[发明专利]一种城区梁桥阶梯式顺序塌落控制爆破拆除方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种城区梁桥阶梯式顺序塌落控制爆破拆除方法，涉及城区梁桥爆破拆除技术领域。

背景技术

上世纪末，中国桥梁事业迅速发展，基于特殊的国情及社会背景，同时受理论缺陷、施工工艺、施工水平、建筑材料本身限制、施工控制不严等多重因素的影响，建成后的大量梁桥普遍出现了顶板、底板和腹板开裂、预应力度下降及跨中下挠的现象，轻者影响结构耐久性和美观，严重者已限制了桥梁的正常使用甚或导致结构丧失承载力，部分桥梁不得不进行拆除；另因桥梁使用功能的改变或线路升级改造，也有一些桥梁需要进行全部或部分拆除。这类待拆桥梁数量多，结构受力复杂，边界条件多样，拆除难度大，技术风险高，安全问题突出且这类桥梁拆除已呈增长趋势，任务非常艰巨。因此，如何对这些桥梁安全可靠地拆除显得越来越重要，具有重大的现实意义。

目前国内外桥梁拆除的主要有爆破法和非爆破法两种，但无论是爆破法还是非爆破法拆除，国内外都尚无相关指南可供参考，这也在一定程度上制约着桥梁的安全快速拆除。且所有的梁桥拆除方案(尤其是爆破拆除方案)中几乎不进行梁桥初始状态识别、预处理后结构状态的预测和拆除施工过程中的监控工作，致使梁桥拆除存在一定的安全隐患。

梁桥爆破拆除目前主要有整体定向倒塌和分段原地坍塌两种方案。整体定向倒塌往往是梁桥整体沿纵向向一端倒塌触地，这种方案在中小梁桥爆破拆除时比较适用，在大梁桥和特大梁桥爆破拆除时由于高长比较小而很难实现。原地坍塌爆破通过在桥墩和桥台上设置全高或等高的爆破切口，实现梁桥上部结构在自身重力的作用下原地坍塌。

在这两种梁桥爆破拆除方案上部结构几乎是以整体的形式冲击地面，引起的地面冲击振动较大，冲击振动危害效应增大，周围环境的振动防护难得增大；且在后期梁桥上部结构二次破碎(尤其是采用机械法进行二次破碎)时难度大，容易破损路面，使路面的修复工作量和成本增大。

对于城区大梁桥和特大梁桥的爆破拆除两个方案均存在炮孔数量多，钻孔工作量大，炸药用量大，爆破飞石、噪音、有害气体和粉尘的防护难度大的问题，无疑增大了城区梁桥安全快速爆破拆除的难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种城区梁桥阶梯式顺序塌落控制爆破拆除方法，对梁桥塌落顺序、塌落高度和塌落质量进行三重控制，大幅度减少炮孔数量和炸药量，精确控制梁桥上部结构的塌落高度、塌落质量和解体程度，进而有效控制梁桥上部结构爆破塌落触地冲击振动效应。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种城区梁桥阶梯式顺序塌落控制爆破拆除方法，包括以下步骤：

步骤一、对待拆的梁桥进行结构初始状态识别；

步骤二、对待拆的梁桥进行局部预处理并对预处理后的桥梁结构状态进行预测，在爆破拆除施工全过程中实施梁桥结构状态监控；

步骤三、确定梁桥阶梯式塌落的顺序、塌落高度和塌落单元质量；

步骤四、在待拆的梁桥桥墩和桥台以及局部主、次梁的设计部位钻孔、装药、防护，采用非电双向加强延期起爆网路起爆。

作为本发明的进一步优选方案，步骤一中，所述桥梁结构初始状态识别通过梁桥静载和动载试验结果进行状态评价，其中，

静载试验包括对主梁挠度主梁应力进行测量，挠度测量点纵向布置在跨中和四分点，采用光学或电子精密水准仪观测，应力测量在主梁跨中梁底外表面粘贴混凝土应变片测试应力；

动载试验采用脉动试验法，测点布置于梁桥中心线跨中和四分点位置，通过测量桥梁结构各部件在环境随机振动激励的振动响应信号，进行信号频率、振型、动力特性和冲击系数分析。

作为本发明的进一步优选方案，步骤二中，所述预处理包括主梁和次梁部分纵向钢筋的切割处理、桥台处梁和路面的切割处理、梁桥上部结构根据理论计算确定的塌落单元两端或各跨连接件的切割处理和梁桥上部附属结构的预处理工作，预处理工作采用弱松动爆破方法和机械法进行；

所述桥梁结构状态预测方法包括卡尔曼滤波法、灰色系统理论法或最小二乘法。

作为本发明的进一步优选方案，步骤二中，所述预处理还包括增设平衡体系。

作为本发明的进一步优选方案，爆破拆除的梁桥中任何两个相邻桥墩或者是桥墩与桥台的爆破高度均不相同，爆破高度呈W形阶梯设置。

作为本发明的进一步优选方案，所述步骤三中具体包括，

301、根据梁桥结构特征和周边环境条件依据逐渐远离重点保护对象的原则确定梁桥阶梯式塌落顺序；