预制小箱梁式隐盖梁临时支承体系拆除技术研究

1?研究背景

在我国道路桥梁迅速、高效建设发展过程中，各类施工技术不断创新，城市快速路高架桥对施工要求较高，因此选择合理的施工结构和规范的施工技术极为关键。预制小箱梁式隐盖梁已不断替代现浇箱式梁，成为城市快速路建设中主要的施工技术之一，简支变连续以及桥面连续为预制小箱梁式隐盖梁的两种主要结构体系。临时支承体系的拆除作为这一施工技术中重要的一环，通常面临操作空间受限等方面的制约，路桥预制小箱梁隐蔽盖梁施工后，高效拆除路桥预制小箱梁隐蔽盖梁施工前建立的临时支撑体系已成为关键的研究技术，也是此施工过程中需要达到的重要目的。

针对以上问题，许多专家学者对临时支承体系拆除技术进行了研究，童潇等采用有限元软件对拆除悬臂所使用的临时支承结构施工过程中支座反力、悬臂挠度等进行数据提取和分析，桥梁悬臂结构在施工过程中更具稳定性。谭立心等设计出一种挑梁支架结合临时吊索的新型临时支承体系，该临时支承体系利用现有的塔式起重机以及卷扬机即可完成，大幅降低施工成本，使施工更加高效。蒋金生等充分利用分析模型进行数值模拟分析，提出了控制临时支承的千斤顶行程，实现支承位置逐步下降拆除临时支承结构的卸载方案，使施工过程更高效、便利。

结合某城市快速路高架预制小箱梁式隐盖梁施工，提出了一种较为高效的路桥预制小箱梁式隐盖梁临时支承体系拆除施工技术，介绍了一套新型自制拆除设备，即移动小车拆除设备，创新了预制小箱梁式隐盖梁临时支承体系拆除施工过程中的施工 设备。

2?工程概况

本工程为浙江宁波环城南路西延（环镇北路至薛家南路）工程，该工程预制小箱梁式隐盖梁段北起HCNP?37号墩，南至HCNP?48号墩，共涉及6联11跨（3跨简支，2联3跨，1联2跨）12个墩，并跨越长棣屋河区域（HCNP?43~HCNP?48号墩为竹节桩、旋挖桩），与2条平行匝道对接（HCNP?42号墩处接2号匝道、HCNP?45号墩处接1号匝道），工程红线宽68~76.5?m不等。该预制小箱梁式隐盖梁临时支承体系主要有支承桁架、主梁体系、临时立柱（边墩支承以及主墩支承）、预制小箱梁垫梁、底模分配梁等结构。

现阶段隐盖梁主要用于代替净高受限区和变宽段的现浇箱梁，因此拆除临时支承体系必将因其适用条件的特殊性而面临较大的困难，主要体现在以下几个 方面。

（1）作业净空小，操作空间有限。隐式盖梁体系是为适应低净空状态下采用预制小箱梁结构的创新工艺，注定其桥跨结构以下净空很小。

（2）临时支承体系构件尺寸大且重量高。为提高周转使用效率，通常不拆除支承主梁间的螺栓拼接接头，直接落架后运抵下一承台继续使用，因此支承主梁的长度及重量均较大。

（3）现场转运条件受限。考虑到现场施工作业场地相对有限（城市快速路高架的工程建设红线通常不超过建设范围外5?m），支承体系使用状态与运输状态几近垂直，在具备30?m运输车转弯的场地内，实现支承体系“一次落架”工程难度较大。

为增加周转效率、节约机械使用成本，临时支承体系拆除技术的核心与关键在于一次落架、不二次装载。但是因施工场地运输条件受限，主梁长度超过45?m和邻河侧主梁将无法实现主梁整体运输需求，同时临时支撑体系主梁及主桁拆除净高受限，因此该工程主梁拆除技术分为整体拆除和分段拆除两种 方式。

3?移动小车拆除设备设计

在架设的过程中，该工程常规区域小箱梁采用的设备为架桥机，因此参考架设过程可考虑利用架桥机参与拆除支承体系，但存在架桥机租赁时间过长、掉头操作复杂、拆除存在一定风险等问题，因此参考架桥机和龙门式起重机工作原理，同时考虑拆除设备仅能沿湿接缝运行的特点，设计了一套自制拆除设备，即移动小车落架设备。

移动小车拆除设备需要满足不同工况的拆除需求，主要分为两部分：一部分是移动小车延湿接缝进行移动操作，即常规拆除工况，体现在移动小车整套设备设计；另一部分为主梁分段拆除时部分主梁节段在小箱梁投影面以外的拆除工况，此时需要进行临时固定。

3.1?移动小车整套设备

隐盖梁临时支撑体系主梁、主桁架拆除时，移动汽车支撑构件除了满足垂直框架功能外，还需要具有水平滑动能力。因此，在基础梁底部设置“定制移动汽车”，沿桥铺设临时轨道。 

轨道单侧采用22?a工字钢，每个桥墩单侧轨道长9.00?m，顶部焊接L?45×6角钢作为侧向限位构件（或成品轻轨）。垂直于轨道的轨道垫梁铺设在轨道底部，用于调整现浇隐蔽盖梁与预制箱梁之间的高差。型钢或轨道枕木可用于高程调整。吊耳结构设置在支撑梁的一个腹板上，用于沿桥牵引。单轨吊车（额定荷载16?t）用于垂直吊装。预制小箱梁区域吊挂设备如 图1所示。

   

图1?预制小箱梁区域吊挂设备顺桥向立面构造示意

3.2?主梁分段拆除设备

主梁分段拆除思路中，部分主梁组合结构中边跨 主梁在小箱梁投影范围以外，因此需要将落架设备固定于隐盖梁。落架设备置悬挑式大梁（规格按双拼HM?600设计）安装单轨吊车，悬挑式大梁采用2道反压大梁（规格按双拼I45?a工字钢设计）固定，反压大梁顶部配置锚固墩头，其约束的锚杆（直径为35?mm精轧螺纹钢）与现浇隐盖梁锚固。隐盖梁范围吊挂设备构造如图2所示。

   

图2?隐盖梁范围吊挂设备构造示意

3.3?移动小车拆除设备平移设计

移动小车竖向提升采用单轨吊车进行操作，而其延湿接缝纵向移动动力输出可采用连续式千斤顶和链条葫芦两种方式。

（1）连续千斤顶布置在现浇隐蔽梁范围内，在道路中心线两侧对称布置，确保吊点覆盖主桁架和主梁系统。顺桥连续千斤顶设置在操作联的每个连接（或每个）两端，并控制同向悬挂设备的移动。单个连续千斤顶的最大牵引长度不得超过90?m。平移装置如图3所示。

   

图3?平移装置构造示意

（2）在成本方面链条葫芦装置相较于其他装置更节约，而且能够将结构的复杂程度降到最低，因此将链条葫芦作为移动小车横移动力装置，同时在小箱梁跨中位置设置链条葫芦反力架，反力架采用简易型钢进行制作。移动小车采用滑动轨道进行顺桥向移动，小车与轨道之间属于滑动摩擦，摩擦力极小，采用3?t链条葫芦即可满足使用要求。

4?拆除技术要点

4.1?拆除流程

在拆除过程中应充分掌握临时支承体系的拆除特点，确保拆除过程安全可控。路桥预制小箱梁式隐盖梁临时支承体系的拆除主要包括以下几方面。

（1）悬挑梁拆除。通过汽车式起重机将悬臂梁进行悬挂，然后拆除悬臂梁和主梁的连接，再将悬挂着的悬臂梁吊入平板车内。悬臂梁拆除如图4所示。

   

图4?悬臂梁拆除

（2）拆除边墩支承体系并装车。第一起重设备用于悬挂靠近墩支撑系统的一侧，第二起重设备用于悬挂靠近墩支撑系统一侧，然后拆除外主梁段与墩垂直支撑的连接，侧墩垂直支承最终将被放入平板车。

（3）拆除与边墩支承体系连接的外侧主梁梁段并装车。拆除侧墩垂直支撑后，拆除外主梁梁段与主梁中梁段之间的连接，启动第一吊装设备和第二吊装设备，将外主梁梁段落到地面，并拖到预制小箱梁所能投射的地方之外，并用汽车式起重机吊装到平板车上。

（4）与主墩支承体系连接的主梁中部梁段的拆除、平移、落梁。采用移动吊装设备悬挂主梁中部梁段后，将主梁中部梁段与主桁架系统断开，启动移动吊装设备，将主梁中部梁段运至跨中附近，启动移动吊装设备悬挂机构，主梁中部梁段随后将被移至平板 车内。

（5）主桁体系起吊、侧卧落地、装车。开启可移动吊装设备中的水平移位装置后，将促进可移动吊装设备复位。吊装主桁架系统，然后解除主桁架系统与主墩垂直支撑的约束。水平移位装置随后开启，主桁架系统被运送到离跨中比较近的位置，最后吊装设备的悬挂机构进行移动，将主桁架系统以侧卧的状态落到地上。将可移动吊装设备中悬挂机构与主桁架系统的连接位置进行切换，直至平移吊装设备将主桁架系统平移平板车，并保持平躺为止（图5）。

   

图5?主桁体系起吊、侧卧落地、装车

（6）拆除主墩竖向支承体系及垫梁。水平移位装置开启后，预制箱梁段的可移动吊装设备将被还原到原支撑的上面位置，吊装主墩垂直支撑系统，然后将主墩垂直支撑系统与垫梁的连接切断。再启动水平移位装置，将主墩垂直支撑系统移至跨中附近，最后启动单轨吊车，将主墩垂直支撑体移至平板车。

4.2?主梁整体拆除技术

采用适用于主梁整体拆除的移动小车设备，将主梁临时支承体系安全、环保、快速地拆除。主梁整体拆除技术主要包括4个步骤：

（1）将主梁整体落架（移动小车或起重机）拆除，前提为标高调整装置及分配梁完成拆除；

（2）利用相关设备拆除支承桁架；

（3）利用相关设备拆除主墩竖向支承及垫梁；

（4）利用相关设备拆除边墩竖向支承。

4.3?主梁分段拆除技术

主梁分段拆除技术主要包括以下步骤：

（1）拆除主梁顶部的铺装平台，待主梁铺装平台拆除完毕，拆除支承主梁的悬挑部分，拆除完成后利用相关设备固定主梁；

（2）拆除主梁连接螺栓，螺栓拆除完成后，将边跨主梁提升10?cm左右（离开上垫梁），然后利用汽车式起重机拆除边墩竖向支承及垫块；

（3）利用相关设备拆除与边墩相关的17?m段或12?m段主梁，将其直接落至运输车进行转运，完成后拆除与主墩相关的21?m段主梁，将其直接落至运输车进行转运；

（4）利用相关设备拆除主桁体系。

5?结论

针对此类预制梁的临时支承体系在拆除过程中通常遇到的作业净空小、操作空间有限、临时支承体系构件尺寸大且重量高、现场转运条件受限等实际问 题，本研究基于浙江宁波环城南路西延工程中预制小箱梁式隐盖梁施工，对该类工程中临时支承体系拆除技术加以研究。

（1）提出一种规范、高效的拆除施工技术，包括拆除悬臂梁、边墩支撑系统的拆除和装载，以及与边墩支撑系统连接的外主梁梁段的拆除和装载等步骤。预制小箱梁架设完成后，快速拆除临时支承体系，可解决传统大型汽车起重机、履带式起重机等设备对操作空间要求过高等问题。

（2）提出一种新型的自制拆除设备，即移动小车拆除设备，解决采用架桥机拆除过程中将会出现的架桥机租赁时间过长、掉头操作复杂、拆除存在一定风险等问题，并且能同时考虑拆除设备仅能沿湿接缝运行的特点。采用新型整体落架装置拆除设备拆除主梁及主桁，提高了拆除效率，经济效益良好。