南照淮河公路大橋主橋箱梁逆作法拆除分析

張黎明 董 蕾

(阜陽市路興公路工程監(jiān)理有限公司，安徽 阜陽 236000)

1 工程概況

G105線南照淮河公路大橋全長2 298 m，跨淮河主橋?yàn)?65+98+65)m連續(xù)梁橋，主梁采用斜腹板單箱單室箱梁，箱梁0號(hào)節(jié)段長度6.0 m，懸澆段1號(hào)～7號(hào)梁段長度3.0 m,8號(hào)～13號(hào)塊節(jié)段長度4.0 m，合龍段14號(hào)長度2.0 m,邊跨現(xiàn)澆段15號(hào)～18號(hào)節(jié)段橋面寬度為20.5 m，主墩構(gòu)造采用1.5 m直徑灌注群樁基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)荷載為汽車—超20級(jí)，掛車—120級(jí)。橋梁總體布置如圖1所示。

該橋于1998年7月設(shè)計(jì)完成，1999年10月建成通車。由于主橋及跨堤橋病害較為嚴(yán)重，經(jīng)多次專家評(píng)審會(huì)論證，對(duì)主橋及跨堤橋上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除重建，下部結(jié)構(gòu)改造后利用。同時(shí)由于淮河通航環(huán)保要求高，必須采用合適地拆除工藝，同時(shí)需對(duì)整個(gè)拆除進(jìn)行有限元分析，根據(jù)分析結(jié)果實(shí)時(shí)掌握主梁的受力狀態(tài)，以保證主橋拆除安全。

2 拆除工藝

橋梁拆除前先將橋梁支座全部焊接固結(jié)，并在主墩兩側(cè)設(shè)置混凝土臨時(shí)支座、鋼管支撐穩(wěn)定支架(見圖2)，邊跨現(xiàn)澆段設(shè)置支撐支架，保證拆除過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全。

主跨箱梁拆除采用對(duì)稱懸臂割除法進(jìn)行拆除，分為護(hù)欄及部分翼緣板拆除、4號(hào)～14號(hào)塊懸臂下放拆除、邊跨15號(hào)～18號(hào)塊現(xiàn)澆拆除、墩頂箱梁0號(hào)～3號(hào)塊拆除4個(gè)部分。

1)護(hù)欄及部分翼緣板采用4臺(tái)50 t吊車分4個(gè)作業(yè)面在橋面吊裝，直接裝車運(yùn)至破碎場(chǎng)。

2)4號(hào)～14號(hào)懸臂拆除采用金鋼石線分塊切割，掛籃做承重結(jié)構(gòu)，連續(xù)千斤頂下放，每個(gè)梁段從腹板位置分割成2段，下放至駁船上。

3)邊跨15號(hào)～18號(hào)塊現(xiàn)澆段拆除、箱梁0號(hào)～3號(hào)塊采用金鋼石線分塊切割，浮吊吊裝至駁船上，通過兩臺(tái)100 t龍門吊將駁船上的混凝土塊吊上岸，簡易破碎后運(yùn)至破碎場(chǎng)。

3 施工全過程分析

為了更好的指導(dǎo)南照淮河大橋主橋的拆除，對(duì)南照河大橋進(jìn)行了結(jié)構(gòu)計(jì)算，結(jié)構(gòu)計(jì)算采用Midas Civil空間有限元程序進(jìn)行計(jì)算。主要包括以下部分：

1)根據(jù)原有橋梁的施工順序，結(jié)合橋梁檢測(cè)的部分結(jié)論(考慮預(yù)應(yīng)力損失20%)，建立成橋模型，盡可能真實(shí)的模擬橋梁的現(xiàn)狀。

2)根據(jù)現(xiàn)有的拆除方案，模擬主橋拆除的主要施工階段，計(jì)算拆除過程中不同施工階段的內(nèi)力、應(yīng)力。

3.1 有限元建模

依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，建立全橋的有限元模型如圖3所示，全橋共268個(gè)節(jié)點(diǎn)，261個(gè)單元，分為50個(gè)施工階段，其中主橋正裝22個(gè)施工階段，倒拆28個(gè)施工階段。由于主橋首先割除懸臂，為了準(zhǔn)確模擬主梁的受力狀態(tài)，主梁截面由中梁及兩側(cè)懸臂三部分組成，如圖4所示。

3.2 計(jì)算結(jié)果分析

按照原施工方案正裝模擬主橋施工至成橋后運(yùn)營15年，再進(jìn)行拆除計(jì)算分析，主梁應(yīng)力及變形見表1。

表1 拆除施工過程主梁應(yīng)力及變形

從表1結(jié)果分析有：

1)根據(jù)對(duì)原橋的正裝計(jì)算，結(jié)合原有橋梁檢測(cè)的部分成果，對(duì)原有橋梁的受力狀態(tài)進(jìn)行了校核，計(jì)算結(jié)果表明現(xiàn)有計(jì)算假定與橋梁的實(shí)際狀況基本吻合。

2)通過對(duì)成橋的倒拆計(jì)算，結(jié)果表明，主梁倒拆節(jié)段，主要最大拉應(yīng)力1.49 MPa，最大壓應(yīng)力為-12.38 MPa，滿足規(guī)范要求，拆除過程中未發(fā)生較大位移突變。

3)通過對(duì)最大懸臂端的不平衡荷載驗(yàn)算，結(jié)果表明在最大懸臂端發(fā)生不平衡荷載(1 486 kN)作用下，主梁應(yīng)力良好。

4)總體計(jì)算分析表明，采用懸臂法拆除主梁方案可行，主梁總體受力良好，主梁拆除風(fēng)險(xiǎn)可控。

4 結(jié)語

該橋按照此拆除方案，已順利拆除重建。通過詳細(xì)地分析計(jì)算，確保了方案的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了舊橋拆除的安全、適用、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，同時(shí)確保了航道通航。南照淮河公路大橋主橋箱梁逆作法拆除可供類似環(huán)保要求高、河道通航條件下的舊橋拆除借鑒與參考。