南照淮河公路大橋主橋箱梁逆作法拆除分析

張黎明 董 蕾

(阜陽市路興公路工程監(jiān)理有限公司，安徽 阜陽 236000)

1 工程概況

G105線南照淮河公路大橋全長2 298 m，跨淮河主橋為(65+98+65)m連續(xù)梁橋，主梁采用斜腹板單箱單室箱梁，箱梁0號節(jié)段長度6.0 m，懸澆段1號～7號梁段長度3.0 m,8號～13號塊節(jié)段長度4.0 m，合龍段14號長度2.0 m,邊跨現(xiàn)澆段15號～18號節(jié)段橋面寬度為20.5 m，主墩構(gòu)造采用1.5 m直徑灌注群樁基礎。設計荷載為汽車—超20級，掛車—120級。橋梁總體布置如圖1所示。

該橋于1998年7月設計完成，1999年10月建成通車。由于主橋及跨堤橋病害較為嚴重，經(jīng)多次專家評審會論證，對主橋及跨堤橋上部結(jié)構(gòu)進行拆除重建，下部結(jié)構(gòu)改造后利用。同時由于淮河通航環(huán)保要求高，必須采用合適地拆除工藝，同時需對整個拆除進行有限元分析，根據(jù)分析結(jié)果實時掌握主梁的受力狀態(tài)，以保證主橋拆除安全。

2 拆除工藝

橋梁拆除前先將橋梁支座全部焊接固結(jié)，并在主墩兩側(cè)設置混凝土臨時支座、鋼管支撐穩(wěn)定支架(見圖2)，邊跨現(xiàn)澆段設置支撐支架，保證拆除過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全。

主跨箱梁拆除采用對稱懸臂割除法進行拆除，分為護欄及部分翼緣板拆除、4號～14號塊懸臂下放拆除、邊跨15號～18號塊現(xiàn)澆拆除、墩頂箱梁0號～3號塊拆除4個部分。

1)護欄及部分翼緣板采用4臺50 t吊車分4個作業(yè)面在橋面吊裝，直接裝車運至破碎場。

2)4號～14號懸臂拆除采用金鋼石線分塊切割，掛籃做承重結(jié)構(gòu)，連續(xù)千斤頂下放，每個梁段從腹板位置分割成2段，下放至駁船上。

3)邊跨15號～18號塊現(xiàn)澆段拆除、箱梁0號～3號塊采用金鋼石線分塊切割，浮吊吊裝至駁船上，通過兩臺100 t龍門吊將駁船上的混凝土塊吊上岸，簡易破碎后運至破碎場。

3 施工全過程分析

為了更好的指導南照淮河大橋主橋的拆除，對南照河大橋進行了結(jié)構(gòu)計算，結(jié)構(gòu)計算采用Midas Civil空間有限元程序進行計算。主要包括以下部分：

1)根據(jù)原有橋梁的施工順序，結(jié)合橋梁檢測的部分結(jié)論(考慮預應力損失20%)，建立成橋模型，盡可能真實的模擬橋梁的現(xiàn)狀。

2)根據(jù)現(xiàn)有的拆除方案，模擬主橋拆除的主要施工階段，計算拆除過程中不同施工階段的內(nèi)力、應力。

3.1 有限元建模

依據(jù)設計圖紙，建立全橋的有限元模型如圖3所示，全橋共268個節(jié)點，261個單元，分為50個施工階段，其中主橋正裝22個施工階段，倒拆28個施工階段。由于主橋首先割除懸臂，為了準確模擬主梁的受力狀態(tài)，主梁截面由中梁及兩側(cè)懸臂三部分組成，如圖4所示。

3.2 計算結(jié)果分析

按照原施工方案正裝模擬主橋施工至成橋后運營15年，再進行拆除計算分析，主梁應力及變形見表1。

表1 拆除施工過程主梁應力及變形

從表1結(jié)果分析有：

1)根據(jù)對原橋的正裝計算，結(jié)合原有橋梁檢測的部分成果，對原有橋梁的受力狀態(tài)進行了校核，計算結(jié)果表明現(xiàn)有計算假定與橋梁的實際狀況基本吻合。

2)通過對成橋的倒拆計算，結(jié)果表明，主梁倒拆節(jié)段，主要最大拉應力1.49 MPa，最大壓應力為-12.38 MPa，滿足規(guī)范要求，拆除過程中未發(fā)生較大位移突變。

3)通過對最大懸臂端的不平衡荷載驗算，結(jié)果表明在最大懸臂端發(fā)生不平衡荷載(1 486 kN)作用下，主梁應力良好。

4)總體計算分析表明，采用懸臂法拆除主梁方案可行，主梁總體受力良好，主梁拆除風險可控。

4 結(jié)語

該橋按照此拆除方案，已順利拆除重建。通過詳細地分析計算，確保了方案的實施，實現(xiàn)了舊橋拆除的安全、適用、經(jīng)濟、環(huán)保，同時確保了航道通航。南照淮河公路大橋主橋箱梁逆作法拆除可供類似環(huán)保要求高、河道通航條件下的舊橋拆除借鑒與參考。