CN103741603B - 桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法及其可调高装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法以及应用于该方法中的可调高装置，桥梁顶升之后利用可调高装置支撑桥梁上部结构，实现桥梁的无间隙落梁甚至是不用落梁，然后拆除顶升机构，加高浇注桥墩将可调高装置埋入浇筑层中。可调高机构包括竖向支撑结构，竖向支撑结构一端与支撑平台底面连接，另一端与用于调节竖向支撑结构高度的底座连接，底座位于桥墩上，本发明具有适用性好、安全可控、施工精度高、结构简单、操作性好、经济性好、应用前景广等优点。

Description

桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法及其可调高装置

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体是一种桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法及其应用在该方法中的可调高装置。

背景技术

随着经济社会的高速发展，一些在用的桥梁由于桥面标高不够和桥下净空不足，通常借助于大型的反力支架，采用多点顶升或多点提升的方式对桥梁进行大高度（50厘米以上）的抬高，以保证桥梁结构的安全完备地继续使用。桥梁抬高至设计高程后，在桥墩台上植筋，布置钢筋网，采用先浇筑原桥墩顶接高混凝土，再在接高混凝土顶安装支座，最后通过再次多点顶升或多点提升实现落梁（桥梁落上支座受力）。该抬高方法存在如下三个主要问题：

1.为了留出支座后期水平推入定位安装的操作空间，一般要求进行多点超高顶升或多点超高提升（不能少于1厘米，通常为3～10厘米），这就要求支座安装到位后，通过精确的测试方法确保支座的安装高程，实际施工时，由于测量空间狭小（只能在梁底测量，不能在桥面进行控制），无法实现支座准确定位，同时也无法保证落梁后的设计标高。因此，如何提高支座定位的准确性为第一个主要问题。

2.现有的多点顶升或多点提升设备在落梁过程中的各设备的同步性和稳定性很难保证，通常会在落梁时（特别是超静定结构）引起较大的附加内力和变形，甚至开裂。因此，如何提高落梁的同步性，减少落梁高度（或者不落梁）为第二个主要问题。

3.桥梁顶升或提升至设计标高后，至少还需要15天（钢筋模板制安以及混凝土浇筑养护所用时间）才能进行落梁施工，该过程中，桥梁多点顶升或多点提升的设备必须保持静止受力的工作状态，不能拆除，这种持续受力的静止工作状态一般较正常顶升的动态工作时间要长的多，占据了设备使用费的大部分，非常不经济。因此，如何降低设备使用成本，减少顶升或提升的设备静止受力工作状态的时间为第三个主要问题。

发明内容

本发明针对背景技术中存在的不足，提出一种桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法及其应用在该方法中的可调高装置，从而达到实现支座准确安装定位及各点同步落梁，同时达到降低施工成本的目的。

为达到上述目的，本发明采用的桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）采用多点同步顶升或多点同步提升的方式对桥梁上部结构进行分级抬高至设计高程h₁后，通过控制桥面标高，继续超抬高h₂；

（2）安装可调高装置，所述可调高装置包括竖向支撑结构，竖向支撑结构一端与支撑平台底面连接，另一端与用于调节竖向支撑结构高度的底座连接，所述可调高装置的高度h₃=h₁+h₂；

首先，取下原支座，将可调高装置调低后放入新的支座，再将可调高装置准确安装在原支座的水平位置；

然后，调节底座，保持支撑平台顶面的水平，使新的支座与桥梁上部结构的底面无间隙顶紧；

最后，固定底座；

（3）加高浇筑桥墩，使底座、竖向支撑结构和部分支撑平台埋于加高的浇筑层内。

优选的，完成步骤（3）后，对露出浇筑层顶面的部分支撑平台进行防腐处理。

优选的，所述步骤（1）中h2等于落梁后的支座压缩量与可调高装置的弹性压缩量之和。

进一步优选的，所述步骤（1）中h₂的取值范围为1～3毫米。

优选的，所述步骤（2）中底座的调节范围为±2厘米。

优选的，所述步骤（2）和步骤（3）之间还设有卸载多点同步顶升或多点同步提升装置的步骤，使顶升或提升设备与桥梁上部结构之间稍带力原位支撑，桥梁上部结构的重量主要由可调高装置承受。这样，就可以满足文物保护施工安全的要求。

优选的，所述步骤（2）和步骤（3）之间，还设有采用任意对称方式卸除多点顶升或多点提升设备的步骤。

应用在上述桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法中的可调高装置，包括竖向支撑结构，竖向支撑结构一端与支撑平台底面连接，另一端与用于调节竖向支撑结构高度的底座连接，其特征在于：

所述支撑平台包括顶板、纵横交叉连接的连接梁；所述连接梁承载所述顶板，并与竖向支撑结构连接；

所述竖向支撑结构包括立柱、横梁和斜撑，所述横梁和斜撑与立柱交错连接形成刚性整体；所述立柱一端与所述连接梁连接，另一端通过螺纹与底座连接；

所述，底座包括底座顶板和底座底板，底座顶板和底座底板之间设有底座支撑柱；所述底座顶板所述立柱螺纹连接。

优选的，所述顶板设有排气孔。这样，在浇筑浇筑层时，可以尽量排净浇筑混凝土时的气泡。

优选的，所述连接梁上设有注浆孔。这样，随着浇筑的进度便于混凝土的进入。

优选的，所述立柱与连接梁之间设有连接板，所述连接板的截面大于所述连接梁的宽度和立柱的直径。

优选的，所述连接板底面与立柱之间设有加劲板。这样，使立柱与连接板的连接更加可靠，提高装置的安全性。

优选的，所述底座顶板中心设有调节支撑件，所述调节支撑件与所述立柱螺纹连接。这样，通过调节支撑件增强立柱与底座顶板之间连接的可靠性。

优选的，所述底座顶板的侧壁设有轴向旋转孔。这样，便于调整装置的高度。

优选的，所述底座底板的底面中心设有半球状旋转柱，以及略小于半球状旋转柱高度的底座垫板。这样，旋转底座顶板时更加的轻松。

本发明的有益效果是：具有适用性好、安全可控、施工精度高、结构简单、操作性好、经济性好、应用前景广等优点。

适用性好：桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法及其可调高装置适用于桥梁顶升或提升高度大于30厘米的抬高工程；既适应于钢桥，也适应于混凝土桥；特别适应于超静定桥梁的大高度（如0.5～3米）抬高工程以及下部结构几何尺寸较大的桥梁抬高工程。

安全可控：无需进行不可控的厘米级落梁动作，只需通过桥面标高测量及支座落梁前顶紧来准确控制支座的最终安装标高，可实现安全可控的无间隙落梁，提高桥梁大高度顶升或提升后的安全性。

施工精度高：①无须超顶或者超提桥梁，可确保桥下的施工空间，因此可通过采用桥面标高测量来准确控制支座的最终安装位置，并通过可调整微调支座达到最终所需的安装标高，大大简化了落梁和支座安装的控制条件，有效保证高程安装精度；②可通过微调底座使得支撑平台顶面高精度水平，确保提前放置在支撑平台上的支座可完成精确的水平定位。

结构简单：桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法的可调高装置为标准且对称的可调高装置，可由型钢、钢板、钢棒等的栓接或焊接而成，除螺纹和螺母必须由工厂内精加工制作外，其他均可现场加工制作。

操作性好：可调高装置结构轻巧，连接简单，配合小型的吊装设施，可实现两人联合帮运和安装；采用可调高装置协助安装支座方便操作和控制；可调高装置仅需与水平尺联合即可准确设定支座的最终标高。

经济性好：①可调高装置是采用普通加工工艺及普通型材制作而成，组装和加工简单，制作成本较低；②可调高装置使用工艺简单，并可作为桥梁大高度抬高到位后的临时支撑，可大大节约使用同步控制液压定时或提升系统的时间，有效降低工程费用。

应用前景好：顺应工程界提倡节能环保的理念，在用桥梁采用多点顶升或多点提升的方式进行大高度的抬高改造的工程将越来越多，本发明提出的无间隙落梁方法及其可调高装置，大大降低了该类工程的技术风险，提高了经济性，具有非常好的应用前景和推广价值。

附图说明

图1是本发明公开的可调高装置的主视示意图；

图2是图1的A-A向示意图

图3是图1的B-B剖视示意图

图4是图1的C-C剖视示意图

图5是图1的D-D剖视示意图

图6是图1的E-E剖视示意图

图7是本发明公开的底座的主视示意图

图8是图7的F-F剖视示意图

图9是图7的G-G剖视示意图

图10是本发明公开的可调高装置的应用示意图

图中：支撑平台1、支撑结构2、底座3、可调高装置4、桥梁上部结构5、支座6、桥墩7、浇筑层8；

其中：钢板顶板1.1、排气孔1.11、连接梁1.2、第一劲板1.21、注浆孔1.22、立柱2.1、横梁2.2、斜撑2.3、连接板2.4、第二加劲板2.5、底座顶板3.1、内螺纹孔3.11、底座底板3.2、底座支撑柱3.3、调节支撑件3.4、轴向旋转孔3.5、半球状旋转柱3.6、底座垫板3.7。

具体实施方式

如图3所示，可调高装置的支撑平台1包括厚钢板顶板1.1和连接梁1.2；在顶板1.1上设有排气孔1.11，排气孔1.11位于顶板1.1的中心，当然也可结合实际情况需要将排气孔1.11设置在顶板的其他位置，亦可以在顶板1.1上设置多个排气孔1.11。这样，在浇筑浇筑层时，可以尽量排净浇筑混凝土时的气泡。连接梁1.2为纵横交叉连接的型钢组成的矩形或正方形框，在连接处可布置加第一劲板1.21，这样使得连接更加可靠；在连接梁1.2上设有注浆孔1.22。这样，随着浇筑的进度便于混凝土的进入。

如图4至图6所示，可调高装置的竖向支撑结构2包括立柱2.1、横梁2.2和斜撑2.3，所述横梁2.2和斜撑2.3与立柱2.1交叉连接形成刚性整体；所述立柱2.2顶面设有连接板2.4，所述连接板2.4的截面大于所述连接梁1.2的宽度和立柱2.1的直径。所述连接板2.4底面与立柱2.1之间设有四块第二加劲板2.5。这样，使立柱2.1与连接梁1.2的连接更加可靠，提高装置的安全性。第二加劲板2.5为三角加劲板，其均布在立柱2.1的侧壁上，与连接板2.4底部垂直连接。立柱2.1的下端设有外螺纹。

如图7至图9所示，可调高装置的底座3底座顶板3.1和底座底板3.2，底座顶板3.1和底座底板3.1之间设有底座支撑柱3.3；所述底座顶板3.1中心处设有内螺纹孔3.11。优选的，底座顶板3.1中心的内螺纹孔3.11上方设有调节支撑件3.4，所述调节支撑件3.4上也设有内螺纹孔，所述调节支撑件3.4可以选用较大的螺母。这样，通过调节支撑件3.4增强立柱2.1与底座顶板3.1之间连接的可靠性。优选的，所述底座顶板3.1的侧壁设有轴向旋转孔3.5。这样，便于调整装置的高度。所述底座底板3.2的底面中心设有半球状旋转柱3.6，以及略小于半球状旋转柱3.6高度的底座垫板3.7。这样，旋转底座顶板3.1时更加的轻松。

如图1和图2所示，可调高装置4包括支撑平台1、支撑结构2、底座3，连接板2.4承载与连接梁1.2连接的拐角处，立柱2.1底部嵌入调节支撑件3.4和底座顶板3.1的螺纹孔中，通过螺纹与底座顶板3.1连接。通过轴向旋转孔3.5可以方便的旋转底座顶板3.1，从而调节可调高装置的高度。所述底座底板3.2的底面中心设有半球状旋转柱3.6，以及略小于半球状旋转柱3.6高度的底座垫板3.7，这样，在旋转底座顶板3.1时更加的省力。

下面结合图10对桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法进行进一步的说明，桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法包括以下步骤：

（1）采用多点同步顶升或多点同步提升的方式对桥梁上部结构5进行分级抬高至设计高程h₁后，通过控制桥面标高，继续超抬高h₂；h₂等于落梁后的支座6压缩量与可调高装置的弹性压缩量之和，一般h₂的取值范围为1～3毫米。

（2）安装可调高装置4，所述可调高装置4的高度h₃=h₁+h₂；也即：可调高装置4的高度等于桥梁上部结构5的顶升高度；

首先，取下原支座，将旋转底座顶板3.1使立柱2.1下降，从而使可调高装置4下降2厘米，然后将新的支座6放置在钢板顶板1.1上，随后将可调高装置4准确安装在原支座的水平位置；

然后，旋转底座顶板3.1是立柱2.1上升，在立柱上升的过程中保持支撑平台1顶面的水平，使新的支座6与桥梁上部结构5的底面无间隙顶紧；

最后，固定底座3；

优选的，底座顶板3.1的调节范围为±2厘米

（3）卸除多点顶升或多点提升设备，将桥梁上部结构5的重量通过新的支座6转到可调高装置4承受；

（4）加高浇筑桥墩7，使底座3、竖向支撑结构2和部分支撑平台1埋于加高的浇筑层8内。

为了保证使用寿命，最后，对露出浇筑层8顶面的部分支撑平台1进行休整防腐处理。

优选的，所述步骤（3）中采用任意对称方式卸除多点顶升或多点提升设备。但是，对于文物保护的施工采用逐墩卸载提升设备，提升设备与桥梁上部结构之间稍带力原位支撑，桥梁上部结构的重量主要由可调高装置承受。这样，就可以满足文物保护施工安全的要求。

Claims (10)

1.桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)采用多点同步顶升或多点同步提升的方式对桥梁上部结构进行分级抬高至设计高程h₁后，通过控制桥面标高，继续超抬高h₂；

(2)安装可调高装置，所述可调高装置包括竖向支撑结构，竖向支撑结构一端与支撑平台底面连接，另一端与用于调节竖向支撑结构高度的底座连接，所述可调高装置的高度h₃＝h₁+h₂；

首先，取下原支座，将可调高装置调低后放入新的支座，再将可调高装置准确安装在原支座的水平位置；

然后，调节底座，保持支撑平台顶面的水平，使新的支座与桥梁上部结构的底面无间隙顶紧；

最后，固定底座；

(3)加高浇筑桥墩，使底座、竖向支撑结构和部分支撑平台埋于加高的浇筑层内。

2.根据权利要求1所述的桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法，其特征在于：所述步骤(1)中h₂的取值范围为1～3毫米。

3.根据权利要求1所述的桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(3)之间还设有卸载多点同步顶升或多点同步提升装置的步骤，使顶升或提升设备与桥梁上部结构之间稍带力原位支撑，桥梁上部结构的重量主要由可调高装置承受。

4.根据权利要求1或3所述的桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(3)之间，还设有采用任意对称方式卸除多点顶升或多点提升设备的步骤。

5.应用在权利要求1至4中任一所述的桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法中的可调高装置，包括竖向支撑结构，竖向支撑结构一端与支撑平台底面连接，另一端与用于调节竖向支撑结构高度的底座连接，其特征在于：

所述支撑平台包括顶板、纵横交叉连接的连接梁；所述连接梁承载所述顶板，并与竖向支撑结构连接；

所述竖向支撑结构包括立柱、横梁和斜撑，所述横梁和斜撑与立柱交错连接形成刚性整体；所述立柱一端与所述连接梁连接，另一端通过螺纹与底座连接；

所述底座包括底座顶板和底座底板，底座顶板和底座底板之间设有底座支撑柱；所述底座顶板所述立柱螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的可调高装置，其特征在于：所述顶板设有排气孔。

7.根据权利要求5所述的可调高装置，其特征在于：所述连接梁上设有注浆孔。

8.根据权利要求5所述的可调高装置，其特征在于：所述立柱与连接梁之间设有连接板，所述连接板的截面大于所述连接梁的宽度和立柱的直径。

9.根据权利要求5所述的可调高装置，其特征在于：所述底座顶板中心设有调节支撑件，所述调节支撑件与所述立柱螺纹连接。

10.根据权利要求5所述的可调高装置，其特征在于：所述底座底板的底面中心设有半球状旋转柱，以及略小于半球状旋转柱高度的底座垫板。