CN105507168A - 多跨箱梁整体超高交替顶升施工系统及方法 - Google Patents

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CN105507168A
CN105507168A CN201511024736.3A CN201511024736A CN105507168A CN 105507168 A CN105507168 A CN 105507168A CN 201511024736 A CN201511024736 A CN 201511024736A CN 105507168 A CN105507168 A CN 105507168A
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CN201511024736.3A
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廖玉珍
章柏林
伊左林
束学智
林四新
宋俊杰
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In Sanhang (xiamen) Engineering Co Ltd
SHANGHAI EVOLUTION SHIFT BUILDING ENGINEERING Co Ltd
XIAMEN BRANCH OF CCCC THIRD HARBOR ENGINEERING Co Ltd
CCCC Third Harbor Engineering Co Ltd
Original Assignee
In Sanhang (xiamen) Engineering Co Ltd
SHANGHAI EVOLUTION SHIFT BUILDING ENGINEERING Co Ltd
XIAMEN BRANCH OF CCCC THIRD HARBOR ENGINEERING Co Ltd
CCCC Third Harbor Engineering Co Ltd
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D22/00Methods or apparatus for repairing or strengthening existing bridges ; Methods or apparatus for dismantling bridges

Abstract

本发明公开了多跨箱梁整体超高交替顶升施工系统及方法,通过控制两组可主动施加顶升力的千斤顶,在一组千斤顶顶升结束后,将该组千斤顶的顶升力均匀线型的转移到第二组千斤顶上,进行交替式连续的顶升作业。本发明提供的跨线桥超高交替顶升施工方案,能够确保顶升时桥梁结构安全和顶升精度及桥梁整体落梁后的线形满足设计要求、保证施工周期、降低建筑能耗、保障城市生态环境。

Description

多跨箱梁整体超高交替顶升施工系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及道路施工技术,具体涉及既有跨线桥的顶升施工技术。
背景技术
[0002] 世界上早期建筑物移位工程是1873年新西兰新普利茅斯的一所一层农宅的移位, 当时使用蒸汽机车作为牵引装置;而现代移位技术始于二十世纪初的1901年美国依阿华大 学由于校园扩建,将重约60000kN三层高的科学馆进行了移位,而且在移动的过程中,为了 绕过另一栋楼,采用了转向技术,将其旋转了45°。该工程采用的是圆木做滚动装置,螺旋千 斤顶提供顶升力和水平牵引力。随后的一百多年里,该技术在许多国家得到应用。90年代初 该技术在国内得到应用。1991年首次采用滑动平移方法进行楼房平移,该方法的主要思路 是在建筑物基础下部修建新基座,基座下修建滑道,然后顶推平移到新位置。1992年提出了 将上部结构和基础分离的方法,由于该方法适用性广,迅速取代了原平移方法。进入21世 纪,移位技术得到迅速发展,在文物古建筑领域、高层建筑及高耸结构、桥梁改造工程、盾构 调头、古树名木保护中等各领域得到推广应用。
[0003] 随着中国经济和交通运输事业的快速发展,中国许多城市市政建设跟不上生产和 生活发展的需要,需对既有城市桥梁进行改造,以满足发展需求。城市既有桥梁的移位技术 是近几年发展的新技术,具有施工周期短、经济适用、建筑能耗低、城市生态环境质量得以 保障等特点,为此,得到越来越广泛的应用。
[0004] 对于既有桥梁的移位技术,目前常用的顶升方法一般采用间歇式顶升,间歇式顶 升在顶升过程中,梁体处于千斤顶支撑和跟随装置支撑两种受力状态,千斤顶支撑时梁体 位移处于可控状态,跟随装置支撑时,由于临时支撑的压缩变形的不同,梁体位移处于非受 控状态,梁体内力的变化取决于梁体各点临时支撑的压缩量。在每一个临时支撑状态,由于 支撑体系的压缩量不同,梁体内力都要做一次重新分布。在这种受控于非受控状态交替作 用下,梁体内力也做交替变化,这种内力的交替变化对梁体结构会产生不利影响,同时位于 支座处的梁体下缘可能会产生拉应力,严重时梁体会产生裂缝。
[0005] 在此基础上,间歇式顶升的既有桥梁移位技术无法应用在需要整体顶升且顶升高 度较高的既有桥梁顶升工程中,无法保证原桥结构的整体性、安全性、可靠性及施工的安全 可靠性。
发明内容
[0006] 针对现有的既有桥梁移位技术所存在的问题,本发明的目如下:
[0007] 目的1,提供一种能够保证原桥结构的整体性、安全性、可靠性及施工的安全可靠 性的既有桥梁超高顶升施工系统。
[0008] 目的2,提供一种能够保证原桥结构的整体性、安全性、可靠性及施工的安全可靠 性的既有桥梁超高顶升施工方法。
[0009] 为了达到上述目的,本发明采用如下的技术方案:
[0010] 针对目的I,提供一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工系统,该顶升施工系统主要 包括:至少一个交替顶升单元以及驱动控制单元,每个交替顶升单元包括两组可主动施加 顶升力的千斤顶,驱动控制单元同步驱动每个交替顶升单元中的两组千斤顶进行反复交替 顶升,且每个交替顶升单元中的两组千斤顶交替更换顶升力时,是均匀线性的转化。
[0011] 优选的,所述交替顶升单元中的两组可主动施加顶升力的千斤顶设置在待顶升建 筑物底部,且千斤顶的活塞朝下设置,并活塞底部支垫等高的钢支撑垫块。
[0012] 优选的,所述两组千斤顶中每个千斤顶上加装平衡阀。
[0013] 优选的,所述驱动控制单元包括至少一个液压控制栗站、位移检测系统以及一主 控制器,每个液压控制栗站控制一个交替顶升单元中的两组千斤顶,主控制器采用工控总 线控制连接液压控制栗站以及位移检测系统,形成位置闭环,进行多点同步交替顶升。
[0014] 优选的,所述液压控制栗站为2点同步控制变频栗站。
[0015]优选的,所述顶升施工系统中还包括钢支撑托架体系,用于承担上部结构桥梁箱 梁的重量。
[0016] 优选的,所述顶升施工系统中还包括分配梁,所述分配梁固定在箱梁底部,位于箱 梁与千斤顶之间,直接承担上部梁体的重量,并将力转移给千斤顶。
[0017] 优选的,所述顶升施工系统中还包括限位装置以及施工监测系统。
[0018] 针对目的2:提供一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工方法,该施工方法通过控制 两组可主动施加顶升力的千斤顶,在一组千斤顶顶升结束后,将该组千斤顶的顶升力均匀 的转移到第二组千斤顶上,进行交替式连续的顶升作业。
[0019] 优选的,所述施工方法主要包括以下步骤:
[0020] (1)在需顶升桥梁梁体的底部安装两组千斤顶,使千斤顶的活塞朝下设置,并活塞 底部支垫等高的钢支撑垫块;
[0021] (2)在该桥梁墩柱上设置多个位移传感器,用以实时测量桥梁结构的顶升高度;
[0022] (3)通过控制台控制液压栗站驱动其中的第1组千斤顶进行顶升桥梁梁体一个行 程,同时在顶升过程中第2组千斤顶逐步的加垫钢板保护千斤顶失效时支架的稳定,顶升到 一个行程后,取出第2组千斤顶钢板并在千斤顶的活塞下端支垫相应高度的钢支撑垫块;
[0023] (4)通过控制台控制液压栗站驱动第2组千斤顶进行顶升桥梁一个行程,同时控制 第1组千斤顶收缸,并在收缸后的第一组千斤顶的活塞下支垫相应高度的钢支撑垫块;
[0024] (5)重复步骤3、4,以进行反复交替顶升,直至将桥梁顶升至设计高度。
[0025] 优选的,所述施工方法中还包括承台加固步骤。
[0026] 优选的,所述施工方法中还包括设置钢支撑托架体系以承担上部结构桥梁箱梁的 重量的步骤。
[0027] 优选的,所述施工方法中还包括分配梁设置步骤,分配梁固定在箱梁底部,位于箱 梁与千斤顶之间,以梁直接承担上部梁体的重量,并将力转移给千斤顶。
[0028] 优选的,所述施工方法中还包括限位装置设置步骤,用于顶升系统与梁体间产生 相对于滑动时,保证顶升系统的安全和梁板的结构安全。
[0029] 优选的,所述施工方法在顶升结束后,还包括固定临时支撑体系的步骤。
[0030] 优选的,所述施工方法在顶升结束后,还包括墩柱分段顶升接高的步骤。
[0031] 本发明提供的跨线桥超高交替顶升施工方案,能够确保顶升时桥梁结构安全和顶 升精度及桥梁整体落梁后的线形满足设计要求、保证施工周期、降低建筑能耗、保障城市生 态环境。
附图说明
[0032] 以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
[0033] 图1为本实例中既有跨线桥的第一~四联箱梁改造前、后桥面示意图;
[0034]图2为本实例中既有跨线桥L3、L4联平面布置图;
[0035]图3为本实例中既有跨线桥L3、L4联立面布置图;
[0036] 图4为本实例中既有跨线桥L3的横断面图;
[0037] 图5为本实例中既有跨线桥L4的横断面图;
[0038]图6为本实例中交替顶升施工支撑支架体系的平面布置图;
[0039] 图7为本实例中交替顶升施工支撑支架体系的立面布置图;
[0040] 图8为本实例中PLC液压同步交替顶升控制系统的结构示意图;
[0041] 图9为本实例中进行多跨箱梁整体超高交替顶升施工的流程图;
[0042] 图10为本实例进行超高交替顶升施工时L3联顶升基础布置图;
[0043] 图11为本实例进行超高交替顶升施工时L4联10、11#墩承台改造图;
[0044] 图12为本实例进行超高交替顶升施工时交接墩墩承台改造图;
[0045] 图13为本实例进行超高交替顶升施工时L4联桥台承台改造图;
[0046] 图14为本实例进行超高交替顶升施工时分配梁的主视图;
[0047] 图15为本实例进行超高交替顶升施工时分配梁的测试图;
[0048]图16为本实例进行超高交替顶升施工时千斤顶初始安装立面图;
[0049] 图17为本实例进行超高交替顶升施工时顶升结束后千斤顶安装立面图;
[0050] 图18为本实例进行超高交替顶升施工时顶升前纵向限位装置侧面图;
[0051 ]图19为本实例进行超高交替顶升施工时进行正式顶升的流程图;
[0052]图20为本实例进行超高交替顶升施工时落梁施工工艺流程图。
具体实施方式
[0053] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结 合具体图示,进一步阐述本发明。
[0054] 本实例中涉及的既有跨线桥为城市I级主干道,桥梁为整幅桥、宽25m、双向六车 道。基于全线高架桥的建立,需对既有线桥上、下桥处的桥梁结构进行改造处理。为节省工 程投资和减少拆除重建产生的社会影响,本实例对既有跨线桥终点处两联箱梁采取顶升的 方式调整现有跨线桥的标高或曲线,与新建高架桥相接,以求最大程度上节约资金,保护环 境,将交通的影响降到最低。
[0055] 该既有跨线桥第五、六联(L1、L2)联桥梁均为4X36m预应力混凝土箱梁,第七联为 36+45+36m钢箱梁(L3),第八联为3\36111预应力混凝土箱梁〇^4)儿3、1^4联总长为225111,桥宽 25m,总顶升面积为5625m 2,最高顶升高度达11.261m。其中L3联为25m宽钢箱梁桥面,双向6 车道,顶升段长117m,顶升面积达2925m 2,顶升高度3.369m;L4联为25m宽预应力混凝土箱梁 桥面,双向6车道,顶升段长108m,顶升面积达2700m 2,顶升高度11.261。其中Ll联位于R = 600m平曲线上;同时LI、L2联位于R= 15000m的凸形竖曲线上,L3、L4联位于R = 3000m的凸形 竖曲线上,其后接纵坡为4.53%的下坡。
[0056] 参见图1,改造后,L1、L2联位于拼宽段上。改造后的L3联起点处桥面比现有桥面高 出0.00 Im,L4联止点处桥面比现有桥面高出11.261m。
[0057] 其中,L3、L4联的平立面见图2和图3; L3、L4两联箱梁的横断面见图4和图5。
[0058] 据此,该工程在具体实施时,将遇到如下问题:
[0059] (1)整体顶升高度高。既有跨线桥第八联(L4联)三跨预应力混凝土连续梁最大顶 升高度达11.261m,施工难度大,安全风险高。
[0060] (2)顶升工艺复杂。现有的间歇式顶升,无法确保顶升施工过程的高效及既有结构 安全。
[0061] (3)钢箱梁顶升要求高。既有跨线桥的第七联钢箱梁(L3联)的现状桥面比扩建后 的桥面低得多,且大部分位于竖曲线上,桥梁结构为向上的拱形。
[0062] (4)墩柱接高质量和安全要求高。由于最大顶升高度达11.261m,如何保证墩柱的 施工质量及顶升施工的安全是非常关键的。
[0063] (5)顶升精度要求高。同步位移监控精度必须控制在2mm以内,同步顶升力变化幅 度应控制在5%之内。
[0064] (6)施工条件的制约。
[0065] (7)桥梁纵坡的调整。
[0066] 由上可知,该工程顶升高度高,施工工艺技术复杂,安全风险高,且顶升施工工期 短。为此,本实例采用一种既有跨线桥超高交替顶升施工的技术方案,确保顶升时桥梁结构 安全和顶升精度及桥梁整体落梁后的线形满足设计要求、保证施工周期、降低建筑能耗、保 障城市生态环境。
[0067] 该超高交替顶升施工方案主要是通过在待顶升建筑物底部设置两组可主动施加 顶升力的千斤顶,并由控制台控制液压栗站驱动两组千斤顶进行连续反复交替顶升,在两 组千斤顶交替更换顶升力时,是均匀线性的转化,在该过程中,实时的消除了每个支撑的压 缩量,即消除各支撑之间的压缩量差异问题,确定梁体的安全性。
[0068] 由于该交替式顶升方案中始终处于两组千斤顶交替支撑的状态,两组千斤顶交替 支撑时,梁体位移均处于可控状态,在每一组支撑状态下,支撑体系的压缩量几乎不产生变 化,因而梁体内力也几乎不产生变化,梁体位移自顶升开始到顶升结束均连续处于受控状 态。每个千斤顶压力也均连续处于受控状态,因此可以保证梁体在顶升过程中不被损坏,包 括梁体在内的整个支撑体系也处于监控状态中。因此整个桥梁顶升系统也处于安全可控状 态中。
[0069] 为了具体有效实现该交替式顶升方案,本实例首先建立多跨箱梁整体超高交替顶 升施工系统,该施工系统主要包括:
[0070] (1)至少一个交替顶升单元,交替顶升单元包括两组可主动施加顶升力的千斤顶, 该两组可主动施加顶升力的千斤顶相间设置在待顶升建筑物底部,且千斤顶的活塞朝下设 置,并活塞底部支垫等高的钢支撑垫块。
[0071] 为了保证顶升系统的安全及支撑系统的稳定,本实例在每个千斤顶上加装安全保 护装置,以确保千斤顶失效时还可以继续受力(停止顶升)。
[0072] 该安全保护装置具体为平衡阀,其直接安装在千斤顶上。通过该平衡阀实现油缸 无论上升还是下降,都是由进油流量控制油缸运动速度,而与油缸负载无关,有效保证了各 千斤顶负荷的均衡、安全可靠。平衡阀具体为无泄漏锥阀结构,可实现:(1)平衡油缸的负荷 压力,无论是上升还是下降都是进油调速,安全性大增;(2)保护油缸不发生过载,当油缸内 的压力超过调定压力时,平衡阀能自动开启,卸掉过高的油压,保护油缸免遭过载;(3)实现 重载先开,可使多缸并联时,各缸载荷自动均衡。
[0073] (2)驱动控制单元,其同步驱动每个交替顶升单元中的两组千斤顶进行连续反复 交替顶升,且每个交替顶升单元中的两组千斤顶交替更换顶升力时,是均匀线性的转化。 [0074]该驱动控制单元具体为PLC液压同步交替顶升控制系统,其采用PLC实现顶升力和 位移的双控指标,达到顶升过程的比例同步顶升。
[0075] (3)桥梁交替顶升施工钢支撑体系。该支撑体系用于承担上部结构桥梁箱梁的重 量。该体系由若干的竖向支撑和横向联系配合形成,每个竖向支撑分别安装于千斤顶底部 位置,支撑底部固定设置,且千斤顶中心线与竖向支撑中心线对齐;横向联系安装在竖向支 撑中间;这样横向支撑受力通过抱箍、连接支撑传递给竖向钢支撑,形成空间桁架,增加钢 支撑体系的刚度、稳定性,消除在竖向钢支撑与横向联系间产生较大的由强迫位移引起的 弯矩,保证结构的安全可靠。
[0076] (4)分配梁。该分配梁固定在箱梁底部,位于箱梁与千斤顶之间,直接承担上部梁 体的重量,并将力转移给千斤顶,由此满足粧基偏心矩要求,同时确保顶升梁体结构的安 全。
[0077] (5)纵、横向限位装置。根据既有桥纵坡调整要求,设计保证顶升过程结构受力安 全的纵、横向限位装置,确保相邻联桥梁伸缩缝的安装空间。
[0078] (6)顶升用临时钢支撑基础。顶升时,钢支撑大部分作用在承台上,也有部分作用 在扩大基础上,根据支点负荷,对既有承台进行验算并根据验算结果和临时支撑体系布置 需求处理既有承台;同时,根据临时支点反力进行扩大基础的设计和处理。确保基础满足顶 升施工要求。
[0079] (7)监测体系。该监测体系通过对基础沉降观测、梁底面标高量测、梁横向位移观 测、梁纵向位移观测、梁体应力监控监测、支撑钢管应力监控,及时采集数据,进行分析、判 断,以指导过程施工;同时,通过建立的三维整体模型,对顶升过程中每一时间段系统的位 移、变形和应力进行分析,查明顶升过程中体系关键点每一时段的位移和应力增量,并与设 计值进行比较等的实时监测监控,保证实际值不超过预定警戒值。
[0080] 在具体实现时,由于本实例中桥梁最大的顶升高度达11.261m,其中的桥梁交替顶 升施工钢支撑体系的安全可靠关系到项目实施的成功与否,而目前现有桥梁等交替顶升过 程中产生的不均匀的压缩变形会破坏横向联系,影响整个支撑体系的结构安全性。
[0081] 参见图6和图7,本桥梁交替顶升施工钢支撑体系100主要包括抱箍101、连接支撑 102,竖向支撑103、横向联系104。竖向支撑顶部安装有千斤顶,千斤顶分为2组,间隔布置; 竖向支撑每间隔一定距离设置横向联系,横向联系采用纵横向各四根方管与抱箍及连接支 撑焊接,方管之间用角钢焊接形成桁架结构;横向联系之间可设置剪刀撑等构造。交替顶升 中由于不均匀压缩变形导致的横向联系受力通过抱箍、连接支撑传递给竖向支撑,能够避 免交替顶升中由于不均匀压缩变形对横向联系的破坏,有效保证顶升作业的结构安全。
[0082] 再者,本钢支撑支架体系整体为两组顶升钢支撑均与每层横梁进行焊接,两组顶 升钢支撑实现强约束联动。
[0083] 结构材料均采用Q235钢材。钢筒直径为cp609mm,壁厚为16mm;由下往上顺桥向、 横桥向第一道、第二道横梁由4根100 X 5mm的方钢组成,水平面上由垂直于方钢的L75 X 8缀 条相连,竖直面上由与方钢斜交的L75 X 8缀条相连。第三道、第四道横梁由4根150 X 6mm的 方钢组成,水平面上由垂直于方钢的L75 X 8缀条相连,竖直面上由与方钢斜交的L75 X 8缀 条相连。
[0084] 参见图8,其所示为本实例中PLC液压同步交替顶升控制系统的结构示意图。由图 可知,该PLC液压同步交替顶升控制系统200主要包括:液压顶升系统201、检测传感系统202 和计算机控制系统203。该系统采用变频调速比例控制,依靠内置PLC,组成力或位置闭环回 路,实现各种尚精度的多点同步顶升控制。
[0085] 其中的,液压顶升系统201包括若干的液压控制站,该液压控制站具体为2点同步 控制变频栗站,每个液压控制站用于控制一个交替顶升单元中的两组千斤顶204进行连续 的反复交替顶升,在两组千斤顶交替更换顶升力时,是均匀线性的转化。
[0086] 具体连接时,液压控制站与千斤顶之间用3根软管相连接,由计算机控制,可以全 自动完成同步移位,实现力和位移控制、操作闭锁、过程显示、故障报警等多种功能。
[0087]再者与之配合,采用配有液压锁和5°偏载能力的200t液压千斤顶实现梁体的顶 升。同时,通过在每个千斤顶加装平衡阀,实现油缸无论上升还是下降,都是由进油流量控 制油缸运动速度,而与油缸负载无关,有效保证了各千斤顶负荷的均衡、安全可靠。
[0088] 检测传感系统202在整个顶升控制系统中非常重要,为获得数据信息的主要来源。 它的灵敏度将直接影响到顶升的同步精度。检测传感系统主要是由位移传感器、信号放大 器、传感线路及计算机组成,其中最重要的位移传感器。
[0089] 位移传感器的主要作用是检测顶升的相对位移,然后将测得的位移数据通过信号 放大器的处理,把经过放大后的信号通过传感线路传送到计算机,由计算机进一步处理所 收集到的数据信息。位移传感器的布设直接影响到检测的准确性,合理的布设位移传感器 能客观地反映出整体的位移姿态。所以在划分控制区域时,要考虑到位移传感器的架设的 位置是否能客观地反映该控制区域的整体位移。同时,位移传感器架设时应保证它的垂直 度,尽量减少人为造成误差,保证位移传感器的精度。
[0090] 本实例中选用NS-YW06型拉线位移传感器,其特点是精度高、误差小、高分辨率、量 程范围广、移动平滑、防护等级高、抗干扰能力强等特点。
[0091] 计算机控制系统203是整个PLC液压同步交替顶升控制系统200的核心,其将由检 测传感系统202所收集到的数据进行分析处理,并把处理后的数据反馈给液压顶升系统 201,由液压顶升系统201调节各千斤顶油压,从而保证整个顶升系统同步性。
[0092]本系统可显示各个顶升油缸的受力参数,并可连接打印机,记录顶升过程数据;同 时系统安装了UPS电源,即使意外断电,也可确保数据和工程的安全。
[0093] 基于上述方案的PLC液压同步交替顶升控制系统200,在具体实施时,整个控制系 统采用模块结构,首先通过对桥梁结构的分析计算出桥梁各支座的支反力,由此来确定千 斤顶的个数、规格和分布,并确定位移传感器的布设:
[0094] 在每个墩柱两侧各布设一位移传感器,在过渡墩柱两侧各布设两位移传感器,每 台液压控制站作为一个控制子站来控制两组千斤顶,同时依靠工控总线联结在一起,由一 台主控制器(即计算机控制系统203)控制,由此形成位置、受力闭环回路,同时由主控制器 来协同工作同步运行,达到控制桥梁顶升的位移和姿态,同步精度为±2.0mm,精确地保证 顶升过程的比例同步性,确保顶升时梁体结构安全和顶升精度满足设计要求。
[0095] 基于上述的技术准备(即多跨箱梁整体超高交替顶升施工系统的建立),本实例针 对上述涉及的既有跨线桥实施了多跨箱梁整体超高交替顶升施工工艺,整个施工流程确保 1联3跨钢箱梁和1联3跨混凝土箱梁整体顶升施工的结构安全,精确控制梁体的姿态和应 力,保证落梁后的桥梁线型满足设计要求,并且严格控制顶升工艺技术,实现全过程施工的 安全可靠。
[0096] 参见图9,其所示为本实例中进行多跨箱梁整体超高交替顶升施工的流程图。由图 可知,整个顶升施工流程主要包括以下几过程:
[0097] 1、施工准备-桥梁检测。
[0098]该既有桥在顶升前序对桥梁应力、应变进行体检,准确了解桥梁现有状况,并对其 外观进行检查,确定桥梁是否存在裂缝等缺陷,若存在缺陷,顶升前需采取必要的加固措 施,以确保桥梁在顶升过程中有效的控制其缺陷扩展。
[0099] 2、承台加固。
[0100] 2.1、L3联6#、7#、8#桥墩及临时基础改造设计。
[0101]参见图l〇,L3联为钢箱梁,根据设计线形要求,需对钢箱梁支座处切割2m、2. Im不 等。切割后,各桥墩处顶升位置已超出承台纵桥向宽度,因此各桥墩位置均需设置临时基 础。具体在钢支撑底部设置8m X 3m临时基础301,基础厚0.6m,可将临时基础设置在原路面 上。
[0102]临时基础采用双层钢筋网片,采用HRB400 Φ 160150进行配置,C30混凝土浇筑。 [0103] 2 · 2、L4联10#、11 #桥墩基础改造设计。
[0104]参见图11,L4联为预应力砼箱梁,自重较大,且承台尺寸较小。10#、11#墩为双柱独 立承台,承台尺寸为3.2 X 3.2m,且墩柱中心距离为12.9m。根据上部荷载及钢支撑平面布置 尺寸的需要,浇筑反力基础平面尺寸扩大为5mX5m,将独立承台包入新做承台内,厚度比原 承台高出〇.3m。
[0105] 混凝土与原基础采用HRB400〇 160300梅花状布置植筋,植筋深度30cm(>15d),扩 大承台顶部采用HRB400®20@150进行配置,C30混凝土浇筑,经计算满足顶升要求。
[0106] 2.3、9#墩基础改造设计。
[0107]参见图12,其中原9#墩为交接墩,扩大头尺寸2.2m,承台平面尺寸为8.8mX 3.2m, 需在混凝土梁侧承台加宽2.75m,并做成锯齿状以便安装稳定钢支撑,承台横向加宽2.1m, 顶部加厚〇.3m。
[0108] 由于改承台悬臂较长,弯矩较大,承台加厚采用HRB400 Φ 250150进行配置,与原基 础采用HRB400〇16@300梅花状布置植筋,植筋深度30cm(>15d),其余采用HRB400〇20、 HRB400 Φ 12进行构造配置,C30混凝土浇筑,经计算满足顶升要求。
[0109] 2.4、12#桥台基础改造设计。
[0110] 参见图13,根据设计,原桥台经改造后浇筑撑墩柱,做永久结构使用。千斤顶的布 置必须避开新浇筑墩柱的位置及尺寸,顶升千斤顶支撑可安装在承台上,但是稳定钢支撑 位置已超出了承台平面,因此在承台内侧植筋安装混凝土牛腿即可,横桥向稍作扩大即满 足顶升需要。 Com]顶升钢支撑初始安装位置位于新增加承台平面尺寸范围内,若先浇筑承台,在梁 底净空无法安装分配梁及顶升千斤顶,因此新增承台需分两次浇筑。当上部梁体进行顶升 托换后,将原台背切除,打设新增粧基,并浇筑扩大承台,待新浇筑承台达到设计强度后,在 新承台上安装分配梁及顶升设备,将原有钢支撑拆除,并浇筑新增承台生于部分。
[0112]在新增承台整体达到强度后,重复将支撑安装在初始安装位置,给墩柱施工留下 空间。
[0113] 3、钢支撑托架体系设置。
[0114]顶升钢支撑托架体系的主要作用是承担上部结构桥梁箱梁的重量,此结构需要考 虑其承载力、刚度及稳定性,保证梁体顶升时托架体系本身的状态不变,同时保证梁体在顶 升过程中的受力状态不变,包括附加应力、位移等。
[0115] 托架体系由支撑钢筒、临时垫块以及水平连系杆等组成。每个墩柱顶升支撑的主 体采用精加工Φ 609 X 16mm钢管作为支撑杆。钢管上下两端焊接厚度为30mm的法兰,侧面焊 有连接用构件。每根钢管支撑下部通过植入M20锚栓与原承台连接。钢管布置原则顶升前采 用最大钢管高度原则即首根钢管采用最高值,结合现有材料可以为5m、4m、3m、2m、lm。顶升 段采用Im段作为顶升节,每2m-道用型钢和钢板连接成的连接节作为转换连接,期间支撑 采用角钢作为装配式杆件,保证安拆方便,可循环利用。
[0116] 钢支撑体系横向连接根据支撑高度及受力特性,每2.5m设置一道横向联系,底部 两道横向联系采用口 100 X 6方钢管配合L75 X 8等边角钢进行横向联系,两道以上联系采用 口 150 X 6方钢管配合L75 X 8等边角钢,纵桥向采用[16a槽钢增加纵向稳定。
[0117] 3.1、L3联钢支撑布置。
[0118] L3联钢支撑切割后各段分离,考虑支架体系整体刚度,采用纵桥向设置两排支撑, 通过型钢构件连接成格构形式,增加整体稳定性。
[0119] 3.2、L4联钢支撑布置。
[0120] L4联在承台上布置16根支撑,中间墩相邻两排支撑通过型钢连接形成格构形式; 两侧墩(台)设置三角稳定支撑,增加整体刚度。详见下图。
[0121 ]按照支撑稳定高度不超过3m即安装纵横向联系,在初始节段安装就位后,以5.8m 高度做示例,初始安装钢筒计划为5m,则5m中间需要设置一道纵横向联系,这种采用设计加 工的钢抱箍和纵横向连接角钢连接即可,待5m初始钢筒安装完毕,其上剩余的0.8m采用专 门设计制作的50cm连接节即可,待50cm连接节安装就位后,剩余的0.3m采用0.2m+0.1 m的钢 支撑即可,在顶升过程中以〇.2m的增加高度往上递加,待高度达到1.0m时采用1.0m钢支撑 替换5*0.2m的钢支撑,同时垫入1.2cm厚度连接钢板,以稳定悬臂为I .Om的支撑,增加支撑 安全可靠度。
[0122] 为适应千斤顶的顶升行程,钢专用垫块共有10cm、2〇Cm高度两种类型。
[0123] 4、分配梁设置。
[0124] 分配梁固定在箱梁底部,位于箱梁与千斤顶之间,分配梁直接承担上部梁体的重 量,并将力转移给千斤顶。分配梁需要有足够的刚度、强度及稳定性,保证顶升过程中不产 生较大的变形,同时在顶升过程中,梁体有纵向位移,则分配梁随梁体同时移动,但是千斤 顶和下部钢支撑体系位置固定,不产生水平位移,则千斤顶与分配梁有相对滑动,则需考虑 梁体的偏心受压,局部失稳等。
[0125] 参见图14、15,本分配梁400采用20mm厚钢板焊接800mm宽、500mm高箱型断面,设置 3条竖向肋板,纵向用I Omm钢板间距250mm加劲。
[0126] 5、千斤顶布置。
[0127] 千斤顶的选用和钢支撑的尺寸、混凝土局部受压、上部梁体受力等有关,同时要考 虑一个千斤顶失效时钢支撑、混凝土局部受压及上部梁体受力等满足要求。
[0128] (1)千斤顶规格
[0129] 200t的千斤顶,200t的顶身长度395mm,底座直径(p.375mm,顶帽258mm,行程为 140mm。千斤顶均配有液压锁及机械锁,可防止任何形式的系统及管路失压,从而保证负载 的有效支撑。
[0130] (2)千斤顶安装
[0131]参见图16、千斤顶500倒置,底座固定在分配梁400下方,千斤顶安装时应保证千斤 顶的轴线垂直。以免因千斤顶安装倾斜在顶升过程中产生水平分力。千斤顶的上下均设置 钢垫板501以分散集中力,保证结构不受损坏。
[0132] 千斤顶安装考虑梁体伸长的影响,将千斤顶先预装在远离旋转轴方向,偏移量以 各墩计算数值为准。当梁体在顶升过程中旋转伸长时,梁底垫块及分配梁随着梁体同时偏 移。设定当偏移量大于20mm,为了保证钢支撑偏心受力不宜过大,将千斤顶拨回旋转轴方 向,拨回量中心线-20mm左右。
[0133] (3)千斤顶调平及对中
[0134] 由于梁体伸长,千斤顶中心会偏离支撑中心,需要将千斤顶调整对中支撑中心,同 时梁体旋转时,千斤顶同时有旋转,需要在千斤顶尾部增加楔形钢板502调平千斤顶(参见 图 17)。
[0135] 同时顶升过程中的一个行程内,千斤顶也会产生水平偏移,尤其是坡度较大时水 平偏移较大,一个行程内的水平位移强制传递给钢支撑体系,将在钢支撑系统内部产生较 大的内力,对支撑体系极为不利。为了消除内力影响在千斤顶顶帽下设置约5cm橡胶支座, 用以消除单个行程内的水平位移。
[0136] 6、限位装置
[0137] 由于桥梁旋转施工梁体的水平投影会变长,同时梁体因热胀冷缩造成的梁体变 化,则顶升系统与梁体间会产生相对滑移,为保证此情况下顶升系统的安全及梁板的结构 安全,需设置纵向限位装置,纵向限位系统同时具有限制横向可能发生的位移。
[0138] 6.1、L3联横向限位装置
[0139] L3联切割后分为3段,顶升过程中对各段线性控制比较困难,因此限位需设置较 多。由于钢箱梁各段重量较轻,按最大300t考虑,考虑3 %外力计算,限位仅需抵抗9t外力。
[0140] L3联限位设置在各梁段端部,第一段与不顶升相邻段通过纵向限位进行固定,其 余各段通过型钢连接。各墩位置在墩顶设置框架,通过框架限制相邻梁段的横向位移。
[0141] 6.2、L4联纵横向限位
[0142] L4联为3跨一联混凝土箱梁,限位最大难点是顶升高度高达11.261m,如何限位以 满足要求。L4联与钢箱梁箱梁端通过型钢联系,桥台端采用桁架钢结构限位,限位刚度必须 满足自重的3%受力要求。详见下图。
[0143] 6.3、纵向限位
[0144] 通过纵向限位保证桥梁顶升过程中朝既定方向位移,确保顶升完成后相邻桥梁间 有不少于6cm伸缩缝。参见图18、根据设计,在梁体顶面相邻桥梁间横桥向设置7个纵向限位 装置,且每个纵向限位在梁体伸缩缝两端均锚固有8个锚固螺栓601以及在顶升梁段侧设置 一台螺旋千斤顶602。螺旋千斤顶受力为220t/7 = 31.4t,选用50t螺旋千斤顶以抵抗由于旋 转产生的水平分力,确保伸缩缝宽度满足设计要求。
[0145] 首先拆除H6、H9墩上的伸缩缝,并记录伸缩缝宽度;分别在H6墩上、H9墩上的梁缝 处设置7个可调节的推拉限位装置。
[0146] 7、顶升前检查及调试。
[0147] 7.1、顶升系统可靠性检验:
[0148] (1)元件的可靠性检验。为确保元件可靠,本系统选用的元件均为Enerpac的优质 产品或国际品牌产品。在正式实施顶升前,将以70 % -90 %的顶升力在现场保压5h,以确认 密封的可靠性。
[0149] (2)系统的可靠性。液压系统在运抵现场前进行70MPa满荷载试验24h,进行0 - 70MPa循环试验,确保系统无故障无泄漏。
[0150] (3)液压油的清洁度。液压油的清洁度是系统可靠的保证,本系统的设计和装配工 艺,除严格按照污染控制的设计准则和工艺要求进行外,连接软管在进行严格冲洗,封口后 移至现场,现场安装完毕进行空载运行,以排除现场装配过程中,可能意外混入的污垢。 [0151] (4)力闭环的稳定性。所谓力闭环就是当系统设定好一定的力后,力的误差在5% 内,当力超过此范围后,系统自动调整到设定值的范围;力闭环是本系统的基础,力闭环的 调试利用死点加压,逐台进行。
[0152] (5)位置闭环的稳定性。所谓位置闭环就是当系统给拉线传感器设定顶升高度后, 当顶升高度超过此高度系统自动降至此高度,当顶升高度低于此高度系统自动升至此高 度,保证系统顶升的安全性与同步性。
[0153] 7.2、顶升系统结构部分检查:
[0154] (1)千斤顶安装是否垂直牢固;
[0155] (2)顶升支架安装是否牢固;
[0156] (3)限位结构安装是否牢固,限位值设值大小是否符合要求;
[0157] (4)影响顶升的设施是否已全部拆除;
[0158] (5)主体结构与其它结构的连接是否已全部去除。
[0159] 7.3、顶升系统检查和调试
[0160] 检查和调试的主要内容包括:液压系统、控制系统、监测系统等。
[0161] 8、称重
[0162] 在称重准备工作完成后,缓慢加载使梁体整体竖向位移达到3mm,保持油压稳定, 对梁体进行称重,采集位移及应力数据,对实测数据进行分析,数据在限值内方可进行下一 阶段,若数据异常,则顶升暂停,分析原因,解决问题。
[0163] 9、试顶升
[0164] 为了观察和考核整个顶升施工系统的工作状态,在正式顶升之前,应进行试顶升, 试顶升高度20mm。
[0165] 试顶升过程必须加强各关键点的监控监测,确定顶升系统、支撑体系、监控系统及 第三方监测单位的各组成系统安全可靠运行。对于试顶升过程中出现格种非正常情况必 须记录备案,制定专项处理办法。
[0166] 试顶升应监测:
[0167] (1)油缸、油管、栗站操纵台、监测仪等安装完毕检查无误;
[0168] (2)检查整个系统的工作情况,油路情况;
[0169] (3)为保证顶升过程的同步进行,在顶升前应测定每个顶升点处的实际荷载,按计 算荷载的30 %~90 %加压,进行油缸的保压试验2h;
[0170] (4)依据计算顶升荷载,采用逐级加载的方式进行,在一定的顶升高度内(1~ 10mm),通过反复调整各组的油压,可以设定一组顶升油压值,使每个顶点的顶升压力与其 上部荷载基本平衡。
[0171] (5)为观察顶升处是否脱离,需用百分表测定其行程。
[0172] (6)将每点的实测值与理论计算值比较,计算其差异量,由液压工程师和结构工程 师共同分析原因,最终由领导组确定该点实测值能否作为顶升时的基准值。如差异较大,将 作相应调整。
[0173] 试顶升结束后,提供整体姿态、结构位移等情况,为正式顶升提供依据。
[0174] 10、正式顶升
[0175] 试顶升后,观察若无问题,便进行正式顶升,每一顶升标准行程为IOOmm,最大顶升 速度 3mm/min〇
[0176] 参见图19,整个交替式顶升的施工流程如下:
[0177] (1)顶升各项准备工作完成后(如PLC系统就位等),设定一次顶升行程(即100_)。
[0178] (2)接着右由PLC控制进行同步顶升,由检测系统进行实时检测。
[0179] (3)检测同步顶升是否就位。
[0180] (4)在同步顶升就位后,安装辅助支撑系统。
[0181] (5)通过添加临时垫块,交替式顶升,直至达到预设效果。
[0182] (6)进行固定临时支撑系统,由此完成顶升的流程。
[0183] 其中的交替式顶升的过程具体如下:
[0184] (1)当A组千斤顶最大顶升高度达到IOOmm后(9-12#墩),B组千斤顶(9-12#墩)顶帽 下安装IOOmm标准垫块,6-8#墩B组千斤顶因比例顶升未达到IOOmm高,采用10-20mm钢板垫 实。
[0185] (2)标准垫块与原钢支撑采用Φ20πιπι螺栓连接,螺栓数量为12个。
[0186] (3)垫块及加垫钢板安装完成后,B组千斤顶进行置零伸缸,当B组千斤顶压力逐步 增大,A组千斤顶逐步被B组千斤顶替代,B组千斤顶进行顶升施工。
[0187] (4)当B组千斤顶(9-12#墩)顶升达到100mm,A组千斤顶(9-12#墩)更换200mm标准 垫块,A组千斤顶(6-8#墩)根据净空加垫IOOmm标准垫块及钢板。
[0188] (5)循环步骤1-步骤4,直至顶升结束,顶升过程中注意当垫块高度满足200mm标准 垫块时,应取出IOOmm标准垫块,当垫块高度满足500mm标准垫块时,应取出100mm、200mm标 准垫块,当垫块高度满足1000mm标准垫块时,应取出100mm、200mm、500mm标准垫块。
[0189] 另外,当顶升完成后,未顶升组千斤顶下进行垫实,并进行置零伸缸,将其千斤顶 顶部螺旋帽旋下,进行机械自锁,另一组千斤顶进行保压支撑。
[0190] 同时,收集当日顶升数据,形成顶升日报,对桥面标高及纵向线型进行测量复核, 同时对顶升墩柱采用激光测距仪测量各墩实际顶升高度,三方数据进行对比。在数据分析 结果汇总分析后,作为后续顶升调整依据,当误差过大应在顶升过程中进行修正。
[0191] 还有,在顶升作业时保持升降的同步进行,防止受力不均,倾斜而发生事故。
[0192] 11、墩柱的顶升、接高
[0193] L3、L4联桥梁桥墩共有3种造型(不含12#桥台),7#~9#墩为门式墩,9#墩为交接 墩,墩顶纵桥向进行扩大,门墩立柱间距5.4m,承台尺寸3.2 X 8.8m,承台下设置两根直径 φ2 0 m的灌注粧;10#~11#墩为粧柱式桥墩,墩身尺寸2.2 X 1.4m,墩身横桥向设置半椭 圆a = 70,b = 40,承台尺寸3.2 X 3.2m,粧基直径φ2 Om r L3联桥台(12#桥台)的既有承台尺 寸为5.4 X 25. Im,承台底设置8根直径φΐ .2m灌注粧。
[0194] 桥梁顶升完毕后,对10#~11#墩可直接将墩身顶部凿除,将新增加墩身设置的既 有桥墩顶部,新增墩柱钢筋按原墩身配筋进行配置,浇筑完成后在顶部设置支座垫石及钢 板。7#墩顶升高度为20cm,按设计采用墩顶垫石加高方法。8#~9#门式墩采用顶升方式将门 式墩上部扩大头进行顶升利用,门式墩切割线设置在承台以上1.5m处,顶升完成后将墩柱 上下切割面钢筋凿出,采用钢筋挤压套筒方式进行钢筋连接,并浇筑混凝土。桥台位置则根 据设计图纸,增加粧基及承台施工,将原桥台台背切割凿除后新浇筑立柱。
[0195] 桥墩顶升改造施工针对7#~9#墩为门式墩,墩身自重偏安全取180t进行计算,顶 升墩身时将千斤顶布置在门式墩横梁处,钢支撑采用φί>00钢桶,壁厚12mm,钢支撑中心线 距离墩柱内壁50cm,留出墩柱接长支模空间。墩身每侧布置一台200t千斤顶,顶升过程临时 支撑设置在切断的墩柱下方。桥墩顶升前千斤顶进行冲压,然后将墩柱距离承台1.5m位置 处用金刚石链锯切断。
[0196] 顶升同样采用PLC同步液压系统进行同步控制,千斤顶与临时支撑进行一个行程 (IOOmm)的倒换,临时支撑设置在切断面墩柱内侧。当千斤顶顶升完成一个行程后,在切断 面安装IOOmm临时垫块,然后千斤顶收缸,将切断后墩柱上部落回临时支撑上,千斤顶下方 安装IOOmm临时垫块后千斤顶伸缸,直至另一行程完成,再在切断面内侧安装IOOmm临时垫 块,如此反复,将墩身顶升至设计高度。
[0197] 墩身顶升过程中同样需设置纵横向限位,可在门式墩内侧四角设置I30a工字钢, 利用120作缀条缀板,焊接形成空间格构柱,顶升过程中墩身横梁在格构柱内侧滑动,格构 柱起空间限位作用。
[0198] 据此,整个墩柱的顶升、接高的施工流程如下:
[0199] (1)反力基础及限位装置施工
[0200]在承台墩柱内侧安装顶升钢支撑位置,用灌浆料找平。墩柱四角植筋安装限位架 角柱。
[0201] (2)装顶升支撑系统及连接钢牛腿,完成墩柱顶升系统安装。
[0202] (3)确定切割线,墩柱接高切割线设置于承台以上150cm处,用卷尺墨斗准确划分 出墩柱切割线。
[0203] (4)墩柱切割,墩柱采用新型无震动直线切割设备对墩柱进行切割。
[0204] (5)墩柱顶升,墩柱顶升施工过程同上部构造顶升施工,仅在墩柱支垫上采取支垫 在墩柱间切缝上。
[0205] (6)墩柱混凝土凿除
[0206] 顶升施工完成后,即可进行立柱连接。墩柱顶升就位,在主梁支撑体统辅助下临时 固定墩柱顶节段,采用人工配合风镐将墩柱切缝上下25cm混凝土凿出,露出原墩柱钢筋。
[0207] 为确保墩柱连接线性及外观质量,墩柱凿毛外围钢筋凿出时,按照连接要求,至少 凿出25cm原墩柱混凝土,此时需要在凿出高度25cm处划线标记,采用切割机将混凝土沿水 平面切入深度1〇_,混凝土凿出以此为界,切割机切入深度严格控制在IOmm以内,不得切入 过深,以免切断墩柱钢筋。
[0208] 墩柱凿除完毕后须用水清冲洗,不得留有灰尘和杂物。
[0209] (7)钢筋施工。
[0210] 本工程墩柱连接竖向受力筋连接采用挤压套筒机械连接。所有的钢筋均应按要求 取样并试验合格后方可使用。
[0211]墩柱加高部分采用与原墩柱同规格等数量的竖向主筋和箍筋。竖向主筋与墩柱两 端露出部分的主筋连接。
[0212] ①露筋:去除上下两面立柱段混凝土使主筋露出主筋6倍直径长度;
[0213] ②接筋:采用挤压套筒机械连接,必须达到I级接头的标准。钢筋规格、加工长度、 角度、主筋、箍筋间距等均满足设计和规范要求。
[0214] ⑶模板施工。
[0215] ①模板的制作以减少出现横向拼缝为原则,采用钢模板施工。两片模板表面高差 应小于1_,表面平整度小于2_,缝宽小于1_。采用纯机油作脱模剂,涂刷均匀。
[0216] ②模板的安装及加固:模板在平地安装,竖向拼缝采用双面堵漏,防止出现漏浆。 平地拼装好模板,检查合格后整体立模,以提高竖缝的拼装质量。立模时,模板的对中和垂 直度要符合规范要求。钢模底部采用高标号砂浆垫层密封,其底部直接就位于承台顶面,以 防漏浆。为使立柱的竖向接缝整齐一致,所有竖缝都应顺着桥的纵轴线方向布置。
[0217] 本工程将模板加工成多个小段,根据墩柱接高的高度进行选择拼接,按照每个墩 柱的接高高度进行混凝土施工。
[0218] (9)混凝土浇筑。
[0219]连接墩柱的混凝土采用微膨胀混凝土,在混凝土浇筑过程中应缓慢放料,并分层 浇捣密实。通过总的混凝土用量,推算出浇筑砼的高度,每隔30cm左右为一层,振动棒振动 中应采用快插慢拔使气泡充分逸出,为使混凝土上下层结合密实,振动棒须插入下层混凝 土面10cm,分层捣固密实后方可下料。为观测模板因振动是否位移,在模板顶四周挂垂球至 底部进行观测。
[0220] (10)拆模与混凝土的养护。
[0221]墩柱混凝土强度达到设计强度的80%时可拆除模板。新浇筑墩柱在混凝土终凝后 即可开始养护,养护时间至少延续7d,脱膜后采用塑料薄膜包裹。
[0222] 12、落梁。
[0223] 待墩柱混凝土强度达到要求,钢箱梁焊接成整体后,按工艺顺序将梁体落在墩柱 支座上。验收合格后,拆除顶升设备,进行施工桥面调平层、安装伸缩缝,及桥面铺装等。
[0224] 整个落梁施工过程如下(参见图20):
[0225] (1)首先完成落梁施工前的准备工作:支座的摆放、墩顶的布置以及机具的准备。
[0226] (2)接着根据整个顶升箱梁的布局,进行中墩起落梁;
[0227] (3)在完成中墩起落梁后,进行边墩起落梁;
[0228] (4)在完成所有箱梁落梁后,进行纵向和横向的移动调整;
[0229] (5)进行支座安装;
[0230] (6)完成梁体就位。
[0231] 由上可知,本专利中提供的既有跨线桥超高交替顶升技术具有施工速度快、对城 市交通及周边的环境影响小、造价低、节能环保等非常明显的优点,适合于城市既有桥梁的 改造建设。
[0232] 另外,利用该既有跨线桥超高交替顶升技术,能够实现单幅桥宽25m、重达77240kN 的1联三跨连续钢箱梁梁与1联三跨预应力砼连续梁(顶升梁长225m)的顶升,且竖向最大顶 升位移达到11.261m;同时有效解决传统顶升中梁体局部受力不均以及对整个支撑体系产 生巨大安全隐患的难题,达到精确控制梁体的姿态和应力,落梁后的桥梁线型满足设计要 求。同时大大减少了顶升时换撑、垫块的时间,加快了施工进度,节省施工工期。
[0233] 再者,由于本超高交替顶升技术具有非常明显的优点,期还可广泛应用于公路、水 运、市政、城建、铁路等一系列工程建设改造中。可节约建设费用和社会资源,缩短了建设周 期,消除了重复建设引起的社会不良影响,降低了对城市交通的影响,且建筑能耗低、城市 生态环境质量得以保障等。它是一项技术先进、集成创新的工程施工技术。随着人们对该技 术的了解和认识的不断加深,该技术在国内将有非常广泛的应用前景。
[0234] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。

Claims (15)

1. 一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工系统,其特征在于,该顶升施工系统主要包括: 至少一个交替顶升单元以及驱动控制单元,每个交替顶升单元包括两组可主动施加顶升力 的千斤顶,驱动控制单元同步驱动每个交替顶升单元中的两组千斤顶进行反复交替顶升, 且每个交替顶升单元中的两组千斤顶交替更换顶升力时,是均匀线性的转化。
2. 根据权利要求1所述的一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工系统,其特征在于,所述 交替顶升单元中的两组可主动施加顶升力的千斤顶设置在待顶升建筑物底部,且千斤顶的 活塞朝下设置,并活塞底部支垫等高的钢支撑垫块。
3. 根据权利要求1或2所述的一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工系统,其特征在于, 所述两组千斤顶中每个千斤顶上加装平衡阀。
4. 根据权利要求1所述的一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工系统,其特征在于,所述 驱动控制单元包括至少一个液压控制栗站、位移检测系统以及一主控制器,每个液压控制 栗站控制一个交替顶升单元中的两组千斤顶,主控制器采用工控总线控制连接液压控制栗 站以及位移检测系统,形成位置闭环,进行多点同步交替顶升。
5. 根据权利要求1所述的一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工系统,其特征在于,所述 顶升施工系统中还包括钢支撑托架体系,用于承担上部结构桥梁箱梁的重量。
6. 根据权利要求1所述的一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工系统,其特征在于,所述 顶升施工系统中还包括分配梁,所述分配梁固定在箱梁底部,位于箱梁与千斤顶之间,直接 承担上部梁体的重量,并将力转移给千斤顶。
7. 根据权利要求1所述的一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工系统,其特征在于,所述 顶升施工系统中还包括限位装置以及施工监测系统。
8. -种多跨箱梁整体超高交替顶升施工方法,其特征在于,所述施工方法通过控制两 组可主动施加顶升力的千斤顶,在一组千斤顶顶升结束后,将该组千斤顶的顶升力均匀的 转移到第二组千斤顶上,进行交替式连续的顶升作业。
9. 根据权利要求8所述的一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工方法,其特征在于,所述 施工方法主要包括以下步骤: (1) 在需顶升桥梁梁体的底部安装两组千斤顶,使千斤顶的活塞朝下设置,并活塞底部 支垫等高的钢支撑垫块; (2) 在该桥梁每个墩柱上设置两个位移传感器,用以实时测量桥梁结构的顶升高度; (3) 通过控制台控制液压栗站驱动其中的第1组千斤顶进行顶升桥梁梁体一个行程,同 时在顶升过程中第2组千斤顶逐步的加垫钢板保护千斤顶失效时支架的稳定,顶升到一个 行程后,取出第2组千斤顶下钢板并在千斤顶的活塞下端支垫相应高度的钢支撑垫块; (4) 通过控制台控制液压栗站驱动第2组千斤顶进行顶升桥梁一个行程,同时控制第1 组千斤顶收缸,并在收缸后的第一组千斤顶的活塞下支垫相应高度的钢支撑垫块; (5) 重复步骤3、4,以进行反复交替顶升,直至将桥梁顶升至设计高度。
10. 根据权利要求8所述的一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工方法,其特征在于,所 述施工方法中在顶升前还包括承台加固步骤。
11. 根据权利要求8所述的一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工方法,其特征在于,所 述施工方法中在顶升前还包括设置钢支撑托架体系以承担上部结构桥梁箱梁的重量的步 骤。
12. 根据权利要求8所述的一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工方法,其特征在于,所 述施工方法中在顶升前所述施工方法中还包括分配梁设置步骤,分配梁固定在箱梁底部, 位于箱梁与千斤顶之间,以梁直接承担上部梁体的重量,并将力转移给千斤顶。
13. 根据权利要求8所述的一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工方法,其特征在于,所 述施工方法中在顶升前还包括限位装置设置步骤,用于顶升系统与梁体间产生相对于滑动 时,保证顶升系统的安全和梁板的结构安全。
14. 根据权利要求8所述的一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工方法,其特征在于,所 述施工方法在顶升结束后,还包括固定临时支撑体系的步骤。
15. 根据权利要求8所述的一种多跨箱梁整体超高交替顶升施工方法,其特征在于,所 述施工方法在顶升结束后,还包括墩柱分段顶升接高的步骤。
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