高速公路天桥拆除施工技术方案

1、长鵬速NK1+742机耕道天桥（|瞒）牆施工技求方案编制：吴榜林复核：熊 宏审核：吴榜林攀枝花公路桥梁工程有限公司长湘高速公路第八合同段项目经理部2010年7月长湘高速NK1+742机耕道天桥佃桥拆除施工技术方案仁编制依据本方案编制依据的主要技术资料有：(1) 、长沙至益阳一级汽车专用公路K160+670机耕道桥施工设计图(2009年6 月)湖南省交通勘察设计所；(2) 、公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)；(3) 、公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007；(4) 、公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ 025-86；(5) 、钢结构设计规范GB 50017-2003；

2、(6) 、SAP2000中文版使用指南人民交通出版社2006年。2、NK1+742天桥(旧桥)主体结构简介见图(1), NK1+742天桥(旧桥)为11. lm+25. 8m+ll. Im钢筋混凝土斜腿钢构桥,桥梁 跨越长常高速公路，桥宽：净4m+2X0.4m防撞栏杆，荷载等级：汽车-10、履-50。斜腿及桥台基础皆为扩大基础，斜腿基础及台身为C15片石混凝土(斜腿支撑点局 部为C30混凝土)，桥台基础及台身为M7. 5砂浆砌块石，C25混凝土台帽。主梁梁肋宽35cm,斜腿根部梁高1.9m,跨中梁高1.0m,桥台处梁高0.9m,其余各 处梁高按二次抛物线变化，梁肋中心距离3. 0m,通过A、B

3、矩型系梁进行连接；行车道 板根部厚度24cm,翼缘端部及桥轴线位置12cm,其余各处按圆曲线变化；斜腿为矩形 截面，截面宽35cm,下部餃座处截面高60cm,其余各处截面高度按5. 6°角直线扩大与 主梁交汇并刚性连接，下部与基础狡接，斜腿与斜腿之间釆用A型系梁连接。主梁、行 车道板、斜腿、系梁皆为C30钢筋混凝土结构。桥面铺装为10cm厚钢筋混凝土，防撞栏杆为高90cm,下部宽40cm、上部宽20cm钢筋混凝土。在两岸桥台位置，主梁与主梁之间设置2. 5m长实心段。图NK1+742天桥(旧桥)一般构造图3、天桥拆除方案基本构思根据桥梁结构、现场地形条件及长常高速公路保通要求，考虑天

4、桥拆除方案总体构思如下：(1) 、考虑从跨中将主梁切断，并利用临时支撑结构保证切断后两岸桥梁的整体稳 定。(2) 、主梁从跨中切断后，利用风镐或链锯对称地从跨中向两端破除，至临时支撑 点为止；在主梁下面设置碎落面，两侧设置护栏，防止破除后的混凝土碎块掉落长常高 速公路上，掉落于碎落面上的混凝土碎块人工随时清运。(3) 、引跨在中跨拆除后进行，利用满堂钢管脚手架临时支撑，从两岸桥台向斜腿 方向破除。(4) 、剩下两岸斜腿在主支架上设支撑临时稳定，然后破除斜腿之间的行车道板及 系梁，形成四个独立斜腿后，利用风缆钢绳将斜腿拉倒于路基边沟位置破除。(5) 、支架搭设完成后，长常高速公路每幅预留宽7.5

5、m、高5m的行车通道。4、拆除支架结构支架结构见附图C-01C-03。4.1、主支架结构主支架为天桥在跨中切断后的主要受力结构。每个主支架由2片中翼缘H型钢(HM450 X300X11X18)构成的三角桁架组成，每片正对主梁梁肋，立柱顶部设置HM450X300X 11X18中翼缘H型钢横梁，横梁顶部设置契形钢垫以使主梁与支架横梁紧密接触，减少 非弹性变形。主支架为全焊接结构。每片主支架基础为4. 3mX1.6mX1.2m(高)C25碇扩 大基础，立柱及斜撑钢板底座与d 20圆钢锚筋焊接并事先预埋于C25碇基础内，现场安 装时再与立柱及斜撑焊接，周边连续焊缝厚度10mm,锚筋采用韧性较好的Q23

6、5钢材，与 座板间双面连续焊。基础施工时可结合地面和主梁梁底实测高程进行一定调整，使横梁N3与主梁之间的契形钢垫板较薄为原则。4.2、防护支架结构防护支架与天桥梁底不接触，其作用是支承主梁破除阶段散落的混凝土碎块和短钢 筋，并便于侧向护栏的设置，防护支架碎落面上的堆积荷载应控制在100kg/m2内。在长 常高速公路分隔带中央设置一排（2根）4）219X6钢管立柱，横向间距仍为3m,立柱顶部 设置I28B工字钢横梁，横梁上设置3根I28B工字钢纵梁，纵梁间距2.8m,另一端支撑于 主支架下翼缘上表面，钢管立柱、纵横梁之间为焊接连接，相交周边连续焊缝厚度6mm。 纵梁下翼缘每间隔lm用4）28钢筋

7、进行横向焊接，上翼缘铺设4cm厚木板做为碎落面，木 板与纵梁之间釆用铁丝绑扎连接。外侧纵梁顶面每间隔lm焊接匚50X50X5角钢立柱， 立柱内侧设置竹胶板或木板做防护挡板，挡板高度应大于天桥桥面lm左右，挡板与角钢 立柱之间用铁丝绑扎连接。中央分隔带每根4）219X6钢管立柱基础为l.OmXl.OmX 1.2m（高）C25碇扩大基础，立柱钢板底座与d20圆钢锚筋焊接并事先预埋于C25碇基础 内，现场安装时再与立柱焊接，周边连续焊缝厚度6mm。4.3、满堂支架结构满堂支架用于在边跨拆除时支撑未拆除部分悬臂主梁。支架基础处理参照新桥施工 支架基础处理方法进行，此处不再重复叙述。支架仍采用48X3.

8、 5mm钢管进行拼装，钢管脚设立杆垫座（WDJ碗扣架构件），顶 面釆用调节范围不小于50 cm的可调节顶托（WDJ碗扣架构件）作为支撑。对钢管脚手架，按照受力的不同立杆采取不同的钢管间距，在梁肋位置，立杆横桥 向间距60 cm,中部行车道板位置立杆横桥向间距120 cm，翼缘板位置立杆横桥向间 距为90 cm；钢管的横杆步距为120cm。顺桥向立杆间距90cm。对立杆应事先测定碇垫 石标高后，计算出需要立杆高度，再按需要的高度进行安装立杆，对顶托的调接高度， 按最大40cm计，对超过此高度的，应加横杆。支架每隔2m ,加十字交叉斜撑，十字 交义斜撑在纵横向都设置。在支架立杆可调节顶托上布设12

9、cmX12cm横方木，然后在方木上定位4）48 X3.5 毫米钢管纵背销，在横背销上铺设4cm木板做支撑面（或碎落面）。顶托安装按每根立柱 一个顶托进行，顶托安装好后，安装横木，横木接头必须放在顶托中间，两根紧密接融, 并用木斜固定。横木安装好后，进行钢管背销铺设，钢管背销间距为20cm（主梁下为15cm） 一档，钢管与钢管之间釆用4cmX4cm的木条在横方木上进行固定。5、天桥的拆除5.1、天桥拆除施工步骤见附图C-04,此处不再重复叙述。5.2、天桥拆除各阶段施工时间初步计划序号项H时间/天1支架基础施工72支架及防护设施安装73防撞栏杆及桥面铺装拆除74主跨拆除105边跨拆除76斜腿拆除

10、57支架拆除与清理7合计E 50天整个天桥拆除计划工期50天，考虑下雨等其他不利因数，整个拆除时间不会超过2 个月时间。5.3、主支架与防护支架的安装基础施工完成后，开始进行支架安装，主支架及防护支架杆件在工厂加工完成后，运输至现场安装，安装利用16吨汽车吊及人工配合进行，必要时设置钢管脚手架做辅 助支撑或搭设焊接施工平台。吊车设置于紧急停车带位置，占用高速公路路面宽度约5mo 先安装主支架立柱N1,先后安装斜撑N2并利用连接板N4与立柱N1焊接，周边连续焊 缝厚度10mm,然后安装上横梁N3,利用契形钢板契紧N3与主梁梁底间缝隙并将契形钢 板与横梁N3焊牢。两端主支架安装完成后，安装中央分隔

11、带防护支架立柱钢管N5,上 横梁N6,再安装纵梁N7（N7在立柱顶用N7-2钢板进行连接），焊接横向连接钢筋N10 和铺设4cm厚碎落面板N8,最后焊接角钢立柱N9和安装侧面防护挡板。至此，主支架 与防护支架安装完毕。5.4、满堂支架安装满堂支架安装方法不再祥述。满堂支架安装完成后，通过顶托调整使支撑面与天桥 梁底紧密接触。5.5、防撞栏杆及桥面铺装拆除防撞栏杆及桥面铺装釆用风镐拆除，拆除从跨中向两端基本对称进行，左右 护栏同时拆除，部分拆除混凝土废渣利用麻袋装满后堆码于两岸桥台处梁端做配 重用，每岸压重10吨左右（实际计算不压重主梁在跨中切断后也不会倾翻）。5.6、主跨拆除主跨拆除前，应对支

12、架（特别是主支架）进行全面检查，检查立柱垂直度、焊 缝质量是否符合设计要求，支垫是否紧密等。检查完成后，开始利用风镐或链锯将主梁及行车道板从跨中切断；切除时先切除 行车道板，再切除一边主梁，并注意利用测量仪器观测桥面变形情况，当变形不大时 （10mm以内），再切除另一边主梁，至此天桥从跨中全部切断。跨中切断后，主梁靠自身 刚度平衡跨间悬臂重量，主梁在主支架支撑截面处有最大弯曲应力，计算切断点最大挠 度9. 1mm（未考虑支架非弹性因数），若实际挠度值与计算差别较大，应查明原因再进行 后续施工作业。跨中切断后，利用风镐或链锯将主梁及行车道板从跨中向两端逐渐破除, 散落于碎落面上的水泥碎块及短钢筋

13、应及时人工清除，碎落面上的堆积荷载不应大于 100kg/m2;当破除至主支架根部位置时，停止破除。5.7、边跨拆除边跨拆除时，其悬臂不平衡重量主要依靠满堂支架支撑，因而在拆除前，应 通过顶托调节使立杆与主梁底面撑紧。仍利用风镐或链锯将主梁及行车道板从两岸桥台向斜腿方向逐渐破除，散落于碎落 面上的水泥碎块及短钢筋应及时清除，当破除至斜腿根部位置时，停止破除。5.8、斜腿拆除斜腿拆除前，先拆除边跨满堂支架，利用钢管支撑临时稳定斜腿并将左右侧斜腿之 间的行车道板及系梁利用风镐破除，至此只剩下四个独立的斜腿，每个斜腿重量约7吨。 然后利用5吨倒链葫芦及20吨滑车组横向(向岸45° )牵拉斜腿

14、，单个斜腿分别进行，使 斜腿倒置于天桥两侧高速公路路基边沟位置，然后利用风镐将斜腿破除并清运出路基范 围。5.9、支架拆除与清理斜腿拆除后，与安装逆顺序利用16吨吊车拆除防护支架与主支架，并利用风镐拆 除桥台与斜腿基础，按设计扩宽路基并准备新天桥的施工。6、拆除过程中主支架与天桥主梁受力计算经计算，满堂支架与防护支架受力满足规范要求，计算资料不再做整理。6.1、主要计算参数取值依据(1) 、钢材容重：Y二78.5KN/Y；钢材、焊缝的强度设计值及弹性模量等参考：公 路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ 025-86,钢结构设计规范GB 50017-2003。C30 钢筋混凝土容重：YL25KN/

15、n?。(2) 、型钢截面特性参数参考：热扎工字钢GB/T 706-1988,热轧H型钢和部分T型钢GB/T 11263-2005(3) 、主要安全系数取值：钢材根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ 025-86按容许应力进行取值。(4) 、主要荷载系数取值：考虑主梁从跨中切断时的冲击系数：1.2o6.2、计算主要内容(1) 、天桥在跨中切断后，主梁在主支架支撑截面处的最大弯矩及抗弯强度复核。(2) 、天桥在跨中切断后，主梁在跨中切断点的最大弹性挠度。(3) 、天桥在跨中切断后，主支架的内力计算及强度复核。(4) 、天桥在跨中切断后，天桥的倾覆稳定性。& 3、结构的简化及约束按空间杆

16、系结构利用通用结构分析与设计软件SAP2000版本V14. 0进行计算。(1) 、主支架：参考支架设计图，各杆件接头连接皆采用焊接，按刚性连接考虑, 与地面座板焊接处按固定端支座考虑。(2) 、天桥：桥台位置按活动支座考虑，斜腿与基础连接部位按固定狡支座考虑。天桥主梁与主支架连接处按餃接考虑。6.4、单元材料、截面特性(单位：KN. m)(1) 、Q345钢材材料属性数据图(3) Q345钢材材料属性数据(2). C30混凝土材料属性数据图(4) C30混凝土材料属性数据.HM450X300X11X18截面属性数据图(5) HM450X300X11X18 截面属性(4)、主梁截面属性数据主梁为

17、变截面梁，现仅列出主支架支撑点位置主梁截面属性图(6)主支架支撑点位置主梁截面属性1 CSISD - ZL8立件 浜懾定义 收用血i*E(S)E示郴助QC|川幻妙金危Q四|爼问上|3丨2:ReadyX - 2.00丫-1.16 KN in展性数振(6)、斜腿截面属性数据斜腿为变截面，其截面属性数据不再一一列出。6. 4.计算工况及计算模型(1)、工况1:天桥自重计算工况荷载为拆除防撞栏和桥面铺装后的天桥自重。自重根据C30钢筋混凝土容重及单元横截面积由程序按线荷载自动计入，A、B系梁及实心段按集中荷载计入。分析工况类型 为Linear Static (线性静力分析)。计算本工况的目的是求跨中弯

18、矩及轴力，为工况2计算准备数据。图(7)天桥自重计算工况计算模型5AP2O(e V14.0.0 Advanced C - 1 - CFraBC Spvi(DEA») (Aa ®erine<l)l寢文件XXQ)祈塔谢Q ®採0 龊m 分拼8 二我D 也什血 a© 工貝CD计算模型如图(7)示，主梁与斜腿之间采用节点束缚方式进行连接。(2) 、工况2：天桥从跨中切断主支架受力计算工况荷载为工况1天桥跨中内力的反力。因天桥从跨中切断后，相当于跨中内力的释放, 通过在切断点添加工况1计算内力的反力可计算出主支架在天桥从跨中切断后的受力情况。假设天桥在跨中切

19、断前主支架基本不受力，本阶段不考虑自重影响，工况1计算结 果：跨中轴力2-802. 528KN,弯矩Ms二835. 7975KN。计算时考虑1. 2倍的冲击系数；分 析工况类型为Linear Static (线性静力分析)。图(8)天桥从跨中切断主支架受力计算模型文再dH9a祁S)住)XXQ)斯绘OQ as £1 龊以 分拼8 二亦L)也什血 a© 工貝CD HbOP5AP2000 vU.0.0 Advanced C-3 - fJolBt LoMJn (DEAD) (A± Defined)兀* y弘 GJ %:n ： : «c - I * 计算模型如图(

20、8)示，主梁与斜腿之间及主支架与主梁之间仍采用节点束缚方式进 行连接。(3) 、工况3：天桥从跨中切断后主梁在自重作用下受力计算工况荷载为结构自重。自重仍根据C30钢筋混凝土及Q345钢材容重及单元横截面积由 程序按线荷载自动计入，A、B系梁及实心段仍按集中荷载计入。分析工况类型为LinearStatic(线性静力分析)。计算本工况的目的是求主梁在跨中切断后支撑点根部最大弯 矩，并求桥台位置的支点反力情况，据此推断跨中切断后天桥的倾覆稳定性。图(9)天桥从跨中切断后主梁在自重作用下计算模型计算模型如图(9)示，主梁与斜腿之间及主支架与主梁之间仍釆用节点束缚方式进 行连接。65、计算结果6.5.

21、1、变形计算结果见图(10),天桥在跨中切断后切断点挠度：fz二-9.1mm。6.5.2、内力计算结果及强度复核(1)、主支架内力计算结果及强度复核天桥从跨中切断后主支架轴力计算结果填充图见图（11）示。.立柱N1内力计算结果及强度复核内力计算结果:轴力N=-148. 081KN,相应弯矩M2=-l. 8806KN. mo图（10）天桥在跨中切断后变形增量图X ee觑 疋殳au祐境 殆他ktxw 分靳an益怎 遡计工貝 "助砂i Qo <- 9 & 労倉金QQl西兀觀m“ ctwl a &启go石邛n?7忖XSAP2G09 v!4.0. D Advanced C

22、- 2 - (teforBed Sha»e (DEAD)豳文Z4<E1? aomr 5 257E-21mi?9WER申 CU;cn<ry|cHfa dipW:anaH vaUea幵|3|*GLDRU _J|<*.nnCHM450X300X11X18H型钢横截面面积A二0.0157 ml抗弯模量见二5. 407 X 10二 弱轴 长细比X =L/i = 4. 95/0. 0718 = 68. 94,按Q345钢材，查钢结构设计规范GB 50017-2003 附录C表C-2得，轴心受压构件的稳定系数彷二0.664。贝IJ：兰±邑=一山8°81

23、7; 一88()(5 . = 一 17682.8KPa a-17.63MPa <b二200MPa。0A W, 0.664x0.01575.407 x 10-4可见，立柱满足强度要求。图（11）天桥在跨中切断后轴力增量填充图辰 SAP2tJ(M) 914. . 0 AdVftftgd C -2-( Aziol Foreo Dl«trfta (DEAD)x空恃 袖 © «a<x)saioF经si a厂谁聲 拓定 分粉©)殳示n设匚+莎妙沪 工a&T柯如血Rg"m 仇 C62L niKN.mX jJ、斜撑N2内力计算结果及强度复核内力计算结果：轴力N=-3