大桥拆桥设计方案.docx

1、大桥拆桥设计方案胥河大桥（旧桥）拆除设计方案江苏省交通科学研究院股份有限公司2010年4月1编制依据1.胥河大桥施工图变更设计2.胥河大桥竣工文件3.246省道胥河大桥病害的技术调查报告(江苏省交通科学研究院股份有限公司 2010年1月)4.现场施工调查、踏勘咨询资料5.同类桥梁工程拆除施工技术2工程概况2.1概况胥河大桥位于高淳县东坝镇东约500m，是高望公路（双碑石望牛墩）上的一座公路大桥。现状桥跨布置为120m简支梁+(30m+45m+30m)变截面连续梁+320m等截面连续梁，桥梁全长191m，桥面宽度为12m。桥梁位于R=1400m的平曲线上，桥面纵坡为0.5%。该桥于1999年年初

2、动工开建，于2000年9月建成通车，迄今投入运营已有9年时间。胥河大桥位于古滑坡地段，历史上曾出现过不同程度的滑坡和河岸剥落。2008年4月桥梁安全检查中发现该桥支座存在小量偏位，2009年发现支座出现了很大的偏移量，且有加速发展的趋势。2009年底南京市公路管理处委托我院对该桥进行病害及南岸边坡位移状况进行调查。调查发现：(1)3#墩7#台下部结构存在较大的纵向偏移量，具体如下：1#墩2#墩3#墩4#墩5#墩6#墩7#台备注墩底相对偏移量(cm)3.30.631.444.73529.86.5向北墩顶相对偏移量(cm)2.32.11744.534.928.86.3向北倾斜度(度)0.170.2

3、51.520.010.40.65(2)对4#墩桩基抽芯及桩孔全孔壁成像检测，发现桩体完整性欠佳，桩体在1013m左右的范围内，出现了数条贯穿性裂缝。(3)上部结构主要病害为箱梁底板露筋锈蚀，翼板破损、露筋锈蚀，箱梁接缝处纵向位移、横向错位，箱梁腹板竖、斜向裂缝。(4)下部结构主要病害为0#桥台护坡沉降、开裂，桥墩下缘多条横向裂缝。经鉴定，该桥墩柱基础出现了严重的功能性病害且有继续扩张现象，技术状况评定为五类(危桥)。2009年底，交通主管部门已经对该桥进行了封闭交通管制。2010年4月，南京市公路处委托我院对该桥进行初步设计和施工图设计工作。 2.2技术标准1.荷载标准：汽-20级，挂车-10

4、0；2.桥面宽度：0.5m(防撞护栏)+11（车行道）+0.5m(防撞护栏)，全宽12.0m；3.通航标准：现状5级，通航净空385m；规划3级，通航净空607m；4.主要拆除工程范围：(1)拆除桥面护栏、铺装及上部主体结构；(2)拆除0#台、7#台台身； (3)拆除1#6#墩墩身(至承台)；(4)按3级航道规划河床断面，拆除2#墩、3#墩承台及碍航部分基桩；5.质量要求：做到工完场清；6.工期要求：2010年5月10日2010年7月10日。3施工要求3.1工程质量要求工程质量达到建设单位要求，做到工完场清，航道内不留建筑垃圾和临时设施的残留物，并确保验收合格。3.2工期要求本桥于2009年底

5、实施交通封闭管制。交通管制实施后，桥梁两侧通行不便，交通现状与区域经济和社会发展需求的矛盾日渐显现。根据建设单位要求，本桥拟拆除，并按照规划通航标准重新建设实施。旧桥拆除重建，时间紧，任务重。拆桥施工中需充分考虑本工程施工难度，采取各种有效措施，要求在60天内完成该项工程。3.3安全要求工程施工应做到安全生产，杜绝人员伤亡、火害、砼块件坠入、机电设备爆炸等事故发生，创建安全标准工地。3.4文明施工要求本工程需立足于保安全，着眼于抢工期，科学文明施工。施工现场按文明施工标准化进行，严格管理，创文明施工标准化工地。3.5环境保护要求1.路上：建筑垃圾清运到指定地点，运输途中不出现抛、洒、滴、漏。2

6、.水上：不将建筑垃圾、生活垃圾及油污水抛入河中。3.噪音：胥河桥附近有居民居住区，尽量避开夜间有噪音机械设备进场施工。4拆桥方案比选目前国内所采用的拆桥方法较多，对于混凝土箱梁的拆除有以下方案可供比选：1.控制爆破方案该方案最大的优点是拆除速度快，受桥型结构影响小。缺点是封航时间长，水中碎渣清理困难，同时爆破会产生飞石、震动等副作用。现场调查显示，桥位处水面宽21.3m，航道中心处水深3.1m。采用控制爆破方案：(1)主孔范围内箱梁混凝土散落在河道内，清理工作预计需要7天时间，封航时间长，对通航影响大；(2)混凝土碎渣打捞清理难度大；(3)对周围建筑、居民生活影响较大；(4)公安机关审批手续复

7、杂，审批周期长；(5)爆破一方混凝土x元，全桥估算造价xx元，费用较高。目前城市桥梁拆除中已较少采用该方案。2.搭设支架采用液压镐头机凿除方案首先将桥面沥青层和两侧护栏凿除，搭设主跨和边跨满堂支架。在支架上铺一层钢板，以防止拆除碎渣落入河中。用液压镐头机上桥，边对称凿除。该方案最大优点是拆除速度快，对通航影响小。其缺点主要是水中搭设支架施工难度稍大。该桥新建时采用满堂支架法现场浇注施工，拆桥时可采用逆向工序法拆除施工。在水中可搭设简易临时支架，预留通航孔，两侧河岸搭设贝雷支架或钢管支架，采用液压镐头机凿除施工。3.浮船渡运方案采用4条500t钢质驳船组合成整体，在船上搭设支架，用拖轮将整体组合

8、船只拖到主跨桥下。然后在主跨两端分别离主墩中心3.50m处切断梁体，通过渡船将切断的梁体运到岸边，再在船上分块切割，用浮吊吊上堤岸，用凿岩机破碎清除。该方案的优点是对通航影响小(仅需断航两天时间)，航道管制方便；船上搭设支架，无需水上作业。其限制条件是渡船拖运受气候、水位及通航条件的影响。现场调查显示，桥位处水面宽21.3m，航道中心处水深3.1m，不满足现状5级通航要求，通航条件较差。采用浮船渡运方案，航道不具备驳船停靠、运输等作业条件。综上比较，推荐采用方案2，即搭设支架采用液压镐头机凿除方案。5施工准备5.1技术准备 本设计拆桥方案仅供施工单位参考。要求承担拆除任务的单位具有相应资质，旧

9、桥拆除施工前，施工单位应根据桥梁竣工图及现场情况，制定详细的拆除方案，并组织工程技术人员及关专家对方案的可行性、安全性进行论证，以确保老桥拆除的安全、快捷。1.查阅资料，搜集原桥施工图及竣工图，仔细阅读原桥设计图纸，聘请相关专家，召开技术研讨会，确定合理的拆桥方案。2.根据施工总体部署安排，配备充足的技术力量，配置相应的测量仪器和测量人员。3.参照国家现行的技术标准、操作规程、相关建设工程法规和强制性的规范标准，严格按规范标准要求进行施工。4.对施工重点难点，编制详细的施工方案，制定切实可行的技术措施，并成立专门小组进行施工控制。5.编制详细的施工进度计划，明确节点工期要求。5.2设备准备根据

10、施工进度计划及现场实际需要，及时提供各种切割及起重、钻凿、装卸、运输等机械及其它设备，主要包括以下设备：序号设备名称型号或功率单位数量备注1液压镐头机台32挖掘机台13吊车25T辆24蝶式切割机LP-32台232KW5空压机40m3/min台36气割设备套47液压剪刀机台18洒水车辆19自卸汽车辆410贝雷片片57611钢管桩直径63cm米106012工字钢I40米5013槽钢12米40014振拔锤只1打桩15建筑钢管48mm米100816安全网米290017竹胶板1.5cm厚张3005.3堆放场地选择及准备拆桥施工前，应选择桥位附近适合区域作为废料混凝土堆放场地，选好场地后用挖掘机与装载机平

11、整处理。6桥梁拆除方案6.1施工顺序：1.设立项目部，封路；2.桥面系附属工程拆除，主要包括伸缩缝拆除、防撞护栏拆除、桥面铺装拆除；3.翼板打孔；4.翼板切割；5.搭设箱梁拆除用支架(可在工序2时开始施工)；6.采用液压镐头机凿除上部箱梁混凝土；7.凿除各桥跨下部结构并清理现场；8.验收。6.2详述拆除施工方案1.将胥河桥两侧用彩钢板封闭，不许车辆及行人通过，并派专人看管。2.桥面系附属工程拆除，用液压镐头机将伸缩缝、防撞护栏、桥面铺装等拆除。用装载机将废渣装上汽车，运至指定地点堆放。护栏牛角形及钢管为不锈钢管制作而成，采用乙炔氧气进行切割解除；3.翼板打孔：根据箱梁悬臂翼板切割平面图上吊装孔

12、布置位置，对主、引桥翼缘板进行放样，打直径10cm吊装孔。4.翼板切割：(1)根据箱梁悬臂翼板切割平面图切缝设置位置，切割翼缘板横缝，顺桥向平均3m一道；(2)吊装孔内穿入直径24毫米吊装钢丝绳，钢丝绳挂在动滑轮组的吊钩上，用吊机将二根吊束收紧；(3)沿箱梁翼缘板根部，用碟片切割机将悬臂翼板切割，割断后立即用吊机将悬臂翼板吊离现场，用小型汽车运出粉碎。5.搭设箱梁拆除用支架：(1)主桥边跨及引桥钢管支架搭设基底处理：支架搭设；(2)主桥通航孔贝雷架搭设预留18m临时通航孔。按拆桥方案支架布置图，在航道两侧打入直径63cm钢管桩；钢管桩接长时钢管桩间搭接焊缝须焊接饱满并用包箍加强；水中共插打2组

13、承重墩钢桩，每组各6根63cm钢管桩，6根钢桩之间用10槽钢纵、横向均焊接联成整体共同受力。钢管桩入土深度详见后附计算，并以现场试桩承载力确定最终入土深度；钢桩间用20槽钢焊接，形成剪刀撑，用来防止钢桩间不均匀沉降并增加其整体稳定性，焊缝饱满，焊接牢固；用1cm钢板制作钢管桩桩帽，钢板与钢桩间焊接固定；桩顶盖帽上用双40号工字钢做盖梁，盖梁与盖帽间焊接固定；采用四路贝雷片作为顶纵梁，在贝雷纵梁顶面采用16号工字钢作为横向分配梁，横向分配梁顶搭设48mm满堂支架。对箱梁底部河床断面进行基础处理，在箱体底部搭设支架；在河道通航孔两侧沉入钢管桩，搭设临时支架，预留通航孔。本工程的支架采用混合结构体系

14、：主孔以外处采用落地满堂钢管排架，钢管排架纵距1m、横距0.8m，步距1.2m；为保证航道畅通，中间预留20m宽临时通航孔，通航孔两侧采用63cm钢管立柱，上部双排单层贝雷桁架留出航道的空间，门架上部采用贝雷桁架纵梁，再在其上采用48mm满堂支架搭设至箱梁底板下3040cm，采用可调节高度顶托将木方、竹胶板搁置在顶托上方，旋紧螺栓使其顶紧箱梁底板。周边双层脚手竹笆全封闭防护棚，外侧安全网高于老桥面1.8m。6.采用液压镐头机凿除箱梁混凝土。凿除顺序是首先进行顶板、底板的凿除并随凿随清，再进行箱梁腹板及横梁的凿除。主桥预应力混凝土连续箱梁腹板自上而下分三层对称凿除，上部1/4梁高和中部1/4梁高

15、混凝土凿除由支座处向跨中方向破碎，底部1/2梁高混凝土凿除由跨中处向两边支座处开始破碎。装载机装车，用汽车将砼废料运出。6.凿除桥墩混凝土，装载机装车，用汽车将砼废料运出。7.拆除构件后的砼碎块，统一用挖机及时归堆，用装载机装车，运至废料堆场。8.由业主组织监理、施工单位，汇同航道部门对拆桥现场及桥下航道进行验收。6.3施工注意事项1.支架设计需要考虑拆除施工中的安全，要具备足够的强度、刚度和稳定性。一旦施工过程中将老桥受力结构破坏，要考虑剩余箱梁部分重量及施工荷载完全由下部承重支架承受(箱梁翼板和顶板底板凿除以后，整个箱梁的受力体系还存在。一旦开始凿除箱梁腹板、割断内部预应力筋释放预应力，箱

16、梁受力体系即被破坏，整个跨度内剩余部分腹板、横梁随时可能开裂塌落，将全部落于下部全封闭支架上，因此箱梁腹板及横梁部分混凝土自重和凿除施工冲击载为支架的计算控制荷载)。2.每层混凝土正式凿除施工前，先释放该处混凝土内预应力，预应力释放措施为每隔23m在梁内开槽将预应力钢绞线暴露后分段割断。施工中产生的混凝土碎块利用串筒随凿随清，不允许堆在支架上。3.箱梁凿除主要施工流程为：桥面铺装凿除防撞墙凿除翼缘板切割(或凿除)顶板凿除底板凿除中间腹板上部1/4梁高预应力释放及混凝土凿除中间腹板中部1/4梁高预应力释放及混凝土凿除中间腹板底部1/2梁高预应力释放及混凝土凿除边腹板及横梁上部1/4梁高预应力释放

17、及混凝土凿除边腹板及横梁中部1/4梁高预应力释放及混凝土凿除边腹板及横梁底部1/2梁高预应力释放及混凝土凿除。4.箱梁防撞墙凿除、翼缘板切割(或凿除)时由东向西两侧对称进行，以防先将一侧防撞墙、翼缘板全部凿除后造成箱梁整体重心产生较大偏移。中间腹板混凝土分层凿除破碎时不得碰动横梁，待边腹板开始破碎时与横梁同层同步进行，不得先将横梁全部破碎后再进行腹板破碎。破碎前对箱梁底部支架空档进行加固处理，每隔23m用道木将纵梁底部与下部排架间空档垫实。5.立柱下部9m采用镐头机凿除，9m以上采用人工凿除的施工方法自上而上施工。主要施工工艺：搭设全封闭脚手架及串筒9m以上部分混凝土自上而下凿除清运(周边全封

18、闭脚手架及串筒同步向下拆除)底部9m混凝土柱施工面一侧脚手拆除镐头机自上而下破碎。6.4施工周期1.支架基底处理：5天；2.搭设贝雷或钢管支架：25天；3.在搭设支架的同时，上部附属构造凿除及清运；4.上部箱梁凿除及清运：20天；5.下部墩台凿除及清运：10天；7支架设计 7.1设计依据及构造要求本计算根据人民交通出版社路桥施工计算手册；立杆、木方是传递垂直荷载的主要构件，而小横杆、大横杆、剪力撑、斜撑主要保证脚手架整体刚度和稳定性的，并且加强抵抗垂直和水平作用的能力。扣件则是支架组成整体的联结件和传力件；采用本方案取最大搭设高度12m进行验算，采用483mm满堂钢管脚手架搭设，立杆横距b=0

19、.8m，纵距l=1m，脚手架步距h=1.2m。7.2材料要求1. 钢管宜采用力学性能适中的Q235A钢，其力学性能应符合国家现行标准碳素结构钢(GB700-2006)中Q235A钢的规定。每批钢材进场时，应有材质检验合格证；2. 钢管选用外径48mm，壁厚3.5mm的焊接钢管。立杆、大横杆和斜杆的最大长度为6m，小横杆长度1.5-3m；3. 根据可铸铁分类及技术条件(GB978-67)的规定，扣件采用机械性能不低于KTH330-08的可锻铸铁制造。铸件不得有裂纹、气孔，不宜有砂眼、毛刺，氧化皮等须清除干净；4. 扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣紧时接触良好，当扣件夹紧钢管时，开口

20、处的最小距离应不小于5mm；5. 扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm；6. 脚手板应采用杉木或松木制作，厚度不小于50mm，宽度大于等于200mm，长度为2-4m，其材质应符合国家现行标准木结构设计规范(GBJ5-88)中对II级木材的规定，不得有开裂、腐朽。脚手板的两端应采用直径为4mm的镀锌钢丝各设两道箍；7. 钢管弯曲、压扁、有裂纹或严重锈蚀；扣件有脆裂、变形、滑扣应禁止使用。7.3钢管支架验算表1 钢管截面特性值规格截面积A（mm2）惯性矩I（mm4）抵抗矩W（mm3）回转半径i（mm）每米自重（N）483.04.241021.0781054.49310315

21、.9533.3表2 钢管用材料参数规格抗拉强度（N/mm2）抗压强度（N/mm2）弹性模量（N/mm2）483.02152152.1105胥河大桥主跨墩顶横梁处为荷载集度最大的位置，但此处有桥墩支座支撑，在拆除过程中不是最不利的位置。位于主跨墩顶附近的梁段由于梁高最大，此处的荷载集度最大，在拆除过程中为最不利位置。根据主跨航道须维持通航的要求，初步拟定如下方案： 3跨连续梁的中跨采用钢管桩基础，贝雷梁作为纵向主梁、分配横梁，483.0钢管支架支撑梁体；两侧的边跨采用483.0钢管支架支撑梁体。计算荷载：（上部恒荷载包括凿除桥面层、防撞护栏、箱梁翼缘板的剩余箱室自重，支撑梁体用木方、模板自重，钢

22、管支架自重，贝雷片、工字钢自重；活载包括施工人员和机械设备自重。）1边跨483.0钢管支架受力验算。立杆横距b=0.8m，纵距l=1m，步距h=1.2m，最大计算高度12m。(1)墩顶横梁附近1米范围内砼恒载：g1=174.3kN /7m=24.9kN/m2(2)支撑梁体竹胶板、纵横向木方、钢管支架恒载：g2=(0.1m0.1m7m+0.1m0.1m24m)/7m27kN/m31.2+(12m12+8.8m11+11121m)1.20.0333(kN/m)/8.8m2=2.1kN/m2(3)施工人员、施工机具等临时荷载：q1=3kN/m2 (4)合计ga=G1g1+G2g2+Q1q1=1.22

23、4.9+1.22.1+1.43=36.6kN/m2由于此处立杆间距为1.0m0.8m=0.8m2，则每根立杆受力为：N=36.6kN/m20.8m2=29.28kN(6)立杆强度验算由于横杆步距（两层横杆间距）为1.2m，长细比=l/i=1200/15.95=75.235,查附录，得=0.748则N=A=0.748424215=68.187kN因为，N=29.28kN N=68.187kN，所以抗压强度满足要求。2483.0钢管支架顶面分配横梁、纵梁受力验算。分配横、纵梁采用1010cm方木，立杆横距b=0.8m，纵距l=1m，步距h=1.2m。木方长度选用23m为宜,搁置在钢管支架顶部的顶托

24、上，并使用铁丝有效固定。木方承受竹胶板传递的均布荷载，一般为2跨连续梁或3跨连续梁（视木方的长度），为偏安全考虑，此处取最不利受力状态计算，假定木方为简支梁，跨径la=0.8m。纵梁间距0.3m，跨径lb=1m，较横梁偏安全，以下为横梁挠度计算：横梁顶面分布荷载：g3=(G1g1+Q1q1)1m=34.08kN/m2根据选定的木方截面尺寸验算其挠度：E=0.1105MPa(木材顺纹),I=bh3/12=0.10.13/12=8.3310-6m4f=(5/384)(g3la4/EI)=2.1810-6mf/la=2.1810-6 la/400=210-3，木方挠度满足要求。3连续梁主跨支架计算由

25、于主跨拆除的支架须跨越航道，且地基条件不允许搭设483.0钢管支架，可采用钢管桩基础加贝雷片纵梁的结构。根据现场勘查的情况，目前河道水面宽度为18m，拟在河道南、北两侧岸边对称沉入四组共16根=630mm钢管桩基础，为保证通航净空每排桩基础须高出水面至少5m。各钢管桩顶面须保持在同一高程，管桩顶面采用两组双排单层贝雷片横梁，贝雷片纵梁整体拼装完成后吊装至贝雷片横梁顶面并有效固定。(1)主跨贝雷片受力计算(3跨连续梁：10.68m+20m+10.68m)主跨箱梁荷载集度：g4=119.56kN/m主跨纵向4组双排单层贝雷片自重、工字钢20a自重、顶面钢管支架(取6m高支架计算，g2值的一半)自重

26、集度：g5=0.9kN/m8+(2.1/2)kN/m28.8m+2.511kN/m=18.951kN/m施工人员、施工机具等临时荷载集度：q2=3kN/m27m=21kN/m荷载合计：gb=G4g4+G5g5+Q2q2=1.2119.56+1.218.951+1.421=195.61kN/m跨中弯矩按最不利荷载状态计算：三跨连续贝雷梁中跨作用gb=195.61kN/m，两侧边跨作用g5=18.951kN/m，设计弯矩为：Md1=4909.6kN.m支座处剪力和负弯矩按最不利荷载状态计算：三跨连续贝雷梁作用gb=195.61kN/m，设计剪力和负弯矩分别为：Qd2=1956.1kN，Md2=55

27、31.9kN.m，由于横桥向采用4根双排单层不加强桁架，其容许内力为：M=1576.44=6305.6kN.m，Q=1962kN 。弯矩5531.9kN.m 6305.6kN.m符合要求，贝雷片拼装时跨中部分采用加强型桁片；剪力1956.1kN 1962kN，支座附近采用竖杆加强。(2)主跨贝雷片上部横向分配梁受力计算(工字钢纵向间距1m，3跨连续梁：2.59m+2.59m+2.59m)工字钢20a自重、钢管支架自重、梁体集度：g6=195.61kN/m2/(2.59m3)=25.18kN/m按最不利荷载计算，三跨连续梁仅中跨承受g6=25.18kN/m均布荷载，按单跨简支梁计算，设计弯矩、剪

28、力分别为：Md3=21.11kN.m,Qd3=32.6kN受拉侧拉应力验算：=Md3/W=21.11/237=89.1MPa215MPa支座附近剪应力验算：= Qd2SZ/IZd=32.6/(17.2107)=27.1MPa172MPa,满足要求。(3)主跨钢管桩沉入深度计算3跨连续梁的中支座处反力最大为，此处设置8根钢管桩共同承担R=3518.9 kN的支座反力。4钢管支架地基承载力计算p=ga=36.6kPa,根据地质资料，桥位处为 ，= kPa,满足要求。7.4地基处理1. 浆砌片石护坡的地面须浇筑100mm厚C10混凝土地坪，以方便搭设钢管支架，立杆支承在1010的木方上；2. 场地平

29、整不得积水并做好排水沟。7.5材料用量统计表3材料用量统计材料种类483.0（m）钢管桩（m）贝雷片（片）数量42000160注：各种扣件、连接件、底座、顶托、加强弦杆、加强竖杆根据支架搭设实际情况调整。8支架的管理8.1支架的验收、使用1. 把好验收关。搭设过程中的架子，每搭设一个施工层高度必须由项目技术负责人组织技术、安全与搭设班组、工长进行检查，符合要求后方可上人使用。架子未经检查、验收，除架子工外，严禁其他人员攀登。验收合格的架子任何人不得擅自拆改，需局部拆改时，要经设计负责人同意，由架子工操作；2. 工程的施工负责人，必须按架子方案的要求，拟定书面操作要求，向班组进行安全技术交底，班组必须严格按操作要求和安全技术交底施工；3. 基础、卸荷措施和架子分段完成后，应分层由制定架子方案及安全、技术、施工、使用等有关人员，按项目进行验收，并填写验收单，合格后方可继续搭设使用；4. 外架第一步(1.8m高)开始拉设兜网和立网，以后每隔2步架子拉设一道兜网，施工层脚手板和施工层临边必须设兜网和立网，以保证高处作业人员的安全；5. 架子搭好后要派专人管理，未经安全科同意，不得改动，不得任意解掉架子与柱连接的拉杆和扣件；6. 架子上不准有任何活动材料，如扣件、活动钢管、钢筋，一旦发现应及时清除；7. 雨后要检查架子的下沉情况，发现地基沉降或立杆悬空要马上用木板将立杆楔紧；8