本站小編為你精心準(zhǔn)備了拱橋拆除及施工監(jiān)控技術(shù)參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

1拆除方案

由于該橋為系桿拱橋體系，結(jié)構(gòu)整體性強，跨度長、自重大，使得該橋只能在搭設(shè)支架的情況下采取分段切割配合浮吊吊運拆除的方法。為符合通航要求，支架間距設(shè)定為40m。當(dāng)?shù)鯒U切斷后拱圖1橋梁立面管理施工171肋與系桿間的聯(lián)系瞬間消失，會引起橋梁結(jié)構(gòu)的劇烈震動，不利于保證施工安全。因此吊桿被切斷時，在橋跨跨中部位設(shè)置一臺浮吊頂緊系桿，減小由于瞬間釋放的吊桿力引起的結(jié)構(gòu)震動。在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后浮吊迅速駛離，保證航道暢通。圖2為航道內(nèi)設(shè)置的臨時支架和跨中浮吊。橋梁結(jié)構(gòu)拆除的一般原則為先拆除次要構(gòu)件后拆除主要構(gòu)件，主體結(jié)構(gòu)拆除前恒載應(yīng)最小。結(jié)合以上原則，該橋拆除施工步驟確定為：拆除橋面板及中橫梁，切斷吊桿，鑿除風(fēng)撐，鑿斷并吊除拱肋，鑿斷并吊除系桿中段，最后將兩側(cè)系桿及端橫梁吊除。橋梁拆除施工順序如圖3所示。

2拆除方案仿真分析

在橋梁拆除過程中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力狀態(tài)和邊界條件隨施工工況的改變而改變，為保證拆除施工的安全性，應(yīng)對拆除過程進行仿真分析，以確定關(guān)鍵控制工序的安全性。根據(jù)分析結(jié)果，影響拆除安全的關(guān)鍵工況為風(fēng)撐拆除及吊桿切斷后的拱肋穩(wěn)定性、系桿承載能力，系桿拱肋分段吊除過程中構(gòu)件的承載能力。

2.1拱肋穩(wěn)定分析在該橋的拆除過程中，中橫梁和風(fēng)撐的拆除降低了構(gòu)件橫向抗彎剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，而且在吊桿切斷后，系桿和拱肋的整體性減弱，所以應(yīng)對該工況之后的拱肋穩(wěn)定性進行分析。在恒載和風(fēng)載作用下，拱肋的第一階失穩(wěn)模態(tài)均表現(xiàn)為拱肋面外對稱側(cè)傾失穩(wěn)，最小穩(wěn)定安全系數(shù)9.582。拱肋的穩(wěn)定安全系數(shù)大于4~5，其穩(wěn)定性滿足穩(wěn)定要求。圖4給出拱肋裸拱的一階屈曲模態(tài)，表明裸拱的一階屈曲形式為面外失穩(wěn)。

2.2系桿承載力分析當(dāng)?shù)鯒U切斷后，橋梁系桿所承受的吊桿力消失，系桿的自重通過臨時支撐及端支點傳遞到地面。由于臨時支撐由鋼管樁和貝雷梁組成，整體支撐剛度小，在支撐處可能發(fā)生較大沉降。系桿變形及彎矩分布如圖5所示。在不考慮支撐沉降的情況下，在預(yù)應(yīng)力和構(gòu)件自重等施工荷載作用下，跨中最大撓度為44mm，遠小于規(guī)范的限值要求，系桿結(jié)構(gòu)效應(yīng)都小于結(jié)構(gòu)抗力。考慮支撐沉降效應(yīng)，當(dāng)沉降量將達到15cm時，系桿跨中變形增大，系桿彎矩接近系桿承載能力不能繼續(xù)承載。因而在拆除施工過程中應(yīng)著重加強臨時支撐的承載能力，并采取必要措施減小支撐沉降。此外還應(yīng)加強臨時支撐的剛度和對橋梁結(jié)構(gòu)的監(jiān)測預(yù)警，防止臨時支撐發(fā)生過大變形導(dǎo)致結(jié)構(gòu)突發(fā)破壞。

2.3系桿、拱肋吊裝驗算切斷的系桿和拱肋均采用一臺浮吊吊除，設(shè)置兩個吊點，應(yīng)對起吊時兩個吊點作用下構(gòu)件的承載力進行驗算，以確保起吊過程中拱肋構(gòu)件不致斷裂。對拱肋和系桿的吊裝驗算表明，在吊點位置選擇合適的情況下，吊裝時拱肋構(gòu)件內(nèi)力以及吊裝鋼絲繩承受的拉力小于構(gòu)件本身抗力以及吊裝鋼絲繩的破斷拉力，滿足吊裝要求。

3拆除施工監(jiān)控

舊橋拆除過程中結(jié)構(gòu)體系及內(nèi)力傳遞路徑不斷發(fā)生變化，而且舊橋服役多年，其結(jié)構(gòu)剛度和強度、預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失等因素均不能在拆除施工前很確切地掌握，使得在拆除過程中不可預(yù)見因素增多，因而在拆除施工過程中應(yīng)引入施工監(jiān)控，實時掌握結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布及各構(gòu)件的邊界狀態(tài)，以確保拆除過程安全順利進行。在拆除施工時，一旦橋梁進入危險狀態(tài)，監(jiān)控預(yù)警指標(biāo)出現(xiàn)報警信息，通過分析采集的預(yù)警指標(biāo)信息指導(dǎo)下一步拆除施工的實施。因此，對結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、跨徑大、不確定因素較多的橋梁結(jié)構(gòu)在拆除施工中進行必要的施工監(jiān)控顯得非常重要。

3.1監(jiān)控方案施工監(jiān)控應(yīng)在仿真分析的基礎(chǔ)上，對每一個施工階段的構(gòu)件應(yīng)力和變形情況進行數(shù)據(jù)采集和對比分析，并設(shè)定橋梁進入危險狀態(tài)的控制閥值。根據(jù)該橋的結(jié)構(gòu)形式和拆除方案，吊桿拆除后拱肋和系桿受力形式發(fā)生變化，系桿的狀態(tài)控制是保證整個施工安全的關(guān)鍵。根據(jù)實際情況主要施工監(jiān)控工況為拆除部分橋面板及中橫梁、吊桿切斷、鑿除風(fēng)撐、鑿斷并吊除拱肋4個階段。經(jīng)驗算知在預(yù)應(yīng)力和構(gòu)件自重等施工荷載作用下，吊桿拆除后臨時墩沉降為15cm時，系桿跨中截面累計變形為26cm，此時跨中所受彎矩已經(jīng)達到系桿抗彎承載能力的96%，因此設(shè)定預(yù)警控制閥值為：（1）臨時墩累計沉降量達到15cm；（2）系桿跨中截面累計下?lián)现颠_到26cm；（3）監(jiān)控點應(yīng)力增量異?；虺^理論增量。圖6給出了監(jiān)測控制點布置位置，主要有系桿中部、臨時支撐處及其對應(yīng)的拱肋部位。在控制點處粘貼棱鏡及應(yīng)變傳感器以監(jiān)測該部位的變形和應(yīng)力變化。系桿中部應(yīng)變傳感器粘貼在系桿底面，支撐部位傳感器粘貼在系桿頂面。

3.2監(jiān)控結(jié)果分析

3.2.1應(yīng)力分析舊橋拆除施工前，對不同施工階段的應(yīng)力進行了分析計算。在施工過程中，通過與不同階段采集的實際應(yīng)力數(shù)據(jù)比對，掌據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布規(guī)律和各構(gòu)件的應(yīng)力情況。圖7給出了各施工階段特征截面測點的應(yīng)力實測值與理論值曲線。分析可知，在各施工階段理論值的絕對值均大于實測值。結(jié)果表明，有限元計算獲得的理論解偏于安全。

3.2.2變形分析從橋面拆除施工至系桿拆除，各測點變形量與理論變形值吻合較好，未出現(xiàn)較大異常變形。各工序完成后，監(jiān)控點的變形情況如表1所示。由于夜間通航要求限制，吊桿切割、拱肋拆除后，需間隔一天再進行下一道施工工序，考慮在間歇期間臨時支座可能發(fā)生沉降，故對間歇期間各特征測點的變形進行監(jiān)測。對表1數(shù)據(jù)分析可知，系桿的跨中截面累計最大實測變形值為17.1cm，小于預(yù)警值26cm。4個臨時墩的最大沉降值為8.2cm，遠小于預(yù)警值15cm，因而在主橋拆除施工中，系桿及拱肋結(jié)構(gòu)均處于安全范圍內(nèi)。吊桿切割、拱肋拆除后，間歇期間臨時支撐發(fā)生一定沉降，造成系桿撓度增大，可見在對主要構(gòu)件拆除施工后應(yīng)盡量減小間歇時間。此外，分析可知橋梁各拆除施工階段對拱肋的變形影響不大，拱肋總體變形量較小，利于保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

4結(jié)語

該橋航道船舶流量大，通航要求高，通過制定合理的施工方案，采取施工監(jiān)控等有效措施，保證了通航要求。橋梁拆除過程中僅暫時性斷航3次，每次不超過4h，最大限度減少了施工對航道的影響。航道橋梁往往具有跨度大、橋型復(fù)雜等特點，橋梁拆除過程中構(gòu)件的受力形式不斷發(fā)生轉(zhuǎn)變，施工方案確定過程中，應(yīng)對關(guān)鍵拆除工況進行嚴格驗算，以保證橋梁拆除各階段的承載能力和穩(wěn)定性。舊橋經(jīng)過多年的運營，拆除時不可預(yù)見因素較多，對結(jié)構(gòu)復(fù)雜橋梁拆除采取必要的監(jiān)控措施，準(zhǔn)確把握橋梁的受力狀態(tài)是很有必要的。

作者：張守軍  單位：江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司