阅读说明：本技术 一种独塔单索面预应力斜拉桥精准爆破拆除方法 (Accurate blasting demolition method for single-tower single-cable-plane prestressed cable-stayed bridge ) 是由 陈德志 罗鹏 李本伟 陈晨 徐顺香 胡浩川 安玉东 周应军 周祥磊 于 2020-05-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种独塔单索面预应力斜拉桥精准爆破拆除方法。包括以下步骤：S1：标出索塔爆破切口支撑部分与爆破部分的切口分界线,将爆破切口分为梯形爆破部分与支撑部分；S2：机械破碎主梁两侧桥面,使主梁两侧分离；S3：标出索塔、主梁、主墩孔位,在索塔爆破切口梯形爆破部分、索塔爆破切口支撑部分底部、主梁、主墩钻凿炮孔；S4：沿索塔梯形爆破部分与支撑部分切口分界线连续钻凿分界贯穿孔,分界贯穿孔与切口分界线相切,布置在梯形爆破部分一侧,形成贯穿分界面；S5：平行钻凿与炮孔深度相同的补偿孔；S6：沿索塔爆破切口梯形爆破部分水平方向间隔破碎表皮混凝土,割断露出的包裹钢筋；S7：装药、堵塞、联网、起爆。本方法钻凿炮孔容易、工作量小,斜拉索两端不会弹出,在空中甩动,且背向临时便桥倾倒,安全性好。(The invention discloses a precise blasting demolition method for a single-pylon single-cable-surface prestressed cable-stayed bridge. The method comprises the following steps: s1: marking a cut boundary line of a supporting part and a blasting part of the cable tower blasting cut, and dividing the blasting cut into a trapezoidal blasting part and a supporting part; s2: mechanically crushing bridge decks on two sides of a main beam to separate the two sides of the main beam; s3: marking the hole positions of the cable tower, the main beam and the main pier, and drilling blast holes in the trapezoidal blasting part of the cable tower blasting notch, the bottom of the supporting part of the cable tower blasting notch, the main beam and the main pier; s4: continuously drilling a boundary through hole along the cut boundary of the cable tower trapezoid blasting part and the support part, wherein the boundary through hole is tangent to the cut boundary and is arranged on one side of the trapezoid blasting part to form a penetrating boundary; s5: drilling compensation holes with the same depth as the blast hole in parallel; s6: breaking the skin concrete at intervals along the horizontal direction of the trapezoid blasting part of the blasting notch of the cable tower, and cutting off the exposed wrapping steel bars; s7: charging, blocking, networking and detonating. The method has the advantages of easy blast hole drilling, small workload, no ejection of two ends of the stay cable, swinging in the air, back-to-back dumping of the temporary.)

一种独塔单索面预应力斜拉桥精准爆破拆除方法

技术领域

本发明属于工程爆破技术领域，具体涉及爆破拆除斜拉桥，特别涉及一种独塔单索面预应力斜拉桥精准爆破拆除方法。

背景技术

斜拉桥缘起于上世纪50年代，当时交通压力小、建桥技术与建筑材料受限，早期的斜拉桥多为独塔单索面预应力斜拉桥。随着建桥技术、建筑材料的发展，索塔型式由独塔演变为稳定性更好的A型、倒Y型及H型，索面随之演变为平行双索面、斜索面等。现存独塔单索面预应力斜拉桥存在着稳定性差、通行能力不足、使用年限将近的问题，都将被拆除重建。拆除前为缓解交通压力，会紧邻原桥修建临时便桥，待新桥建成后拆除临时便桥。

现有拆除斜拉桥方法主要有：逆建造顺序人工机械拆除法、爆破拆除法。斜拉桥由主墩、索塔、主梁、斜拉索组成，对这种特殊的对称平衡力学结构的构筑物，逆建造顺序人工机械拆除存在着安全性差、费用高、周期长等缺点，而爆破拆除法更为安全、经济、高效，已成为拆除斜拉桥的首选方法。

现有爆破拆除斜拉桥方法有：原地坍塌爆破、平行索面定向爆破、索塔垂直索面定向爆破。

原地坍塌爆破：在索塔上布置多个爆破点，在主墩、主梁各受力点布置爆破点，使索塔断成多节，与主墩、主梁原地坍塌。这种方法布置爆破点多，施工工期长，成本高；需要搭建平台进行高空作业；索塔爆点高，炸药单耗大，爆破飞散物抛掷远，对紧邻临时便桥撞击影响大，且散落面积大，不利于爆后快速恢复通车；索塔高大坚固，爆破原地坍塌范围不可控，无法保证紧邻临时便桥的安全。

索塔平行索面定向爆破：在索塔底部、主墩、主梁与一侧每根斜拉索锚固端布置爆破点，使一侧斜拉索均与主梁断开，索塔在另一侧斜拉索牵引下，平行索面定向倒塌，主墩、主梁原地坍塌。斜拉索锚固端钢筋相互交错、异常密集，钻凿炮孔艰难，施工周期长、经济效益差，爆破瞬间斜拉索锚固端迅速完全脱离主梁可靠性低；爆破瞬间斜拉索弹出，在空中甩动，无法保证临时便桥与其他临近建（构）筑物安全；索塔平行临时便桥倒塌，冲击塌落桥面，碎渣侧向飞散防护难度大、效果差，严重影响临时便桥安全。

索塔垂直索面定向爆破：一般用于索塔为A型、倒Y型及H型斜拉桥，未被应用于独塔单索面预应力斜拉桥，源于以下技术难点。

（1）索塔横截面垂直索面方向宽度本身较小，且远小于索塔高度，属于细长杆，且索塔、斜拉索、主梁、主墩组成的斜拉体系在爆破切口形成瞬间相互牵制，支撑部分与爆破部分宽度比例与各部分起爆时差至关重要。

（2）独塔型索塔与A型、倒Y型及H型不同，只有1个支撑点，如何利用炸药爆炸破坏倾倒方向的钢筋混凝土，又不破坏支撑部分的钢筋混凝土，在倾倒方向形成符合理论设计的梯形爆破切口。

（3）索塔截面尺寸大，底部是实心钢筋混凝土，钢筋强度大、横竖交错密集，无法被炸断，无法保证大量混凝土在爆破瞬间脱离交错钢筋的约束，使爆破切口部分失去支撑能力。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题提供一种独塔单索面预应力斜拉桥精准爆破拆除方法。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种独塔单索面预应力斜拉桥精准爆破拆除方法，包括以下步骤：

S1：标出索塔爆破切口支撑部分与爆破部分的切口分界线，将爆破切口分为梯形爆破部分与支撑部分；

S2：机械破碎主梁两侧桥面，使主梁两侧分离；

S3：标出索塔、主梁、主墩孔位，在索塔爆破切口梯形爆破部分、索塔爆破切口支撑部分底部、主梁、主墩钻凿炮孔；

S4：沿索塔梯形爆破部分与支撑部分切口分界线连续钻凿分界贯穿孔，分界贯穿孔与切口分界线相切，布置在梯形爆破部分一侧，形成贯穿分界面；

S5：在索塔与主墩钻凿完成的炮孔中，平行钻凿与炮孔深度相同的补偿孔；

S6：沿索塔爆破切口梯形爆破部分水平方向间隔破碎表皮混凝土，割断露出的包裹钢筋；

S7：装药、堵塞、联网、起爆，用雷管延时时间控制索塔爆破切口、主梁两侧、主墩爆破点起爆顺序；索塔垂直索面定向倾倒，主梁、主墩原地坍塌。

根据本发明实施例，所述步骤S1中，切口分界线下端点处，支撑部分水平宽度0.6~1.2m，支撑部分与爆破部分的水平宽度比为1： 2.4~3.5，切口分界线向倾倒方向倾斜，斜角45°~70°；这样效果最佳。

根据本发明实施例，所述步骤S2中，桥面机械破碎区域宽度为1~1.5m；这样效果最佳。

根据本发明实施例，所述步骤S3中，索塔爆破切口爆破部分炮孔底距切口分界线20~30cm，支撑部分底部布置2~3排炮孔，排间距不超过30cm；这样效果最佳。

根据本发明实施例，所述步骤S4中，分界贯穿孔直径7~9cm；这样效果最佳。

根据本发明实施例，所述步骤S5中，索塔爆破部分每4个炮孔为一组，每组炮孔对角线交点钻凿1个补偿孔，炮孔为单数则在中线处多钻凿1个，直径7~9cm；主墩下三排炮孔每6个炮孔为一组，每组炮孔对角线交点钻凿2个补偿孔，炮孔为单数则在中线处多钻凿1个，直径7cm~9cm；这样效果最佳。

根据本发明实施例，所述步骤 S5中，水平方向间隔60~80cm破碎10~15cm混凝土表皮，转角处两边各破碎10~15cm，破碎高度不超过20cm；这样效果最佳。

根据本发明实施例，所述步骤所述S6中，起爆顺序为索塔爆破切口爆破部分、索塔爆破切口支撑部分底部、主梁两侧、主墩；索塔爆破部分由两侧向中间延时起爆，总延时时长不超过200ms；索塔支撑部分同时起爆；主梁两侧同时起爆；主墩由两侧向中间延时起爆，总延时时长不超过500ms；索塔爆破切口爆破部分与索塔爆破切口支撑部分爆间隔为500~700ms，与主梁两侧起爆间隔为1000~1500ms，与主墩起爆间隔为3500~4500ms；这样效果最佳。

本发明的有益技术效果是：利用分界贯穿孔形成贯穿分界面，提前将索塔爆破切口爆破部分与支撑部分分开，爆破部分炸药产生的爆炸应力波、爆生气体不会直接作用在支撑部分，起到良好的缓冲，且为爆炸部分提供一个新的自由面，有利于爆炸部分混凝土的破碎效果；贯穿均匀分布在炮孔中，起到提供更多的自由面和补偿空间的作用，有利于爆破瞬间混凝土顺利脱笼；间隔割断包裹钢筋，降低钢筋网的整体束缚能力，有利于爆破瞬间混凝土顺利脱笼，使爆破部分失去支撑能力，形成爆破切口；支撑部分底部装有少量炸药，滞后于爆破切口爆破部分500~700ms起爆，在索塔形成向前倾倒趋势后，松动支撑部分混凝土上下连接，使索塔连接方式由固定端变为铰链，有利于索塔发生偏转；主梁两侧滞后于爆破切口爆破部分1000~1500ms起爆，解除主梁两侧约束，有利于索塔倾倒趋势迅速扩大变为稳定倾倒；主墩滞后于爆破切口爆破部分3500~4500ms起爆，索塔形成稳定倾倒状态前保持底部支撑，索塔形成稳定倾倒状态后，与主梁原地坍塌。

本发明爆破拆除斜拉桥的技术方案，爆破效果为索塔垂直索面定向倾倒，主梁与主墩原地坍塌，形成一种定向爆破与原地坍塌结合的精准爆破方法。相较于逆建造顺序人工机械拆除安全性高、施工周期短、费用低；相较于原地坍塌爆破、索塔平行索面定向爆破，仅需在索塔底部、主墩、主梁两侧各设置1个爆破点，钻凿炮孔容易、工作量小，斜拉索两端不会弹出，在空中甩动，且背向临时便桥倾倒，安全性好。

附图说明

图1为索塔爆破切口处理及炮孔布置表面展开示意图。

图2为主梁路面破碎及炮孔布置正视与俯视示意图。

图3为主墩炮孔布置正视与俯视示意图。

图4为独塔单索面预应力斜拉桥爆破点设置示意图。

图中：1-切口分界线；2-梯形爆破部分；3-支撑部分；4-桥面机械破碎区域；5-炮孔；5-1-索塔爆破切口梯形爆破部分炮孔；5-2-索塔爆破切口支撑部分炮孔；5-3-主梁两侧炮孔；5-4-主墩炮孔；6-分界贯穿孔；9-索塔；10-主梁；11-主墩。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。

某独塔单索面预应力斜拉桥全长260m，桥面宽24.7m，索塔桥面以上高64m，平行索面方向宽5m，垂直索面方向宽2.7m，共有9对平行布置斜拉索，长度20~112m，上游19m平行建有临时便桥。

现有爆破方法均不能可靠保证临时便桥安全，且工作量大，不满足工期要求。

故采用本发明所提出的一种独塔单索面预应力斜拉桥垂直索面精准定向爆破拆除方法进行拆除工作。

（1）标出索塔爆破切口支撑部分3与爆破部分的切口分界线1，将爆破切口分为梯形爆破部分2与支撑部分3；切口分界线1下端点处，支撑部分3水平宽度0.7m，切口分界线1向倾倒方向倾斜，斜角65°。

（2）机械破碎主梁10两侧桥面，使主梁10两侧分离，桥面机械破碎区域4宽度为1.5m。

（3）标出索塔9、主梁10、主墩11孔位，在索塔9爆破切口梯形爆破部分2、索塔9爆破切口支撑部分3底部、主梁10、主墩11钻凿炮孔5；索塔爆破切口梯形爆破部分炮孔5-1，孔底距切口分界线1距离20cm，索塔爆破切口支撑部分炮孔5-2，主梁两侧炮孔5-3，主墩炮孔5-4。

（4）沿切口分界线1连续钻凿分界贯穿孔6，直径7cm，分界贯穿孔6与切口分界线1相切，布置在爆破部分2一侧，形成贯穿分界面。

（5）将索塔爆破切口爆破部分炮孔5-1每4个炮孔为一组，以每组炮孔对角线交点为中心，平行钻凿与炮孔深度相同的补偿孔7，炮孔为单数则在中线处多钻凿1个，直径7cm；主墩炮孔5-4下三排每6个炮孔为一组，以每组炮孔对角线交点为中心，平行钻凿与炮孔深度相同的补偿孔7，炮孔为单数则在中线处多钻凿1个，直径7cm。

（6）沿索塔爆破切口爆破部分2（两排炮孔中间，任意方便施工处）水平方向间隔破碎表皮混凝土，间隔60cm破碎10~15cm表皮，转角处两边各破碎10~15cm，破碎高度20cm，割断露出的包裹钢筋8。

（7）装药、堵塞、联网、起爆，用雷管延时时间控制索塔爆破切口、主梁两侧、主墩爆破点起爆顺序。索塔爆破部分2均分为5个区，采用孔内延时，由两侧向中间起爆，延时时间为0ms、50ms；110ms；索塔支撑部分同时起爆；主梁两侧同时起爆；主墩采用孔外延时，由两侧向中间起爆，连接雷管延时时间为50ms；索塔爆破切口爆破部分与索塔爆破切口支撑部分、主梁两侧、主墩起爆间隔分别为650ms、1500ms、4500ms；索塔9垂直索面定向倾倒，主梁10、主墩11原地坍塌。