一种基于桥面支撑的整跨箱梁下放拆除系统及其施工方法.pdf

本发明涉及桥梁拆除工程技术领域，具体地指一种基于桥面支撑的整跨箱梁下放拆除系统及其施工方法。包括下放箱梁两端的墩柱和对称设置于下放箱梁两端的两套悬挑反力系统；所述的悬挑反力系统包括两根主挑梁和吊索；所述的两根主挑梁一端锚固在墩柱上，另一端张开呈“八”字排列；所述的吊索滑动连接于主挑梁端部，吊索一端连接有下放动力系统，另一端连接有兜吊下放箱梁的兜吊装置；所述的放动力系统安装在主挑梁上。本发明采用吊装能力大的连续千斤顶进行提升下放，大大减少混凝土的切割面积，可有效降低拆除成本，具有安全可控、操作性好、应用前景好等特点，既适用于直线梁桥的拆除，也适应于曲线桥梁的拆除。

权利要求书
1.  一种基于桥面支撑的整跨箱梁下放拆除系统，其特征在于：包括下放箱梁(2)两端的墩柱(1)和设置于墩柱(1)上的悬挑反力系统；所述的悬挑反力系统包括主挑梁(5)和吊索(6)；所述的主挑梁(5)一端锚固在墩柱(1)上，另一端悬置于墩柱(1)外，与墩柱(1)形成悬挑支撑结构，主挑梁(5)端部安装有下放动力系统；所述的吊索(6)一端与下放动力系统连接，另一端连接有兜吊下放箱梁(2)的兜吊装置。

2.  如权利要求1所述的一种基于桥面支撑的整跨箱梁下放拆除系统，其特征在于：所述的悬挑反力系统上的主挑梁(5)有两根，两根主挑梁(5)呈“八”字排列布置，间隔距离小的一端锚固在墩柱(1)上。

3.  如权利要求2所述的一种基于桥面支撑的整跨箱梁下放拆除系统，其特征在于：所述的两根主挑梁(5)上端安装有横桥向的压锚梁(11)；所述的压锚梁(11)锚固在墩柱(1)上。

4.  如权利要求1所述的一种基于桥面支撑的整跨箱梁下放拆除系统，其特征在于：所述的下放动力系统包括固定在主挑梁(5)端部的连续千斤顶(7)；所述的连续千斤顶包括固定在主挑梁(5)端部的下千斤顶(13)和固定在下千斤顶(13)上端的上千斤顶(12)；所述的吊索(6)端部依次穿过下千斤顶(13)和上千斤顶(12)与之锚固连接。

5.  如权利要求1所述的一种基于桥面支撑的整跨箱梁下放拆除系统，其特征在于：所述的兜吊装置包括扁担梁(8)和设置于扁担梁(8)下端面的调平装置；所述的扁担梁(8)两端设置有吊索穿过的第一索孔(14)，第一索孔(14)为长度大于吊索(6)直径的长圆形通孔，吊索(6)下端穿过第一索孔和调平装置与扁担梁(8)形成兜吊结构。

6.  如权利要求5所述的一种基于桥面支撑的整跨箱梁下放拆除系统，其特征在于：所述的调平装置包括贴合在扁担梁(8)下端面 的顶板(15)和与顶板(15)连接的底板(16)；所述的顶板(15)与底板(16)之间通过倾斜的支撑板(17)连接，顶板(15)和底板(16)形成具有倾斜夹角的支撑结构，顶板(15)和底板(16)上设置有贯通两者的沿夹角张开方向布置的长度大于吊索(6)直径的长圆形第二索孔(18)。

7.  如权利要求1所述的一种基于桥面支撑的整跨箱梁下放拆除系统，其特征在于：还包括设置于墩柱(1)与吊索(6)之间的用于支撑主挑梁(5)下方未切割梁体的承重支架(4)。

8.  如权利要求1～7所述的整跨箱梁下放拆除施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)、搭建承重支架(4)，在下放箱梁(2)端部与墩柱(1)之间的未切割梁体下方搭建承重支架(4)；
2)、安装主挑梁(5)，将主挑梁(5)锚固于墩柱(1)上，在主挑梁(5)上安装连续千斤顶(7)；
3)、安装吊索(6)，将吊索(6)上端穿过主挑梁(5)并将其锚固在连续千斤顶(7)上，下端延伸至下放箱梁(2)的下方；
4)、安装扁担梁(8)，将扁担梁(8)的两端分别固定在两根吊索(6)的下端，驱动连续千斤顶(7)张紧吊索(6)，使下放箱梁(2)的重量转移到扁担梁(8)上；
5)、试提，驱动连续千斤顶(7)以超出下放箱梁(2)重量的第一吊点力对下放箱梁(2)进行试提，试提完成后，以低于试提吊点力的第二吊点力预提下放箱梁(2)；
6)、切割下放箱梁(2)，使用切割机器在下放箱梁(2)的两端对称缓慢切割下放箱梁(2)；
7)、下放下放箱梁(2)，通过控制连续千斤顶(7)缓慢调节吊索(6)，平稳下放下放箱梁(2)至地面。

9.  如权利要求8所述的整跨箱梁下放拆除施工方法，其特征在于：所述的步骤5中的第一吊点力为下放箱梁(2)重量的1.1～1.2倍。

10.  如权利要求8所述的整跨箱梁下放拆除施工方法，其特征在于：所述的步骤5中的第二吊点力为第一吊点力的90～95％。

说明书一种基于桥面支撑的整跨箱梁下放拆除系统及其施工方法
技术领域
本发明涉及桥梁拆除工程技术领域，具体地指基于桥面支撑的整跨箱梁下放拆除系统及其施工方法。
背景技术
随着经济社会的高速发展，一些桥梁由于不能满足现有交通使用要求或是由于以前建设时的技术、材料和管理水平落后，导致结构出现问题，有必要进行拆除，要实现“复杂条件下”安全、适应、快捷、环保、经济地拆除箱梁桥，存在较大的“分解、吊装、安全控制”技术难题。常用的拆除方法有爆破拆除和非爆破拆除，就现有非爆破方法来说，较好的混凝土分解手段当属液压切割方法，该方法适应成熟，但受悬吊下放技术的局限，目前只能将废弃桥梁切割成小块，然后下放，这样会产生高昂的切割费用，不利于节约生产。为提高经济效益，需尽量将混凝土桥梁切割成体积较大的拆除单元，从而减少切割面积，但吊装重量增加，给吊装运输带来了新的难题。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供基于桥面支撑的整跨箱梁下放拆除系统及其施工方法。
本发明的技术方案为：一种基于桥面支撑的整跨箱梁下放拆除系统，其特征在于：包括下放箱梁两端的墩柱和设置于墩柱上的悬挑反力系统；所述的悬挑反力系统包括主挑梁和吊索；所述的主挑梁一端锚固在墩柱上，另一端悬置于墩柱外，与墩柱形成悬挑支撑结构，主挑梁端部安装有下放动力系统；所述的吊索一端与下放动力系统连接，另一端连接有兜吊下放箱梁的兜吊装置。
进一步的所述的悬挑反力系统上的主挑梁有两根，两根主挑梁呈“八”字排列布置，间隔距离小的一端锚固在墩柱上。
进一步的所述的两根主挑梁上端安装有横桥向的压锚梁；所述的压锚梁锚固在墩柱上。
进一步的所述的下放动力系统包括固定在主挑梁端部的连续千斤顶；所述的连续千斤顶包括固定在主挑梁端部的下千斤顶和固定在下千斤顶上端的上千斤顶；所述的吊索端部依次穿过下千斤顶和上千斤顶与之锚固连接。
进一步的所述的兜吊装置包括扁担梁和设置于扁担梁下端面的调平装置；所述的扁担梁两端设置有吊索穿过的第一索孔，吊索下端穿过第一索孔和调平装置与扁担梁形成兜吊结构。
进一步的所述的第一索孔为长度大于吊索直径的长圆形通孔。
进一步的所述的调平装置包括贴合在扁担梁下端面的顶板和与顶板连接的底板；所述的顶板与底板之间通过倾斜的支撑板连接，顶板和底板形成具有倾斜夹角的支撑结构，顶板和底板上设置有贯通两者的沿夹角张开方向布置的长度大于吊索直径的长圆形第二索孔。
进一步的还包括设置于墩柱与吊索之间的用于支撑主挑梁下方未切割梁体的承重支架。
一种整跨箱梁下放拆除施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)、搭建承重支架，在下放箱梁端部与墩柱之间的未切割梁体下方搭建承重支架；
2)、安装主挑梁，将主挑梁锚固于墩柱上，在主挑梁上安装连续千斤顶；
3)、安装吊索，将吊索上端穿过主挑梁并将其与主挑梁上的连续千斤顶，下端延伸至下放箱梁的下方；
4)、安装扁担梁，将扁担梁的两端分别固定在两根吊索上，驱动连续千斤顶张紧吊索，使下放箱梁的重量转移到扁担梁上；
5)、试提，驱动连续千斤顶以超出下放箱梁重量的第一吊点力对下放箱梁进行试提，试提完成后，以低于试提吊点力的第二吊点力预 提下放箱梁；
6)、切割下放箱梁，使用切割机器在下放箱梁的两端对称缓慢切割下放箱梁；
7)、下放下放箱梁，通过控制连续千斤顶缓慢调节吊索，平稳下放下放箱梁至地面。
进一步的所述的步骤5中的第一吊点力为下放箱梁重量的1.1～1.2倍。
进一步的所述的步骤5中的第二吊点力为第一吊点力的90～95％。
本发明采用吊装能力大的连续千斤顶进行提升下放，大大减少混凝土的切割面积，可有效降低拆除成本，具有安全可控、操作性好、应用前景好等特点，既适用于直线梁桥的拆除，也适应于曲线桥梁的拆除。
附图说明
图1：本发明的主视图；
图2：本发明的俯视图；
图3：本发明的连续千斤顶与吊索连接结构示意图；
图4：本发明吊索与扁担梁连接结构示意图；
图5：本发明的调平装置结构示意图；
图6：图5中A-A视图；
图7：图5中B-B视图；
图8：本发明的扁担梁结构示意图；
其中：1—墩柱；2—下放箱梁；3—控制单元；4—承重支架；5—主挑梁；6—吊索；7—连续千斤顶；8—扁担梁；9—液压动力装置；10—位移传感器；11—压锚梁；12—上千斤顶；13—下千斤顶；14—第一索孔；15—顶板；16—底板；17—支撑板；18—第二索孔。
具体实施方式
如图1～8所示，基于桥面支撑的整跨箱梁下放拆除系统，使用墩柱1作为受力支座，将墩柱1作为下放箱梁2的支撑点，完成整个大吨位桥梁的拆除。其中，包括对称设置于下放箱梁2两端的两套悬挑反力系统，悬挑反力系统包括两根主挑梁5和吊索6。
如图2所示，两根主挑梁5水平布置，呈相互水平或者“八”字排列，其中相近的一端锚固在墩柱1上，主挑梁5端部连接有钢丝绳，钢丝绳穿过箱梁与墩柱1上的固定结构连接，墩柱1上的固定结构通过螺栓或者其他方式与墩柱1连接，形成稳定的锚固结构，以支撑主挑梁5。
两根主挑梁5的上端设置有压锚梁11，压锚梁11压在两根主挑梁5上，下端通过锚固结构锚固在墩柱1上，与主挑梁5形成稳定的悬挑结构。
主挑梁5张开一端上连接有吊索6，两根吊索6平行布置，分别位于下放箱梁2的两侧，主挑梁5上安装有连续千斤顶7，如图3所示，连续千斤顶7包括两个串联在一起的千斤顶，固定在主挑梁5端部的下千斤顶13和设置于下千斤顶13上的上千斤顶12，这两个千斤顶均为穿心千斤顶，吊索6穿过两个千斤顶并与之交替锚固连接。具体使用的方法为：将上千斤顶12升至最大行程，吊索6通过锚固板等结构固定在上千斤顶12上，上千斤顶12下降，吊索6随着下降，上千斤顶12下降到位后，将下千斤顶13升至最大行程，将吊索6锚固在下千斤顶13上与上千斤顶12拖开，再下降下千斤顶13，吊索6随之下降。交替运行，完成吊索6的下降过程。
如图4所示，吊索6的下端与扁担梁8连接，扁担梁8位于下放箱梁2的下方。扁担梁8的两端分别设置有两个第一索孔14，第一索孔14为横桥向的长度大于吊索6直径的长圆形通孔，吊索6穿过第一索孔14可沿横桥向调节的固定在扁担梁8上。
扁担梁8下方设置有调平装置，保证扁担梁8两端的吊索6处于同一平面。调平装置8包括贴合在扁担梁8下端面的顶板15和与顶 15连接的底板16，顶板15与底板16之间通过倾斜的支撑板17连接，顶板15和底板16形成具有倾斜夹角的支撑结构，顶板15和底板16上设置有贯通两者的沿夹角张开方向布置的长度大于吊索6直径的长圆形第二索孔18。吊索6穿过第二索孔18，通过移动位置调节吊索6下端的高度，保证两侧的吊索6下端处于同一平面，保证受力均衡。
下放动力系统包括连续千斤顶7和液压动力装置9，通过控制单元控制连续千斤顶7回缩慢慢下方吊索6完成箱梁的下放。吊索6下方前需要控制模块(如PLC、PFC)控制单元3控制液压动力装置9推动连续千斤顶7慢慢张紧吊索6，使吊索6与扁担梁8兜吊住待切割的下放箱梁2。
控制模块(如PLC、PFC)控制单元3连接位移传感器10，位移传感器10将下放箱梁2下放的程度反映给控制模块(如PLC、PFC)控制单元3，控制模块(如PLC、PFC)控制单元3控制液压动力装置9驱动液压千斤顶7调节吊索6。
为了保证施工人员的安全，主挑梁5上还设置有安全防护装置。保证施工人员在安装吊索6、千斤顶7等装置时的安全。
另外，在箱梁开始拆除的时候，由于箱梁两端的墩柱1上的梁体还在，因此在拆除过程中能够保证墩柱1的受力平衡，但是当墩柱1的一侧的箱梁已经拆除了，考虑到墩柱1的受力，需要在主挑梁5下方的梁体下端面设置承重支架4，保证主挑梁5在承受下放箱梁2的重量时，墩柱1的稳定平衡。
承重支架4位于箱梁的下端面，处于吊索6和邻近的墩柱1之间，支撑主挑梁5。
具体的拆除施工方法为：1、搭建承重支架4，在下放箱梁2端部与墩柱1之间的梁体下方搭建承重支架4，承重支架4在两侧箱梁均存在时不需要搭设；
2、安装主挑梁5，将主挑梁5锚固于墩柱1上，在主挑梁5上安装连续千斤顶7和液压动力系统，液压动力系统用于控制连续千斤 顶7的运行，并将其与控制主机连接；
3、安装吊索6，将吊索6上端穿过主挑梁5，主挑梁5上可设置滑轮一类的导向装置，避免吊索6直接同主挑梁5上的物件接触以被割断，吊索6的上端与主挑梁5上的连续千斤顶7固定连接，下端延伸至下放箱梁2的下方；
4、安装扁担梁8，扁担梁8位于下放箱梁2的下方，将扁担梁8的两端分别固定在两根吊索6上，形成兜吊装置，驱动连续千斤顶7慢慢张紧吊索6，使下放箱梁2的重量转移到扁担梁8上，扁担梁8的上端面贴合下放箱梁2的下端面；
5、试提，驱动连续千斤顶7以超出下放箱梁2重量的第一吊点力对下放箱梁2进行试提，试提完成后，以低于试提吊点力的第二吊点力预提下放箱梁2，试提的主要目的的是检测悬挑系统和动力系统是否能够承受箱梁的重量；
6、切割下放箱梁2，使用切割机器在下放箱梁2的两端对称缓慢切割下放箱梁2；
7、下放下放箱梁2，通过控制连续千斤顶7缓慢调节吊索6，平稳下放下放箱梁2至地面。
拆除过程中第一吊点力为下放箱梁2重量的1.1～1.2倍，第二吊点力为第一吊点力的90～95％。
本发明采用吊装能力大的连续千斤顶进行提升下放，大大减少混凝土的切割面积，可有效降低拆除成本，具有安全可控、操作性好、应用前景好等特点，既适用于直线梁桥的拆除，也适应于曲线桥梁的拆除。