1、310.02 原马汊河大桥结构概况一、原马汊河大桥位于宁通公路雍六段跨越马汊河，分东、西两幅，桥宽均约 9 米，桥长约 110 米，该桥东幅为简支 T 梁桥，设计荷载等级为汽车20、挂车100 级，跨径组合为 110+330110 米。西幅桥为四肋三波拱桥，主拱净跨为 75 米，主拱肋为钢筋混凝土等截面悬链线无铰拱。拱肋截面尺寸为 4050 厘米；拱波为混凝土预制圆弧形构件；该桥主拱中部 28 米范围内为实腹式拱上结构，两侧腹拱为立柱，上设微弯板片拱，东西两幅桥桥面均为沥青混凝土。二、拱桥的设计参数：L=75 米，f/l=1/7，m=1.756。三、原马汊河大桥现状：经现场调查，东幅 T 梁桥
2、所有梁体完好，未发现裂纹，仅伸缩处沥青路面破坏；西幅拱桥经过详细的检查发现有如下问题：拱波表层砼已风化剥落破损严重主拱圈的中间两根主肋离北拱脚 2 米处有三道东西方向的裂纹，长 50cm、宽 2-3mm；南侧拱脚周围未发现裂缝南第四排柱（伸缩缝处）顶曲梁支点已破碎南第三排柱上曲梁挑出护轮带部分有贯穿裂缝。四、工期目标：西幅的双曲拱桥 6 月 5 日前完成，东幅的 T 梁桥 5 月底开始拼装架桥机，6 月 20 日前拆除，满足新桥施工条件。由于西幅双曲拱桥以人工配合机械拆除为主，所以控制旧桥拆除工期，因此以人工工日为依据安排旧桥拆除工期。西幅双曲拱桥钢筋砼总量为 918 立方米，其中桥面系已拆除
3、，剩 721 立方米，人工凿除工作量约 240 方，按（97）公路工程施工定额计算共需人工工日为 1600 工日，按 30 天完工，则需 54 人。五、拆除旧桥工程数量：a、双曲拱桥：桥面：110m9m=990 平方米，人行道：110m2m=220 平方米，栏杆：110m2m=220 米，腹拱及立柱：412 孔=48 孔，实腹段：64.83=29m，拱波：375m=225 米，拱肋：475=300 米，桥台：两座。b、简支 T 梁桥：桥面：10m9m=990 平方米，人行道：110m2m=220 平方米，栏杆：110m2m=220 米，30 米 T 梁：5 片3=15 片，10 米空心板：10
4、 片2=20 片，帽梁：4 根，立柱：2 根4=8 根，系梁；4 根，桩基：12 根，桥台：2 座。310.03 施工准备一、测量定线：项目部配专业测量人员对老桥进行现场测量定位，并与老桥竣工图一一核对，桥梁平面位置和结构与老桥相符。在拱桥拱脚、1/4 、3/4 、拱顶布置 20 个观测点，以便在拆桥过程中及时观测主拱圈的变形。二、竣工图纸审阅项目部组织拆桥有关人员进行老桥的竣工图会审，认真阅图，了解老桥的基本概况及各部分构件的工程量，掌握桥梁的结构及受力特点。三、施工方案的讨论及技术准备根据老桥的竣工图及现场情况，我项目部组织工程技术人员召开拆桥方案专题会议并组织有关专家对方案进行论证：1、
5、T 梁采用破碎机切割分离，拼装双导梁拆除，拱桥采取搭设支架用人工凿除，吊车吊离。2、双曲拱桥采取五点支架两阶段拆除，支点搭设后，第一阶段拆除拱上结构，第二阶段在支架上切断拱肋成曲梁吊走。四、临时设施建设根据生产需要项目部已建十三间彩钢板办公用房，工人住房租用民房。已落实拆桥的废渣堆放场地，确保施工场地整洁及河道的安全畅通。施工时机械到河底的临时便道计划在老桥两头放坡并用砼碎渣铺实，确保机械安全上下作业，最后用挖掘机清除碎渣并运走（符合图纸河道断面要求为止） 。工程用电先考虑 120KW 的发电机一台，等待市电架设好再进行切换，确保工程用电。310.04 施工组织与劳力方案一、组织机构成立安全生
6、产领导小组，组长：万建银，副组长：倪绍荣、刘永兵、薜宾，薜宾为专职安全员，倪绍荣为现场总指挥。二、任务划分及其职责项目经理及安全组长负责整个工程全面工作；安全副组长负责配合组长监督安全生产工作；专职安全员负责现场的具体安全工作的检查、监督、整改工作。三、项目部拆桥计划投入工人 70 名，管理人员 10 人；25 吨吊车 2 台，破碎机一台，10 吨自卸车 2 台，120KW 发电机 1 台，贝雷片 230 片， D=2 米的钢管护桶 8 只，脚手架钢管钢丝绳若干，空压机 6 台套。310.05 拱桥的拆除施工技术方案一、总体拆除方案概述：拆除顺序：先拆除西侧双曲拱桥，再拆东侧梁桥，利用现东侧
7、T 型梁桥作吊车平台拆双曲拱桥；西半幅拱桥拆除采用少支架法拆除：即采用在主拱圈1/4、1/2、3/4 位置设支点再两边对称卸载，拆除拱上结构包括空腹段和实腹段，再拆除主拱圈拱波，最后在支架上拆除拱肋。 桥 面梁 板0 一 1 二 2 三 3 四 4 五 5五跨 T 梁桥纵断面示意图二、双曲拱桥结构建造特点：1、结构建造时的特点是将主拱圈化整为零，再集零为整。在施工过程中，主拱圈各组成部分（拱肋、拱波、拱板）是按先后程序安装砌筑，并先后参加共同受力，代替拱架的作用。因此双曲拱桥拆除时，就有不同于其它桥型的特殊性。对于等截面悬链线无铰双曲拱桥其最大的优点是施工方便，受力明确，特别适合采用无支架施工
8、，因此在拆除此类桥梁时，可采用少支架的施工方法，以节省投入，缩短工期，同时亦可保证施工安全。2、针对双曲拱桥施工过程中的特点，在将各单独构件组合成拱圈的施工过程中，要在构造上全盘考虑各阶段的受力状态，采取各项有效的措施，确保在径向、横桥向和顺桥向，主拱圈的结合强度和整体性。但在拆桥过程中却是反其道而行之，逐步的肢解主拱圈的结合强度和整体性。由于主拱圈是按拱肋、拱波、拱板的程序安装、浇筑，分批参与受力，在施工过程中，压力线处于不断的变化中并与拱轴线偏离。因此，对于悬链线双曲拱桥在拆桥的卸载过程中使不断变化中的压力线尽量不偏离拱轴线是拆桥成功的关键所在。3、悬链线双曲拱桥矢跨比的大小对拱桥的受力也
9、是一项重要的因素，矢跨比小的坦拱便于施工，但水平推力大，因弹性压缩、混凝土收缩、温度影响所产生的附加内力大，对拱圈不利，对拱的纵向稳定不利。马汊河大桥采用的矢跨比 1/7，拱轴系数为 1.756。这些参数迫使在拆桥的过程中将拱的纵向稳定放在第一位。4、根据等截面悬链线无铰拱拱顶的弯矩影响线原理，尽量先在拱的正弯矩区对称卸载。据此，设计出以下的拆除总体方案。 、三、双曲拱桥拆除方案（一）双曲拱桥的拆除步骤及方法：采用五点少支架两阶段拆除方案，即在拱下支架搭设加固好后，第一阶段拆除拱上结构和空腹段及均衡拆除实腹段，第二阶段在支架上切断拱肋成曲梁调离。1、方案分析：（1）采用少支架法拆除是安全可靠的
10、方案，把支架的搭设与新桥的上下部构造施工统一考虑，并利用东侧梁桥作为卸载的通道从工期、投资上来说是最合理的；（2）在拆除过程中，由于支架的弹性和非弹性变形是不可避免的，因此，在拆除拱上结构的过程中，应确保拱圈的稳定，并加强对主拱圈的监控；（3）从本桥的拱顶、1/4 点、 3/4 点、拱脚的弯矩影响线（见附图）分析，在现有恒载的条件下，上述截面基本无弯矩；从 m=1.756 可以认为拱上结构的恒载强度沿桥纵向基本是均布的，因此，提出分区、分阶段卸载和监控方案如下：纵横对称均匀拆除区和 /区腹拱、曲梁微弯板以上圬工，监控 1/4、3/4 点负弯矩和拱顶正弯矩引起的拱肋变形情况；纵横对称拆除区和相应
11、区及 /区拱上圬工，监控 1/4、3/4 点正弯矩和拱顶负弯矩引起的拱肋变形情况；纵横对称拆除立柱以上片拱微弯板结构，监控 1/4、3/4 点负弯矩和拱顶正弯矩引起的拱肋变形情况；纵横对称拆除区拱上建筑至裸拱；纵横对称拆除区和 /区的立柱、盖梁；从拱顶开始向两侧逐段凿除主拱肋，切断后及时吊走；附图：拱脚、拱顶、1/4（3/4）点弯矩影响线2、支架设计支架设计考虑与新桥的上下部结构施工结合起来，两侧支点分别采用四只 2.0m 的钢护筒填砂，上设贝雷片组横梁，在横梁上搭设满堂局部加强网络支架。由设计书提供的资料知拱桥的恒载为 855T2=1710T，按最不利情况即桥面沥青拆除后发生 1/4、3/4
12、 及两个拱脚处断裂来考虑，该荷载由两个拱脚和两个支点共同承担，则支点承担的荷载为427.5T。 钢护桶注砂基础承载力计算a 基础资料由马汊河大桥施工图“施工图说明”提供的地质资料知，持力层土的类别为-2 层，亚粘土、泥碳质粘土，呈软塑硬塑状，结合现场土样抽验，设计支点基础土质呈硬塑状，液性指数 IL 在 00.25 之间，取 0.2，孔隙比根据现场试验取 0.6。b 基础承载力计算由路桥施工计算手册P360.表 11-4 查得持力层容许承载力=400kpa(因钢管入土深度小于 3 米和土质属粘性土,地基容许承载力无需修正),下面计算 4 根注砂钢管桩的承载力: T=N3.14R 2 =40T/
13、M243.141M2 =502.4T 考虑贝雷片及黄砂、钢护桶自重 43T，则该基础承载力为(502.4-43)=459.4T427.5T（拱桥主拱圈、拱波及拱上建筑总荷载的 1/4） ，因此基础承载力在最不利荷载情况下是满足要求的，因支点之间架设贝雷片组装的 15 排纵梁，主拱圈荷载直接传递到横梁上，通过横梁平衡可能产生的水平力，基础无水平力。 中孔贝雷片组合设计a 查公路施工手册P456 知贝雷片钢料16 锰钢拉应力、压应力及弯应力=2730 公斤力/CM 2， =2080 公斤力/CM 2，贝雷桁架片的力学参数P457：W 0=3570cm3、弦杆截面积 F=25.48 cm2、弦杆的惯
14、矩 IX=396.6CM4， 、桁片允许弯矩M 0 =2730*3570=9746100KG-CM=97.5T-m，贝雷片的几何尺寸 1.5 M3M，每根弦杆由两根 10 号槽钢组成，下面计算桁片的力学参数：贝雷片横截面示意图如下:70CM150CM70CM桁片的惯矩：I 0=2（396.6+25.4870 2）=250497 CM 4桁片的抗弯截面模量 W0= I0/70=250497/70=3579 CM3(70CM 为贝雷桁片截面形心到槽钢形心的距离) 桁片允许弯矩M 0=2730*3579=9770670 公斤-厘米=97.7T-m（与公路施工手册P457 表 11-84 同）上下加强
15、桁片的惯矩: I 0=2（396.6+25.4870 2+396.6+25.48802）=577434 CM 4上下加强桁片的抗弯截面模量 W0= I0/70=577434 CM4/75=7699 CM3(75CM 为贝雷桁片截面形心到槽钢形心的距离)上弦杆A=25.48CM2下弦杆A=25.48CM2上加强杆A=25.48CM2下加强杆A=25.48CM2上下加强桁片允许弯矩M 0=2730*7699=210182700 公斤-厘米=210T-m上加强截面形心离下弦杆距离(25.48*5+25.48*145+25.48*155)/(3*25.48)=101.67M上加强桁片的惯矩: I0=（
16、 396.6+25.4896.672+396.6+25.4843.332+396.6+25.4853.332）=359608 CM 4上加强桁片的抗弯截面模量 W0= I0/101.6=359608 CM4/101.6=3539 CM3(101.6CM 为贝雷桁片截面形心到槽钢形心的距离)上加强桁片允许弯矩M 0=2730*3539=9662708 公斤-厘米=96.7T-mq=5.6T/M33MRA=92.4T RB=92.4T 79.2Tb 拱桥拆除过程中最大跨中弯矩计算：荷载计算：荷载按主拱圈拆除拱波后拱肋横向联系未拆除之前 1/4、3/4 处切断受力状况计算，此时支点之间总荷载 q=2
17、0.40.8+2(0.60.4+0.40.4) 2.5=3.6t/m, 贝雷架及网络架自重按 2.0T/M 计算，则总均布荷载为 5.6T/M，两个支点反力为 92.4T,跨中最大弯距为:M= 92.4T16.5M-1/85. 6T/M332=762.3T-m，如贝雷片按 15 排单层布置,则贝雷片的抗弯允许弯距 M=15M 00.9( 不均匀系数)=1316 T-m，贝雷桥中截面因荷载产生的弯矩 762.3T-m 小于允许弯矩 1316T-m，因此是安全的，安全系数为 1.72。贝雷片按 15 排单层布置满足承载力要求，为便于拱肋切割分离满足吊车的起吊能力和随时保持支撑顶而不紧，拟在贝雷横梁
18、上搭设满堂网络架，该网络架间距 90CM，在拱肋切割部位竖支撑加密为间距 30CM。3、布置观测点：支架施工完成后，在支架上和主拱圈上布置观测点（具体见第七章） ，在拆桥过程中采用水准仪和全站仪观测支架的沉降及横向位移和主拱圈的挠度及横向位移情况，变形超过 1cm 即要停工，查找裂缝，分析研究，查找原因，采取压载或调整卸载顺序等措施，待稳定后方可继续拆除。4、拱桥上部结构拆除：少支架搭设及变形观测点布置工作完成后，即可开始拆桥，拆除原则为分层分区纵横对称均匀卸载，将主拱圈以 1/2 点为对称点沿纵向分成 16-18 个区，自桥面向下分成 6 个层次，依次为桥面层、微弯板及实腹段填料层包括与空腹
19、段之间的横隔墙、曲梁横系梁及实腹段侧墙层、立柱及帽梁层、拱波层、拱肋层。具体方法为：首先采用风镐人工对称拆除桥面沥青、实腹段桥面砼及填料与空腹段之间的横墙、切割分离空腹段微弯板及其上对应桥面砼，根据东南大学校核计算的卸载顺序吊离拱上圬工；其次切割分离空腹段曲梁、横隔梁、实腹段侧墙按第七章卸载顺序吊离；然后按第七章卸载顺序拆除拱上立柱、帽梁。拱上所有构件的从切割分离到吊离必须始终保持 1/2 点对称均匀。由老桥竣工图知一块微弯板重为 7.3T、盖梁重 3.62T、曲梁为 4.5T，立柱 1-3.5T，东侧梁桥作为吊车平台，所有拆除构件全部用吊车吊离，汽车运走。5、主拱四肋三波的拆除：从拱顶向两侧
20、对称拆除拱波，每块拱波重约 8T，采用 25T吊车吊离。此时所有施工人员必须系好安全带。最后拆除四根拱肋，拆除顺序为先中肋后边肋，边肋和中肋约 0.44T/米，由老桥竣工图知主拱圈弧长为 80 米,则拱肋 4 等分，每根拱肋重不足 10T，如跨中吊车起吊能力不足可在支架上再次分割，用吊车吊走。6、本拆除方案对航运的影响：从拆除工作开始，即要对航道进行管制，限制船舶通过时间，特别在拱波拆除期间，严禁通航。（二）双曲拱桥结构建造时施工加载程序（为马汊河大桥拆除提供借鉴）：1）该桥为等截面悬链线无铰双曲拱桥，净跨 79.20m,净矢跨比为 L/8,拱轴系数 1.756,其主拱圈施工加载程序如下:在裸
21、拱拱肋合拢后,其它拱上建筑共分左右各 12 个分区按以下程序加载:预制横隔板加载:共分四次加载:第一次:左右 0-6 区加载，第二次:左右 9-10 区加载，第三次:左右 6-9 区加载第四次:左右 10-12 区加载。预制拱波加载:共一次加载,左右 0-12 区对称加载;现浇填平层砼加载：分二次加载：第一次：左右 0-2 区对称加载， 第二次：左右 2-12区对称加载现浇拱板砼加载：共分五次加载：第一次：左右 0-2 区对称加载，第二次：左右 2-3.5 区对称加载，第三次：左右 9.5-10.5 区对称加载，第四次：左右 3.5-9.3 区对称加载，第五次;左右 10.5-12 区对称加载
22、。拱上立柱座加载:共一次加载,左右 1-5 区加载,最后实腹段加载、封顶。2）根据上面拱桥建造时的加载过程及双曲拱桥受力特点和以前拆除同类拱桥的施工经理，拆除施工顺序即为建造过程的逆顺序。 310.06 双曲拱桥分层分区拆除吊装方案一、分区示意图分区原则：以空腹段的立柱沿纵轴线方向间距为基本单元，将拱桥分为 16 个区，如下图所示二、拱桥水平层次划分及分区吊离顺序（一） 、第一层：桥面沥青砼：说明：1、桥面长 110 米，宽 9 米，分区长度如下表第二行。每区面层砼重量约 19T。2、卸载顺序（括号内两区应同时卸载）：（1、1 /） 、 （2、2 /） 、 （3、3 /） 、 （4、4 /）
23、、 （5、5 /） 、（6、6 /） 、 （7、7 /） 、 （8、8 /） 。7 6 5 4 3 2 1 8 8/ 1/ 2/ 3/ 4/ 5/ 6/ 7/4.4m4.4m4.375m4.35m4.35m4.83m4.83m4.84m4.84m4.83m4.83m4.35m4.35m4.375m4.4m4.4m桥长 110 米（宽 9 米）（二）第二层：微弯板及实腹段填料拆除V区I区V区I区 I区区 I区 区说明：1、微弯板、实腹段拆除顺序（实腹段）：（1、1 /） 、 （2、2 /） 、 （3、3 /） 、 （4、4 /）-（24，24 /）2、分区以微弯板为基本单元，将空腹段桥面共分 1
24、8 个区，实腹段填料及东西向与空腹段之间的隔墙分为 18 个区，每区微弯板重 4.41 T。3、另括号内两区应同时吊离。4、实腹段应拆除与空腹段对应重量的砼或填料。1/2 实腹段10-2 1-2 5-2 8-2 12-2 2-2 3-2 6-2 4-2 11-2 7-2 9-210-1 1-1 5-1 8-1 12-1 2-1 3-1填料6-1填料4-1填料11-1填料7-1填料9-1填料10-3 1-3 5-3 8-3 12-3 2-3 3-3 6-3 4-3 11-3 7-3 9-321.85M 14.49M（三） 、曲梁和横向系梁及实腹段现浇侧墙说明：1、边曲梁重：4.37T 中曲梁重：
25、2.70T 端横隔板：0.37T 曲梁中部拉杆：0.18T2、本表只表示拱桥的一半分区编号,另一半对称同时卸载。3、空腹段曲梁、端隔板及中拉杆按分区序号整体吊离，实腹段填料及砼全部卸载，只剩两侧侧墙。空腹段 21.85M 实腹段 14.49M10-3 1-3 5-3 8-3 11-3 2-3 3-3 6-3 4-3 12-3 7-3 9-310-2 1-2 5-2 8-2 11-2 2-2 3-2 6-2 4-2 12-2 7-2 9-210-1 1-1 5-1 8-1 11-1 2-1 3-1 6-1 4-1 12-1 7-1 9-110-4 1-4 5-4 8-4 11-4 2-4 3-4
26、 6-4 4-4 12-4 7-4 9-4（四）第四层：空腹段立柱、盖梁、系梁。说明：1、 1# -1/#柱：4.43T/根 、盖梁： 3.62T；2# -2/#柱：2.47T/根 、盖梁： 3.0T；3# -3 /#柱： 1.55T/根 、盖梁： 3.0T；4# -4 /#柱：0.72T 、盖梁：2.71T；5# -5 /#柱：2.05T 、盖梁： 2.71T；实腹段 28.98m1# 2# 3# 4# 5# 6# 6#/ 5#/ 4#/ 3#/ 2#/ /1#5-3 3-3 1-3 2-3 4-3 6-3 6/-3 4/-3 2/-3 1/-3 3/-3 5/-35-1 3-1 1-1 2
27、-1 4-1 6-1 6/-1 4/-1 2/-1 1/-1 3/-1 5/-15-2 3-2 1-2 2-2 4-2 6-2 6/-2 4/-2 2/-2 1/-2 3/-2 5/-25-4 3-4 1-4 2-4 4-4 6-4 6/-4 4/-4 2/-4 1/-4 3/-4 5/-4中心线（五）拱波拆除：说明：拱波单位重量 0.7 吨/m，以上分区长度约 5m,则每区拱波重 3.54T（六） 、第六层：拱肋的拆除及预制横隔板、现浇横隔板1、 拱肋重量：边肋：0.64T/m,中肋重量：0.45T6-2 4-2 8-2 2-2 5-2 3-2 7-2 1-2 1/-2 7/-2 3/-2 5/-2 2/-2 8/-2 4/-2 6/-26-1 4-1 8-1 2-1 5-1 3-1 7-1 1-1 1/-1 7/-1 3/-1 5/-1 2/-1 8/-1 4/-1 6/-16-3 4-3 8-3 2-3 5-3 3-3 7-3 1-3 1/-3 7/-3 3/-3 5/-3 2/-3 8/-3 4/-3 6/-3
