CN112900281B - 复杂曲线梁上顶推施工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复杂曲线梁上顶推施工装置及方法，涉及桥梁上部结构施工领域，它包括墩旁支架，墩旁支架与桥墩固定连接，在墩旁支架与桥墩之间设有拼装平台；在墩旁支架和桥墩顶部设有顶推平台，顶推平台设有从上到下布置的上层平台和底层平台，上层平台与已安装桥梁的顶部高程对齐，底层平台与待安装桥墩的顶部高程对齐；在顶推平台的顶部还设有提升门架，提升门架用于提起和放下导梁。将散件拼接与分段顶推施工相结合，利用已拼装梁段输送待拼装梁段，并在拼装平台与导梁拼装后分段逐步顶推。克服了平曲线桥梁的曲线半径的纠偏难题，并能够确保施工安全，降低了施工难度。

Description

复杂曲线梁上顶推施工装置及方法

技术领域

本发明涉及桥梁上部结构施工领域，特别是一种复杂曲线梁上顶推施工装置及方法。

背景技术

步履式顶推施工法与传统拖拉式、楔进式顶推相比，除了具备水平顶进功能外，还具备横向纠偏功能。解决了桥墩承载力大、结构适应性差、施工线形控制难的问题，有效地减少了设备系统的制造与使用成本，提升了桥梁施工效率与安全性。一些修建在山区峡谷中的桥梁由于受地形所限，常把主梁修建成多段不同平曲率半径的钢梁或混凝土梁。在这种连续的变曲率半径桥梁顶推施工中，由于各段曲率半径不一致，纠偏时存在较大的技术难题。

中国专利文献CN 102477717 B记载了一种桥梁顶推施工方法，在该文献中提到利用同步千斤顶，对梁底曲线上凸处起顶升高，对下凹处起顶降低。以使顶推施工可以适用于梁底竖曲线曲率变化的桥，包括变高度梁或设置多段复合竖曲线的桥梁。CN 111088758 A记载了一种小曲率半径曲线桥梁顶推结构及顶推方法，通过设置的曲线滑轨，来适配桥梁的曲率半径曲线。CN 108442252 B记载了一种长距离曲线段主梁顶推方法，通过向两侧浇筑更宽的支墩作为承载基础，但是该方案增大了桥墩的施工难度。从现有技术中可以看出，目前还没有很好的施工方法去解决该问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种复杂曲线梁上顶推施工装置及方法，能够克服组合曲率半径平曲线桥梁施工过程中的纠偏困难，降低施工难度，提高施工效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种复杂曲线梁上顶推施工装置，它包括墩旁支架，墩旁支架与桥墩固定连接，在墩旁支架与桥墩之间设有拼装平台；

在墩旁支架和桥墩顶部设有顶推平台，顶推平台设有从上到下布置的上层平台和底层平台，上层平台与已安装桥梁的顶部高程对齐，底层平台与待安装桥墩的顶部高程对齐；

在顶推平台的顶部还设有提升门架，提升门架用于提起和放下导梁。

优选的方案中，在桥墩上固设有牛腿，拼装平台的一端与墩旁支架的支架固定连接，拼装平台的另一端放置在牛腿上。

优选的方案中，墩旁支架设置在平曲线桥梁的曲线半径变化点的桥墩附近。

优选的方案中，在墩旁支架与已安装桥梁之间的顶部还设有提梁门架；

提梁门架的一端与墩旁支架的顶部固定连接，另一端通过活动支腿支撑在已安装桥梁上；

在提梁门架上设有提梁小车，提梁小车沿着提梁门架的纵梁行走，以将已安装桥梁上的待拼装梁段运送至拼装平台进行拼装。

优选的方案中，在顶推平台的上层平台和底层平台上设有顶推装置；

在已安装桥梁和待安装桥墩的顶部设有顶推装置。

优选的方案中，提升门架的两侧通过门架支腿支承在墩旁支架的支架顶部，门架支腿的内侧与底层平台和上层平台之间设有一段距离；

在提升门架的顶部设有提升千斤顶，提升千斤顶为穿心千斤顶，提梁吊杆穿过提升千斤顶与提升千斤顶连接，提梁吊杆用于固定连接导梁。

一种采用上述的复杂曲线梁上顶推施工装置的施工方法，包括以下步骤：

S1、在平曲线桥梁的曲线半径变化点的桥墩附近搭设墩旁支架，在墩旁支架与桥墩之间搭设拼装平台；

S2、将导梁与桥梁钢梁拼接，以顶推装置顶推导梁和桥梁钢梁至下一桥墩上的顶推平台位置；

S3、断开导梁与桥梁钢梁的连接；

S4、以提升门架提起导梁，拆除上层平台，将导梁放下至底层平台；

S5、将导梁向前顶升一段距离；

S6、将待拼装梁段运送至拼装平台上，将待拼装梁段与导梁固定连接；

S7、用顶推装置将拼装好的导梁向前顶推，交替进行拼装和顶推，直至到达下一个平曲线桥梁的曲线半径变化点的桥墩附近；

S8、重复步骤S1~S3、S5~S7，直至完成桥梁施工。

优选的方案中，在桥墩与墩旁支架的顶部还设有提梁门架，提梁门架用于将待拼装梁段从已安装桥梁吊装至拼装平台上进行拼装；

提梁门架也设置在每处平曲线桥梁的曲线半径变化点的桥墩的顶部，待拼装梁段从已安装桥梁或桥梁钢梁顶部运送至提梁门架下方，然后由提梁门架运送至拼装平台。

优选的方案中，在步骤S4中，导梁两端支承在墩旁支架和下一桥墩的顶推平台上，利用两处顶推平台顶部的提升千斤顶将导梁提起，拆除两处顶推平台的上层平台，提升千斤顶下放将导梁放置到底层平台的顶推装置上。

优选的方案中，若平曲线桥梁的曲线半径变化点有多处，则相应的墩旁支架和拼装平台设有多处，其余部分的已拼装梁段和导梁以顶推装置顶推就位，在平曲线桥梁的曲线半径变化点处，将导梁与桥梁钢梁断开，下放导梁后，重新将待拼装梁段逐节拼装在导梁的尾部开始顶推。

本发明提供的一种复杂曲线梁上顶推施工装置及方法，将散件拼接与分段顶推施工相结合，利用设置在平曲线桥梁的曲线半径变化点的墩旁支架，以及设置在墩旁支架和桥墩顶部的顶推平台，利用已拼装梁段输送待拼装梁段，并在拼装平台与导梁拼装后逐步顶推。由上述方案，克服了平曲线桥梁的曲线半径具有多处变化点的纠偏难题，并能够确保施工安全，降低施工难度，由于墩旁支架的设立无需占用正常施工工期，因此能够提高施工效率。本发明利用提梁门架对待拼装梁段进行散拼，避免了大面积搭设拼装平台，同时借助永久桥墩结构，通过在永久桥墩顶部搭设牛腿，实现了拼装平台的无支架结构，节约了钢材料的使用量。本发明的方案特别适用于深山峡谷地形的桥梁顶推施工。解决了不同平曲率半径组合钢梁的顶推施工难题，拓宽了步履式顶推施工的应用范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的施工系统的结构示意图。

图2为本发明的施工系统中顶推平台的结构示意图。

图3为本发明的施工系统中拼装平台的结构示意图。

图4为本发明的施工方法中导梁顶推前的示意图。

图5为本发明的施工方法中导梁顶推到位的示意图。

图6为图5的横截面示意图。

图7为本发明的施工方法中导梁与桥梁钢梁断开并下放后的示意图。

图8为图6的横截面示意图。

图9为本发明的施工方法中待拼装梁段在拼装平台与导梁进行拼装的示意图。

图10为本发明的施工方法中导梁和已拼装梁段顶推至下一处曲线半径变化点的示意图。

图11为本发明的施工方法中继续拼装已拼装梁段并分段顶推的示意图

图12为本发明的多曲率半径桥梁的俯视图。

图中：墩旁支架100，支架101，牛腿102，拼装平台103，顶推平台200，底层平台201，上层平台202，提升门架203，提升千斤顶204，门架支腿205，提梁门架300，提梁小车301，提梁吊杆302，提梁千斤顶303，纵梁304，活动支腿305，支腿轨道306，提梁轨道307，导梁400，桥墩500，桥梁钢梁600，已拼装梁段601，待拼装梁段602，第一曲线半径段603，第二曲线半径段604，顶推装置700，已安装桥梁800，待安装桥墩900，第一桥墩A1，第二桥墩A2，第三桥墩A3，第四桥墩A4，第五桥墩A5。

具体实施方式

实施例1：

如图1~3中，一种复杂曲线梁上顶推施工装置，它包括墩旁支架100，墩旁支架100与桥墩500固定连接，在墩旁支架100与桥墩500之间设有拼装平台103；本例中的桥墩500是指永久墩。

优选的方案中，在桥墩500上固设有牛腿102，拼装平台103的一端与墩旁支架100的支架101固定连接，拼装平台103的另一端放置在牛腿102上。牛腿102通过对拉的双头螺杆以环抱的方式将牛腿102固定安装在桥墩500上。即在桥墩500与牛腿102相对的一侧设有槽钢，双头螺杆一端穿过槽钢与螺母固定连接，双头螺杆的另一端穿过牛腿102与螺母固定连接。

在墩旁支架100和桥墩500顶部设有顶推平台200，顶推平台200设有从上到下布置的上层平台202和底层平台201，工作时两层平台牢固连接，需要拆除时，上层平台202可与底层平台201分离；，上层平台202与已安装桥梁800的顶部高程对齐，底层平台201与待安装桥墩900的顶部高程对齐；从已安装桥梁800直接顶推的导梁400头部进入到上层平台202。从拼装平台103直接顶推的导梁400头部则进入到底层平台201。

优选的方案如图1~3中，在顶推平台200的上层平台202和底层平台201上设有顶推装置700；

在已安装桥梁800和待安装桥墩900的顶部设有顶推装置700。

顶推装置700的结构为现有技术，例如CN 111088758 A中记载的顶推装置的结构。顶推装置700内设有三个方向的液压机构，能够以步进的方式顶推导梁400和已拼装梁段601前进。

如图1~2中，在顶推平台200的顶部还设有提升门架203，提升门架203用于提起和放下导梁400。

优选的方案如图6中，提升门架203的两侧通过门架支腿205支承在墩旁支架100的支架101顶部，门架支腿205的内侧与底层平台201和上层平台202之间设有一段距离；

在提升门架203的顶部设有提升千斤顶204，提升千斤顶204为穿心千斤顶，提梁吊杆穿过提升千斤顶204与提升千斤顶204连接，提梁吊杆用于固定连接导梁400。如图6中，每个导梁400对应的提升千斤顶204为两个。可替换的，提升千斤顶204也可以被替换为卷扬机和滑轮组的组合。

优选的方案如图1、图12中，墩旁支架100设置在平曲线桥梁的曲线半径变化点的桥墩500附近。例如图12中第一曲线半径段603和第二曲线半径段604与直线段相连的位置，或者二者之间相连的位置。

优选的方案如图1、3中，在墩旁支架100与已安装桥梁800之间的顶部还设有提梁门架300；

提梁门架300的一端与墩旁支架100的顶部固定连接，另一端通过活动支腿305支撑在已安装桥梁800上；在已安装桥梁800或已安装的桥梁钢梁600上设有支腿轨道306，活动支腿305安装在支腿轨道306上。

在提梁门架300的顶部纵梁304上设有提梁小车301，在纵梁304顶部设有提梁轨道307，提梁小车301沿着提梁门架300的纵梁304行走，以将已安装桥梁800上的待拼装梁段602运送至拼装平台103进行拼装。在提梁小车301上设有提梁千斤顶303，提梁千斤顶303为穿心千斤顶，提梁吊杆302穿过提梁千斤顶303与导梁400或已拼装梁段601固定连接。优选的，提梁小车301为两组，分别用于起吊待拼装梁段602的两端。提梁小车301也可以被替换为卷扬机小车和滑轮组的组合。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图4~11中，一种采用上述的复杂曲线梁上顶推施工装置的施工方法，包括以下步骤：

S1、如图4中，在平曲线桥梁的曲线半径变化点的桥墩500附近搭设墩旁支架100，在墩旁支架100与桥墩500之间搭设拼装平台103，待拼装梁段602的焊接和拼装在拼装平台103上进行；墩旁支架100顶部的底层平台201的高度与拼装平台103等高， 墩旁支架100的上层平台202的高度与已安装桥梁800的顶部高度等高。在上层平台202的顶部还搭设有提升门架203，提升门架203的顶部设有提升千斤顶204。门架支腿205位于底层平台201和上层平台202的两侧。

S2、如图5中所示，将导梁400与桥梁钢梁600焊接拼接，桥梁钢梁600作为导梁400的配重，以顶推装置700顶推导梁400和桥梁钢梁600至下一桥墩500上的顶推平台200位置；例如导梁400的头部从第二桥墩A2顶推至第三桥墩A3。

S3、如图7中所示，断开导梁400与桥梁钢梁600的连接；

S4、如图6中，以提升门架203提起导梁400。如图8中所示，拆除上层平台202，将导梁400放下至底层平台201；

优选的方案如图5中，导梁400两端支承在墩旁支架100和下一桥墩的顶推平台200上，例如支承在墩旁支架100和第三桥墩A3上，利用两处顶推平台200顶部的提升千斤顶204将导梁400提起，拆除两处顶推平台200的上层平台202，提升千斤顶204下放将导梁400放置到底层平台201的顶推装置700上。

S5、如图9中所示，将导梁400向前顶升一段距离；以在拼装平台103上空出一段距离，留出拼装待拼装梁段602的空间。

S6、将待拼装梁段602运送至拼装平台103上，将待拼装梁段602与导梁400固定连接；

优选的方案中，在桥墩500与墩旁支架100的顶部还设有提梁门架300，提梁门架300用于将待拼装梁段602从已安装桥梁800吊装至拼装平台103上进行拼装；

如图9、11中，提梁门架300也设置在每处平曲线桥梁的曲线半径变化点的桥墩500的顶部，待拼装梁段602从已安装桥梁800或桥梁钢梁600顶部运送至提梁门架300下方，然后由提梁门架300运送至拼装平台103。

S7、如图10~11中，用顶推装置700将拼装好的导梁400向前顶推，交替进行拼装和顶推，直至到达下一个平曲线桥梁的曲线半径变化点的桥墩500附近；

S8、重复步骤S1~S3、S5~S7，直至完成桥梁施工。如图11中，在第四桥墩A4的附近即设有另一个墩旁支架100，该处即为平曲线桥梁的曲线半径变化点的位置。由于在后继的顶推过程中导梁400位于待安装桥墩900的高程，因此没有将导梁400提起、拆除上层平台202和下放导梁400的步骤。

优选的方案中，若平曲线桥梁的曲线半径变化点有多处，则相应的墩旁支架100和拼装平台103设有多处，其余部分的已拼装梁段601和导梁400以顶推装置700顶推就位，在平曲线桥梁的曲线半径变化点处，将导梁400与桥梁钢梁600断开，下放导梁400后，重新将待拼装梁段602逐节拼装在导梁400的尾部开始顶推。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复杂曲线梁上顶推施工装置，其特征是：它包括墩旁支架（100），墩旁支架（100）设置在平曲线桥梁的曲线半径变化点的桥墩（500）附近；墩旁支架（100）与桥墩（500）固定连接，在墩旁支架（100）与桥墩（500）之间设有拼装平台（103）；

在墩旁支架（100）和桥墩（500）顶部设有顶推平台（200），顶推平台（200）设有从上到下布置的上层平台（202）和底层平台（201），上层平台（202）与已安装桥梁（800）的顶部高程对齐，底层平台（201）与待安装桥墩（900）的顶部高程对齐；

在顶推平台（200）的顶部还设有提升门架（203），提升门架（203）用于提起和放下导梁（400）。

2.根据权利要求1所述的一种复杂曲线梁上顶推施工装置，其特征是：在桥墩（500）上固设有牛腿（102），拼装平台（103）的一端与墩旁支架（100）的支架（101）固定连接，拼装平台（103）的另一端放置在牛腿（102）上。

3.根据权利要求1所述的一种复杂曲线梁上顶推施工装置，其特征是：在墩旁支架（100）与已安装桥梁（800）之间的顶部还设有提梁门架（300）；

提梁门架（300）的一端与墩旁支架（100）的顶部固定连接，另一端通过活动支腿（305）支撑在已安装桥梁（800）上；

在提梁门架（300）上设有提梁小车（301），提梁小车（301）沿着提梁门架（300）的纵梁（304）行走，以将已安装桥梁（800）上的待拼装梁段（602）运送至拼装平台（103）进行拼装。

4.根据权利要求1所述的一种复杂曲线梁上顶推施工装置，其特征是：在顶推平台（200）的上层平台（202）和底层平台（201）上设有顶推装置（700）；

在已安装桥梁（800）和待安装桥墩（900）的顶部设有顶推装置（700）。

5.根据权利要求1所述的一种复杂曲线梁上顶推施工装置，其特征是：提升门架（203）的两侧通过门架支腿（205）支承在墩旁支架（100）的支架（101）顶部，门架支腿（205）的内侧与底层平台（201）和上层平台（202）之间设有一段距离；

在提升门架（203）的顶部设有提升千斤顶（204），提升千斤顶（204）为穿心千斤顶，提梁吊杆穿过提升千斤顶（204）与提升千斤顶（204）连接，提梁吊杆用于固定连接导梁（400）。

6.一种采用权利要求1~5任一项所述的复杂曲线梁上顶推施工装置的施工方法，其特征是包括以下步骤：

S1、在平曲线桥梁的曲线半径变化点的桥墩（500）附近搭设墩旁支架（100），在墩旁支架（100）与桥墩（500）之间搭设拼装平台（103）；

S2、将导梁（400）与桥梁钢梁（600）拼接，以顶推装置（700）顶推导梁（400）和桥梁钢梁（600）至下一桥墩（500）上的顶推平台（200）位置；

S3、断开导梁（400）与桥梁钢梁（600）的连接；

S4、以提升门架（203）提起导梁（400），拆除上层平台（202），将导梁（400）放下至底层平台（201）；

S5、将导梁（400）向前顶升一段距离；

S6、将待拼装梁段（602）运送至拼装平台（103）上，将待拼装梁段（602）与导梁（400）固定连接；

S7、用顶推装置（700）将拼装好的导梁（400）向前顶推，交替进行拼装和顶推，直至到达下一个平曲线桥梁的曲线半径变化点的桥墩（500）附近；

S8、重复步骤S1~S3、S5~S7，直至完成桥梁施工。

7.根据权利要求6所述的一种采用复杂曲线梁上顶推施工装置的施工方法，其特征是：在桥墩（500）与墩旁支架（100）的顶部还设有提梁门架（300），提梁门架（300）用于将待拼装梁段（602）从已安装桥梁（800）吊装至拼装平台（103）上进行拼装；

提梁门架（300）也设置在每处平曲线桥梁的曲线半径变化点的桥墩（500）的顶部，待拼装梁段（602）从已安装桥梁（800）或桥梁钢梁（600）顶部运送至提梁门架（300）下方，然后由提梁门架（300）运送至拼装平台（103）。

8.根据权利要求6所述的一种采用复杂曲线梁上顶推施工装置的施工方法，其特征是：在步骤S4中，导梁（400）两端支承在墩旁支架（100）和下一桥墩的顶推平台（200）上，利用两处顶推平台（200）顶部的提升千斤顶（204）将导梁（400）提起，拆除两处顶推平台（200）的上层平台（202），提升千斤顶（204）下放将导梁（400）放置到底层平台（201）的顶推装置（700）上。

9.根据权利要求6所述的一种采用复杂曲线梁上顶推施工装置的施工方法，其特征是：若平曲线桥梁的曲线半径变化点有多处，则相应的墩旁支架（100）和拼装平台（103）设有多处，其余部分的已拼装梁段（601）和导梁（400）以顶推装置（700）顶推就位，在平曲线桥梁的曲线半径变化点处，将导梁（400）与桥梁钢梁（600）断开，下放导梁（400）后，重新将待拼装梁段（602）逐节拼装在导梁（400）的尾部开始顶推。

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