跨航道预应力连续梁桥拆除施工方案研究.pdf
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1、文章编号:()收稿日期:基金项目:国家自然科学基金项目()作者简介:潘小虎()男陕西宝鸡人高级工程师主要从事桥梁工程研究方面的工作:.引文格式:潘小虎陈国狄小东 等.跨航道预应力连续梁桥拆除施工方案研究.铁道建筑技术():.跨航道预应力连续梁桥拆除施工方案研究潘小虎 陈 国 狄小东 吴新涛 窦 晗(.中铁一局集团有限公司第三工程分公司 陕西宝鸡 .南京林业大学土木工程学院 江苏南京)摘 要:为研究跨航道大跨连续箱梁桥拆除施工对大跨径变截面预应力混凝土箱梁受力性能和变形特性的影响以京沪高速公路原盐河大桥为工程背景采用有限元软件建立旧桥三维数值模型根据跨航道桥特点针对性提出 种拆除方案即先边跨后中
2、跨方案(方案)、边跨和中跨同步拆除方案(方案)以及先中跨后边跨拆除方案(方案)并对各方案施工安全性和施工难易程度进行对比分析 结果表明先中跨后边跨拆除方案(方案)对航道通过能力影响最小可显著降低施工过程安全风险最不利受力阶段出现在桥面二期铺装和翼缘板拆除后中跨箱梁顶(底)板应力及竖向变形为全施工过程最大值关键词:公路桥梁 连续梁桥 改扩建 跨航道 拆除方案 数值模拟中图分类号:.文献标识码:./.(.):.()()().().:引言受建设标准、材料性能以及施工质量等因素的影响早期建造的部分桥梁陆续出现裂缝、钢筋锈蚀和混凝土碳化等病害 已不能满足人们日益增长的出行需求 拆除既有旧桥并在原桥位处新
3、建桥梁能够从根本上解决交通量剧增以及荷载等级提高的难题 然而在经过多年超负荷运营后旧桥承载能力不断下降结构受力状况复杂导致拆除过程中存在极大的安全风险 由于拆除方案不当所致的安全事故频发造成了大量的人员伤亡和财产损失 旧桥拆除方法主要有爆破法、机械凿除法、快速驮运移除法以及搭设支架法等 对于跨航道桥梁而言爆破和机械凿除产生的大量混凝土碎块和钢筋极易堵塞河道严重影响航道安全 而快速驮运移除法和搭设支架法对施工环境要求高需预先在航道布置作业平台并铺设简易道路费工费时 因此应根据桥梁状态、工程需要和施工环境特点按照安全、经济和简便铁道建筑技术 ()潘小虎 等:跨航道预应力连续梁桥拆除施工方案研究的原
4、则选择合适的拆桥方法针对跨航道桥梁拆除施工上述四种方法均存在一定的局限性 依托京沪高速公路盐河大桥改扩建工程实现跨航道大跨连续箱梁桥的安全、快速拆除以期为类似跨航道桥梁的拆除工程提供有益参考 工程概况京沪高速公路原盐河大桥中心桩号为 桥梁全长.上跨盐河桥梁交叉角度为 跨径布置:左幅 ()()右幅 ()()大桥第二联上部结构为单箱单室变截面()连续箱梁采用三向预应力结构悬臂浇筑法施工见图 下部结构为柱式墩、肋板台、钻孔灌注桩基础 现场检测结果表明全桥技术状况良好技术状况等级评定为 类 由于跨航道处变截面连续箱梁跨径不满足航道通航规划大桥第二联拆除重建其余联双侧拼宽后改造利用图 盐河大桥第二联节段
5、划分 施工难点()京沪高速公路是我国南北方向的交通大动脉不能完全中断车辆通行 左右两幅桥梁距离较近拆除过程中产生的混凝土碎渣不得溅落到另一幅桥面此外拆除过程振动不得过大防止噪声干扰高速公路行车司机()中跨箱梁横跨盐河河道不允许长时间封航桥梁破拆过程中不允许大体积混凝土碎块和钢筋掉落河道()盐河旧桥距离京沪高速铁路线保护区较近作业空间有限既有旧桥状况不明施工难点多技术要求高 拆除方案原盐河大桥分左右两幅先拆除左半幅右半幅正常通行 左半幅拆除后在原桥位建造新盐河大桥 待左幅新桥建成并通车后拆除右幅旧桥并在原址建造新桥 结合预应力混凝土连续梁桥特点以及现场环境制定 个拆除方案 方案:先边跨后中跨拆除
6、法方案:边跨和中跨同步拆除法方案:先中跨后边跨拆除法方案采用履带吊拆除边跨箱梁后再拆除中跨合龙段此时连续梁桥结构体系变成悬臂结构存在向中跨一侧倾覆的巨大风险 布置浮吊和履带吊同步拆除边跨和中跨的方法可以大幅缩短现场施工时间减少封航时间但方案 存在沿顺桥向一侧倾覆的安全隐患实施方案前箱梁和墩柱之间用 混凝土填充密实增加抗倾覆能力 切割前用 浮吊向上起吊中跨合龙段(见图)使用金刚石绳锯将合龙段与 节段分离再按逆序法依次将变截面箱梁节段切割用浮吊将合龙段和变截面节段吊至驳船后运输至岸边(见图)待中跨拆除完毕边跨采用炮机原位凿除 综上先中跨后边跨的拆除方案(方案)对盐河航道影响最小施工难度小可有效降低
7、拆除过程中的安全风险图 拆除中跨合龙段 图 箱梁拆除全景为保证边跨箱梁拆除过程的安全性首先在边跨箱梁下方搭设钢管支架采用 钢管桩每组两排每排两根钢管桩钢管桩横向间距为.纵向间距为 两组间距 钢管桩组与组之间设置一道剪刀撑钢管桩横向等间距设置 横撑横撑间设置 斜撑 每排钢管架顶部设置双拼 工字钢作为垫梁其上设置楔形钢垫板支垫使分配梁与箱梁底部密贴 有限元分析.模型建立利用 软件建立全桥有限元模型(见图)混凝土箱梁、墩柱和膺架均采用梁单元模拟 全桥共 个梁单元其中箱梁、墩柱和膺架分别为 个、个和 个单元 原桥采用 混凝土建造根据混凝土回弹仪检测结果混凝土强度为 预应力筋采用直径为.高强度低松弛钢绞
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