图1：使用可移动脚手架系统的桥梁拆除

引言

斯特鲁克图拉斯（Strukturas）团队在桥梁建设设备的开发及其 操作方面积累了超过50年的经验。 因此，斯特鲁克图拉斯的工程师们开发了一种使 用可移动脚手架系统（Movable Scaffolding System，MSS）进行主梁拆除或更 换的方法。该方法是一种节省成本、高效、安全 和可持续的技术解决方案。

可移动脚手架系统（MSS）的概念

可移动脚手架系统传统上用于建造现浇混凝土主 梁和高架桥。通常，混凝土主梁浇筑分段进行， 跨度从当前跨径 L 的 1/5 到下一个跨径的 1/5，浇 筑长度等于跨度L，如图2 和图3所示。

图2：上承式可移动脚手架纵向视图

图3：下承式可移动脚手架纵向视图

可移动脚手架系统的模板长度通常是桥跨加上约1 .3 米，这对应于混凝土段接缝与可移动脚手架系统悬挂点之间的距离。 

使用可移动脚手架技术进行浇筑的最大经济跨度通常在 30-70 米之间，具体取决于主梁截面类型、周围地形条件和景观。 

对于长跨径，主梁截面通常为箱形梁。对于跨度达到 45 米的情况，双 T 型截面更为高效。 

跨度和主梁横截面类型由桥梁设计师确定，可移动脚手架系统必须适应指定的几何形状。 

当桥梁或高架桥结构设计师对所使用的可移动脚手架系统的特性有详细了解时，优化施工方案是最有效的。

在设计-建造项目中，考虑施工过程的混凝土方案优化是可以实现的。 

一般来说，每个梁跨可以在一个阶段内浇筑，特别是当主梁截面在整个高架桥或桥梁中保持不变时。 

然而，如果截面有所不同，可能需要分两个阶段浇筑：第一阶段为U型截面，第二阶段为顶板，适用于箱型截面。 

使用可移动脚手架系统的主要优点在于高效利用桥梁材料，因为它通常不需要比桥梁或高架桥最终投入使用阶段所需的混凝土、钢筋和预应力更多。 

这是因为可移动脚手架系统在与交通荷载的使用阶段相比，对支座和主梁没有引入显著不同的荷载条件。

图4：悬挂式可移动脚手架截面和主梁箱截面

图5：悬挂式可移动脚手架部分和双T型主梁部分

图6：悬挂式自启动可移动脚手架纵向视图

可移动脚手架系统的类型(MSS)

可移动脚手架系统主要有两种类型：如图2所示的悬挂式可移动脚手架和如图3所示的高架可移动脚手架。它们之间的根本区别在于其主要结构相对于主梁或高架桥主梁的相对位置。 

在下悬式可移动脚手架系统中，图2所示，主要结构位于主梁下方，从下方支撑模板。 

在一个悬挂式可移动脚手架系统中，图3所示，主结构位于主梁上方，模板通过螺杆和吊架悬挂于其下。 

标准和自我推出配置中均存在下悬式和悬挂式可移动脚手架系统。自推进可移动脚手架系统配备了能够自主重新定位支撑在桥墩上的设备，而传统的可移动脚手架系统则需要辅助设备，如移动起重机，来将支撑移至下一个桥墩。 

所有斯特鲁克图拉斯可移动脚手架系统都使用低压（300巴）液压千斤顶推进到下一个跨距。 

图6所示的悬挂自推进可移动脚手架系统具有一个长前鼻设计，用于到达下一个支撑桥墩，典型的短后鼻，两个支撑支架对，以及一个后滚动支撑。该自推进解决方案在桥墩处配备了临时支撑，以便在安装钢筋的同时将可移动脚手架系统的支撑支架重新定位到下一个位置。这种方法最小化了跨距的施工周期。

每种类型的可移动脚手架系统都有其优点，具体取决于现场条件、桥墩几何形状和其他因素。

利用悬挂式可移动脚手架系统进行主梁拆除

近年来，特别是在德国的桥梁和高架桥更换项目的推动下，斯特鲁克图拉斯开发了一种用于混凝土主梁拆除的解决方案，该方案利用了悬挂式可移动脚手架系统。在桥面拆除过程中使用悬挂式可移动脚手架系统作为临时支撑，并作为收集拆除产生的碎片的手段，是一种技术上可靠且节省成本的解决方案，特别适用于位于城市地区或环境敏感区域的桥面，在这些地方其他传统方法无法使用。

使用可移动脚手架系统进行拆除可以使桥梁在交通下保持更长时间的运营。 

在拆除过程中，支撑在桥墩柱上的可移动脚手架系统支撑支架由图9所示的钢支撑支撑，这些支撑将荷载转移到桥墩基础上。在新主梁施工中，悬挂式可移动脚手架系统支架通常通过块体支撑在桥墩柱墙上。 

然而，在拆除过程中，由于混凝土的状况较差以及无法加固现有混凝土结构，这些开口无法形成。 

在拆除项目中使用的模板经过准备，以确保操作员可以访问模板与主梁底板之间的支撑点。此外，它还作为碎片的收集系统。 

表面必须设计成能够承受来自主梁拆除的混凝土块的冲击。

图7和图8：在德国Heubach使用可移动脚手架系统TB拆除上部结构，对现

有基础设施的干预最小

可移动脚手架系统除了收集拆除碎片外，主要支持正在拆除的主梁，确保上部结构的内部应力不超过可接受的限制。

随着拆除工作的进行，主梁变形增加，导致可移动脚手架系统的变形也增加，这必须保持在预定的限制范围内。

图9：在德国Krondorf的可移动脚手架系统

图10：在德国Werntal使用可移动脚手架系统拆除上部结构

图11：阶段0和1的可移动脚手架系统激活支撑

图12：阶段3和4的可移动脚手架系统激活支撑

图11和图12展示了在特定项目中激活可移动脚手架系统支撑和控制主梁及可移动脚手架系统变形的一些中间步骤。 

在实际操作中，待拆除的主梁和可移动脚手架系统作为复合结构，需制定明确的变形控制程序。 

这些在可移动脚手架系统上方的主梁支撑的中间配置对应于主梁拆除的不同阶段及其主梁和可移动脚手架系统的各自变形。

在图11所示的纵向示意模型视图中，主梁跨度的前1/5仍然完好，而在图12中，这部分主梁已经被拆除。 

拆除过程因此基于管理每个拆除阶段主梁和可移动脚手架系统的最大变形，以及控制桥面底板与模板支撑点之间的接触点，这通过在桥面与模板之间放置覆盖特氟龙板的混凝土垫块来实现，见图13。

图13：可移动脚手架系统的横截面和混凝土支撑细节

图14：拆除时可移动脚手架系统的示意性三维视图。工程挑战在于避免在拆除过程中对上部结构的过载，并确保在可移动脚手架系统的承载能力范围内安全地转移荷载。

可移动脚手架系统的高度通过放置在可移动脚手架系统主梁与支撑支架之间的四个主要液压千斤顶进行调整，这些支架连接到桥墩柱并将反作用力传递到基础。 

拆除后，这个可移动脚手架系统也可以用于新主梁结构的施工。

在这种情况下，模板必须重新配置以匹配新的主梁几何形状和其他参数，例如跨径和主梁宽度。 

这种方法节省了时间和资源，使施工过程更加高效。

图15：在拆除位置的可移动脚手架系统纵向示意图，显示支撑与柱对齐

图16：新主梁施工中的可移动脚手架系统TBHeubach

图17：在两个平行主梁之间安装的可移动脚手架系统

图16显示了一种悬挂式可移动脚手架系统，用于在拆除现有主梁后建造新主梁。 

可移动脚手架系统及其模板的配置经过修改，以适应新主梁的几何形状，该几何形状在桥墩柱的位置和跨径方面与拆除的主梁不同。 

在可移动脚手架系统的拆除设计过程中，还必须考虑要求，以便设计能够使用同一可移动脚手架系统覆盖新主梁的施工。

通常，许多待拆除的高架桥和桥梁位于高速公路上，其中大多数是并排设置的双主梁。 在这些情况下，悬挂式可移动脚手架系统由两个相对狭窄的对称部分组成，允许这些系统在有限空间中使用，例如在由单独桥墩柱支撑的主梁之间的间隙中。  

在这些情况下，一侧主梁的拆除是在保持平行主梁正常运作的情况下进行的。 

此操作持续进行，直到新主梁建成，替代被拆除的主梁。

图18：来自斯特鲁克图拉斯的专业现场团队可以解决具有挑战性的可移动脚手架系统安装条件。

图19：MSS可以在地面上组装，随后可以用4根绳索千斤顶提升

因此，MSS必须从一个主梁拆除并重新定位到下一个主梁，无论是为了建造一个新的主梁还是拆除并行的现有主梁。 

在此次搬迁操作中，斯特鲁克图拉斯展示了其丰富的经验和技术专长，为客户提供具有竞争力的解决方案。示例包括使用绳索千斤顶将MSS降低到地面水平，在必要时旋转180o，或将其提升到下一个主梁施工或拆除的水平。 

斯特鲁克图拉斯开发的悬挂MSS解决方案受益于超过50年的桥梁建设设备开发经验，使斯特鲁克图拉斯能够利用这一经验并协助我们的客户进行拆除项目。我们成功地在特别具有挑战性的情况下应用我们的MSS特性，显著节省了辅助现场设备和临时工程的成本。

斯特鲁克图拉斯的悬挂MSS系统设计用于在具有约300米平面半径的主梁上推出，并结合垂直曲线，同时它也可以安全地在纵向坡度上发射，因为它配备了机械制动系统。一种针对鼻部的角度调整系统，既可以在平面上也可以在相对于箱梁的垂直高度上进行调整，使得可移动脚手架系统能够在极端条件下推出。

图20：拆除完成后，MSS可以通过4根绳索千斤顶降低到地面，以便安全和高效地拆卸MSS

斯特鲁克图拉斯的综合服务确保在所有项目周期内的全面质量控制和质量保证： 

• 在招标阶段提供量身定制的技术估算和合格报价。 

• 定制设计、制造、交付和技术支持。 

• 由专业人员进行组装、操作和拆卸。 

• MSS钢结构在CE认证的钢铁车间生产。 

• 高风险组件如液压系统、螺纹杆和推出滚轮由全球最优秀和最可信的供应商制造。

图21：拆除箱梁的MSS横截面

结论

一种相对轻便的可移动脚手架系统解决方案，基于一个简单的概念，经过数十年的持续发展，建设了许多公里的新混凝土主梁和高架桥，由一支高技能的技术和创意团队设计，使得可移动脚手架系统能够在水平曲线的极端条件下运行，在拆除桥梁和高架桥主梁时，纵向坡度和空间限制。

这一解决方案的简单性，加上其在极端条件下安全操作的能力，体现了我们座右铭的精髓：我们让一切变得简单！

相关工程照片

1、霍伊巴赫桥(Heubach Bridge)拆除，德国艾林斯豪森A45

2、克朗多夫桥(Krondorf Bridge)拆除，德国纽伦堡南部A3

3、霍伊巴赫新桥(Heubach New Bridge)建设，德国艾林斯豪森A45

4、维尔塔尔桥(Werntal Bridge)拆除，德国维尔茨堡北部A7

5、劳恩海姆桥(Raunheim Bridge)拆除，德国门希霍夫三角区