[浙江]中承式柔性系杆拱桥拆除工艺研究

1、湖州市南浔区南浔大桥改建工程万寿桥改建工程 中交一航局第二工程有限公司交 融 天 下 建 者 无 疆 系杆拱桥拆除工艺研究与应用 Contents目 录第二部分 应用一 南浔大桥拆除第一部分 引言第四部分 效益创新第三部分 应用二 万寿桥拆除第五部分 结语固基修道 履方致远第一部分 引言 湖州市南浔区区域内早期建设的系杆拱桥制约了交通的发展，为了缓解区域内干线交通紧张状况，原有公路上系杆拱桥由于建设年限较长、荷载等级较低、主桥结构裂缝较多、安全系数较低等原因，而逐渐被拆除改造。Contents目 录第四部分 效益创新第三部分 应用二 万寿桥拆除第五部分 结语固基修道 履方致远第二部分 应用一

2、南浔大桥拆除第一部分 引言第二部分 应用一 南浔大桥拆除 南浔大桥主桥跨越长湖申级航道，为三跨自锚式钢筋混凝土中承式柔性系杆拱桥，主跨为85m，主桥桥面宽度为20.9m，主桥纵向由主拱肋、边拱肋及系杆并缀以吊杆、立柱构成主要受力体系，横向通过风撑、系梁等将两片拱肋连成整体，主桥为柔性系杆刚性拱结构，通过系杆来承受拱肋产生的不平衡水平推力。一、工程概况 系杆作为纵向连接拱肋的主要受拉构件，分布于拱肋内侧，单侧6束，单束由12根钢绞线组成。外包一层钢板围成的钢箱，与行车道板一起搁置于横梁之上，系杆钢束分散锚固于边拱肋端头。系杆系杆边跨封锚端边跨封锚端第二部分 应用一 南浔大桥拆除钢箱一、工程概况

3、吊杆将桥面系重量传递给主拱肋，吊杆采用HDPE钢束，两端锚固于主拱肋上部及横梁下部。吊杆布置图横梁底第二部分 应用一 南浔大桥拆除一、工程概况 系杆拱桥主跨主要拆除构件为主拱肋2根，单根410t，风撑4根，单根43.34t，横梁19根，A横梁42.77t，B横梁57.7t，行车道板476块，单重1.954.25t。 名称类型长度（m)水平投影长度（m)重量（t）数量（根）备注主跨 拱肋第一段（拱脚段)16.2812.92479.64拱脚段3m为实心断面（1.7*2m)，其余为空心断面(1.2*2m);预制件、湿接头连接，单拱肋410T第二段19.6221879.64第三段（中段）20.1622

4、082.52风撑15.543.344预制件、湿接头连接，工字形，断面尺寸1*1.8m系梁14.527.152预制件、湿接头连接，断面尺寸0.6*1.2m横梁A型20.942.7717预应力预制件、空心矩形，带牛腿，断面尺寸0.7*1.41mB型20.957.72现浇预应力砼，实心断面，尺寸0.7*1.52m车行道板A型3.531.95384预制件，断面尺寸0.99*0.22mB型3.532.4964预制件，断面尺寸1.24*0.22mC型4.244.2528预制件，断面尺寸1.19*0.32m第二部分 应用一 南浔大桥拆除一、工程概况主桥拆除总体思路：主桥拆除根据老桥先拱后梁再桥面的施工工艺，

5、本桥拆除施工顺序采用逆向拆除，即先桥面（含附属）后梁再拱逐步拆除各构件，并采取逐步解除约束、分段释放工艺。 该系杆拱桥拆除主要有三大施工内容：混凝土桥面拆除、横梁及风撑拆除、拱肋拆除。 成桥模型图第二部分 应用一 南浔大桥拆除二、总体拆除思路第二部分 应用一 南浔大桥拆除 计算原则：拱肋拱脚水平推力小于成桥过程中最大水平推力，边孔支座处不脱空。通过MIDAS Civil计算，成桥过程最大水平推力：6494KN。施工阶段施工内容水平推力（KN)第一阶段主墩桩基、承台、拱座施工；边墩桩基、承台、墩身、盖梁施工；0第二阶段搭设边跨满堂支架，现浇边跨拱肋；浇筑端横梁、张拉端横梁；0第三阶段在拱肋接头处

6、搭设少量支架；吊装拱肋第一段（拱脚段），安装系梁及B横梁;吊装主拱肋第二段与拱脚段连接，安装相应风撑；拱肋支撑在支架上；同时施工边拱上立柱与横梁；0第四阶段吊装主拱中段；安装相应风撑；59第五阶段分批安装吊杆、横梁；张拉N1索；安装一半行车道板；张拉N2索；安装剩余行车道板；浇筑桥面现浇层；张拉N3索；-5074第六阶段安装人行道、护栏、栏杆等； 张拉N4索； 拆除支架；张拉N5、N6索。-6494三、拆除计算分析1.支架法（拱肋分段拆除）阶段一阶段二阶段三阶段四拆除阶段施工内容水平推力（KN)第一阶段搭设拆除支架；同时拆除栏杆、护栏、人行道板、沥青铺装等；拆除风撑；拆除N5、N6索； 170

7、 第二阶段拆除主跨车道板；拆除N4索-648 第三阶段拆除主跨横梁及吊杆；拆除N3、N2索；-761 第四阶段在拆除支架处切断拱肋；-2232 最大水平推力在拆除第四阶段，最大水平推力：2232KN，远小于成桥阶段6494KN。负值表示向跨中变形。 支架法拆除阶段水平推力对应表第四节段边跨支座未脱空第二部分 应用一 南浔大桥拆除2.倒塌法最大水平推力在拆除第四阶段，最大水平推力：4412KN，小于成桥阶段6494KN。负值表示向跨中变形。倒塌法拆除阶段水平推力对应表阶段三阶段四拆除阶段施工内容水平推力（KN)第一阶段拆除栏杆、护栏、人行道板、沥青铺装等；拆除N6索；-1648第二阶段拆除主跨车

8、道板；拆除风撑；拆除N5索-2756第三阶段拆除主跨横梁及吊杆；拆除N4、N3索；-2909第四阶段拆除N2、N1，破除拱脚将拱肋放在河中；-4412第四节段边跨支座未脱空阶段一阶段二第二部分 应用一 南浔大桥拆除3. 拱肋整体吊装拆除法最大水平推力在拆除第四阶段，最大水平推力：4412KN，小于成桥阶段6494KN。负值表示向跨中变形。拆除阶段水平推力对应表阶段三阶段四拆除阶段施工内容水平推力（KN)第一阶段拆除栏杆、护栏、人行道板、沥青铺装等；拆除N6索；-1648第二阶段拆除主跨车道板；拆除风撑；拆除N5索-2756第三阶段拆除主跨横梁及吊杆；拆除N4、N3索；-2909第四阶段拆除N2

9、、N1，破除拱脚将拱肋整体吊装拆除；-4412第四节段边跨支座未脱空阶段一阶段二第二部分 应用一 南浔大桥拆除序号拆除方式优点分析缺点分析1支架法（分段拆除）按常规施工逆向工序法进行拆除工艺复杂，搭设支架要求高，工期进度慢，支架对桥下水陆运输通航存在安全隐患，工期较长，难以保证工期施工要求。2倒塌法工艺简单，无需搭设支架，拆除进度快拱肋整体倒入河中，需要调遣起重船、破碎船进行打捞；需航道封航进行打捞拱肋作业。3拱肋整体吊装拆除法拱肋一次性吊除，拆除效率高，对航道运输影响较小拱肋总体重量大，跨径85m，拱肋矢高20m，矢跨比1/4.25。整体吊装需要在内河大型起重船，且安全稳定性不可控。 综合三

10、种拆除方案，结合拆除安全性、拆除周期、影响航道周期及即有设备方面考虑，主桥方案采用倒塌法进行施工。 第二部分 应用一 南浔大桥拆除四、总体方案比选拱肋 桥面拆除经过两种工艺对比，破碎震动对结构稳定存在影响、拆除后由于混凝土块体掉入航道对通航造成影响，故行车道板拆除采用绳锯机切割法进行混凝土拆除作业，桥面以上部分（防撞护栏、沥青砼）采用小型破碎头进行拆除清理。序号拆除方式优点分析缺点分析1破碎锤破碎工艺简单，设备调遣方便，破碎效率高拆除期需要进行航道封航，破碎块体掉入航道制约桥下水陆运输，破碎时产生震动对结构稳定产生影响，对环境容易造成污染，难以满足环保要求2绳锯拆除吊装工艺成熟，尤其对不规则构

11、件拆除有良好效果，能局部整体拆除采取租赁设备施工，过程中结构稳定，金刚绳损耗较大第二部分 应用一 南浔大桥拆除四、总体方案比选桥面行车道板序号拆除方式优点分析缺点分析1钢丝绳捆绑常规工艺，操作工及起重船人员默认该工艺钢丝绳捆绑后损伤严重，损耗较大，且操作人员操作安全系数低2专用吊具工艺简单，自动挂钩脱钩，效率快，安全系数高新设备，起重船人员从未操作，不熟悉 通过常规工艺与专用吊具比较，且专用吊具经过设计制作后进行了场外试吊，满足施工作业要求，且效率较高。 第二部分 应用一 南浔大桥拆除四、总体方案比选横梁 主桥拆除过程中逐步进行系杆放张，拆除过程中对拱肋位移进行观测，保证拆除过程中拱肋稳定性。

12、两拱肋拆除过程中位移均小于建桥过程中最大值5mm。第二部分 应用一 南浔大桥拆除五、总体施工工艺位移观测人行道梁拆除桥面沥青层破碎桥面及附属工艺照片原桥面结构第二部分 应用一 南浔大桥拆除人行道梁切割管道拆除桥面沥青清理五、总体施工工艺桥面及附属主跨完成第二部分 应用一 南浔大桥拆除行车道板拆除工艺照片钻吊装孔板缝切割行车道板绳锯切割吊移行车道板叉运行车道板五、总体施工工艺行车道板第二部分 应用一 南浔大桥拆除风撑拆除工艺照片风撑捆绑预吊绳锯两端同步切割卸入岸边风撑吊离五、总体施工工艺风撑第二部分 应用一 南浔大桥拆除拆除工艺照片横梁吊具预吊吊杆切割卸入场地横梁吊放入船横梁吊放五、总体施工工艺

13、横梁第二部分 应用一 南浔大桥拆除系杆钢箱钢箱拆除边跨系杆放张系杆拆除工艺照片单束切割完成五、总体施工工艺系杆第二部分 应用一 南浔大桥拆除破碎锤就位破碎锤同步破碎拱肋倒塌入河分段打捞打捞吊移打捞入岸拆除工艺照片五、总体施工工艺拱肋Contents目 录第四部分 效益创新第二部分 应用一 南浔大桥拆除第五部分 结语固基修道 履方致远第三部分 应用二 万寿桥拆除第一部分 引言 万寿桥主桥跨越京杭运河主航道，为单跨下承式预应力混凝土桁架式系杆拱桥，主跨径66.1m，主桥为刚性系杆刚性拱结构，受力特点是外部静定、内部高次超静定。第三部分 应用二 万寿桥拆除预应力钢束湿接缝一、工程概况 本桥下弦杆预应

14、力钢束作为纵向连接拱肋的主要受拉构件，由5根一束的钢绞线组成； 5根风撑及15根横梁为拱肋的横向联系构件。行车道板纵向搁置于横梁上，构成桥面连续体系。第三部分 应用二 万寿桥拆除一、工程概况 本桥桁架拱桥拆除主拱肋2片，单片103.4t；风撑5根，横梁15根，桥面板84块，桥面板拆除后剩余总重260.3t 。部位类型长度（m)重量（t）数量（片/根）备注拱片端节片19.127.74矩形实心断面，上弦杆0.50.5m，下弦杆0.350.65m，竖杆0.250.35m，斜杆0.20.35m， 中节片13.95244顶撑5.52.25预制件、湿接头连接，矩形，断面0.40.4m横梁端横梁14.52.

15、892预制、湿接头连接，断面0.40.6m中横梁20.92.6513预应力预制件，矩形截面带牛腿，断面0.40.6m桥面板边块件4.651.3428预制空心板，断面0.730.22m中块件4.651.9456预制空心板，断面0.960.22m铺装层95.25C40铺装层第三部分 应用二 万寿桥拆除一、工程概况 主桥拆除总体思路：先拆除护栏、铺装层，再分块拆除桥面板，剩余横梁、拱肋、顶撑、立杆等采取两条起重船整体抬吊拆除，吊至临时场地后用破碎机进行拆解破碎。 该系杆拱桥拆除主要内容：桥面铺装及栏杆拆除、行车道板拆除、拱肋抬吊拆除、岸上拆解破碎。第三部分 应用二 万寿桥拆除二、总体拆除思路 由于京

16、杭运河级航道连续封航时间不能超过24h，综合考虑拆除安全性、拆除工期、影响航道周期等因素，主桥拆除方案采用双船抬吊法进行施工。第三部分 应用二 万寿桥拆除序号拆除方式优点分析缺点分析1支架法按常规施工工艺逆向拆除钢管支架使用量大，搭设费用高，拆除工期长；桥下预留的通航孔对航道通行产生安全隐患，难以保证拆除工期及安全要求；2倒塌法工艺简单，拆除进度快本桥拱肋各部分构件较多较零散，拱肋倒塌入河后残渣不易打捞彻底；3单船整体吊装法拱肋整体一次性吊除，占用航道时间短吊点设置在上弦杆则主桥受力状态发生变化；吊点设置在下弦杆端部则吊索倾角与吊高、水平分力无法同时满足，安全性难保证；4双船抬吊法拱肋整体一次

17、性吊除，占用航道时间短；解决水平分力问题主桥跨径66.1m，自重大，抬吊时两船协同作业难度高；三、总体方案比选拱肋 桥面板拆除采用风镐破碎湿接缝，小型起吊式移动门架拆除桥面板的工艺，桥面以上部分防撞护栏、栏杆、砼铺装层等采用小型破碎锤进行拆除清理。第三部分 应用二 万寿桥拆除三、总体方案比选桥面板序号拆除方式优点分析缺点分析1绳锯拆除吊装工艺成熟，对不规则构件拆除有良好效果绳锯串珠损耗较高；锯绳断裂易造成安全隐患2风镐破碎+小型起吊式移动门架运输工艺简单，设备加工、使用方便，破碎及运输效率高破碎残渣坠落桥下影响航道运输安全第三部分 应用二 万寿桥拆除主桥内力计算吊索选型计算砼强度计算均满足施工

18、条件四、双船抬吊计算分析第三部分 应用二 万寿桥拆除破除完毕并冲净原桥面结构栏杆及铺装层破除行车道板铰缝切割小型门架拆除行车道板行车道中板拆除完毕桥面铺装拆除行车道板装拆除五、总体施工工艺附属及桥面第四部分 总体施工工艺拱桥吊移以西侧为中心，顺时针旋转90到达预定场地（图中黄色为待拆主桥）。拱肋抬吊路线图吊移路径预定场地位置五、总体施工工艺拱肋整体抬吊第四部分 总体施工工艺 1#、2#起重船就位，挂吊索，两条起重船同步起吊，起吊高度离地20cm，观测拱肋水平度，待拱肋稳定后，继续起吊至脱离支座40cm后停止起吊。旧桥抬吊初始状态图1船2船五、总体施工工艺拱肋整体抬吊第四部分 总体施工工艺 1#

19、起重船保持不动，2#起重船缓缓向河流上游倒退移动，旧桥东侧向西平面转动45度。2#起重船船艏左缆改缆至河对岸。1船吊移旋转452船五、总体施工工艺拱肋整体抬吊第四部分 总体施工工艺 改缆后，2#起重船继续调整姿态，直至旧桥顺桥向与河道基本一致。旋转至与河道平行1船2船五、总体施工工艺拱肋整体抬吊第四部分 总体施工工艺 2条起重船同时缓慢落钩，保持旧桥水平，直至旧桥落至预定位置。完全稳定后，起重人员摘钩，起重船解缆，离开现场。到达预定场地上方1船2船五、总体施工工艺拱肋整体抬吊拱肋抬吊拆除视频第三部分 应用二 万寿桥拆除五、总体施工工艺拱肋整体抬吊第三部分 应用二 万寿桥拆除 采用220液压破碎

20、锤进行拆解破碎。将整桥沿湿接缝位置解除系杆预应力拆为4段。自上而下分别破碎拱肋各个杆件，混凝土废渣采用环保自卸车集中外运。湿接缝破除顺序图拱肋破碎效果图五、总体施工工艺拱肋拆解破碎Contents目 录第二部分 应用一 南浔大桥拆除第三部分 应用二 万寿桥拆除第五部分 结语固基修道 履方致远第四部分 效益创新第一部分 引言第四部分 效益创新 （1）颠覆常规施工工艺（钢丝绳捆绑），常规工艺拆除主跨19根横梁需要7天，采用横梁专用吊具仅用1.5天，节省工期约5.5天，节约了航道封航费用约8.25万元。 （2）施工过程中避免了起重人员在水上高空作业，提高了施工的安全性，降低安全风险。 吊具模型图创新点一：自动挂钩与脱吊具拆除横梁第四部分 效益创新 拆除行车道板过程中使用的自行设计并加工的小型起吊移动式门架，通过人工推动小型门架即可完成中跨中板的拆除作业，节约了大型起重设备的进出场及租赁费用8.4万元。小型门架设计图创新点二：小型起吊移动式门架拆除行车道板第六部分 施工中的创新点倒塌法一航局应用于系杆拱桥拆除的首次实践；5天完成拱肋拆除打捞，节约工期1