支架上16，与顶层钢管支架16一起装配施工，为满足不同高度需求，除加工标准长节段外，还可另加工0.5m和1m长的底节调高节段。 [0044] 所述液压绞车17靠近所述顶层钢管支架16的一端连接有吊装钢丝绳21，所述吊装钢丝绳21远离所述液压绞车17的一端连接有吊点钢丝绳22。 [0045] 具体的，主拱上设置穿孔兜底钢丝绳吊点，转角处塞垫麻袋减少钢丝绳磨损，拆桥准备期间先提前钻孔穿吊点钢丝绳22，临时固定好，为提高钻孔速度，使用钢筋探测仪进行钢筋标记，避开纵向和横向钢筋。 [0046] 所述中层钢管支架15靠近主拱切割体11端部一侧连接有风缆钢丝绳10,每一所述中层钢管支架15上连接有第三层可拆卸法兰连接型钢支撑18，所述第三层可拆卸法兰连接型钢支撑18的中心处设置有可对主拱切割体11进行限位的限位螺纹钢筋23，所述第三层可拆卸法兰连接型钢支撑18远离所述液压绞车17的一端设置有第二层可拆卸法兰连接型钢支撑19。 [0047] 具体的，中层钢管支架15间设置拟合主拱底部曲线线型的可拆卸法兰连接型钢18和限位螺纹钢筋23，转运前先将切割体临时固定在第三层可拆卸法兰连接型钢支撑18上，用麻袋塞垫空隙，增大接触面摩擦力和降低转运一体装置的重心，再在两侧钢管支架设置风缆钢丝绳10，进一步约束主拱切割体11顺桥向的移动，其中限位螺纹钢筋23穿过主拱上的钻孔，通过垫板和止退螺帽与第三层可拆卸法兰连接型钢支撑18的顶板临时固定。 [0048] 所述第二层可拆卸法兰连接型钢支撑19的两端均与所述中层钢管支架15连接，所述第二层可拆卸法兰连接型钢支撑19远离第三层可拆卸法兰连接型钢支撑18的一侧设置有第一层可拆卸法兰连接型钢支撑20，所述第一层可拆卸法兰连接型钢支撑20的两端均与所述底层钢管支架14连接。 [0049] 具体的，为方便主拱切割体11快速下放至存放场的止推槽内24，中层钢管支架15和底层钢管支架14之间的第三层可拆卸法兰连接型钢支撑18、第二层可拆卸法兰连接型钢支撑19和第一层可拆卸法兰连接型钢支撑20均设置为可拆卸法兰螺栓连接型钢。 [0050] 另外，吊点钢丝绳22处的主拱切割体11横桥向两端可连接防护网基座1，所述防护网基座1在主拱切割体上方连接有上层对拉钢丝绳2，所述上层对拉钢丝绳2在主拱切割体11下方连接有下层对拉钢丝绳3，所述防护网基座1两端螺栓连接有外挑型钢5，所述外挑型钢5的外侧螺栓连接有防护铁丝网6。 [0051] 所述下层对拉钢丝绳3远离所述上层对拉钢丝绳2设置有下层阻燃密目防护网4，所述下层阻燃密目防护网4与所述防护网基座1的两端连接。 [0052] 具体的，防护网基座1拟合主拱的曲线线型设置，在手拉葫芦的协助下，通过对拉钢丝绳固定后，再装配安装下层阻燃密目防护网4、外挑型钢5和防护铁丝网6，解决了主拱钻孔时，混凝土碎块或工器具掉落到高速公路路面的问题。 [0053] 实施例2： [0054] 一种采用实施例1中拆运一体装置的既有高速公路拱形天桥主拱拆运的方法，包括以下步骤： [0055] S1：开展前期准备工作，钢筋探测仪标记桥台7、拱形天桥的主拱切割体11和悬挑主拱圈12的纵向、横向钢筋位置，确定待拆拱形天桥主拱的切割位置和钻孔位置；拟定拆桥施工方案，在待拆桥桥址附近确定高速公路中央分隔带开口活动护栏段、钢管支架加工和存放主拱切割体11的场地位置，场地应开阔平整，且避开限高架，然后根据主拱线型加工防护网架基座1，在拱上立柱合适位置设置手拉葫芦安全保护装置，对称将防护网架基座1安装在主拱上，依次悬挂上层对拉钢丝绳2、下层对拉钢丝绳3和下层阻燃密目防护网4，拉紧对拉钢丝绳，对称安装防护网架的外挑型钢5和防护铁丝网6。 [0056] S2：拆除待拆拱形天桥的桥面结构和拱上立柱；同步整体加工用于搭设钢管支架的底层钢管支架14、中层钢管支架15和顶层钢管支架16，中层钢管支架15上从上至下安装好第三层可拆卸法兰连接型钢支撑18和第二层可拆卸法兰连接型钢支撑19，其中第三层可拆卸法兰连接型钢支撑18的顶面拟合主拱切割体底部曲线线型设置，底层钢管支架14上安装好第一层可拆卸法兰连接型钢支撑20，顶层钢管支架16上预先安装液压绞车17，液压绞车17靠近顶层钢管支架16的一端连接吊装钢丝绳21，吊装钢丝绳21远离所述液压绞车17的一端连接吊点钢丝绳22，在加工场组合两个自行式液压模块车组13，在每组自行式液压模块车组13上铺设并固定找平钢板25，在找平钢板25上先搭设底层钢管支架14，再于钢管支架14上搭设中层钢管支架15，每个中层钢管支架15上搭设一个顶层钢管支架16，得到搭设好的钢管支架；通过吊装钢丝绳21连接配重完成钢管支架的预压后，拆除顶层钢管支架16； [0057] S3：在桥台7、拱形天桥的主拱切割体11和悬挑主拱圈12预定无筋位置处钻孔，在桥台7和悬挑主拱圈12安装并拉紧临时吊索；同时将吊点钢丝绳22在主拱切割体11的钻孔内穿好并临时固定，磨损吊点钢丝绳22处塞垫麻袋； [0058] 行车道上方钻孔时应在下层阻燃密目防护网4上加铺孔渣收集麻布袋，避免钻孔渣块落至高速公路行车道上。 [0059] S4：封闭施工段高速公路交通，将前期预压后的两个去除顶层钢管支架16的钢管支架通过自行式液压模块车组13移至待拆拱桥下方，用汽车吊在中层钢管支架15上端安装相应的顶层钢管支架16，连接并拉紧吊装钢丝绳21与主拱切割体11处的吊点钢丝绳22； [0060] 在钢管支架搭设完成后，在钢管支架的横梁、第三层可拆卸法兰连接型钢支撑18、主拱切割体11上设置变形观测点，在拆桥和运输主拱切割体11过程中监控人员定期观测其变形，动态调整主拱切割体11的位置状态； [0061] S5：液压绳锯机分别安装在主拱两侧切割缝附近，用液压绳锯机在主拱预切割位置处切割主拱并使用小水管流水洗尘降温，同步控制液压绞车17的油压，确保吊装钢丝绳21与吊点钢丝绳22时刻拉紧，待切主拱切割体11被运走后，液压绳锯机继续切割剩余的悬挑主拱圈12；切割主拱时，使用钢筋探测仪进行钢筋标记，避开横向箍筋，在切割即将完成前，先暂停五分钟，观测主拱切割体11和拆运装置的变形情况，检查自行式液压模块车组13和钢管支架的稳定性和核算液压绞车17的油压数值，确保一切正常后，继续切割，直到切割完成； [0062] S6：切割完成后，控制液压绞车17同步下放主拱切割体11到两个中层钢管支架15上的第三层可拆卸法兰连接型钢支撑18处，在主拱切割体11剩余钻孔内穿入限位螺纹钢筋23，通过垫板和止退螺帽与第三层可拆卸法兰连接型钢支撑18的顶板临时固定，吊装钢丝绳21与吊点钢丝绳22始终拉紧，拉紧中层钢管支架15侧面与主拱切割体11两端之间的风缆钢丝绳10，避免运输过程中主拱切割体11在顺桥向移动； [0063] S7：如图6所示，打开高速公路中央分隔带的开口活动护栏，将主拱切割体11同步运输至开口活动护栏段中间处，缓慢移动自行式液压模块车组13，平面转动90度，再缓慢将自行式液压模块车组13移至一侧行车道上，继续同步运输主拱切割体11，直到移至存放主拱切割体的场地，拆除限位螺纹钢筋23，液压绞车17向上提升主拱切割体11，拆除第三层可拆卸法兰连接型钢支撑18、第二层可拆卸法兰连接型钢支撑19、第一层可拆卸法兰连接型钢支撑20，逐步下放主拱切割体11至存放场的止推块槽内24中，确保主拱切割体11能可靠进行性能试验。 [0064] S8：拆除主拱切割体11上的各类钢丝绳，拆除钢管支架，移走自行式液压模块车组13。 [0065] S9：在汽车吊和运输车的协助下，配合钢筋探测仪和液压绳锯机，拆除剩余的悬挑主拱圈12并运至存放场，关闭高速公路中央分隔带的开口活动护栏，清理拆桥施工区域及行车道路面后，恢复高速公路的车辆通行。同时在主拱切割体11下放至存放处止推槽内后，循环利用钢管支架和相关设备，重新组装拆运一体装置，准备进行下一座拱形天桥主拱的拆除施工。 |
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