[发明专利]释放桥面约束的圬工拱桥快速破拆方法

说明书

本发明公开一种释放桥面约束的圬工拱桥快速破拆方法，包括：步骤一，收集或者实测待破拆的圬工拱桥的结构参数；步骤二，通过临界算式计算桥面铺装的钢筋根数、厚度和宽度的临界值；步骤三，对待破拆的圬工拱桥桥面进行切割，使待破拆的圬工拱桥桥面铺装的钢筋根数、厚度和宽度均小于上述临界值；步骤四，采用长臂钩机破拆圬工拱桥其中一侧拱脚，圬工拱桥的桥跨即会整跨垮塌；步骤五，清运垮塌跌落下来的圬工材料，完成圬工拱桥破拆作业。本发明可实现整跨垮塌，并利用整跨垮塌跌落的能量将圬工材料破碎成小块，实现快速破拆、清运，降低破拆安全风险，最大程度缩短施工周期、降低施工成本、减少对周边环境的干扰与影响。

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，具体涉及了释放桥面约束的圬工拱桥快速、一次性破拆方法。

背景技术

我国历史上修建了许多主要以砖、石、混凝土等圬工作为主要建造材料的桥梁，尤其是圬工拱桥，如始建于隋代的赵州桥、近代双曲拱桥。圬工拱桥充分利用圬工材料的抗压能力，不配钢筋或是少配钢筋，在特殊的历史时期解决了跨越河流、沟谷的生产生活需要。近20年来，随着国家经济、交通基础设施的大发展，车流量逐年增长、荷载等级的逐渐提高，技术状况较好的圬工拱桥经维修加固可持续使用服役一段时间，但是由于圬工拱桥本身材料特性、结构特征、修建时荷载等级(多数为车-15级及以下)相对较低等原因，圬工拱桥并不能满足持续增长的车流量、因荷载等级提高的同步提升承载能力的要求。根据圬工拱桥技术状况、桥梁所属路段荷载等级、交通量等，圬工拱桥逐步进入拆除的历史阶段。2020年12月交通运输部办公厅关于印发《公路危旧桥梁改造行动方案》(交办公路[2020]71号)，明确对少筋拱桥、汽车-15级及以下的桥梁进行改造。一些省或市交通主管部门发文，对圬工拱桥不予保留或维修加固，而是进行予以拆除的彻底改造。

爆破拆除是桥梁工程常用的拆除方式，但受炸药的管制影响而实施手续繁琐，常有因拆除爆破振动造成周边建筑物开裂破坏，爆破产生的飞石、冲击波易对周边建筑物及人员造成打击和损伤，产生不必要的财产、人身损害纠纷；需对爆破产生的大量粉尘进行抑制处理，抑制处理措施复杂、成本较高；爆破前需对周边人员进行疏散及道路的交通管制，当采用多次爆破拆除时，对群众生活和现有道路交通影响较大，尤其是在群众聚集居住区及车流量大的交通要道，无法实施圬工拱桥的爆破拆除或是爆破拆除实施极其困难。

机械拆除也是较为常用的拱桥拆除方法，常规机械拆除顺序为护栏、桥面铺装、拱上填料、拱上侧墙、腹拱、主拱圈等，因要保持纵桥向、横桥向受力对称原则，往往无法采用大型设备，如挖机(带破碎头)，而采用小型设备，如风炮，致使拆除施工效率低、工期长、成本高等。如中国专利申请号202011587682.2提出了一种三跨上承式钢筋混凝土连拱桥拆除方法，先后依次拆除桥梁的桥面附属结构、桥面板、拱圈、桥墩、承台、桩基、桥台，其中，对称分块切割桥面板和拱圈，并且安装临时固定支架，临时固定支架固定在桥墩顶面进行限位，从而防止拱圈拆除卸载有先后使桥墩上出现偏载或不平衡荷载，进而防止使拱圈上承受的应力超过容许应力导致拱圈产生裂缝甚至塌方，并且在拱圈拆除时加设水平拉索，防止拱圈断裂，与传统的混凝土拱圈连拱桥桥梁拆除方法相比，施工更加安全，桥面板和拱圈分块切割拆除吊走，施工完成后不需要对河床进行打捞清理，施工周期短，更加方便快捷，实现三跨连拱桥的快速拆除。

当桥下无水或水不深时，利用圬工拱桥的结构、受力特性，还可以采用机械破拆一侧拱脚使其整跨垮塌、整跨跌落至地面或水底，利用下落的产生的能量把圬工材料碎成小块，直接清运出施工现场。如中国专利申请号202110856940.0提出了一种圬工结构连续拱桥的拆除方法，该圬工结构连续拱桥包括多个跨，包括如下步骤：S1、制造载荷提升装置，所述载荷提升装置包括内部具有容置空间的载荷容器、用于抽水的动力元件以及用于连接载荷容器和动力元件的管道；S2、在需要拆除的圬工结构连续拱桥上的每一跨的跨中位置放置至少一个空置的载荷容器；所述动力元件置于桥外；S3、对需要拆除的圬工结构连续拱桥进行交通封锁；S4、利用所述动力元件将河水输送到所述载荷容器内；S5、对该圬工结构连续拱桥的边跨开始进行拆除，直至引起圬工结构连续拱桥其他跨的自行垮塌。