CN101736704A

CN101736704A - 桥梁顶升方法

Info

Publication number: CN101736704A
Application number: CN200810203080A
Authority: CN
Inventors: 蓝戊已; 林其荃; 赵殿峰; 蒋岩峰; 王海; 徐福俊; 苟金成; 班国峰; 郭志刚; 方丙乙; 张焱
Original assignee: SHANGHAI EVOLUTION BUILDING SHIFT ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI EVOLUTION BUILDING SHIFT ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2010-06-16

Abstract

本发明公开了一种桥梁顶升方法，该方法为在桥梁上部结构下方设置反力基础和顶升托架，在反力基础和桥梁上部结构之间设置多个垫有临时垫块的液压千斤顶，利用液压千斤顶将桥梁上部结构顶升到预定位置，顶升托架在顶升过程中对桥梁上部结构进行支撑，所述多个液压千斤顶在PLC液压同步顶升控制系统控制下进行同步顶升。该方法利用PLC液压同步顶升控制系统对液压千斤顶进行顶升控制，从根本上克服了液压千斤顶的不同步顶升的缺陷，从而精确的控制了桥梁的位移和姿态，使桥梁顶升具有良好的同步，性保证了顶升上部结构的安全。

Description

桥梁顶升方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁的维修与加固技术，尤其涉及桥梁维修与加固中的顶升方法。

背景技术

在现在的河道、铁路、公路改造以及城市建设改造中，桥梁的净空及现有桥梁线形与新建桥梁线形衔接等问题是改造中的难点问题。上述问题引发了一系列的难题：①能否在不损坏既有桥梁结构的前提下改变桥梁高度从而满足设计需求？②能否在尽量减少交通断行时间的前提下最快限度的改造现有桥梁达到设计需求？③能否将施工时间、费用等降至最低以达到改造的需求？

解决上述难题与桥梁顶升技术有关，桥梁在维修前需要对桥梁进行顶升，使桥梁同步顶升到位，而桥梁顶升技术是整个桥梁维修过程的核心和关键。

传统的顶升控制技术是采用人工控制，顶升控制如下：

对千斤顶进行分别编号(编号就用测试时的编号)，采用人工控制的方法调整顶升参数，以较慢的速度顶升。人工控制顶升时在每只千斤顶供油管上安装压力表及手控阀，每组千斤顶也装手控阀，每只千斤顶还装有行程标尺。

为使顶升能平稳同步，每阶段顶升初期千斤顶进油时间按30″、30″、1′、1′30″、2′.....逐步顶升，特别是在顶升初始需30″、30″地调整，使各千斤顶同步。

在采用传统的顶升工艺时，往往由于荷载的差异和设备的局限，无法根本消除液压千斤顶不同步对顶升构件造成的附加应力影响，从而引起同步失效，具有极大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种桥梁顶升过程中具有良好的同步性，确保顶升时盖梁、板梁结构安全，从而确保桥梁在顶升过程中安全、稳定的桥梁顶升方法。。

本发明的目的是这样实现的：

一种桥梁顶升方法，其特征在于：该方法为在桥梁上部结构下方设置反力基础和顶升托架，在反力基础和桥梁上部结构之间设置多个垫有临时垫块的液压千斤顶，利用液压千斤顶将桥梁上部结构顶升到预定位置，顶升托架在顶升过程中对桥梁上部结构进行支撑，所述多个液压千斤顶在PLC液压同步顶升控制系统控制下进行同步顶升。

采用上述技术方案，本发明的桥梁顶升方法，利用PLC液压同步顶升控制系统对液压千斤顶进行顶升控制，从根本上克服了液压千斤顶的不同步顶升的缺陷，从而精确的控制了桥梁的位移和姿态，使桥梁顶升具有良好的同步性，保证了顶升上部结构的安全。

在本发明的一实施例中，所述反力基础采用桥梁的台帽或承台，所述桥梁上部结构为盖梁和盖梁上的板梁以及桥面，所述液压千斤顶设置在台帽和盖梁之间或承台和盖梁之间。

在本发明的另一实施例中，所述反力基础采用桥梁的承台，所述桥梁的柱的四周浇注抱柱梁，从位于抱柱梁的下方位置将柱截断，所述桥梁上部结构为截断位置上方的柱、位于柱顶端的盖梁、以及盖梁上的板梁和桥面，所述液压千斤顶设置在承台和和抱柱梁之间。

在本发明的另一实施例中，所述桥梁的柱的上、下位置分别浇注一个抱柱梁，所述反力基础为下位置的抱柱梁，从位于两抱柱梁之间的位置处将柱截断；所述桥梁上部结构为截断位置上方的柱、位于柱顶端的盖梁、以及盖梁上的板梁和桥面；所述液压千斤顶设置在两抱柱梁之间。

在本发明的另一实施中，所述桥梁的柱的位于板梁下方位置处浇注抱柱梁，所述反力基础为该抱主梁，板梁下还设置有扁担梁，所述桥梁上部结构为板梁和桥面；所述液压千斤顶设置在抱柱梁和扁担梁之间。

在本发明的另一实施例中，所述桥梁盖梁处植入z字形钢牛腿，所述反力基础为该z字形钢牛腿，所述桥梁上部结构为盖梁、以及盖梁上的板梁和桥面；所述液压千斤顶设置在z字形钢牛腿和盖梁之间。

所述柱切断后，将柱截断面凿成锥形。

所述液压千斤顶均按向下方向安装并保持液压千斤顶轴线垂直，所述液压千斤顶的底部垫有钢垫块。

所述桥面安装有由角钢和螺栓构成的牵拉限位装置，顶升时对牵拉限位装置的螺栓进行收紧限制顶升中板梁产生水平位移。

以上就是本发明的桥梁顶升方法，该桥梁顶升方法不仅解决了桥梁在顶升过程中的同步性问题，保证了桥梁上部结构(盖梁、板梁)的结构安全，另外，也针对不不同的桥梁顶升部位，结合不同的桥梁顶升方式对桥梁进行顶升，具有在不损坏既有桥梁结构的前提下改变桥梁高度的优点，而且对交通的干扰小，施工时间、费用低，对目前桥梁顶升施工具有现实指导意义。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：

图1为实施例1的桥梁顶升工程施工流程图。

图2为实施例1的顶升方式示意图。

图3为临时垫块的安装示意图。

图4为牵拉限位装置安装示意图。

图5为实施例2的顶升方式示意图。

图6为实施例3的顶升方式示意图。

图7为实施例4的顶升方式示意图。

图8为实施例5的顶升方式示意图。

图9为实施例6的顶升方式示意图。

图10为桥梁顶升的顶升阶段流程图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的是桥梁顶升工程施工流程图。在顶升桥梁之前先进行施工整体设计以及进行一些施工准备，然后才进入正式顶升阶段，具体过程结合图1如下：

1、设置反力基础

图2所示的是本实施例的一种桥梁顶升方式，图2中，所示的顶升的桥梁部位，盖梁800由柱200支撑，柱200又支撑在承台100上，柱200的高度比较大。在本实施例中，反力基础可以直接利用桥梁的承台100，如果现有的承台比较窄小，可以在两边加做地梁以扩大基础，地梁顶面预埋钢板。

2、浇注抱柱梁

在桥梁的柱200的四周浇注抱柱梁300。浇注抱柱梁300时，柱200与抱柱梁300之间通过凿毛与界面剂连接。浇注了抱柱梁300，在对柱200切断托换时，柱200的力通过抱柱梁300传递至反力基础上。在柱荷载传递至抱柱梁的过程中，柱200与抱柱梁300通过两者之间的摩擦传递力。

抱柱梁300设计时考虑正截面的的受弯承载力，局部抗压强度及周边的抗剪切强度。经过大量实践及实验证明，采用钢筋砼抱柱梁是进行柱托换的一种较为可靠、安全的形式。

3、安装顶升托架、液压千斤顶

顶升托架(图2中未显现)的主体采用12根精加工Φ500×12mm钢管作为支撑杆。钢管上下两端焊接厚为12mm的法兰，侧面焊有连接用构件。每根钢管支撑下部通过植入M18锚栓与承台连接。上下两节钢管支撑间通过螺栓连接，整个钢支撑体系通过角钢∠56×56×5作为水平连系杆及剪刀撑连成一个整体，形成水平稳定体系。

液压千斤顶400设置在承台100和抱柱梁300之间，在液压千斤顶400下垫有临时垫块500。

为便于顶升操作，所有液压千斤顶500均按向下方向安装，即液压千斤顶底座固定在待顶升的抱柱梁300底部，液压千斤顶500与抱柱梁300之间设有钢垫板，以分散应力。液压千斤顶与钢垫板通过栓接，钢垫板与抱柱梁300间通过抱住箍的方式连接。在顶升过程中，液压千斤顶随着抱住梁300的升高而升高。

液压千斤顶500安装时应保证液压千斤顶的轴线垂直。以免因液压千斤顶500安装倾斜在顶升过程中产生水平分力。在每个加力点位置，液压千斤顶500千斤顶或临时垫块500与梁体及承台的接触面面积必须经过计算确定，不超出原结构物混凝土强度范围，保证结构完整。

如图3所示，临时垫块500与顶升托架的钢管相对应，也采用Φ500×12mm钢管，两端焊接厚为12mm的法兰。临时垫块共有I、II、III、IV四种(501、502、503、504)，为适应液压千斤顶的顶升行程，钢垫块的高度分别为100mm、200mm和500mm。每个临时垫块均配置一对楔块和薄厚不一的钢板，以满足不同顶升高度的要求。为避免顶升过程中支撑失稳，临时垫块500间通过法兰连接。

当临时垫块500叠加的高度到达1.0米时，增加一节钢管支撑505用以替换临时垫块500，以增强支撑稳定性。支撑结构之间连接牢固，即临时垫块之间栓接、钢管支撑与承台栓接、钢管支撑505间及临时垫块500间均用钢管进行连接。通过以上措施保证支撑结构有良好的整体性，防止顶升时可能发生的滑移造成支撑体系失稳破坏。

4、柱切割

首先封锁交通，参考图4所示，然后拆除桥面连续，并且在桥面600的铺装层601安装牵拉限位装置700，牵拉限位装置700由角钢701和一根M18螺栓702(包括垫圈螺栓各两个)组成，一片梁设一组。牵拉限位装置700连接桥面铺装钢筋，顶升时派专人对限位装置的螺栓进行收紧，从而起到限制顶升中板梁产生水平位移的作用。如：当顶升某一盖梁时，对其桥面铺装层砼进行凿除，把铺装层钢筋割断，然后安装牵拉限位装置700。牵拉限位装置700只在顶升时或者板梁相对位置有变化的盖梁顶安装，不必在刚开始顶升时全部安装完毕。另外，板梁有伸缩缝的位置处，在顶升开始时也要安装好牵拉限位装置700。

然后进行柱切割。顶升开始前，柱必须全部切割完毕，柱切割前首先用人工凿出柱钢筋，然后把钢筋相错断开，避免将来柱加高钢筋焊接时出现钢筋焊接接头在一个断面上。其次在柱截断面上下各凿除30cm左右的砼，凿成锥形，以便增强柱加高时新老混凝土的粘结，增强整体性。最后用博世水钻对柱的剩余部分进行排孔切割。

在本实施例中，截断位置上方的柱、位于柱顶端的盖梁800、以及盖梁上的板梁810和桥面600构成了欲被顶升的桥梁上部结构。

5、顶升

具体顶升流程参见图10。整个顶升过程是在PLC液压同步顶升控制系统控制下进行。PLC液压同步顶升控制是一种力和位移综合控制的顶升方法，这种力和位移综合控制方法，建立在力和位移双闭环的控制基础上。由液压千斤顶，精确地按照桥梁的实际荷重，平稳地顶举桥梁，使顶升过程中桥梁受到的附加应力下降至最低，同时液压千斤顶根据分布位置分成组，与相应的位移传感器(光栅尺)组成位置闭环，以便控制桥梁顶升的位移和姿态，同步精度为2.0mm，这样就可以很好的保证顶升过程的同步性，确保顶升时盖梁、板梁结构安全。

顶升时，先进行试顶升，试顶升后，观察若无问题，便进行正式顶升，每一阶段顶升标准行程为2mm，分级进行顶升，直至到位，将支座取出更换或脱空垫实进行桥梁维修。试顶升后，观察若无问题，便进行正式顶升，千斤顶最大行程为140mm，每一顶升标准行程为100mm，最大顶升速度10mm/min。

随着顶升的进行，顶升托架要不断加高加固不断支撑住桥梁上部结构，以便液压千斤顶回油，以便进行下一次顶升。同样液压千斤顶400下的临时垫块500也要不断增高以便继续进行顶升。

6、顶升到预定位置后，将桥梁的柱进行连接，加高加固，这样就完成了桥梁的整个过程，最后恢复交通。

实施例2

本实施例与实施例1不同的地方在于，如图5所示，所顶升的桥梁部位盖梁800由墩台830支撑。因此，在本实施中，反力基础直接采用桥梁的台帽831，所述桥梁上部结构为盖梁800和盖梁800上的板梁以及桥面600，垫有临时垫块500的液压千斤顶400设置在台帽831和盖梁800之间。液压千斤顶400直接对盖梁800进行顶升。

实施例3

如图6所示，本实施例所顶升的桥梁部位盖梁800也是由柱200支撑，柱200又支撑在在承台100上，但与实施例1不同是柱200的高度比较小。因此，在本实施中，反力基础直接采用承台100，所述桥梁上部结构为盖梁800和盖梁800上的板梁以及桥面600，垫有临时垫块500的液压千斤顶400设置在承台831和盖梁800之间。液压千斤顶400直接对盖梁800进行顶升。在本实施例中，无须将柱截断。

实施例4

如图7所示，本实施例所顶升的桥梁部位盖梁800也是由柱200支撑，柱200又支撑在在承台100上，并且与实施例1同样，柱200的高度比较大。但是，托换方式与实施例1不同。在该实施例中，柱200的上、下位置分别浇注一个抱柱梁300，反力基础为下位置的抱柱梁300，从位于两抱柱梁之间的位置处将柱200截断；桥梁上部结构为截断位置上方的柱、位于柱顶端的盖梁、以及盖梁上的板梁和桥面；垫有临时垫块500的液压千斤顶400设置在两抱柱梁300之间。液压千斤顶400顶升上位置的抱柱梁300，通过上位置的抱柱梁300将顶升力传递给桥梁上部结构，使桥梁上部结构被顶升。

实施例5

如图8所示，本实施例所顶升的桥梁部位支撑路面的只有空心板梁840，因此，直接用液压千斤顶400对板梁840进行顶升，液压千斤顶400通过临时垫块坐落在抱柱梁300上，为了使顶升力集中在板梁840的顶升位置造成对板梁840的结构损害，在板梁840下垫有钢结构的扁担梁850，这样顶升力就可以通过扁担梁850均匀分散作用在板梁840，就很好地维护了板梁840的结构。

实施例6

如图9所示，本实施例的顶升方式是在盖梁800处直接植入z字形钢牛腿900，然后在z字形钢牛腿900上安装液压千斤顶400，从而减少顶升支撑高度，避免下部不良施工环境的处理。

以上就是本发明的桥梁顶升方法，该桥梁顶升方法不仅解决了桥梁在顶升过程中的同步形问题，保证了桥梁上部结构(盖梁、板梁)的结构安全，另外，也针对不不同的桥梁顶升部位，结合不同的桥梁顶升方式对桥梁进行顶升，具有在不损坏既有桥梁结构的前提下改变桥梁高度的优点，而且对交通的干扰小，施工时间、费用低，对目前桥梁顶升施工具有现实指导意义。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims

1.一种桥梁顶升方法，其特征在于：该方法为在桥梁上部结构下方设置反力基础和顶升托架，在反力基础和桥梁上部结构之间设置多个垫有临时垫块的液压千斤顶，利用液压千斤顶将桥梁上部结构顶升到预定位置，顶升托架在顶升过程中对桥梁上部结构进行支撑，所述多个液压千斤顶在PLC液压同步顶升控制系统控制下进行同步顶升。

2.根据权利要求1的桥梁顶升方法，其特征在于：所述反力基础采用桥梁的台帽或承台，所述桥梁上部结构为盖梁和盖梁上的板梁以及桥面，所述液压千斤顶设置在台帽和盖梁之间或承台和盖梁之间。

3.根据权利要求1的桥梁顶升方法，其特征在于：所述反力基础采用桥梁的承台，所述桥梁的柱的四周浇注抱柱梁，从位于抱柱梁的下方位置将柱截断，所述桥梁上部结构为截断位置上方的柱、位于柱顶端的盖梁、以及盖梁上的板梁和桥面，所述液压千斤顶设置在承台和抱柱梁之间。

4.根据权利要求1的桥梁顶升方法，其特征在于：所述桥梁的柱的上、下位置分别浇注一个抱柱梁，所述反力基础为下位置的抱柱梁，从位于两抱柱梁之间的位置处将柱截断；所述桥梁上部结构为截断位置上方的柱、位于柱顶端的盖梁、以及盖梁上的板梁和桥面；所述液压千斤顶设置在两抱柱梁之间。

5.根据权利要求1的桥梁顶升方法，其特征在于：所述桥梁的柱的位于板梁下方位置处浇注抱柱梁，所述反力基础为该抱主梁，板梁下还设置有扁担梁，所述桥梁上部结构为板梁和桥面；所述液压千斤顶设置在抱柱梁和扁担梁之间。

6.根据权利要求1的桥梁顶升方法，其特征在于：所述桥梁盖梁处植入z字形钢牛腿，所述反力基础为该z字形钢牛腿，所述桥梁上部结构为盖梁、以及盖梁上的板梁和桥面；所述液压千斤顶设置在z字形钢牛腿和盖梁之间。

7.根据权利要求3或4的桥梁顶升方法，其特征在于：所述柱切断后，将柱截断面凿成锥形。

8.根据权利要求1的桥梁顶升方法，其特征在于：所述液压千斤顶均按向下方向安装并保持液压千斤顶轴线垂直，所述液压千斤顶的底部垫有钢垫块。

9.根据权利要求1的桥梁顶升方法，其特征在于：所述桥面安装有由角钢和螺栓构成的牵拉限位装置，顶升时对牵拉限位装置的螺栓进行收紧限制顶升中板梁产生水平位移。