[發明專利]一種城區梁橋階梯式順序塌落控制爆破拆除方法

在審

• 申請號: 201510071877.4
• 申請日: 2015-02-07
• 公開（公告）號: CN104775367A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 褚懷保;楊小林;張英才;梁為民;余永強;王金星;王新生;陳峰賓;王云飛;呂小師
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E01D24/00
• 分類號: E01D24/00;F42D3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明公開了一種城區梁橋階梯式順序塌落控制爆破拆除方法，涉及城區梁橋爆破拆除技術領域。

背景技術

上世紀末，中國橋梁事業迅速發展，基于特殊的國情及社會背景，同時受理論缺陷、施工工藝、施工水平、建筑材料本身限制、施工控制不嚴等多重因素的影響，建成后的大量梁橋普遍出現了頂板、底板和腹板開裂、預應力度下降及跨中下撓的現象，輕者影響結構耐久性和美觀，嚴重者已限制了橋梁的正常使用甚或導致結構喪失承載力，部分橋梁不得不進行拆除；另因橋梁使用功能的改變或線路升級改造，也有一些橋梁需要進行全部或部分拆除。這類待拆橋梁數量多，結構受力復雜，邊界條件多樣，拆除難度大，技術風險高，安全問題突出且這類橋梁拆除已呈增長趨勢，任務非常艱巨。因此，如何對這些橋梁安全可靠地拆除顯得越來越重要，具有重大的現實意義。

目前國內外橋梁拆除的主要有爆破法和非爆破法兩種，但無論是爆破法還是非爆破法拆除，國內外都尚無相關指南可供參考，這也在一定程度上制約著橋梁的安全快速拆除。且所有的梁橋拆除方案(尤其是爆破拆除方案)中幾乎不進行梁橋初始狀態識別、預處理后結構狀態的預測和拆除施工過程中的監控工作，致使梁橋拆除存在一定的安全隱患。

梁橋爆破拆除目前主要有整體定向倒塌和分段原地坍塌兩種方案。整體定向倒塌往往是梁橋整體沿縱向向一端倒塌觸地，這種方案在中小梁橋爆破拆除時比較適用，在大梁橋和特大梁橋爆破拆除時由于高長比較小而很難實現。原地坍塌爆破通過在橋墩和橋臺上設置全高或等高的爆破切口，實現梁橋上部結構在自身重力的作用下原地坍塌。

在這兩種梁橋爆破拆除方案上部結構幾乎是以整體的形式沖擊地面，引起的地面沖擊振動較大，沖擊振動危害效應增大，周圍環境的振動防護難得增大；且在后期梁橋上部結構二次破碎(尤其是采用機械法進行二次破碎)時難度大，容易破損路面，使路面的修復工作量和成本增大。

對于城區大梁橋和特大梁橋的爆破拆除兩個方案均存在炮孔數量多，鉆孔工作量大，炸藥用量大，爆破飛石、噪音、有害氣體和粉塵的防護難度大的問題，無疑增大了城區梁橋安全快速爆破拆除的難度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術的缺陷，提供一種城區梁橋階梯式順序塌落控制爆破拆除方法，對梁橋塌落順序、塌落高度和塌落質量進行三重控制，大幅度減少炮孔數量和炸藥量，精確控制梁橋上部結構的塌落高度、塌落質量和解體程度，進而有效控制梁橋上部結構爆破塌落觸地沖擊振動效應。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種城區梁橋階梯式順序塌落控制爆破拆除方法，包括以下步驟：

步驟一、對待拆的梁橋進行結構初始狀態識別；

步驟二、對待拆的梁橋進行局部預處理并對預處理后的橋梁結構狀態進行預測，在爆破拆除施工全過程中實施梁橋結構狀態監控；

步驟三、確定梁橋階梯式塌落的順序、塌落高度和塌落單元質量；

步驟四、在待拆的梁橋橋墩和橋臺以及局部主、次梁的設計部位鉆孔、裝藥、防護，采用非電雙向加強延期起爆網路起爆。

作為本發明的進一步優選方案，步驟一中，所述橋梁結構初始狀態識別通過梁橋靜載和動載試驗結果進行狀態評價，其中，

靜載試驗包括對主梁撓度主梁應力進行測量，撓度測量點縱向布置在跨中和四分點，采用光學或電子精密水準儀觀測，應力測量在主梁跨中梁底外表面粘貼混凝土應變片測試應力；

動載試驗采用脈動試驗法，測點布置于梁橋中心線跨中和四分點位置，通過測量橋梁結構各部件在環境隨機振動激勵的振動響應信號，進行信號頻率、振型、動力特性和沖擊系數分析。

作為本發明的進一步優選方案，步驟二中，所述預處理包括主梁和次梁部分縱向鋼筋的切割處理、橋臺處梁和路面的切割處理、梁橋上部結構根據理論計算確定的塌落單元兩端或各跨連接件的切割處理和梁橋上部附屬結構的預處理工作，預處理工作采用弱松動爆破方法和機械法進行；

所述橋梁結構狀態預測方法包括卡爾曼濾波法、灰色系統理論法或最小二乘法。

作為本發明的進一步優選方案，步驟二中，所述預處理還包括增設平衡體系。

作為本發明的進一步優選方案，爆破拆除的梁橋中任何兩個相鄰橋墩或者是橋墩與橋臺的爆破高度均不相同，爆破高度呈W形階梯設置。

作為本發明的進一步優選方案，所述步驟三中具體包括，

301、根據梁橋結構特征和周邊環境條件依據逐漸遠離重點保護對象的原則確定梁橋階梯式塌落順序；