CN104762886A - 一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，包括：在隧道穿越施工之前，采用具有若干个布置好的顶升设备的顶升系统对桥梁进行主动顶升的步骤S1，以及对经过步骤S1的桥梁的顶升量进行监测以判断是否满足主动顶升量要求的步骤S2，如果不满足，则重复步骤S1，如果满足，则先采用支座对所述桥梁进行垫高，后进行落梁，以备隧道穿越施工。本发明在隧道穿越施工之前即根据隧道穿越施工可能引起的桥梁沉降量进行主动顶升，在施工后桥梁即便沉降，依然能够维持在安全范围内，避免了隧道穿越施工对于桥梁应力、裂纹以及沉降等危害，通过主动顶升克服施工导致所述桥梁存在安全隐患的问题。

Description

一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法

技术领域

本发明涉及一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，属于建筑技术领域。

背景技术

随着城市轨道交通的不断发展，城市隧道与既有桥梁的基础之间的空间交叉不可避免，当隧道穿越既有桥梁时，由于新建隧道穿越或毗邻既有桥梁施工时不可避免的会对其上方及周边地层产生扰动，直接导致桥梁基础及上部结构不同程度的出现形变、位移、内部应力增加等危害。当这种影响超过既有桥梁允许的安全控制范围时，将导致桥梁出现新的结构损伤或加剧已有损伤的危害程度，严重威胁到桥梁的使用安全或结构安全。另外，一旦出现上述问题，必然造成隧道穿越施工的延误，进而产生一系列的额外费用支出，造成不必要的影响和损失。

为了克服隧道穿越既有桥梁时可能对桥梁造成的危害，中国专利文献CN102966122A公开了一种在桥梁基础附近建造隧道时控制桥梁变形的方法，包括如下步骤：在开挖所述隧道即将到达桥梁的桩基之前，从所述隧道的开挖断面对用于所述桥梁的桩基外侧以及所述桥梁的底部一定范围内的土体进行注浆预加固；在开挖所述隧道的同时，监测所述桥梁的梁体和/或基础的工程参数；以及如果所述工程参数达到预定的阈值，则升高用于支撑所述梁体的支座的高度，从而提升所述梁体到达预定的高度。上述专利文献提供的在桥梁基础附近建造隧道时控制桥梁变形的方法，仍旧存在以下问题：（1）上述专利文献中公开的方法，对于桥梁的顶升开始于施工之后，而由于施工必然引由于桥梁应力、裂纹以及沉降等危害，从而无法避免施工对于桥梁危害；（2）上述专利文献中公开的方法，虽然采用多个顶升设备对梁体进行同步顶升，但是，由于多个顶升设备在布置时，很难保证完全位于同一水平面，从而无法保证各个顶升设备具有相同的顶升量，导致顶升过程中梁体的倾斜以及裂缝等变形问题；（3）上述专利文献中公开的方法，在施工过程中无法对顶升引起的桥梁安全隐患做出合理监测，从而容易因为主动顶升引起桥梁除沉降之外的其他安全问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中施工前没有判断桥梁是否需要主动顶升导致桥梁可能发生变形的问题，从而提供一种施工前判断所述桥梁是否需要顶升从而保证桥梁不变形的隧道穿越既有桥梁主动支护方法。

本发明还要解决的技术问题在于克服现有技术中主动支护的监测系统不完善从而提供一种监测系统完善的隧道穿越既有桥梁主动支护方法。

     为解决上述技术问题，本发明提供一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，包括步骤S1：在隧道穿越施工之前，采用具有若干个布置好的顶升设备的顶升系统对桥梁进行主动顶升，主动顶升量根据隧道穿越施工将引起的桥梁沉降量确定；步骤S2：对经过步骤S1的桥梁的顶升量进行监测以判断是否满足主动顶升量要求，如果不满足，则重复步骤S1，如果满足，则先采用支座对所述桥梁进行垫高，后进行落梁，以备隧道穿越施工。

进一步，还包括步骤S3: 在隧道穿越施工中对隧道施工引起的桥梁沉降量进行监测，以判断桥梁实际沉降量是否在桥梁允许沉降量的阀值范围内，如果不在，则依次重复步骤S1和步骤S2，如果在，则继续隧道穿越施工。

进一步，还包括步骤S4：在主动顶升过程中对桥梁的工程参数进行监测，以判断所述工程参数的实测数据是否在其安全阀值范围内，如果实测数据在安全阀值范围内，则继续主动顶升，如果实测数据不在安全阀值范围内，则停止主动顶升。

进一步，所述工程参数包括桥墩的倾斜度、桥梁所受应力大小、桥梁上原有裂缝的宽度、深度、高度以及桥梁上是否有新增裂缝。

进一步，每一步所述主动顶升都包括：顶升准备阶段，所述顶升准备阶段在若干个所述顶升设备全部抵贴在桥梁的梁底时停止；以及在顶升准备阶段停止后进行的正式顶升步骤，所述正式顶升步骤中，所述顶升设备的初始顶升量以顶升设备抵贴处的所述桥梁的梁底为0点水平面计算。

进一步，所述步骤S4位于所述顶升准备阶段中，以判断是否提前停止顶升准备阶段。

进一步，所述正式顶升步骤包括若干个先后进行的分步顶升步骤，所述步骤S4位于每一个分步顶升步骤中，以判断是否停止该分步顶升步骤。

进一步，所述步骤S4位于相邻两个分步顶升步骤之间，以判断前一分步顶升步骤结束之后，是否进行下一分步顶升步骤。

进一步，还包括步骤S5：在每一步所述顶升步骤中，对若干个所述顶升设备的顶升量分别进行监测，根据监测结果判定每一个所述顶升设备的顶升量是否在顶升量阀值范围内，如果某一个顶升设备的顶升量不在顶升量阀值范围内，则调整该顶升设备的顶升量以使其位于顶升量阀值范围内，以确保所有顶升设备的顶升量都在顶升量阀值范围内。

进一步，还包括步骤S6：在落梁之前对所述桥梁的墩柱的沉降量进行监测，以判断所述墩柱的实际沉降量是否在沉降量阀值范围内，如果在，则继续落梁，如果不在，则停止落梁。

进一步，所述桥梁为简支梁，正式顶升时，对桥墩同时顶升。

进一步，所述桥梁是连续梁，正式顶升时，先顶中墩再顶边墩。

进一步，还包括位于所述步骤S1之前的布置所述顶升设备的步骤。

进一步，墩顶空间足以容纳所述顶升设备，所述顶升设备布置在所述墩顶空间内。

进一步，墩顶空间不足以容纳所述顶升设备，设置顶升反力基础安装所述顶升设备，所述顶升反力基础与桥墩通过角钢连接。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1.本发明提供的一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，包括：在隧道穿越施工之前，采用具有若干个布置好的顶升设备的顶升系统对桥梁进行主动顶升的步骤S1，以及对经过步骤S1的桥梁的顶升量进行监测以判断是否满足主动顶升量要求的步骤S2，如果不满足，则重复步骤S1，如果满足，则先采用支座对所述桥梁进行垫高，后进行落梁，以备隧道穿越施工。本发明在隧道穿越施工之前即根据隧道穿越施工可能引起的桥梁沉降量进行主动顶升，该种顶升思路与现有技术中在隧道穿越施工引起桥梁沉降之后才进行顶升的思路完全不同，因为在施工之前就对桥梁进行顶升，在施工后，桥梁即便沉降，依然能够维持在安全范围内，避免了隧道穿越施工对于桥梁应力、裂纹以及沉降等危害，通过主动顶升克服施工导致所述桥梁存在安全隐患的问题；再者，本发明的主动支护方法，在主动顶升时，对所述桥梁施工前主动顶升的顶升量进行实时监测，直到所述桥梁的顶升量满足主动顶升量的要求，保证所述桥梁的安全，所述主动顶升的顶升量满足所述主动顶升量的要求后，先垫高或者更换支座保证所述桥梁被垫高以备隧道穿越施工。

2.本发明提供的一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，还包括在隧道穿越施工中对隧道穿越施工引起的桥梁沉降量进行监测，以判断桥梁实际沉降量是否在桥梁允许沉降量的阀值范围内的步骤S3。此步骤通过监测施工过程中桥梁的沉降量，来判断施工过程中桥梁的沉降量是否在沉降量阀值范围内，如果不在阀值范围内时，则进行主动顶升，直到使得沉降量位于该阀值范围内时停止顶升，从而做到对施工过程引起的桥梁沉降量进行动态监测，避免施工引起的桥梁安全问题的发生。

3. 本发明提供的一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，还包括在主动顶升过程中对桥梁的工程参数进行监测，以判断所述工程参数的实测数据是否在其安全阀值范围内的步骤S4。此步骤通过对顶升过程中桥梁的工程参数进行动态监测，来判断顶升过程中桥梁的工程参数是否在安全阀值范围内，如果在，则可以继续主动顶升，如果不在，则停止主动顶升，进行研判。该种动态监测，使得主动顶升过程本身不会引起桥梁的安全隐患，保证了主动顶升时所述桥梁的安全性。

4.本发明提供的一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，每一步所述主动顶升都包括：顶升准备阶段，所述顶升准备阶段在若干个所述顶升设备全部抵贴在桥梁的梁底时停止；以及正式顶升步骤，所述顶升设备的初始顶升量以顶升设备抵贴处的所述桥梁的梁底为0点水平面计算。所述桥梁主动顶升时，由于顶升准备阶段使所有的顶升设备全部抵贴在桥梁的梁底，因此正式顶升时，以顶升设备抵贴处的所述桥梁的梁底为0点水平面计算所述顶升设备的初始顶升量，保证了所有顶升设备完全位于同一水平面，克服了由于若干个顶升设备实际上安装难以达到完全水平的缺陷，从而，当所有顶升设备对所述桥梁的梁体进行同步顶升时，保证所有的顶升设备具有相同的顶升量，从而克服了顶升过程中梁体的倾斜以及裂缝等变形问题。

5. 本发明提供的一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，还包括在每一步所述顶升步骤中，对若干个所述顶升设备的顶升量分别进行监测，根据监测结果判定每一个所述顶升设备的顶升量是否在顶升量阀值范围内的步骤S5。每次主动顶升时，通过监测所述顶升设备的顶升量是否在阀值范围内来保证所述桥梁的安全。

6. 本发明提供的一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，还包括在落梁之前对所述桥梁的墩柱的沉降量进行监测，以判断所述墩柱的实际沉降量是否在沉降量阀值范围内的步骤S6。通过监测落梁之前墩柱的沉降量，保证在落梁过程中所述桥梁的安全性。

7.本发明提供的一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，所述正式顶升步骤包括若干个先后进行的分步顶升步骤，每一个分步顶升步骤中都进行桥梁工程参数的动态监测，确保每一步主动顶升时桥梁都处于安全状态，并且，分布顶升相对于一次性顶升来说，大大避免了顶升可能造成的安全隐患。

8.本发明提供的一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，还包括步骤S5：在每一步所述顶升步骤中，对若干个所述顶升设备的顶升量分别进行监测，根据监测结果判定每一个所述顶升设备的顶升量是否在顶升量阀值范围内，如果某一个顶升设备的顶升量不在顶升量阀值范围内，则调整该顶升设备的顶升量以使其位于顶升量阀值范围内，以确保所有顶升设备的顶升量都在顶升量阀值范围内，从而对每一个顶升设备的每一次顶升都进行动态监测，确保若干个顶升设备能够真正的做到同步顶升，避免顶偏。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1    是根据本发明所述桥梁主动支护时机的确定方法逻辑图；

图2    是根据本发明所述桥梁正式顶升时分步动态控制方法逻辑图。

具体实施方式

本实施例提供一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，包括

步骤S1：在隧道穿越施工之前，采用具有若干个布置好的顶升设备的顶升系统对桥梁进行主动顶升，主动顶升量根据隧道穿越施工将引起的桥梁沉降量确定；

步骤S2：对经过步骤S1的桥梁的顶升量进行监测以判断是否满足主动顶升量要求，如果不满足，则重复步骤S1，如果满足，则先采用支座对所述桥梁进行垫高，后进行落梁，以备隧道穿越施工。

上述方法是本发明所述隧道穿越既有桥梁主动支护方法的核心技术方案，在隧道穿越施工之前即根据隧道穿越施工可能引起的桥梁沉降量进行主动顶升，该种顶升思路与现有技术中在隧道穿越施工引起桥梁沉降之后才进行顶升的思路完全不同，因为在施工之前就对桥梁进行顶升，在施工后，桥梁即便沉降，依然能够维持在安全范围内，避免了隧道穿越施工对于桥梁应力、裂纹以及沉降等危害，通过主动顶升克服施工导致所述桥梁存在安全隐患的问题；再者，本发明的主动支护方法，在主动顶升时，对所述桥梁施工前主动顶升的顶升量进行实时监测，直到所述桥梁的顶升量满足主动顶升量的要求，保证所述桥梁的安全，所述主动顶升的顶升量满足所述主动顶升量的要求后，先垫高或者更换支座保证所述桥梁被垫高以备隧道穿越施工。

具体来说，隧道穿越施工之前根据桥梁的地质条件和隧道穿越施工的施工方案，预测隧道穿越施工可能引起的桥梁变形，然后根据现有桥梁状态判断需要的主动顶升的时机以及主动顶升量，例如，以隧道穿越施工可能引起的桥梁的沉降量来表达桥梁的变形时，如果沉降量为H1，则主动顶升量至少为H1。

有关主动支护时机的确定方法参考图1所示，隧道穿越施工之前根据所述桥梁的地质条件和隧道穿越施工的施工方案，预测隧道穿越施工可能引起的桥梁变形，根据现有桥梁状态判断是否需要主动顶升，如果不需要主动顶升，则对隧道穿越既有桥梁进行施工；如果需要主动顶升，则确定所述桥梁的主动顶升量，对所述桥梁进行主动支护，利用所述顶升设备顶升所述桥梁的同时，监测所述桥梁的顶升量，如果所述桥梁的顶升量不在预设的主动顶升量要求的阀值范围内，也即桥梁的主动顶升量与预先判断的隧道穿越施工可能引起的桥梁的沉降量不符合，则继续主动顶升，直到所述桥梁的实际顶升量满足主动顶升量的要求，如果所述桥梁的顶升量在预设的主动顶升量要求的阀值范围内，则停止主动顶升，对隧道穿越既有桥梁进行施工。

在穿越施工过程中，监测所述桥梁的沉降量以及监测在主动支护过程中所述桥梁工程参数的变化，如是否有新的沉降问题，如果所述桥梁实际沉降量在桥梁允许沉降量的阀值范围内，则继续隧道穿越施工，如果所述桥梁实际沉降量不在所述桥梁允许沉降量的阀值范围内，则对所述桥梁进行主动支护；在对所述桥梁进行主动支护的过程中，监测所述桥梁工程参数的变化，如果所述桥梁的工程参数的实测数据在其安全阀值范围内，则继续主动顶升，如果实测数据不在安全阀值范围内，则停止主动顶升。

在穿越施工后，长期监测所述桥梁沉降量的变化以及监测在主动支护过程中所述桥梁工程参数的变化，如果所述桥梁的沉降量有变化，判断所述桥梁实际沉降量是否在桥梁允许沉降量的阀值范围内，如果所述桥梁实际沉降量在桥梁允许沉降量的阀值范围内，则继续监测所述桥梁的沉降量，若所述桥梁实际沉降量不在桥梁允许沉降量的阀值范围内，则对所述桥梁进行主动支护；在对所述桥梁进行主动支护的过程中，如果所述桥梁的工程参数有变化，判断所述桥梁工程参数的实测数据是否在安全阀值范围内，若所述桥梁的工程参数的实测数据在其安全阀值范围内，则继续主动顶升，如果实测数据不在安全阀值范围内，则停止主动顶升。

本实施例的所述隧道穿越既有桥梁主动支护方法，还包括

步骤S3: 在隧道穿越施工中对隧道施工引起的桥梁沉降量进行监测，以判断桥梁实际沉降量是否在桥梁允许沉降量的阀值范围内，如果不在，则依次重复步骤S1和步骤S2，如果在，则继续隧道穿越施工。

由于隧道穿越施工过程中，也可能引起所述桥梁出现的除沉降之外的其它安全隐患，需要通过监测及时判断是否需要再次主动顶升，如果桥梁实际沉降量不在桥梁允许沉降量的阀值范围内，则重复步骤S1和S2，以确保所述桥梁在施工过程中一直处于安全范围内；如果桥梁实际沉降量在桥梁允许沉降量的阀值范围内，继续隧道穿越施工。

具体地，通过在顶升系统中增加位移传感器来监测桥梁在施工中的实际沉降量，并通过将位移传感器与主控制器连接，使得主控制器的控制屏中能够显示该实际沉降量，从而可以人为判断该实际沉降量是否在预先确定的沉降量阀值范围内，如果在，则继续隧道穿越施工，如果不在，则启动主动顶升设备进行顶升。当然，主控制器中也可以增加比较器，接收来自位移传感器的位移信号，将桥梁的实际沉降量与沉降量阀值进行比较，然后将比较结果发送给主控制器，由主控制器进行下一步的操作控制。上述方式都能实现对隧道穿越施工中桥梁实际沉降量的监测，从而确定隧道穿越施工过程中是否需要主动顶升以及主动顶升的顶升量，保证桥梁安全。

本实施例的所述隧道穿越既有桥梁主动支护方法，所述步骤S1至步骤S3中，每一步所述主动顶升都包括：

顶升准备阶段，所述顶升准备阶段在若干个所述顶升设备全部抵贴在桥梁的梁底时停止；以及在顶升准备阶段停止后进行的正式顶升步骤，所述正式顶升步骤中，所述顶升设备的初始顶升量以顶升设备抵贴处的所述桥梁的梁底为0点水平面计算；

在顶升准备阶段停止后进行的正式顶升步骤，所述正式顶升步骤中，所述顶升设备的初始顶升量以顶升设备抵贴处的所述桥梁的梁底为0点水平面计算。

所述桥梁主动顶升时，由于顶升准备阶段使所有的顶升设备全部抵贴在桥梁的梁底，因此正式顶升时，以顶升设备抵贴处的所述桥梁的梁底为0点水平面计算所述顶升设备的初始顶升量，保证了所有顶升设备完全位于同一水平面，克服了由于若干个顶升设备实际上安装难以达到完全水平的缺陷，从而，当所有顶升设备对所述桥梁的梁体进行同步顶升时，保证所有的顶升设备具有相同的顶升量，从而克服了顶升过程中梁体的倾斜以及裂缝等变形问题。

具体地，通过位移传感器和压力传感器监测顶升设备是否与梁底抵贴，位移传感器和压力传感器与主控制器连接，当主控制器的显示屏中，只显示顶升设备在顶升准备阶段过程中位移数据，而不显示压力数据时，则说明顶升设备还没有抵贴在桥梁的梁底，需要继续顶升准备阶段，而顶升设备已经底贴在桥梁的梁底时，则所述顶升设备开始受力。

对于顶升准备阶段，开始时应缓慢逐级加载(可分3～5级)，每级顶升量不宜过大，一般控制在2mm-4mm。注意观测梁体与顶升设备接触位置，称重系统及其他部位具体情况。如各部位无异常，再进行逐级加载，使梁体顶升5～10mm。各级加载时间间隔根据桥梁稳定情况及地基基础处理情况而定，一般不小于10min～15min。

对于正式顶升，包括若干个先后进行的分步顶升步骤，具体操作时，在顶升准备阶段结束后，在确认顶升系统、临时支撑系统及桥梁结构安全可靠后，进行正式项升。顶升达到设计高度后，对墩柱、盖梁或者桥台处的支座进行保全性处理。保全处理的常用的方法为在主梁下方垫钢板或临时支座，注意支垫结构不能产生过大的变位。顶升过程中，应配备专业人员分别检查顶升过程中的顶升设备及被顶结构的安全性，同时对监测结果进行实时分析，达到动态控制的目的。施工过程中将实时监测数据和分部顶升量进行对比，判断其是否达到顶升设计要求，同时评价桥梁的真实状态。如果桥梁出现不均匀顶升的状况，应立即采取措施（如调整各个顶升设备的位移等）来消除这种状况；如果桥梁没有出现异常现象，继续进行下一级顶升，直到整个顶升过程结束。

具体地，所述桥梁正式顶升时，设有先后进行的n步顶升步骤，[i1] 述桥梁主动支护分步动态控制实施过程如图2所示，首先确定施工前所述桥梁顶升的理论计算与经验类比得出的分步顶升量Pi，然后将每一步顶升时监测得到的实测顶升量Si与分步顶升量Pi作比较，若实测顶升量Si不在所述分步顶升量Pi的范围内，分析原因并采取相应措施（如调整各个千斤顶的位移）后，继续判断调整后的实测顶升量Si是否在所述分步顶升量Pi的范围内，若实测顶升量Si在所述分步顶升量Pi的范围内，继续下一次顶升，类似的方法依次类推，直到完成预设的n步，结束整个顶升，顶升完成后，对所述桥梁的安全性进一步评估，监测所述桥梁的应力、沉降量以及裂缝等问题，以确保所述桥梁在正式顶升时的安全性。

本实施例的所述隧道穿越既有桥梁主动支护方法，还包括在顶升过程中对于桥梁的工程参数进行动态监测的步骤，即

步骤S4：在主动顶升过程中对桥梁的工程参数进行监测，以判断所述工程参数的实测数据是否在其安全阀值范围内，如果实测数据在安全阀值范围内，则继续主动顶升，如果实测数据不在安全阀值范围内，则停止主动顶升。所述工程参数包括桥墩的倾斜度、桥梁所受应力大小、桥梁上原有裂缝的宽度、深度、高度以及桥梁上是否有新增裂缝。所述桥梁主动顶升过程中，如果桥梁出现了新的裂缝或者原有裂缝变大且不在所述桥梁的安全阀值范围内，则要停止主动顶升，如果桥梁出现了新的裂缝或者原有裂缝变大但是还在所述桥梁的安全阀值范围内，则可以继续主动顶升，因此通过实时监测克服了施工过程中除了所述桥梁出现沉降外还可能出现的其它安全隐患，保证了主动顶升时所述桥梁的安全性。

所述步骤S4位于所述顶升准备阶段中，以判断是否提前停止顶升准备阶段。在顶升准备阶段时，对所述桥梁的各项工程参数进行监测，监测所述桥墩的倾斜度、桥梁所受应力大小、桥梁上原有裂缝的宽度、深度、高度以及桥梁上是否有新增裂缝。如果实测数据在安全阀值范围内，则继续主动顶升，如果实测数据不在安全阀值范围内，则停止主动顶升，分析实测数据不在安全阀值范围内的原因并采取相应措施（如通过调整所述顶升设备的位移）使其在安全阀值范围内，通过实时监测克服了施工过程中所述桥梁可能出现的安全隐患，保证了主动顶升时所述桥梁的安全性。

所述步骤S1至步骤S3中，每一步所述主动顶升的正式顶升步骤包括若干个先后进行的分步顶升步骤，所述步骤S4位于每一个分步顶升步骤中，以判断是否停止该分步顶升步骤。每一个分布顶升步骤中，对所述桥梁的各项工程参数进行监测，监测所述桥墩的倾斜度、桥梁所受应力大小、桥梁上原有裂缝的宽度、深度、高度以及桥梁上是否有新增裂缝。如果实测数据在安全阀值范围内，则继续主动顶升，如果实测数据不在安全阀值范围内，则停止主动顶升，分析实测数据不在安全阀值范围内的原因并采取相应措施（如通过调整所述顶升设备的位移）使其在安全阀值范围内，通过实时监测克服了施工过程中除了所述桥梁发生沉降外还可能出现的其它安全隐患，保证了主动顶升时所述桥梁的安全性。

所述步骤S4位于相邻两个分步顶升步骤之间，以判断前一分步顶升步骤结束之后，是否进行下一分步顶升步骤。对所述桥梁的各项工程参数进行监测，监测所述桥墩的倾斜度、桥梁所受应力大小、桥梁上原有裂缝的宽度、深度、高度以及桥梁上是否有新增裂缝。如果实测数据在安全阀值范围内，则继续主动顶升，如果实测数据不在安全阀值范围内，则停止主动顶升，分析实测数据不在安全阀值范围内的原因并采取相应措施（如通过调整所述顶升设备的位移）使其在安全阀值范围内，通过实时监测克服了施工过程中除了所述桥梁发生沉降外还可能出现的其它安全隐患，保证了主动顶升时所述桥梁的安全性。

具体地，对于工程参数的动态监测方法可以为人工监测和设备监测，其中，设备监测可以采用压力传感器对桥梁所受应力大小进行实时监测，压力传感器与主控制器连接，将压力信号实时传递给主控制器，主控制器件该信号与安全应力数值比较后，如果不满足安全要求，则进行报警，停止顶升步骤，如果满足安全要求，则可以继续顶升。再如，人工监测一般在完成某一步顶升之后进行，对原有裂缝的宽度、深度等进行监测，与安全数据进行对比，从而判断继续顶升是否会对桥梁安全造成不良影响。

本实施例所述隧道穿越既有桥梁主动支护方法，还包括对每一步顶升中若干个顶升设备的顶升量进行实时监测，以分别对顶升设备的顶升量进行调整的步骤，即

步骤S5：在每一步所述顶升步骤中，对若干个所述顶升设备的顶升量分别进行监测，根据监测结果判定每一个所述顶升设备的顶升量是否在顶升量阀值范围内，如果某一个顶升设备的顶升量不在顶升量阀值范围内，则调整该顶升设备的顶升量以使其位于顶升量阀值范围内，以确保所有顶升设备的顶升量都在顶升量阀值范围内。每次主动顶升时，通过监测所述顶升设备的顶升量是否在阀值范围内来避免顶偏，从而确保真正的同步顶升。

具体地，通过位移传感器对每一个顶升设备对于桥梁的实际顶升量进行监测，并将监测结果发送给主控制器，主控制器接收到该监测结果后与顶升量阀值进行比较，如果某一顶升设备的顶升量偏离该顶升量阀值较多，则主控制器将该顶升设备的顶升量进行调整，使其符合阀值要求，通过该种方式可以保证所有顶升设备的顶升量都位于阀值范围内，保证真正的同步顶升。

本实施例所述隧道穿越既有桥梁主动支护方法，还包括

步骤S6：在落梁之前对所述桥梁的墩柱的沉降量进行监测，以判断所述墩柱的实际沉降量是否在沉降量阀值范围内，如果在沉降量阀值范围内，则继续落梁，如果不在沉降量阀值范围内，则停止落梁。所述桥梁正式顶升完成后，更换支座或垫高施工使所述桥梁的支座被垫高，然后执行卸载落梁的步骤，且在落梁之前对所述桥梁的墩柱的沉降量进行监测，保证在落梁过程中所述桥梁的安全性，所述落梁时，缓慢同步落梁，使各梁同时平稳的落在垫高后的支座上。在落梁结束后，对全桥进行检查，对存在的安全隐患及时处理，确保顶升后梁体的安全性。

所述落梁过程中，要加强对墩柱顶端的沉降量进行监控量测。当墩柱发生下沉趋势，在外部荷载作用下，墩柱发生较大沉降，此时应立即停止落梁，持续向上顶升既有桥梁，并调整临时支座高度；当墩柱产生更大的沉降时，说明桩基础已不具备基本的承载力，此时需要采用注浆方式来保证桩体承载力，待桩基稳定后，再进行落梁施工；在此过程中重点保证顶升设备的有效性和安全性。

所述落梁结束后，在确定所述桥梁无异常状况后，所述顶升反力基础需拆除。在此过程中，采用与桥梁顶升相同的保障措施进行监控，同时应注意拆除时的施工安全。

本实施例所述隧道穿越既有桥梁主动支护方法，不同的桥梁主动顶升的方式也不同，本实施例中，桥梁为简支梁，正式顶升时，对桥墩同时顶升。作为本实施例的一种变形，所述桥梁是连续梁，正式顶升时，先顶中墩再顶边墩。

本实施例所述隧道穿越既有桥梁主动支护方法，所述步骤S1之前还设有布置所述顶升设备的步骤，所述顶升设备的布设由所述桥梁的形式决定，所述桥梁的桥墩的墩顶空间足以容纳所述顶升设备，所述顶升设备布置在所述墩顶空间内；墩顶空间不足以容纳所述顶升设备，设置顶升反力基础安装所述顶升设备，所述顶升反力基础与桥墩通过角钢连接。所述顶升反力基础的布置方式取决于所述桥梁的基础形式，若所述桥梁基础为浅埋基础时，在原基础上浇注混凝土形成顶升反力基础；若所述桥梁为深埋基础或不存在承台时，采用临时地基处理形成顶升反力基础，必要时可设置支撑架。所述桥梁主动顶升过程中，应有必要的保全措施，防止顶升设备发生意外。

本实施例中所述支座是指钢垫板，所述顶升设备是指千斤顶，通过液压泵站最多可同时驱动8个千斤顶。所述千斤顶的吨位根据设计文件中的支座反力确定，所述千斤顶有几种吨位，如150T、200T、300T等不同吨位。根据设计所给的荷载判断出应使用的千斤顶吨位。所述千斤顶所给的吨位是最大限度的顶力，考虑到对仪器的最小磨损，应预留出安全值，即在给定的千斤顶吨位上乘以80%后还应大于设计所给的荷载。在所有仪器确定后，先进行标定，把所有仪器按施工要求接通，在进入现场之前进行调试。

对所述桥梁主动顶升时，所述千斤顶的布设应考虑所述桥梁在顶升过程中内力分布情况，实际顶升位置还需结合现场场地条件进行优化选择。所述顶升力的确定原则首先根据既有桥梁结构强度确定最大顶力控制值，同时还应根据桥梁自重以及实际所受荷载情况来具体确定。所述千斤顶的数量需要考虑以下两种情况：第一种：保证足够的顶点数，一方面使既有桥梁结构受力均衡，另一方面可避免应力集中，但是由于各千斤顶间相互平衡，不易控制，容易影响施工进度，因此也不能布置过多的顶升点；第二种：多点顶升时会出现虚腿现象，表现为一个或几个顶升点的执行机构不能完全出力或者顶升的位移量不同步，由此可能导致主动顶升的失败，需要避免所述千斤顶出现虚腿现象，保证各个顶升点执行机构所承受的力及结构位移量在合理范围内。实际施工过程中应根据具体的桥梁计算结果和实际情况确定千斤顶的数量。

本实施例所述隧道施工过程中对所述桥梁主动顶升时机主要可分为施工前、施工中及施工后三个阶段，基于隧道开挖对桩基影响的预测结果以及监测数据的实时分析，根据掌握的桥梁安全状态来确定合理顶升时机。施工前，通过收集相关资料（工程地质条件、施工方案等），建立相应的数学模型，对开挖过程进行反分析预测，根据桥梁具体状态以及能力，确定初始顶升量和工前顶升时机。施工中，首先进行初始顶升，在实施过程中对桥梁进行实时监测；在地铁施工过程中，根据监测结果和施工预测，及时评价既有桥梁安全状态，根据评价结果调整主动支护状态，使既有桥梁始终处于相对安全状态。施工后，地铁穿越施工结束后，继续对桥梁进行监测，对桥梁安全性进行进一步分析，主动恢复桥梁合理的受力状态。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (15)

1.一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，包括

步骤S1：在隧道穿越施工之前，采用具有若干个布置好的顶升设备的顶升系统对桥梁进行主动顶升，主动顶升量根据隧道穿越施工将引起的桥梁沉降量确定;

步骤S2：对经过步骤S1的桥梁的顶升量进行监测以判断是否满足主动顶升量要求，如果不满足，则重复步骤S1，如果满足，则先采用支座对所述桥梁进行垫高，后进行落梁，以备隧道穿越施工。

2.根据权利要求1所述的隧道穿越既有桥梁主动支护方法，其特征在于：还包括

步骤S3: 在隧道穿越施工中对隧道施工引起的桥梁沉降量进行监测，以判断桥梁实际沉降量是否在桥梁允许沉降量的阀值范围内，如果不在，则依次重复步骤S1和步骤S2，如果在，则继续隧道穿越施工。

3.根据权利要求2所述的隧道穿越既有桥梁主动支护方法，其特征在于：还包括

步骤S4：在主动顶升过程中对桥梁的工程参数进行监测，以判断所述工程参数的实测数据是否在其安全阀值范围内，如果实测数据在安全阀值范围内，则继续主动顶升，如果实测数据不在安全阀值范围内，则停止主动顶升。

4.根据权利要求3所述的隧道穿越既有桥梁主动支护方法，其特征在于：所述工程参数包括桥墩的倾斜度、桥梁所受应力大小、桥梁上原有裂缝的宽度、深度、高度以及桥梁上是否有新增裂缝。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的隧道穿越既有桥梁主动支护方法，其特征在于：每一步所述主动顶升都包括:

顶升准备阶段，所述顶升准备阶段在若干个所述顶升设备全部抵贴在桥梁的梁底时停止；以及在顶升准备阶段停止后进行的正式顶升步骤，所述正式顶升步骤中，所述顶升设备的初始顶升量以顶升设备抵贴处的所述桥梁的梁底为0点水平面计算。

6.根据权利要求5所述的隧道穿越既有桥梁主动支护方法，其特征在于：所述步骤S4位于所述顶升准备阶段中，以判断是否提前停止顶升准备阶段。

7.根据权利要求5或6所述的隧道穿越既有桥梁主动支护方法，其特征在于：所述正式顶升步骤包括若干个先后进行的分步顶升步骤，所述步骤S4位于每一个分步顶升步骤中，以判断是否停止该分步顶升步骤。

8.根据权利要求6或7所述的隧道穿越既有桥梁主动支护方法，其特征在于：所述步骤S4位于相邻两个分步顶升步骤之间，以判断前一分步顶升步骤结束之后，是否进行下一分步顶升步骤。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的隧道穿越既有桥梁主动支护方法，其特征在于：还包括

步骤S5：在每一步所述顶升步骤中，对若干个所述顶升设备的顶升量分别进行监测，根据监测结果判定每一个所述顶升设备的顶升量是否在顶升量阀值范围内，如果某一个顶升设备的顶升量不在顶升量阀值范围内，则调整该顶升设备的顶升量以使其位于顶升量阀值范围内，以确保所有顶升设备的顶升量都在顶升量阀值范围内。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的隧道穿越既有桥梁主动支护方法，其特征在于：还包括步骤S6：在落梁之前对所述桥梁的墩柱的沉降量进行监测，以判断所述墩柱的实际沉降量是否在沉降量阀值范围内，如果在，则继续落梁，如果不在，则停止落梁。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的隧道穿越既有桥梁主动支护方法，其特征在于：所述桥梁为简支梁，正式顶升时，对桥墩同时顶升。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的隧道穿越既有桥梁主动支护方法，其特征在于：所述桥梁是连续梁，正式顶升时，先顶中墩再顶边墩。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的隧道穿越既有桥梁主动支护方法，其特征在于：还包括位于所述步骤S1之前的布置所述顶升设备的步骤。

14.根据权利要求13所述的隧道穿越既有桥梁主动支护方法，其特征在于：墩顶空间足以容纳所述顶升设备，所述顶升设备布置在所述墩顶空间内。

15.根据权利要求13所述的隧道穿越既有桥梁主动支护方法，其特征在于：墩顶空间不足以容纳所述顶升设备，设置顶升反力基础安装所述顶升设备，所述顶升反力基础与桥墩通过角钢连接。