少支架拆除系桿拱橋施工控制關鍵要點分析

摘要：系桿拱橋是現(xiàn)代橋梁建設使用較為廣泛的橋型，由于城市發(fā)展、航道升級等因素影響需要拆除部分老系桿拱橋。文章詳盡分析了系桿拱橋結(jié)構(gòu)特點對拆除過程中的各影響因素，著重闡述系桿拱橋拆除施工中控制關鍵要點，通過施工過程中的嚴格控制，達到安全、高效的目的，并得出了相應的結(jié)論。

關鍵詞：少支架、系桿拱、結(jié)構(gòu)特點、拆除、關鍵要點

一、工程概況

水陽江老橋于1998建成通車至今20年，主橋為單幅兩片拱肋系梁拱結(jié)構(gòu)，全橋分跨為11米×20米+65米（系梁拱）+9米×20米，主跨橋梁寬度為14米，跨徑65米，為下承式預應力鋼筋混凝土系梁拱，計算跨徑為65米，矢跨比1/5.7，線型為二次拋物線。拱肋為工字形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高120厘米，寬100厘米;系梁結(jié)構(gòu)箱形斷面，高150厘米，寬100厘米;中橫梁高150厘米，寬60厘米，端橫梁高206厘米，寬274厘米，均為預應力構(gòu)件。吊桿間距525厘米，內(nèi)設預應力鋼絞線，為外套直徑220毫米、10米厚無縫鋼管。

二、系桿拱橋結(jié)構(gòu)特點分析

系桿拱橋的特點是：它將拱與梁兩種基本結(jié)構(gòu)形式組合在一起，共同承受荷載，充分發(fā)揮梁受彎、拱受壓的結(jié)構(gòu)性能和組合作用，拱端的水平推力用拉桿承受，使拱端支座不產(chǎn)生水平推力。拱與弦間用兩端鉸接的豎直桿聯(lián)結(jié)而成，內(nèi)部為超靜定體系，外部則為靜定，因此對墩臺不均勻沉降無影響。

拱座的水平推力的產(chǎn)生大都來自拱上荷載，但由于系桿的存在，水平推力被其約束，在拆除方式上要結(jié)合這一特點，制訂“先建后拆、后建先拆、對稱同步”拆除原則。

三、拆除施工關鍵要點

（一）拆除施工流程

橋梁的拆除過程一般是原建造過程的逆過程，也可根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)、受力特點及拆除過程中構(gòu)件的起重量的變化，制訂合適的拆除流程，并充分利用現(xiàn)代化的拆除設備，可安全、快速、高效完成拆除施工。針對結(jié)構(gòu)特點及拆除施工原則，確定以下拆除施工流程。

（二）關鍵要點1：臨時支墩設置

每根系梁端部下設置一個臨時支墩，共4個，單個臨時支墩由6根φ529×10鋼管樁組成，管樁順橋向樁中心間距 2.5米 +2.5米，橫橋向樁中心2.4米。樁間采用[14b槽鋼每4米進行聯(lián)結(jié)，以增加整體穩(wěn)定性。

拱肋支撐架在拱肋切割處設置拱肋支撐架，共2個。單個拱肋支撐架由4根φ630×8鋼管樁組成，設置于系梁上，以支撐拱肋的重量。拱肋支架管樁間順橋向采用20b槽鋼進行聯(lián)結(jié)，橫橋向采用φ529×10鋼管樁進行連接。

（三）關鍵要點2：吊桿切割

吊桿切割按先中間，后跳跨式，分段解除，漸近式釋放內(nèi)力方法，按6、8、4、10、2、7、5、9、3、11、1的順序上、下游同時放松系梁吊桿并將其割斷（底部割斷），使上部剩余結(jié)構(gòu)的全部重量轉(zhuǎn)移到底部臨時支撐上。切割時注意防止吊桿下端擺動傷人，切割前用鋼絲繩沿四個方向?qū)⒌鯒U下端拉緊后再行切割。

（四）關鍵要點3：主拱圈中段吊除中的吊裝及構(gòu)件安全

本工程拱肋拆除位于水陽江主航道上，采用1臺150T浮吊對拱肋進行分段抬吊吊裝。將拱圈時順橋向分成

21.8米 、28.5米、21.8米，共3段。中間拱圈長度28.5米，重88.9噸，鋼絲繩吊點放在兩端6米位置，單個邊拱圈長度約21.8米，重 70.7噸 ，鋼絲繩吊點放在兩端4米位置。

由于吊裝鋼絲繩之間存在夾角，切斷后的拱肋根部又是懸臂。為避免吊點對其間拱肋產(chǎn)生水平擠壓力從而引起拱肋上緣產(chǎn)生較大拉應力，同時避免兩端懸臂段因重力影響對拱肋上緣產(chǎn)生較大拉應力，設置合理的吊點是本工程成功切割吊裝拆除作業(yè)的關鍵。

（五）關鍵要點4：模型數(shù)據(jù)與實際監(jiān)控數(shù)據(jù)對比

主跨模型中橫梁、系梁、拱肋采用梁單元，吊桿采用桁架單元，主跨共105個梁單元，22個桁架單元，節(jié)點總共92個。考慮到本橋為使用時間達20年的老橋，因此模型建立時，材料強度等級均考慮了一定的折減，系梁采用C45混凝土，拱肋采用C35混凝土，預應力鋼絞線張拉控制應力采用1116兆帕。通過監(jiān)控數(shù)據(jù)與理論模型的比較（表1），可以有效發(fā)現(xiàn)拆除過程中待拆結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)，采取相應的措施確保拆除過程安全，指導后續(xù)施工。

四、結(jié)論

綜上所述，系桿拱橋的拆除隨著施工工藝復雜程度而變化，風險也隨之變化，拆除過程也會受到諸多因素的影響，極易使待拆除的橋梁狀態(tài)偏離預期狀態(tài)。所以建立必要的理論數(shù)據(jù)模型與監(jiān)控數(shù)據(jù)進行比較，并確定拆除作業(yè)的關鍵要點，可以因地制宜的將結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)較為復雜的橋梁安全、高效地拆除。另外，文中對拆除過程關鍵要點的考慮，也可為類似橋梁拆除提供可靠的參考。

參考文獻：

[1]張成瑞，預應力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)特點分析與靜力拆除關鍵技術[J].工程質(zhì)量，2018.

[2]張守軍，跨航道系桿拱橋拆除及施工監(jiān)控技術[J].管理與施工，2015.

作者簡介： 陳偉，南京潤華建集團設有限公司。