石拱橋拱上填料拆除施工方案分析

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1橋梁概況

本文所述需要拆除的橋梁為一座空腹式石拱橋，主拱跨徑為3-凈16m，腹拱跨徑為凈2m。主拱圈厚度為0.8m、腹拱圈厚度為0.3m。主拱圈為無鉸拱；主拱圈頂最大填料厚度為135cm，最小填料厚度為65cm；腹拱圈頂最大填料厚度為120cm，最小填料厚度為65cm。下部結構為重力式墩臺，擴大基礎，拱圈、立墻及墩臺身材料為漿砌塊石。該橋本次需要拆除的部位為全橋橋面系及拱上填料均全部拆除，主拱圈及部分腹拱圈進行加固處理。

2拱上填料拆除方案

限于篇幅，僅對該橋拱上填料的拆除過程進行優(yōu)化分析，初步擬定以下3種拆除方案。

2.1方案一

主要考慮到節(jié)約時間、方便施工。具體實施方案：從中跨跨中依次向兩橋臺處對稱拆除拱上填料，橫橋向一次性拆除。

2.2方案二

主要考慮到全橋拆除過程中各階段受力均衡，方便施工。具體實施方案：從中跨跨中依次向兩橋臺處對稱拆除拱上填料，橫橋向分3次拆除。

2.3方案三

同時考慮到全橋、每跨及腹拱跨的受力均衡。具體實施方案：從主跨每跨跨中依次對稱向拱腳處拆除拱上填料，橫橋向分3次拆除。

3計算圖示及單元劃分

為了模擬全橋拱上填料拆除過程，本次分析采用Midas桿系進行拆除施工模擬，材料的容重、彈模等計算參數(shù)按規(guī)范取值。其中每孔主拱圈縱橋向劃分為20個單元，從第一跨到第三跨依次編號為1～60號單元；每孔腹拱圈劃分為8個單元，依次編號為61～156號。

4拆除施工計算結果及分析

方案一拆除施工階段劃分少，計算簡單，主要考慮全橋對稱拆除，主拱圈及墩身受力均衡，但未考慮到墩頂立墻局部的受力狀態(tài)；方案二主要考慮采用分塊拆除的方案，對方案一進行了優(yōu)化，橫橋向分3次拆除，盡可能降低施工過程中的應力變化，但應力依然較大；方案三同時考慮每一跨拆除過程上的對稱性，以及墩頂腹拱和立墻受力的均衡性，橫橋向同樣分3次拆除，結構整體及各部件受力狀態(tài)更加合理，拉應力水平比其他兩種方案有明顯的降低。

5結論

a）石拱橋與一般混凝土橋梁有很大的差別，由于其材料抗拉性能差、自重大等缺點，施工過程中應嚴格控制拉應力水平，充分發(fā)揮其抗壓性能高的優(yōu)勢。b）空腹式石拱橋結構體系復雜，拆除施工過程中應同時考慮主拱圈及拱上建筑等各部位的應力水平和施工工序的對稱性，以保證結構的施工安全。

作者:王一飛 單位:山西省交通科學研究院