浅析既有桥梁部分结构拆除施工方案及脚手架受力验算

浅析既有桥梁部分结构拆除施工方案及脚手架受力验算

杜苗鸿

江西理工大学

摘要： 为使赣州市既有章江大桥拼宽改造为城市快速路其中一段，需要拆除桥梁首尾两联上下部结构及匝道和防撞护栏等部分。本文针对部分结构拆除施工方案进行研究，对箱梁脚手架进行相关受力验算，并提出相关吊装要求。

关键词： 桥梁拆除 施工技术方案 脚手架受力验算 吊装

1 工程概况

赣州市中心城区赣南大道快速路二标段西起章江大桥西侧引桥接地点，东至贡江大桥西侧，将章江大桥的改造全部纳入此标段中，全长约4.3Km。其中，西引桥拼宽改造段需拆除第一联150m预应力砼连续箱梁上、下部结构（桩基承台埋入路基，不需要拆除），及既有北侧A匝道桥长120m和2-4联防撞护栏362m；东引桥拼宽改造段需拆除最后一联120m预应力砼连续箱梁上、下部结构（桩基承台埋入路基，不需要拆除）及既有北侧C匝道桥长90m和8-10联防撞护栏339m；以及普通钢筋混凝土板梁结构的人行梯道。拆除桥梁上部结构均采用预应力砼连续箱梁，混凝土等级为C50混凝土。

2 拆桥施工方案

为降低噪音和污染、减少对周边环境的扰动，同时减小对老桥原结构的影响，对部分保留结构进行保护性拆除，本次拆桥选择绳锯切割法。为保障章江大桥正常通行，本次拆除工作前后分为两阶段，先拆除A、C匝道和2-4联、8-10联防撞栏杆及北侧人行梯道，再拆除首尾两联引桥。结合现场实际施工情况及结构分析，按照以下工序进行拆桥：

2.1桥面铺装的拆除

需要保留部分的墩顶伸缩缝采用人工配合风镐拆除，减少对保留段箱梁的扰动；其余伸缩缝采用破碎锤拆除。采用风镐和挖掘机相配合的方式，仅对桥面沥青铺装进行刨除，在桥面做好安全防护防止掉渣，渣滓采用自卸汽车转运并归堆破除。

2.2支架的搭设及拆除

先对支架基础进行硬化处理至地基承载力必须达到110Kpa以上，周围设截水沟和集水井以达到排水良好的要求。引桥首尾两联支架采用碗扣脚手架，方木垂直路线方向布置，箱梁底板支架验收后再搭设翼板支架，设置独立的剪刀撑及扫地杆。第2-4联、8-10联桥下采用碗扣脚手架，方木垂直路线方向布置，设置独立的剪刀撑及扫地杆。支模架的拆除顺序与搭设顺序相反，碗扣式支模架的拆除顺序为：松动顶撑→立杆上方木→模板→顶撑→横杆→立杆→斜撑→立杆底座。

2.3混凝土结构的切割

根据支架排布、吊车吊装能力、平板车运输能力和施工条件进行绳锯切割分块。护栏及翼缘板的分段切割与吊出需对称进行，切割后的分段采用50t吊车吊装，采用平板车运出。完成防撞墙和翼缘板吊装后，再拆除原翼缘板下支架。

采用链式切割机从箱梁最高点起刀切割分块，各切割面和锚头错开一定距离。切割时将切割断面分成左右两个区域，用链条环包住左右切割区，采用切割机和导向轮同步进行切割。

2.4 混凝土块的吊装及外运

选用液压水钻进行吊装孔打孔，在每个被切割块体上分别钻4个Φ108mm的吊装孔（偏开切割断面），吊装前需先进行试吊及观察吊重工具变形情况。吊装需要对钢丝绳和混凝土接触位置采用保护措施，减小挤压，混凝土棱角与钢丝绳接触位置使用钢板做护角。平板车运输节段装车时应放置平稳，梁底与车厢接触位置应设置方木且用葫芦限位固定，防止滑移。

3 脚手架的受力验算

拆除施工仅考虑桥梁恒载作用，且出于保守考虑，即拆除任意一个节段认为整联桥梁的预应力全部失效。考虑到拆除过程中结构位于满堂支架上，认为箱梁结构自身的刚度、强度和稳定性均满足受力要求，主要需要验算施工过程中满堂脚手架是否满足要求。

3.1立杆荷载的计算

3.1.1引桥单箱双室箱梁立杆荷载计算

按最不利考虑，切割后的箱梁实腹段（截面面积为15.5㎡）重量由支架承担，则0.6m长的横梁处钢筋混凝土自重为Q2=15.5×0.6×26=241.8kN（共15根立杆，单肢立杆承重为241.8/15=16.12kN）。

3.1.2匝道单箱单室箱梁立杆荷载计算

按最不利考虑，切割后的箱梁实腹段（截面面积为7.5㎡）重量由支架承担，则0.6m长的横梁处钢筋混凝土自重为Q2=7.5×0.6×26=117kN（共8根立杆，单肢立杆承重为117/8=14.63kN）。

3.1.3 箱梁荷载计算

引桥单箱双室箱梁的横梁处单肢立杆承担的箱梁自重最大，故取Q2=16.12 kN。另，施工人员及设备荷载为Q3=1.0 kN/m2

3.2箱梁支架计算

荷载标准值

模板支架的永久荷载=模板及架体自重（Q1）+钢筋混凝土自重（Q2）=1kN/㎡+25.5kN/㎡=26.5 kN/㎡

模板支架的可变荷载=施工荷载（Q3）+风荷载（独立架体高宽比不大于3，且作业层上竖向栏杆围挡高度不小于1.2m，故不考虑）=2.5kN/㎡

3.3 支架验算

跨径l=60cm（横向60cm，纵向60cm），按三跨连续计算，受力简图如下：

荷载q=（砼自重+纵向方木自重）×1.35+施工荷载×1.4=（16.12/0.6）×1.35+1×0.6×1.4=37.1KN/m

，满足。

,满足。

挠度计算荷载q=砼自重+纵向方木自重=27×0.6=16.2KN/㎡

,满足。

3.4立杆强度和稳定性验算

3.4.1荷载计算

立杆上固定荷载=砼自重（G1）+横向钢管（G3）+立杆最下端自重（G5，取最高6m计算，步距1.2m）=16.12KN+0.038×0.6×2 KN +0.038×[6+6/1.2×2×（0.6+0.6）]=16.854KN

立杆上活荷载=施工荷载（Q1）=1×0.6×0.6=0.36KN

3.4.2稳定性计算

为各恒载标准值对立杆产生的轴向力之和； 为各活载标准值对立杆产生的轴向力之和； 为风载值（计算不考虑）； 为纵横水平拉杆的计算步距，取 ； 为立杆迎风面积的间距1.2m； 为立杆截面模量。 ， ， ，

钢管脚手竖向步距为 ，长细比λ=µkL0/ i =180×1.155×1.1/1.601=142.842，查表得=0.373，

+==155.906MPa

4 吊装的相关要求

吊装人员应持证上岗，高空作业人员还须经体检合格，按规定穿戴防护安全用品。吊装前必须进行安全技术教育和安全技术交底,以及对起重运输和吊装设备、吊装环境、基础承载力及所用工具等进行仔细地检查和试验。 设置安全防护设施或标志,吊装工作区应有明显标志，并设专人警戒，严格遵守安全规程，吊装作业必须服从统一指挥，不得擅自行动。设备构件运输也应严格遵守有关规定，重大件运输应办理手续并采取运输安全保护措施等。

参考文献

[1] 《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 166-2016）

[2] 《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》（JGJ 276-2012）

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