石拱桥拱上填料拆除施工方案分析

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1桥梁概况

本文所述需要拆除的桥梁为一座空腹式石拱桥，主拱跨径为3-净16m，腹拱跨径为净2m。主拱圈厚度为0.8m、腹拱圈厚度为0.3m。主拱圈为无铰拱；主拱圈顶最大填料厚度为135cm，最小填料厚度为65cm；腹拱圈顶最大填料厚度为120cm，最小填料厚度为65cm。下部结构为重力式墩台，扩大基础，拱圈、立墙及墩台身材料为浆砌块石。该桥本次需要拆除的部位为全桥桥面系及拱上填料均全部拆除，主拱圈及部分腹拱圈进行加固处理。

2拱上填料拆除方案

限于篇幅，仅对该桥拱上填料的拆除过程进行优化分析，初步拟定以下3种拆除方案。

2.1方案一

主要考虑到节约时间、方便施工。具体实施方案：从中跨跨中依次向两桥台处对称拆除拱上填料，横桥向一次性拆除。

2.2方案二

主要考虑到全桥拆除过程中各阶段受力均衡，方便施工。具体实施方案：从中跨跨中依次向两桥台处对称拆除拱上填料，横桥向分3次拆除。

2.3方案三

同时考虑到全桥、每跨及腹拱跨的受力均衡。具体实施方案：从主跨每跨跨中依次对称向拱脚处拆除拱上填料，横桥向分3次拆除。

3计算图示及单元划分

为了模拟全桥拱上填料拆除过程，本次分析采用Midas杆系进行拆除施工模拟，材料的容重、弹模等计算参数按规范取值。其中每孔主拱圈纵桥向划分为20个单元，从第一跨到第三跨依次编号为1～60号单元；每孔腹拱圈划分为8个单元，依次编号为61～156号。

4拆除施工计算结果及分析

方案一拆除施工阶段划分少，计算简单，主要考虑全桥对称拆除，主拱圈及墩身受力均衡，但未考虑到墩顶立墙局部的受力状态；方案二主要考虑采用分块拆除的方案，对方案一进行了优化，横桥向分3次拆除，尽可能降低施工过程中的应力变化，但应力依然较大；方案三同时考虑每一跨拆除过程上的对称性，以及墩顶腹拱和立墙受力的均衡性，横桥向同样分3次拆除，结构整体及各部件受力状态更加合理，拉应力水平比其他两种方案有明显的降低。

5结论

a）石拱桥与一般混凝土桥梁有很大的差别，由于其材料抗拉性能差、自重大等缺点，施工过程中应严格控制拉应力水平，充分发挥其抗压性能高的优势。b）空腹式石拱桥结构体系复杂，拆除施工过程中应同时考虑主拱圈及拱上建筑等各部位的应力水平和施工工序的对称性，以保证结构的施工安全。

作者:王一飞 单位:山西省交通科学研究院