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广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 I 桥梁拆除爆破桥梁拆除爆破设计及桥梁信息设计及桥梁信息 数据库的开发数据库的开发 摘摘 要要 桥梁在当今社会起着重要的作用，随着社会的发展各种各样的新式桥 梁随之出现，与此同时许多桥梁由于交通需要等原因要拆除。而常规的人 工拆除已经不能够取得较为良好的效果，所以对桥梁爆破设计进行研究， 得到科学爆破的方法进行桥梁拆除是我们进行研究的目的。 本文将利用拆除爆破理论对桥梁进行分析，选取合适的爆破方案对桥梁 实施爆破。文章罗列多种类型的桥梁，并且根据不同的标准进行分类。总 结桥梁理论知识后，分别就桥台、桥墩、桥拱、钢筋混凝土梁进行分析， 然后进行爆破。这样能够适合于各类桥梁，并且能够得到较好的效果。 本文以桂平西江双曲拱桥除爆破设计为例，将桥梁拆除爆破的理论运 用于实践，从实际出发阐述了其爆破设计的过程，并且列出多种方案，之 后结合桥梁拆除爆破的理论和特点选取较为适合的爆破方案。 在进行桥梁爆破分析之前，可以结合辅助设计桥梁信息数据库提供的知 识进行调用获得总体的把握。设计利用 Microsoft Visual Basic 6.0 程序基于 Microsoft Access2003 数据库的知识进行开发，并用 Visual Basic 6.0 内部控 件创建工作界面实现相应控件的作用。从而配合桥梁爆破的进行，为爆破 提供了较大的便利。 关键词桥梁爆破 拆除爆破理论 桥梁信息数据库 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 II THE RESEARCH FOR BRIDGE OF DEMOLITION BLASTING AND THE DESIGN OF INATION DATABASE ABSTRACT The bridge plays a very important role in modern time， as the development of society， more and more bridges are built ，at the same time lots of bridges are demolished for aging and needing. But the conventional demolition could not make a better effect， therefore researches to the bridge demolition design obtain the science demolition carrying on the bridge demolition. This paper will analyze the bridge with demolition blasting theory， select a suitable program for the blasting of bridges. The articles listes various types of bridges， and classifies kinds of bridge based on different criteria Aggregates. Aggregating the bridge theoretical knowledge， analyzing the abutments， piers， Qiaogong， reinforced concrete beams and then proceed to burst. It can fit with various types of bridges， and get better results. In this paper， we will take the guiping’s bridge for example. we will use the the theory of demolition blasting for Practicing， it descripties the process of Blasting Design and gets the best program. We can get some ination about the blasting of bridge in Bridge ination database before blasting the bridge. Bridge ination database using Microsoft Visual Basic 6.0 procedures is based on Microsoft Access2003 database. So the blasting of bridge will get greater convenience with the bridge ination database. KeywordsBlasting of bridge the theory of demolition blasting bridge ination database 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 III 目 录 第一章 绪 论 ...................................................1 1.1 桥梁拆除爆破的特点与设计原则...............................1 1.2 桥梁爆破设计国内研究现状...................................3 1.3 桥梁爆破设计的意义.........................................3 第二章 桥梁爆破理论基础 .........................................5 2.1 拆除爆破理论...............................................5 2.2 桥梁的基本组成与分类.......................................9 2.3 桥梁爆破分析..............................................12 2.4 爆破施工管理..............................................20 第三章 桂平西江双曲拱桥除爆破设计 ..............................22 3.1 工程概况..................................................22 3.2 桥梁拆除爆破设计的主要原则................................24 3.3 爆破拆除方案..............................................24 3.4 爆破参数设计与选择........................................25 3.5 爆破安全与防护............................................29 第四章 辅助桥梁爆破信息数据库的开发 ............................31 4.1 需求分析..................................................31 4.2 数据库设计................................................32 4.3 数据库主要窗体及功能实现代码..............................35 4.4 本章小结..................................................37 总 结 ........................................................38 参考文献 .......................................................39 致 谢 ........................................................40 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 1 第一章 绪 论 桥梁工程在交通事业中占有重要地位，虽然桥梁所占路线总长度不大， 但其工程造价一般占公路总造价比例很高。在山区高等级公路上其比例更高， 尤其在现代高速公路和城市高架桥中，常常是保证全线早日通车和正常使用 的关键。[1] 桥是一种架空的人造通道，由上部结构和下部结构两部分组成。上部结 构包括桥身和桥面，下部结构包括桥墩、桥台和基础。 国防上，桥梁是交通运输的命脉，在快速、机动的现代化战争中占有非 常重要的地位。我国交通部在长远规划中，将建成 3.5 万公里的高速公路和 以一、二级汽车专用公路为主的快速通道。西部地区地理、地形复杂．山高 谷深，河流众多，必然要建造大量的桥梁。另外，数十公里长的海湾、海峡 特大型桥梁的建设已经摆在我们面前。可以预见，21 世纪是一个不断创造 特大跨度桥梁历史的时代。[10] 与此同时桥梁的拆除也不可避免，桥梁修建技术的不断进步定会带来大 量的桥梁要被拆除，于是研究桥梁的拆除显得尤为重要，而用拆除爆破的方 法拆除废旧桥梁成了比较实用的办法。 然而由于拆除爆破涉及的各种因素复杂多变，加上测试和研究手段的限 制，一些工程爆破从业人员的设计主要依赖于经验公式和定性的分析。而利 用经验公式最大的不足是选取时范围较大让人无所是从。于是对桥梁拆除爆 破进行系统的研究，将涉及桥梁爆破方面的相关知识和经验结合起来，作出 更具说服力和经济性较强的方案。 1.1 桥梁拆除爆破的特点与设计原则[5] 1.1.1 桥梁爆破拆除的方式和特点 桥梁爆破拆除，根据桥梁结构的不同特点和拆除要求，有以下几种的方 式 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 2 1）整桥爆破拆除 双拱桥及现浇钢筋混凝土桥，一般将桥面和桥墩均拆除，及整桥拆除， 这时宜采用全桥同时起爆，一次性解体或应用失稳原理先爆桥墩、使桥面塌 落解体破坏。塌落后若块度较大不便清理时，可进行二次破碎。对于现场整 体灌注的钢筋混凝土桥，就需要桥面和桥墩一起炸毁。有的桥梁结构可以采 用二次爆破先爆碎桥面，后爆碎桥墩、桥台；有的可以先爆破桥墩、桥台， 桥面不爆破，桥基和翼墙作为第二次爆破，利用桥面作为桥墩爆破的防护， 可以减少防护材料，有利于飞散物的控制和改善桥墩的破碎效果。 2）只炸桥墩，桥面回收 对于桥面若是由钢梁或钢筋混凝土预制梁组成，一般业主要求将钢材和 梁回收时，就只需要炸毁桥墩，而上部梁在爆破桥墩以前，先吊运走或者在 枯水季节爆破桥墩，使上部桥面下落，再进行解体切割。 当拆除城市交通要道上的桥梁时，如果桥面梁不需要回收，有条件吊运 的，可将桥面吊运到人员车辆稀少的宽阔地带施爆，而仅对桥墩进行爆破。 桥墩可采用定向倾倒，也可以采取分层爆破拆除。 3）部分炸毁，部分保留 有时，业主要求保留桥墩，只炸毁桥面，这时在梁座与墩帽之间要根据 支座情况采取保护措施；也有个别桥墩，需保留部分墩身时，在拆除和保护 部位的交界面处，宜钻水平孔进行预裂或光面爆破，并注意钢筋的处理，以 符合后续工序的要求。[5] 1.1.2 桥梁拆除爆破设计的主要原则 1）应根据桥梁结构特点、周围环境条件和施工条件，选择上述相应的爆破 方式和合理的爆破参数，控制爆破块度和满足施工要求，以得到最佳的爆破 破碎效果和经济效果。 2）对桥梁作结构力学分析，找出关键承重部位，用最少炮孔和最佳的布药 位置，爆破关键节点，使桥梁整体坍塌、解体。这种方法对拱桥和高桥墩、 长跨度的桥梁，尤其有效。 3）被拆除的旧桥，大多周围环境比较复杂，近距离内有已建成和正在运营 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 3 的新桥，还有通讯线、动力线、水闸、民房等必须保护的设施；有的桥下还 有通航的河道。因此，桥梁拆除爆破中，必须针对性安全检算和采取必要的 安全措施。 1.2 桥梁爆破设计国内研究现状 随着交通运输事业的蓬勃发展，各类桥梁随处可见，而需要拆除和改建 的各种桥梁也越来越多。用控制爆破方法拆除桥梁，具有安全、高效、经济 等优点，因此在国内国外的应用范围也日益广泛。 目前，国内已经爆破拆除的桥梁在构造上主是要钢桥和钢筋混凝土桥两 种；在用途上主要的是铁路和公路，其桥面有的是钢结构，而大部分桥面为 钢筋混凝土的。铁路桥的桥面一般为钢筋混凝土预制构件，而桥墩为钢筋混 凝土或浆砌料石，个别也有用混凝土预制块的。大型公路桥的结构大多数是 钢筋混凝土的，有的是预制构件的，也有的是现场浇灌的。而跨度仅为几米 的小型公路桥，大都为浆砌料石的拱形结构，桥墩也是浆砌料石。[7] 在国内外对桥梁爆破的多年研究过程中，得到许多的经验，同时也编写 了诸多的理论基础。当今桥梁爆破在计算机软件的辅助下显得更加便于操作， 特别是桥梁爆破专家系统的开发使得桥梁爆破迈上了新的台阶。 但是当今还没有较为完善的桥梁爆破专家系统，许多辅助软件还不成熟。 所以桥梁爆破大部分还是停留在人为爆破的层面，还不能够达到很好的利用 计算机的高度。[14] 1.3 桥梁爆破设计的意义 本课题从桥梁的定义说起，系统阐述桥梁的相关知识，分析桥梁本身的 特点，进而分析拆除爆破的相关原理及原则，对症下药。将各种类型的桥梁 归结于桥墩、桥拱、桥台、钢筋混凝土梁等四类爆破对象中，更加有针对性 的对桥梁拆除爆破进行研究。通过对桥梁爆破设计的研究分析，将会得到科 学经济的爆破方案。课题将给桥梁爆破提供丰富的理论知识，并且提供各种 桥梁爆破的实际经验，对方案的提出和拟订有着比较重要的作用。 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 4 另外设计了的桥梁信息数据库加以辅助本课题，桥梁信息系统的开发能 够让大家既方便又直观的了解桥梁及桥梁爆破的基础知识。为技术人员查找 相关桥梁知识提供便利的途径，从而为爆破方案及爆破参数的快速确定提供 保证。 本课题将从桥梁的基本结构、构造以及桥梁的类型着手探索桥梁爆破的 方案；并且利用拆除爆破的理论知识进行分析，同时借鉴国内专家的经验得 到比较完善、科学的桥梁爆破理论。本课题还将利用 Microsoft Visual Basic 6.0 程序基于数据库的知识进行桥梁信息数据库的开发，并用 Visual Basic 6.0 内部控件创建工作界面实现相应控件的作用。本课题将给桥梁爆破提供 丰富的理论知识，并且提供各种桥梁爆破的实际经验，对方案的提出和拟订 有着比较重要的作用。 桥梁信息数据库系统的开发使得桥梁拆除爆破的理论知识更加方便的查 找和浏览，无论从经济性还是实用性上讲都会使得桥梁拆除爆破更为快捷和 可行。 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 5 第二章 桥梁爆破理论基础 2.1 拆除爆破理论[6] [7] [12] [13] 2.1.1 等能原理 根据爆破对象、条件和要求，优选各种爆破参数，如选取较优的孔径、 孔深、孔距、排距和炸药单耗等，采用合适的装药结构、起爆方式及炸药品 种，以期达到每个炮孔所产生的爆炸能量与破碎该孔周围介质所需的最低能 量相等。即使介质只产生一定宽度的裂缝或原地松动破碎，而无剩余的能量 如空气冲击波、地震、飞石等造成危害，这就是等能原理。 例如，破坏某种介质需要总能量为 A，炸药爆炸后释放出能量为 B，若 能量 B 在做功中没有任何损耗，这时应满足 A＝B，介质便被破坏。但在工 程爆破中，炸药所释放出的能量并非全部作有用功，而有相当一部分转化为 无用功，如声、光、热等。 因此上式便写成 A＝K*B 式中 k炸药的有效利用系数。 炸药量的计算由于影响因素较多，除了抵抗线、孔距、排距、孔深等因 素外，还有被爆介质的强度、均匀性、裂隙以及炸药品种、起爆方式、堵塞 条件等一系列因素的影响，特别是在目前爆破破坏机理尚未在理论上解决。 所以，拆除爆破药量计算还没有一套完整的理论计算公式，而是采用工程计 算方法，即从等能原理出发提出一些假设，在大量的工程爆破实践上总结出 了各自的经验公式或半理论半经验公式。 2.1.2 微分原理 在拆除爆破中，除精确选择单位炸药量外，还应合理布置炮孔的间距、 孔深和孔位等，使炸药均匀地分布在爆破体中，形成多点分散的布药形式， 防止能量过于集中，这就是分散化与微量化原理，简称微分原理，用通俗说 法就是“多打孔、少装药” 。换言之，它是将总装药量“化整为零” ，合理、 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 6 微量地装在分散的各个炮孔中。通过分批微差多段起爆，既达到爆破质量的 要求，又达到了降低爆破危害的目的。 如果要求采用等能原理爆破后，炸药周围的介质只产生裂缝、原地松动 破坏，则当一次药量较大且比较集中时，这一点是很难做到的。在这种情况 下，距炸药一定距离范围内的岩石介质往往会受到过度性破坏，产生塑性变 形，有时还会出现抛掷现象。只有在距药包较远处．岩石介质才只形成裂纹， 而没有过大的破坏。另外炸药过于集中，容易形成地震波，降低了炸药的能 量利用串。微分原理的应用，是要消除那些由于炸药量过于集中而造成的不 良效应。因此可以说，微分原理是以等能原理为基础，将药量微分化，也就 是将爆炸能量微分化，从而达到控制爆破的目的。 2.1.3 失稳原理 在认真分析和研究建筑物或构筑物的受力状态、荷载分布和实际承载能力 后，用控制爆破将承重结构的某些关键部位炸毁或爆松。使之失去承载能力， 同时破坏结构的刚度建筑物的整体失去稳定性，然后在本身自重的作用下。 自身定向倒塌或原地坍塌，这称为失稳原理或定向倒塌原理。 采用爆破拆除建筑物时，其设计、施工应满足下述些原则 1采用爆破拆除高大建筑物，如楼房、烟囱、水塔等，其拆除方式有原地 坍塌、折叠倒塌和定向倒塌等。无论采用哪一种倒塌方式，其基本设计原理 都是充分破坏建筑物的大部分或全部承重构件，如承重的墙、柱、梁等，从 而使建筑物的整体稳定性遭到破坏，在本身自重的作用下，迫使建筑物按预 定方向倒塌或原地坍塌。 2高大建筑物的主要承重构件是墙和立柱，因此不仅需要把墙和立住炸 毁，还要炸毁一定高度和宽度的立柱，方能使立柱在其上部荷载作用下失稳， 为整体失稳创造条件。 3对钢筋混凝上整体框架结构的爆破拆除，需形成相当数量的铰支和倾 强力矩。必须对承重立柱一定高度的混凝土加以充分破碎造成在自重作用下 偏心失稳．为确保失稳，需将框架结构刚度加以部分或全部破坏。 结构物的重力倾覆力矩可以从以下几种方法获得一是在控制倾倒方向上 利用各立柱的破坏高度不同来形成倾力矩，如图 2l 所示；二是运用毫秒 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 7 延时起爆技术，使各个立柱按照严格的毫秒延时间隔依次起爆形成倾覆力矩， 如图 22 所示；三是将承重立柱的不同破坏高度和毫秒延时起爆相结合。 可以实现建筑物或构筑物的原地坍塌、定向倒塌等多种拆除形式，如图 2 3 所示。 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 8 2.1.4 缓冲原理 在优选适合的炸药品种以及装药结构等基础上，缓和爆轰波峰值压力对介 质的冲击作用，使爆破能量得到合理的分配与利用，这就称为缓冲原理。 从爆破理论得知，硝铵炸药在固体介质中爆炸时，爆轰波的波阵面上压力 可达 5l0GPa 这一压力首先使紧靠装药的介质受到强烈压缩。然后，在装药 半径 23 倍的范围内。爆轰波的压力极大地超过了介质的动态抗压强度。因 此，在该范围内的介质极度粉碎而形成粉碎区。此区虽然很小，但消耗了相 当大一部分爆炸能量，面且微细粉碎介质极易填充裂缝。这不仅阻碍爆炸气 体向裂缝中扩张、影响气楔的尖劈作用、缩小破坏范围和介质的破坏程度， 而且还造成爆炸气体的积累。很显然，积聚的爆炸气体是造成飞石、空气冲 击波和噪声等危害的根源之一。由此可见，粉碎区的形成，既影响爆破的效 果，又不利于安全。所以在拆除爆破中应根据缓冲原理，采取相应的技术措 施，缩小或避免粉碎区的出现。 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 9 2.2 桥梁的基本组成与分类[1] [10] 2.2.1 桥梁的基本组成 桥梁是由桥跨结构、下部结构和墩台基础 3 个主要部分组成的一个人工 构筑物。 桥跨结构，又称桥孔结构或上部结构，是线路遇到障碍如河流、山谷或 其他线路等而中断时，跨越这类障碍的结构物。当需要跨越的幅度或承受 的荷载越大时，桥跨结构的构造就越复杂，施工也越困难。 下部结构包括桥墩和桥台。它们是支撑桥跨结构并将恒载和车辆等活载传 至地基的结构物。通常将设置在桥跨两端的结构称为桥台，桥台除了支撑桥 跨结构外，还与路堤相衔接，以抵御路提土压力，防止路提填土的滑坡和坍 塌，桥墩的作用是支撑桥跨结构。 墩台基础，是将桥墩和桥台中全部荷载传至地基的底部奠基部分。为了保 证墩台安全，通常将基础埋人岩土层中。由于基础是整个结构安全的关键， 而且常常需要在水中施工，因此是桥梁建设中比较困难的一个部分。 为了保证桥跨结构能将荷载传递到墩台，需在桥跨结构与桥墩或桥台支撑 处设置传力装置，即所谓的支座。 此外，在路堤与桥台衔接处，一般还在桥台的两侧设置石砌的锥形护坡， 以保证迎水部分路堤的稳定。在有些桥梁建筑中，根据需要可修筑护岸、导 流结构物等附属工程。 2.2.2 桥梁分类 1 按桥梁的基本结构体系分类 桥梁的分类方式很多，就桥梁结构的受力而言，总离不开剪、压、弯 3 种基本受力方式，而在力学上可归纳为梁式、拱式、缆索承重式 3 种基本体 系以及它们之间的各种组合。下面从受力特点、建桥材料、适用跨度、施工 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 10 条件等方面来阐述桥梁各种体系的结构。[13] A 梁式桥梁式桥是一种竖向荷载作用下无水平反力的结构，由于外力 恒载和活载作用方向与承重结构的轴线接近垂直。故与同样跨径的其他结 构体系相比，梁内产生的弯矩最大，通常需要抗弯能力强的材料钢、钢筋 混凝土等来建造。 B 拱式桥 拱式桥的主要承载结构是拱圈或拱肋，在竖向荷载作用下，拱的两端支 撑处拱脚处除有竖向反力外，还有水平推力。正是这个水平推力显著降低 了荷载所引起的拱圈或拱肋内的弯矩，因此，与同跨径的梁桥相比，拱截 而的弯矩和变形要小得多。鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常可用抗压 能力强的蜡工材料如砖、石、混凝土和钢筋混凝土来建造。 拱桥分为上承式，中承式，和下承。拱的跨越能力很大，外形比较美观， 在条件许可的情况下，修建拱桥往往是一种经济合理的桥形。 C 刚架桥 刚架桥是梁或板和立柱或竖墙固结形成的一种刚架结构。由于两者 是刚性连接，在竖向荷载作用下，在柱脚具有水平反力，梁部产生弯矩的同 时还有轴力，其受力状态介于梁桥与拱桥之间。因此，对于同样的跨径，在 相同荷载作用下，刚架桥的正弯矩要比一般梁桥的小。根据这一特点，刚架 桥的建筑高度可以做得小些，适用于需要较大桥下净空和建筑高度受到限制 的情况，如立交桥、跨线桥等。 D 承重桥 缆索承重桥包括斜拉桥和悬索桥两种。 悬索桥，又称吊桥，是所有桥梁中起源最早的一种桥梁形式之一。传统 的思索桥均用悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构，通过吊杆使 缆索承受很大的拉力，因此常需要在两岸桥台后方修筑巨大的锚陡结构。悬 索桥也是具有水平反力拉力的结构。现代悬索桥广泛采用高强度钢丝编制 的铜缆，以充分发挥其优异的抗拉性能，跨越其他桥形无法相比的特大跨度。 悬索桥的另一特点是成卷的铜缆易于运输，结构的组成构件较轻，便于无 支架悬吊拼装。我国西南山岭地区和遭受山洪泥石冲击等危险的山区河流上， 当修建其他桥形有困难时，往往采用悬索桥。 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 11 斜拉桥又称斜张桥，由斜索、塔柱和主梁所组成，它利用高强度的钢材 制成的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆荷载传至塔柱，再通过 塔柱基础传至地基。由此，主梁就像一根多点弹性支撑的连续梁一样工作， 而且斜索索力的水平分量是主梁的一个“免费”的预应力。从而使主梁的尺 寸大大减小，结构自重显著减轻，既节省了结构材料，又大幅度增大了桥梁 的跨越能力。此外，斜拉桥的结构刚度要比悬索桥大，因此，在相同的荷载 作用下，结构的变形要小，而且抵抗风振的能力也比悬索桥好。 常用斜拉桥是三跨双塔式结构，但在实际结构中根据河流、地形、通航 要求实际情况可采用对称或不对称的双跨独塔式斜拉桥。 E 组合体系桥 根据结构的受力特点，由几种不同体系的结构组合而成的桥梁称为组合 体系桥一种梁和拱的组合体系。其中梁和拱都是主要承重结构，两者相互配 合共同力。由于吊杆将梁向上托住，这样就显著减少了梁中弯矩；同时由于 拱和梁连接在一起，水平推力就传给梁来承受，这样梁除了受弯以外还要受 拉。这种组合体系桥能跨越较般简支梁更大的跨度，而对墩台没有推力作 用。 2．桥梁的其他分类方法 除了上述按受力特点划分成不同结构体系外，人们习惯按桥梁的用途、 主要承重结构的材料等其他方面来划分。 1按用途来划分，有公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农用桥、人行桥、 渡槽桥及其他专用桥梁通过管路、电缆等。 2按承重结构所用的材料来划分，有木桥、钢桥、圬工桥包括砖、石、 混凝土桥、钢筋混凝土桥和预应力混凝上桥。工程建设中运用最广泛的是 钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥和圬工拱桥。 3按跨越障碍的性质，可分为跨河桥、跨线桥立体交叉、高架桥和 栈桥。高架桥般指跨越深沟峡谷以代替高路堤的桥梁。为将车道升高至周围 地面以上并使其下面的空间可以通行或作其他用途如堆栈、店铺等而修建 的桥梁，称为栈桥。 4按上部结构的行车道位置，分为上承式桥、中承式桥、下承式桥。 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 12 桥面布置在主要承重结构以上者称为上承式桥，桥面布置在承重结构之下的 称为下承式桥，桥面布置在桥跨结构中部的称为中承式桥。 5按桥梁全长和跨径不同，划分为特殊大桥、大桥、中桥和小桥。 桥涵分类多孔跨径总长 L/m单孔跨径 L/m 特殊大桥 L≥500l≥100 大桥 L≥100L≥40 中桥 30L10020l40 小桥 8≤L≤305≤L≤20 涵洞 L8L0.4m3 80～10050～70 表 3 钢筋混凝土梁柱爆破单位用药量 q 及平均单耗 V ΣQ W/cm Q/g. m3/g. V ΣQ m 3布筋情况爆破效果 1150～1300110～1250正常布筋混凝土破碎、疏松、与钢筋分离， 部分碎块逸出钢筋笼 10 1400～15001350～1450单箍筋混凝土粉碎、脱离钢筋笼， 筋拉 断，主筋膨胀 500～560480～540正常布筋混凝土破碎、疏松、与钢筋分离、 部分碎块逸出钢筋笼 15 650～740600～680单箍筋混凝土粉碎、脱离钢筋笼， 筋拉 断，主筋膨胀 380～420360～400正常布筋混凝土破碎、疏松、与钢筋分离、 部分碎块逸出钢筋笼 20 420～460400～440单箍筋混凝土粉碎、脱离钢筋笼， 筋拉 断，主筋膨胀 300～340280～320正常布筋混凝土破碎、疏松、与钢筋分离、 部分碎块逸出钢筋笼 350～380330～360单箍筋混凝土粉碎、脱离钢筋笼， 筋拉 断，主筋膨胀 30 380～400360～380正常布筋混凝土破碎、疏松、与钢筋分离、 部分碎块逸出钢筋笼 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 16 460～480440～460单箍筋混凝土粉碎、脱离钢筋笼， 筋拉 断，主筋膨胀 260～280240～260正常布筋混凝土破碎、疏松、与钢筋分离、 部分碎块逸出钢筋笼 290～320270～300单 筋混凝土粉碎、脱离钢筋笼， 筋拉 断，主筋膨胀 350～370330～350正常布筋混凝土破碎、疏松、与钢筋分离、 部分碎块逸出钢筋笼 40 420～440400～420单箍筋混凝土粉碎、脱离钢筋笼， 筋拉 断，主筋膨胀 220～240200～220正常布筋混凝土破碎、疏松、与钢筋分离、 部分碎块逸出钢筋笼 250～280230～260单 筋混凝土粉碎、脱离钢筋笼， 筋拉 断，主筋膨胀 320～340300～320正常布筋混凝土破碎、疏松、与钢筋分离、 部分碎块逸出钢筋笼 50 380～400360～380单箍筋混凝土粉碎、脱离钢筋笼， 筋拉 断，主筋膨胀 2.3.2 桥墩的爆破 桥墩处于两桥台之间，桥墩材料一般为浆砌块石，浆砌混凝土块，现浇混 凝土或现浇钢筋混凝土。按其断面形状可分为墙和柱式。柱式通常有单柱式 和双柱式。双柱式有“H“形， “Π“形等，其截面有正方形和圆形等。如 图所示。 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 17 通常采用炮孔法爆破，根据情况可钻垂直孔或水平孔。桥墩较高，且桥墩 根部无水时，也可先将桥墩从根部炸倒，再钻孔进行二次爆破破碎。 1 最小抵抗线 W桥墩厚度较小时，W1／2δ，爆破正四棱柱桥墩时， W 取截面边长 1/2，即 W1/2D，D 为圆柱的直径。 桥墩厚度较大时，对浆砌块石，W0.5～0.8m；对混凝土， W0.4～0.6m；对于钢筋混凝土，W＝0.3～0.5m。 2 孔距 a 和排距 b孔距 a 和排距 b 的确定与爆破桥台时相同。 3 孔深 L钻垂直孔时，如桥墩高度 H 较小，L＝0.85～0.95H；如桥墩 较高，可根据钻孔能力确定孔深，分次钻孔和爆破。 钻水平孔时，如桥墩厚度 δ 较小，每孔只需设置单层装药时， L＝2/3δ；如桥墩厚度较大，每孔需设置双层或多层装药时，Lδ-W。 4 单孔装药量 Q； 1 采用单排垂直炮孔爆破时，单孔装药量 QqaδL； 2 采用多排垂直炮孔爆破时，边孔装药量 QqWaL； 中孔装药量 QqabL； 3 采用多排水平饱孔爆破时，单孔装药量 QqabL； 4 对于小截面的桩柱四面或多面临空 QqL W 2 在上式中，q 为单位用药量，其选取可见本节表 1 、2。 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 18 2.3.3 桥拱的爆破 桥梁的上部结构形式多样，可分为拱式和直梁式。拱式则根据拱圈材料不 同可分为石拱圈、混凝土拱圈和钢筋混凝土拱圈。主拱圈最高点称为拱顶， 主拱圈两端与支座连接处称为拱脚，两拱脚间的水平长度称为跨度。拱顶至 两拱脚连线的竖向高度称为拱高，拱高与跨度之比称为高跨比。在竖向荷载 的作用下，拱圈上的弯矩比相同跨度的梁的弯短小得多，拱圈主要承受压力， 而其抗压强度较高。但只要一处沿横向炸毁拱圈的全截面，这一跨的上部结 构便会坍塌，冲击地面时，会使拱圈特别是块石拱圈和砖拱圈解体和破碎。 进行爆破时通常采用炮孔法爆破，对于砖砌拱圈和浆砌块石拱圈，一般只 需爆破 l～2 个截面，每个截面布设 2～3 排炮孔，爆破后上部结构便会坍塌 和解体。 对于混凝土和钢筋混凝土拱圈，通常需全面布孔爆破，以保证充分解体和 破碎。 （1）最小抵抗线 W最小抵抗线取拱圈厚度 δ 的一半，即 W1/2δ；如 在拱顶处的桥面上钻孔 W1/2δ；如在拱波上对正拱肋钻孔，W1/2（Hδ） 。 （2）炮扎深度 L炮孔深度 L 一般取拱圈厚度 δ 的 2／3，即 L2/3δ；在 拱顶上钻孔时，L2/3δ；在拱波上对正拱肋钻孔时，L＝2/3（Hδ） 。 （3）孔距 a 和排距 b孔距 aa＝0.8～1.0L； 排距 bb0.87～1.0a。 （4）单孔装药量 Q单孔装药量 Q 按下式计算Q qabδ 式中 q单位用药量，对正拱肋钻孔时，δ 取拱肋高与拱波厚度之和。 2.3.4 钢筋混凝土梁的爆破 钢筋混凝土梁式桥的上部结构主要由主梁和桥板组成，按梁的结构形式 分为简支梁、悬臂梁和连续梁。按梁的截而形状不同主要有矩形梁、T 形梁 和箱形梁等。爆破梁式桥的上部结构，主要是爆破主梁。桥板较薄，通常不 爆破。 通常采用炮孔法爆破 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 19 用炮孔法爆破主梁，通常从桥面上对准主梁轴线配置 l 排垂直孔，如主 梁轴线上恰好有配筋时，则可在轴线两侧交错配置炮孔，如图所示。 1 最小抵抗线 W 最小抵抗线等于主梁厚度的 1／2， δl 即 W1/2 δL 2 孔深 L 孔深等于主梁高 H 加桥板厚再减去最小抵抗线 W，即 LH-W。 BB 3 孔距 a1.2～2.0W 4 单孔装药量 Q 单孔装药量 Q 按下式计算 Q（H）a q3B δL 式中单位用药量，对厚度为 0.3～0.5m 的钢筋混凝土梁，取 q3 δ L q3 600～750g/cm3 H主梁高度，m； 桥板厚度，m； B 主梁厚度，m； δL a孔距，m。 广西大学本科生毕业设计 桥梁拆除爆破设计及桥梁信息数据库的开发 20 2.4 爆破施工管理 爆破施工管理是拆除爆破工程个一项必不可少的环节，只有通过周密、 准确的施工才能保证爆破工作的顺利完成。 2.4.1 设计前的准备[9] 在进行拆除爆破设计以前，要准确地掌握有关资料，为设计提供依据。 这些资料包括 1 当地县市级以上主管部门同意对拆除物采用爆破法进行拆除的正 式批件或设计任务书，这是进行设计的法律依据。 2 有关拆除物本身的技术资料，包括地理位置、水文地质、周围环境、 地面设施情况；原技术设计和竣工图纸；改建、扩建和维修加固情况；结构 体的建筑材料及其特性等， 3 收集进行爆破设计和确定爆破参数进行的实验资料，包括爆破材料 检验，对拆除物的模拟爆破实验等。 4 安全警戒区内的调查资料如建筑物、构筑物及市政公用设施的分布、 保护等级；对危险或重点保护对象进行调查相照、录像、记录，便于善后处 置；群众疏散数量与安置方法，贵重设备或贵重财物的转移和防护方式；交 通管制的范围路段，周围供电、供水、供气、供热、通讯等设施情况。 5 与有关单位和居民签定的安全协议。 2.4.2 爆破施工 无论