一种基于拱肋支撑受力的拱桥桥面结构拆除装置

技术领域

本发明涉及桥梁施工的技术领域，具体涉及一种基于拱肋支撑受力的拱桥桥面结构拆除装置。

背景技术

随着经济高速发展，交通运输量迅猛增长，原有老旧公路桥梁已无法满足现有交通需求，再加上老旧桥梁原有设计承载能力不足，运营时间较长，桥梁缺少良好保护措施等原因，老旧桥梁常存在不同程度的损害，其安全性能无法得到有效保障，因此需要对老旧桥梁进行拆除重建。

拱桥受力体系复杂，拆除过程中须保持拱桥结构受力动态平衡，拆除难度较大，其中拱桥桥面结构包括拱桥横梁和混凝土预制路面等结构，是人行道和行车道的承力结构，拆除时难度大、工作量大。

传统拆桥作业常采用支撑拆除，指通过搭建支架，采用人工或机械进行拱桥横梁拆除作业，此种方法常采用的支架结构为满堂支架，极大的限制了拱桥下部空间，不利于机械设备施工作业；其次施工中多采用履带吊车进行拱桥横梁拆除作业，此类方法大型机械设备施工所需作业空间大，施工时间较长，对邻近区域交通、建筑物影响较大，处理不当易对周边环境造成污染，也给拆桥作业埋下了较大的安全隐患，

拱桥的拱肋是拱桥主拱圈的骨架，它承受本身自重、横向联系构件和拱波及相应施工荷载，可承受力大且布置在拱桥的顶部，若提供电动葫芦起重机悬挂梁的支撑力，可减少大型机械设备的使用，以及减小安全隐患，对拱桥桥面结构拆除具有重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种基于拱肋支撑受力的拱桥桥面结构拆除装置，可以有效利用老旧拱桥拱肋的承载能力进行拱桥桥面结构拆除作业，同时能够提高老桥拆除过程中的稳定性。

本发明采用了以下技术方案：

一种基于拱肋支撑受力的拱桥桥面结构拆除装置，包括支架和起吊机构；

所述支架包括对称布置在拱桥桥身两侧的一对钢管桩组，每个钢管桩组包括四个以上沿拱桥桥身方向分布的支撑墩1；相邻所述支撑墩1之间对应拱肋22的下方均通过贝雷架连接；

每个支撑墩1至少包括两根钢管桩11，且竖直分布在对应拱桥纵梁21的两侧；

拱桥纵梁21的两侧对应的一对钢管桩的上端设有一对上支撑杆12，且一对上支撑杆12布置在对应拱肋22的上、下端，一对钢管桩的下部设有下支撑杆13，且下支撑杆13布置在对应拱桥纵梁21的下端；

所述起吊机构包括均匀分布在拱肋22弧形段上的支撑梁31，且每根支撑梁31平行于拱桥横向布置，每根支撑梁31的下端通过一对支撑机构和对应的拱肋22上端固定连接，使用时，在每根支撑梁31上悬挂电动葫芦起重机，起吊拱桥桥面结构的各拆除部件。

进一步，每个所述支撑机构包括水平顶板32、第一弧形立板33、第二弧形立板34、第三弧形立板35和弧形底板36；

所述顶板32水平面上垂直对应的支撑梁31布置，顶板32的上底面和对应支撑梁31的下底面固定连接，且支撑梁31的两侧对应顶板32的上底面设有一对限位挡板37；

第一弧形立板33、第二弧形立板34和第三弧形立板35竖直布置，且上端和所述顶板32的下底面分别固定连接，下端和所述弧形底板36的上端弧面分别固定连接，弧形底板36的下端弧面和对应的拱肋22上端弧面贴合，并通过螺栓锁紧固定。

进一步，每根所述支撑梁31的上端延伸方向均匀布置有四对限位板38，每对限位板38上通过绳索挂设有电动葫芦39。

进一步，所述拱肋22中部对应的两个支撑墩1为两个主支撑墩14，每个主支撑墩14包括四根钢管桩11，且四根钢管桩11布置在方形的四个直角处。

进一步，每个所述主支撑墩14和对应支撑墩1的下部均通过水平贝雷架固定连接。

进一步，每个所述上支撑杆和每个所述下支撑杆13均为工字钢。

进一步，所述支撑梁31为水平布置的H型钢，支撑梁31上设有四对限位板38，且一对支撑机构之间对应的支撑梁31上布置两对限位板38，每根支撑梁31的两悬臂段各布置一对限位板38。

本发明的有益效果：

本发明的一种基于拱肋支撑受力的拱桥桥面结构拆除装置包括支架和起吊机构，支架包括对称布置在拱桥桥身两侧的一对钢管桩组，每个钢管桩组包括四个以上沿拱桥桥身方向分布的支撑墩；每个支撑墩至少包括两根钢管桩，一对上支撑杆布置在对应拱肋的上、下端，下支撑杆布置在对应拱桥纵梁的下端，分别对拱肋和拱桥纵梁进行支撑限位，可减少拆桥作业中由于应力释放所导致的拱肋回弹变形和拱桥纵梁下沉变形，增加拆桥安全储备；相邻所述支撑墩之间对应拱肋的下方通过贝雷架，贝雷架连接相邻支撑墩不仅给拱肋提供支撑，可提高拱桥稳定性，减少支架的横撑数量，预留较大空间便于人员及机械设备的挪转，还能够为后续拆桥作业提供施工平台；

同时起吊机构可以充分利用老旧拱桥拱肋原有的承载能力，提供电动葫芦起重机悬挂梁的支撑力，进行桥面结构拆除作业，减少大型机械设备的使用，减小安全隐患，节约成本，对拱桥桥面结构拆除有重要的意义。

附图说明

图1为本发明基于拱肋支撑受力的拱桥桥面结构拆除装置的结构示意图。

图2为图1的局部放大图。

图3为图1的局部放大图。

图4为本发明支架的结构示意图。

图5为本发明起吊机构的结构示意图。

图6为本发明实施例中拱桥桥面结构拆除的阶段划分示意图。

附图中标记为：1支撑墩、11钢管桩、12一对上支撑杆、13下支撑杆、14主支撑墩、21拱桥纵梁、22拱肋、23拱桥横梁、31支撑梁、32顶板、33第一弧形立板、34第二弧形立板、35第三弧形立板、36弧形底板、37一对限位挡板、38一对限位板、39电动葫芦。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

见图1和图4，一种基于拱肋支撑受力的拱桥桥面结构拆除装置，包括支架和起吊机构；

所述支架包括对称布置在拱桥桥身两侧的一对钢管桩组，每个钢管桩组包括四个以上沿拱桥桥身方向分布的支撑墩1；相邻所述支撑墩1之间对应拱肋22的下方均通过贝雷架连接；

每个支撑墩1至少包括两根钢管桩11，且竖直分布在对应拱桥纵梁21的两侧；每根钢管桩的桩顶超出拱肋22的高度为2cm来控制钢管桩长度。

见图2和3，拱桥纵梁21的两侧对应的一对钢管桩的上端设有一对上支撑杆12，且一对上支撑杆12布置在对应拱肋22的上、下端，一对钢管桩的下部设有下支撑杆13，且下支撑杆13布置在对应拱桥纵梁21的下端；

见图5所述起吊机构包括均匀分布在拱肋22弧形段上的支撑梁31，且每根支撑梁31平行于拱桥横向布置，每根支撑梁31的下端通过一对支撑机构和对应的拱肋22上端固定连接，使用时，在每根支撑梁31上悬挂电动葫芦起重机，起吊拱桥桥面结构的各拆除部件。

每个所述支撑机构包括水平顶板32、第一弧形立板33、第二弧形立板34、第三弧形立板35和弧形底板36；

所述顶板32水平面上垂直对应的支撑梁31布置，顶板32的上底面和对应支撑梁31的下底面固定连接，且支撑梁31的两侧对应顶板32的上底面设有一对限位挡板37，

第一弧形立板33、第二弧形立板34和第三弧形立板35竖直布置，且上端和所述顶板32的下底面分别固定连接，下端和所述弧形底板36的上端弧面分别固定连接，弧形底板36的下端弧面和对应的拱肋22上端弧面贴合，并通过螺栓锁紧固定，螺栓连接位置分别布置在弧形底板36的四角，离弧形底板36边缘距离不少于10cm。

每根所述支撑梁31的上端延伸方向均匀布置有四对限位板38，每对限位板38上通过绳索挂设有电动葫芦39。

所述拱肋22中部对应的两个支撑墩1为两个主支撑墩14，每个主支撑墩14包括四根钢管桩11，且四根钢管桩11布置在方形的四个直角处。

每个所述主支撑墩14和对应支撑墩1的下部均通过水平贝雷架固定连接。

每个所述上支撑杆和每个所述下支撑杆13均为工字钢。

所述支撑梁31为水平布置的H型钢，支撑梁31上设有四对限位板38，且一对支撑机构之间对应的支撑梁31上布置两对限位板38，每根支撑梁31的两悬臂段各布置一对限位板38。

本发明的还提供了上述装置拆除拱桥桥面结构的施工方法，包括以下步骤：

拱桥桥面结构主要包括一对拱桥纵梁和均匀铺设在一对拱桥纵梁上的拱桥横梁23，每根拱桥横梁23包括两端的悬臂梁和中间的中横梁，

步骤（1）：准备工作，根据拱桥横梁23数量确定支撑机构，支撑机构位于拱桥横梁23上方；起吊机构的各部件均为预制件，加工后再运至施工现场进行安装。

步骤（2）：支撑机构安装，在拱肋22预设位置安装弧形底板36，通过高强螺栓连接固定，在弧形底板36上分别焊接第一弧形立板33、第二弧形立板34、第三弧形立板35，使三块弧形立板顶端平齐，然后焊接顶板32，在顶板32上焊接一对限位挡板37。

步骤（3）：支撑梁31及电动葫芦起重机安装。预先在地面上将四对限位板38焊接完成，然后将支撑梁31焊接在顶板32一对限位挡板37之间，将电动葫芦39悬挂在一对限位挡板37之间。

步骤（4）：悬臂横梁拆除，将电动葫芦起重机悬挂在支撑梁31悬臂端的一对限位板38间，用钢丝绳将悬臂横梁捆绑预吊，切割悬臂横梁，下放至地面进行破碎，两端的悬臂横梁拆除作业同时进行，既可加快拆除速度，也可增加结构稳定性。

步骤（5）：拱桥中横梁拆除，将两台电动葫芦起重机分别悬挂在支撑梁31中间两对限位板38上，用钢丝绳将中横梁捆绑预吊，切割中横梁，下放至地面进行破碎。

步骤（6）：重复步骤（2）、（3）、（4）和（5），以拱桥中心向两侧对称拆除悬臂横梁和中横梁，支撑梁31及电动葫芦起重机可以周转使用。

步骤（7）：拱桥纵梁21拆除准备阶段，悬臂横梁及中横梁拆除完毕后，支撑梁31挪转回收，将电动葫芦39悬挂在一对限位挡板37之间，利用前后相邻的电动葫芦39拆除拱桥纵梁12；将拱桥纵梁12拆除作业划分为5个阶段进行，在拆除作业前，分别对每个部分进行预吊。

步骤（8）：拱桥纵梁12拆除，预吊完成后，拆除拱桥纵梁12下方布置的下支撑杆13，利用起吊机构分别对每侧纵梁进行拆除，按照①→②→③→④→⑤依次拆除。

步骤（9）：可按照上述方法拆除拱桥桥面结构的其他部分，例如人行道板、行车道板和铺设的路面等。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。