CN111364377B - 一种混凝土连续梁桥改造施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及混凝土连续梁桥改造施工方法，包括如下步骤：拆除桥面铺装层；在桥墩两侧设置临时支墩，在临时支墩上布置第一抄垫结构；在桥面上拼装钢桁梁；将钢桁梁转至承载于第一抄垫结构上；通过抗倾覆系统，将钢桁梁锚固于混凝土连续梁桥上；拆除步骤：在钢桁梁对应于跨中合龙的箱梁节段位置处，安装吊挂系统，并将吊挂系统锚固于该箱梁节段，切割该箱梁节段，并用吊挂系统下放；采用拆除步骤的方式及双悬臂拆除法，按照成桥浇筑的逆顺序，拆除其余的箱梁节段；在桥墩顶部布置第三抄垫结构；将钢桁梁转至承载于第三抄垫结构上；在桥墩顶部布置钢横梁支座；将钢桁梁转至承载于钢横梁支座上。本申请周期短、施工支架量小、对环境扰动小。

Description

一种混凝土连续梁桥改造施工方法

技术领域

本申请涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种混凝土连续梁桥改造施工方法。

背景技术

由于桥梁自身结构病害、城市规划、航道及交通设施升级等原因，一些早期建造的预应力混凝土连续梁桥在荷载等级、通航净空、布局规划等方面大大制约了城市发展，需对其进行拆除改造。而在去产能、推行钢结构建筑的大环境下，连续钢桁梁亦得到了广泛的应用。因而，维持下部结构及跨径不变，拆除原混凝土连续梁并更换为连续钢桁梁成为该类桥梁改造的首要选择。

混凝土连续梁桥改造常规做法为先拆后建，即通过设置梁底支架措施，先拆解原混凝土连续梁，再依次架设连续钢桁梁。这样需设置大量施工支架，施工难度大；顺序施工，整体施工工期较长，对桥下交通影响周期长。

鉴于混凝土连续梁多跨越航道、道路、铁路等交通要道，在拆除改造过程中不得中断既有交通，需尽可能将对桥下既有交通及周围环境的影响降到最低。而常规的支架施工方法占用较多的桥下空间，且施工周期长，对环境扰动较大。故如何降低对既有航道、交通的影响，快速高效、低扰动、安全地完成连续梁拆除与改造，显得极为重要。

发明内容

本申请实施例提供一种混凝土连续梁桥改造施工方法，以解决相关技术中施工支架量大、施工周期长，对环境扰动较大的技术问题。

第一方面，提供了一种混凝土连续梁桥改造施工方法，其包括如下步骤：

拆除混凝土连续梁桥桥面铺装层；

沿纵桥向，在所述混凝土连续梁桥的桥墩两侧设置临时支墩，并在所述临时支墩上布置第一抄垫结构；

在所述混凝土连续梁桥桥面上完成钢桁梁的拼装；

将所述钢桁梁转至承载于所述第一抄垫结构上；

通过抗倾覆系统，将所述钢桁梁锚固于所述混凝土连续梁桥上；

拆除步骤：在所述钢桁梁对应于跨中合龙的箱梁节段位置处，安装吊挂系统，并将所述吊挂系统锚固于该箱梁节段，切割该箱梁节段，并用所述吊挂系统下放至指定位置；

采用所述拆除步骤的方式以及双悬臂拆除法，按照所述混凝土连续梁桥成桥浇筑的逆顺序，拆除其余的箱梁节段；

在所述桥墩顶部布置第三抄垫结构；

将所述钢桁梁转至承载于所述第三抄垫结构上；

在所述桥墩顶部布置钢横梁支座；

将所述钢桁梁转至承载于所述钢横梁支座上。

一些实施例中，在所述混凝土连续梁桥桥面上完成钢桁梁的拼装，包括如下步骤：

在所述混凝土连续梁桥桥面布置第二抄垫结构，并在所述第二抄垫结构上拼装钢桁梁。

一些实施例中，在所述第二抄垫结构上拼装钢桁梁，包括如下步骤：

使用运梁车将钢横梁杆件运输至所述混凝土连续梁桥桥面上的拼装位置；

通过吊装设备将钢横梁杆件吊至所述第二抄垫结构上，并完成钢桁梁的拼装。

一些实施例中，将所述钢桁梁转至承载于所述第一抄垫结构上，包括如下步骤：

在所述混凝土连续梁桥桥面布置顶升机构，通过顶升机构顶起钢桁梁；

拆除所述第二抄垫结构；

将所述钢桁梁落顶至所述第一抄垫结构上。

一些实施例中，将所述钢桁梁转至承载于所述第三抄垫结构上，包括如下步骤：

在所述桥墩顶部布置布置顶升机构，通过顶升机构顶起钢桁梁；

拆除所述第一抄垫结构；

将所述钢桁梁落顶至所述第三抄垫结构上。

一些实施例中，将所述钢桁梁转至承载于所述钢横梁支座上，包括如下步骤：

在所述桥墩顶部布置布置顶升机构，通过顶升机构顶起钢桁梁；

拆除所述第三抄垫结构；

将所述钢桁梁落顶至所述钢横梁支座上。

一些实施例中，所述抗倾覆系统包括第一分配梁、多根第一钢绞线以及多个第一锚固组件；

所述第一分配梁设于所述钢桁梁上，且其长度方向沿纵桥向，各所述第一钢绞线沿纵桥向分布，且所述第一钢绞线顶端连接于所述第一分配梁上，且底端通过第一锚固组件锚固于所述混凝土连续梁桥上。

一些实施例中，所述吊挂系统包括第二分配梁、多个下放机构、多根第二钢绞线以及多个第二锚固组件；

所述第二分配梁设于所述钢桁梁上，且其长度方向沿纵桥向，各所述第二钢绞线沿纵桥向分布，且所述第二钢绞线顶端与所述下放机构相连接，底端穿过所述第二分配梁并用于通过第二锚固组件锚固于箱梁节段上。

一些实施例中，采用绳锯切割箱梁节段。

一些实施例中，采用对称同步的方式拆除其余的箱梁节段。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

(1)本方法摆脱了传统的连续梁改建施工思路，充分利用原有结构的功能，减少了临时结构的建设，降低了施工成本。在钢桁梁架设阶段，连续梁桥桥面充当了施工平台，钢桁梁拼装由常规的支架悬臂拼装改为在桥面陆地上拼装，大大降低了施工难度，减少了施工支架，在既有桥面可实现钢桁梁快速、精确的拼装；在连续拆除阶段，钢桁梁同样也充当了施工支架，作为连续梁段拆除承重结构。

(2)本方法不仅大大节省了施工材料，同时也节省了临时结构施工工期，经济效益明显。

(3)本方法仅在既有桥墩两侧设置钢管桩支撑，作为钢桁梁体系转换临时支撑结构，不占用桥下道路、航道等，不影响既有交通的运营，对环境扰动小。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的混凝土连续梁桥桥面拼装钢桁梁立面示意图；

图2为图1横断面示意图；

图3为本申请实施例提供的混凝土连续梁桥拆除立面示意图；

图4为本申请实施例提供的抗倾覆系统锚固立面示意图；

图5为本申请实施例提供的吊挂系统下放箱梁节段立面示意图。

图中：1、混凝土连续梁桥；2、临时支墩；3、第二抄垫结构；4、吊装设备；5、运梁车；6、钢桁梁；7、桥墩；8、抗倾覆系统；81、第一锚固组件；82、第一分配梁；83、第一钢绞线；9、吊挂系统；91、第二锚固组件；92、第二分配梁；93、第二钢绞线；94、下放机构；10、运输船；11、箱梁节段。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种混凝土连续梁桥改造施工方法，其能解决相关技术中施工支架量大、施工周期长，对环境扰动较大的技术问题。

参见图1所示，本实施例提供的方法包括如下步骤：

S1：施工准备，包括测量放样、混凝土连续梁桥交通封闭、机械设备、各种材料以及人员的准备，其中测量放样主要是确定桥面的第二抄垫结构3的布置位置。

S2：拆除混凝土连续梁桥1桥面铺装层、桥面附属设置，并将横桥向两侧的翼缘板割除；

翼缘板拆除按照纵向长度3m～5m一段，横向宽度1.5～2.5m，具体可根据翼缘板预应力筋布置情况及吊装能力适当选取；翼缘板切割按照先横向、再纵向的顺序进行。

S3：沿纵桥向，在混凝土连续梁桥1的桥墩7两侧设置临时支墩2，并在临时支墩2上布置第一抄垫结构；

临时支墩2由多根钢管桩组成，并通过连接系进行纵横连接，在桩顶安装分配横梁。

S4：在混凝土连续梁桥1桥面上完成钢桁梁6的拼装，无需单独设置钢桁梁拼装支架平台；

在一些优选的实施例中，步骤S4具体包括：参见图2所示，在混凝土连续梁桥1桥面布置第二抄垫结构3，并在第二抄垫结构3上拼装钢桁梁6。其中，第二抄垫结构3均匀布置在混凝土连续梁桥1上，局部位置可以利用钢板调节标高。

更进一步地，在第二抄垫结构3上拼装钢桁梁6具体包括：参见图1所示，使用运梁车5将钢横梁杆件运输至混凝土连续梁桥1桥面上的拼装位置；通过汽车吊后者浮吊等吊装设备4将钢横梁杆件吊至第二抄垫结构3上，并完成钢桁梁6的拼装。

S5：将钢桁梁6转至承载于第一抄垫结构上；

在一些优选的实施例中，步骤S5具体包括：在混凝土连续梁桥1桥面布置顶升机构，通过顶升机构顶起钢桁梁6；拆除第二抄垫结构3；将钢桁梁6落顶至第一抄垫结构上，完成第一次体系转换施工。其中，顶升机构可以采用千斤顶。

S6：参见图3和图4所示，通过抗倾覆系统8，将钢桁梁6锚固于混凝土连续梁桥1上，有效地解决了箱梁节段拆除过程中梁体抗倾覆问题；

在一些优选的实施例中，参见图4所示，抗倾覆系统8包括第一分配梁82、多根第一钢绞线83以及多个第一锚固组件81；第一分配梁82设于钢桁梁6上，且其长度方向沿纵桥向，各第一钢绞线83沿纵桥向分布，且第一钢绞线83顶端连接于第一分配梁82上，且底端通过第一锚固组件81锚固于混凝土连续梁桥1上。第一锚固组件为常用部件，在此处不赘述。

S7：拆除步骤：参见图3和图5所示，在钢桁梁6对应于跨中合龙的箱梁节段11位置处，安装吊挂系统9，并将吊挂系统9锚固于该箱梁节段11，切割该箱梁节段11，并用吊挂系统9下放至指定位置，通过运输车或者运输船10运走；

在一些优选的实施例中，参见图5所示，吊挂系统9包括第二分配梁92、多个下放机构94、多根第二钢绞线93以及多个第二锚固组件91；第二分配梁92设于钢桁梁6上，且其长度方向沿纵桥向，各第二钢绞线93沿纵桥向分布，且第二钢绞线93顶端与下放机构94相连接，底端穿过第二分配梁92上，并用于通过第二锚固组件91锚固于箱梁节段11上。第二锚固组件为常用部件，在此处不赘述。下放机构可以使用连续千斤顶。

在一些优选的实施例中，采用绳锯切割箱梁节段11。

将拼装的钢桁梁6作为承重结构，在钢桁梁6上设置吊挂系统9，该吊挂系统9一方面实现第二分配梁92与钢桁梁6、混凝土连续梁桥1之间的锚固固定，确保第二分配梁92的稳定；另一方面作为前端待拆除箱梁节段的吊挂点，确保箱梁节段切断后可直接转换至分配梁及钢桁梁上。

吊挂系统9跨越2个钢桁梁节间，在所在区域箱梁节段拆除完毕后，可整体纵向移动至下一个拆除单元。

S8：采用拆除步骤的方式以及双悬臂拆除法，按照混凝土连续梁桥1成桥浇筑的逆顺序，采用对称同步的方式拆除其余的箱梁节段11；

S9：在桥墩7顶部布置第三抄垫结构；

S10：将钢桁梁6转至承载于第三抄垫结构上；

在一些优选的实施例中，步骤S10具体包括：在桥墩7顶部布置布置顶升机构，通过顶升机构顶起钢桁梁6；拆除第一抄垫结构；将钢桁梁6落顶至第三抄垫结构上，完成第二次体系转换施工。

S11：在桥墩7顶部布置钢横梁支座；

S12：将钢桁梁6转至承载于钢横梁支座上。

在一些优选的实施例中，步骤S12具体包括：通过桥墩7顶部顶升机构顶起钢桁梁6；拆除第三抄垫结构；将钢桁梁6落顶至钢横梁支座上，完成第三次体系转换施工。

需要说明的是，第一抄垫结构、第二抄垫结构3、第三抄垫结构都是通过一个或多个抄垫堆叠而成，至于第一抄垫结构、第二抄垫结构3、第三抄垫结构分别具体有多少个抄垫，根据实际需要选择。

本施工方法采用拆架一体、先架后拆的施工思路，首先利用混凝土连续梁桥作为施工平台，拼装钢桁梁；然后再利用新拼装的钢桁梁作为混凝土连续梁桥上部结构拆除的施工支架，利用布置在钢桁梁上的吊挂系统，按照连续梁悬臂浇筑的逆顺序、双悬臂、对称同步拆除连续梁梁段。该方法摆脱旧桥改造先拆后建的常规思维定式，采用先建后拆、拆架一体的思路，充分发挥原连续梁及拼装后钢桁梁的结构功能，新旧主梁结构在施工各阶段相互依存，大大减少了支架结构的数量及大型吊装设备的需求，节省了大量临时结构施工的时间；对桥下通道空间影响小，工期短，总体经济性好。

本施工方法适用于各种混凝土连续梁桥改造为钢桁梁结构的施工，尤其适用于对工期要求较高、不得中断既有交通、不得扰动环境等条件下的连续梁改造或者处于江河上支架搭设困难的连续梁改造施工。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种混凝土连续梁桥改造施工方法，其特征在于，其包括如下步骤：

拆除混凝土连续梁桥(1)桥面铺装层；

沿纵桥向，在所述混凝土连续梁桥(1)的桥墩(7)两侧设置临时支墩(2)，并在所述临时支墩(2)上布置第一抄垫结构；

在所述混凝土连续梁桥(1)桥面上完成钢桁梁(6)的拼装；

将所述钢桁梁(6)转至承载于所述第一抄垫结构上；

通过抗倾覆系统(8)，将所述钢桁梁(6)锚固于所述混凝土连续梁桥(1)上；

拆除步骤：在所述钢桁梁(6)对应于跨中合龙的箱梁节段(11)位置处，安装吊挂系统(9)，并将所述吊挂系统(9)锚固于该箱梁节段(11)，切割该箱梁节段(11)，并用所述吊挂系统(9)下放至指定位置；

采用所述拆除步骤的方式以及双悬臂拆除法，按照所述混凝土连续梁桥(1)成桥浇筑的逆顺序，拆除其余的箱梁节段(11)；

在所述桥墩(7)顶部布置第三抄垫结构；

将所述钢桁梁(6)转至承载于所述第三抄垫结构上；

在所述桥墩(7)顶部布置钢桁梁支座；

将所述钢桁梁(6)转至承载于所述钢桁梁支座上。

2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在所述混凝土连续梁桥(1)桥面上完成钢桁梁(6)的拼装，包括如下步骤：

在所述混凝土连续梁桥(1)桥面布置第二抄垫结构(3)，并在所述第二抄垫结构(3)上拼装钢桁梁(6)。

3.如权利要求2所述的施工方法，其特征在于，在所述第二抄垫结构(3)上拼装钢桁梁(6)，包括如下步骤：

使用运梁车(5)将钢桁梁杆件运输至所述混凝土连续梁桥(1)桥面上的拼装位置；

通过吊装设备(4)将钢桁梁杆件吊至所述第二抄垫结构(3)上，并完成钢桁梁(6)的拼装。

4.如权利要求2所述的施工方法，其特征在于，将所述钢桁梁(6)转至承载于所述第一抄垫结构上，包括如下步骤：

在所述混凝土连续梁桥(1)桥面布置顶升机构，通过顶升机构顶起钢桁梁(6)；

拆除所述第二抄垫结构(3)；

将所述钢桁梁(6)落顶至所述第一抄垫结构上。

5.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，将所述钢桁梁(6)转至承载于所述第三抄垫结构上，包括如下步骤：

在所述桥墩(7)顶部布置顶升机构，通过顶升机构顶起钢桁梁(6)；

拆除所述第一抄垫结构；

将所述钢桁梁(6)落顶至所述第三抄垫结构上。

6.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，将所述钢桁梁(6)转至承载于所述钢桁梁支座上，包括如下步骤：

在所述桥墩(7)顶部布置顶升机构，通过顶升机构顶起钢桁梁(6)；

拆除所述第三抄垫结构；

将所述钢桁梁(6)落顶至所述钢桁梁支座上。

7.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：

所述抗倾覆系统(8)包括第一分配梁(82)、多根第一钢绞线(83)以及多个第一锚固组件(81)；

所述第一分配梁(82)设于所述钢桁梁(6)上，且其长度方向沿纵桥向，各所述第一钢绞线(83)沿纵桥向分布，且所述第一钢绞线(83)顶端连接于所述第一分配梁(82)上，且底端通过第一锚固组件(81)锚固于所述混凝土连续梁桥(1)上。

8.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：

所述吊挂系统(9)包括第二分配梁(92)、多个下放机构(94)、多根第二钢绞线(93)以及多个第二锚固组件(91)；

所述第二分配梁(92)设于所述钢桁梁(6)上，且其长度方向沿纵桥向，各所述第二钢绞线(93)沿纵桥向分布，且所述第二钢绞线(93)顶端与所述下放机构(94)相连接，底端穿过所述第二分配梁(92)并用于通过第二锚固组件(91)锚固于箱梁节段(11)上。

9.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：采用绳锯切割箱梁节段(11)。

10.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：采用对称同步的方式拆除其余的箱梁节段(11)。

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