CN114032795B - 一种高速公路改扩建上跨天桥整体利用的牛腿盖梁方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高速公路改扩建上跨天桥整体利用的牛腿盖梁方法，主要对原有上跨桥上部结构进行利用，支座设置于新建盖梁牛腿盖梁位置，其位置与原盖梁支座位置相同，不改变上跨桥上部结构受力点及体系，牛腿盖梁将上部结构重力通过高速外新建墩柱传递至连系梁连接的新老桩基，以达到高速公路改扩建工程施工时大量上跨桥免拆除、交通正常通行目的。本发明施工简便，效率高：可以不拆除老桥，高速正常通行，不用交通转换，仅占用老路应急车道作为临时支撑点完成上跨桥改造；质量稳定易控制；不改变上跨桥上部结构受力体系，仅增加下部结构扩大受力面，改建后桥梁整体基本一致，质量稳定易控制。

Description

一种高速公路改扩建上跨天桥整体利用的牛腿盖梁方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种高速公路改扩建上跨天桥整体利用的牛腿盖梁方法。

背景技术

近年来，随着我国社会经济快速发展，人民生活水平提高，高速公路的通行量日趋增长，全国高速改扩建工程(四改八)也开始建设运营，安徽省近年来已经改扩建合安高速、合宁高速、芜合高速、合六叶高速等一批高速改扩建工程。由于在项目实施过程中，支线上跨桥墩柱位于新改扩建高速应急车道中，上跨桥亦需同步改建，一般采用拆除重建法。上跨桥拆除重建过程中，通行高速需频繁导改(至少拆除两次，重建两次)，给人们的高速出行带来极大不便及交通安全隐患；且拆除过程桥梁的安全不稳定、作业周期漫长、拆除混凝土污工和重建桥梁的社会资源浪费等情况,成为项目建设实施的疑难问题，也不符合我国节约资源型可持续社会绿色发展需要。

发明内容

本发明的目的是解决上述的不足，提供一种高速公路改扩建上跨天桥整体利用的牛腿盖梁方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高速公路改扩建上跨天桥整体利用的牛腿盖梁方法，包括如下步骤：

步骤1，施工准备：顶升前拆除防抛网和伸缩缝，在两侧的桥墩位于桥梁的外侧施工新建墩柱；

步骤2，设置反力基础：两端的桥台作为反力基础，封闭原高速应急车道，中间的桥墩采用三拼工钢放置在两侧路基和应急车道上作为反力基础，两侧的桥墩周围施工钢管桩，在钢管桩上设置三拼工钢作为反力基础；

步骤3，顶升支撑施工：在步骤2中设置的反力基础上设置顶升支撑；

步骤4，顶升工序：将顶升设备放置在步骤3中设置的顶升支撑上，通过顶升控制系统带动顶升设备将桥梁顶起；

步骤5，拆除工序：将两侧的桥墩的老墩柱和盖梁拆除；

步骤6，牛腿式盖梁施工：在步骤1新建墩柱上设置牛腿式盖梁，施工改扩建的上跨天桥；

步骤7，落梁：桥墩牛腿式盖梁上支座设置于原盖梁支座位置，落梁与顶升施工相同，均由顶升控制系统进行，上跨桥上部结构受力点及体系不改变；

步骤8，支架拆除：对顶升设备、顶升支撑和钢管桩进行拆除，完成高速公路改扩建。

进一步的，所述顶升支撑采用钢管，钢管的上下两端焊接法兰。

进一步的，在所述步骤4之前，进行试顶升操作，试顶升合格后方可进行正式顶升。

进一步的，在所述步骤1之前到所述步骤6之后的过程中，对施工进行监测并进行交通疏解。

进一步的，在所述步骤7之后，对改扩建后的上跨天桥进行标高复核和检测，步骤7之后上垮桥桥墩处受力点位置与步骤4之前位置不变。

进一步的，在所述步骤4之前，在两端的桥台上设置限位装置避免桥梁在顶升过程中产生偏移，在桥梁顶面及背墙上植筋固定钢板，钢板上焊接固定型钢形成限位装置。

进一步的，所述顶升步骤中使用的顶升设备包括顶升千斤顶和跟随千斤顶。

进一步的，所述顶升步骤中使用的顶升控制系统包括电气控制系统和变频调速液压驱动系统，电器控制系统、变频调速液压驱动系统和操纵台通过工业控制总线连接。

对比现有技术，本发明具有如下的有益效果：

1、施工简便，效率高：可以不拆除老桥，高速正常通行，不用交通转换，仅占用老路应急车道作为临时支撑点完成上跨桥改造；

2、桥梁整体稳定性好，安全可靠：上跨桥施工过程采用临时支撑再进行整体顶升，减少单跨拆除桥梁不稳定风险和交通转换安全通行风险；

3、质量稳定易控制：不改变上跨桥上部结构受力体系，改扩建后桥墩的受力点不变，仅增加下部结构扩大受力面，改建后桥梁整体基本一致，质量稳定易控制；

4、成本投入极低：减少老桥拆除、交通频繁转换、新桥建设等步骤，可与高速扩建区域同步施工，工期大幅提前，各项工序成本大幅减少；

5、使用范围大，易推广：适用各种高速公路改扩建等工程项目的上跨桥施工，适合在各种环境和行业下应用；

6、资源节约，节能环保：减少桥梁拆除污工污染，节省桥梁重建的各种人料机资源的投入。

本发明主要对原有上跨桥上部结构进行利用，支座设置于新建盖梁牛腿盖梁位置，其位置与原盖梁支座位置相同，不改变上跨桥上部结构受力点及体系，牛腿盖梁将上部结构重力通过高速外新建墩柱传递至连系梁连接的新老桩基，以达到高速公路改扩建工程施工时大量上跨桥免拆除、交通正常通行目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例的流程图；

图2为本发明一实施例的上跨桥的侧视图；

图3为本发明一实施例的上跨桥的俯视图；

图4为图2中A-A处的剖面示意图；

图5为图2中B-B处的剖面示意图；

图6为图2中C-C处的剖面示意图；

图7为图2中D-D处的剖面示意图；

图8为本发明一实施例的上跨桥顶升整体布置示意图；

图9为本发明一实施例的桥台处顶升侧视图；

图10为本发明一实施例的桥台处顶升主视剖视示意图；

图11为本发明一实施例的中间的桥墩顶升主视剖视示意图；

图12为本发明一实施例的两侧的桥墩顶升侧视图；

图13为本发明一实施例的两侧的桥墩顶升主视剖视示意图；

图14为本发明一实施例的限位装置的主视剖视示意图；

图15为本发明一实施例的限位装置的俯视图；

图16为本发明一实施例的两侧的桥墩的侧视图。

图中：1、桥梁；2、桥台；3、桥墩；4、新建墩柱；5、顶升支撑；6、钢管桩；7、三拼工钢；8、顶升设备；9、限位装置；91、固定钢板；92、型钢；81、顶升千斤顶；82、跟随千斤顶；10、背墙；31、老墩柱；32、上支座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，“多个”指两个以上。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1-16所示，本发明高速公路改扩建上跨天桥整体利用的牛腿盖梁方法，包括如下步骤：

步骤1，施工准备：顶升前拆除防抛网和伸缩缝，在两侧的桥墩3位于桥梁1的外侧施工新建墩柱4；

步骤2，设置反力基础：两端的桥台2作为反力基础，封闭原高速应急车道，中间的桥墩3采用三拼工钢7放置在两侧路基和应急车道上作为反力基础，两侧的桥墩3周围施工钢管桩6，钢管桩6与桥墩3之间的距离为1-2.5m，在钢管桩6上设置三拼工钢7作为反力基础；

步骤3，顶升支撑5施工：在步骤2中设置的反力基础上设置顶升支撑5；

步骤4，顶升工序：将顶升设备8放置在步骤3中设置的顶升支撑5上，通过顶升控制系统带动顶升设备8将桥梁1顶起；

步骤5，拆除工序：将两侧的桥墩3的老墩柱31和盖梁拆除；

步骤6，牛腿式盖梁施工：在步骤1新建墩柱4上设置牛腿式盖梁并施工改扩建的上跨天桥；

步骤7，落梁：桥墩3牛腿式盖梁上支座32设置于原盖梁支座位置，落梁与顶升施工相同，均由顶升控制系统进行，上跨桥上部结构受力点及体系不改变；

步骤8，支架拆除：对顶升设备8、顶升支撑5和钢管桩6进行拆除，完成高速公路改扩建。

在一实施例中，所述顶升支撑5采用钢管，钢管的上下两端焊接法兰，顶升支撑5的主要作用是承担上部结构桥梁1的重量，要保证支撑体系有足够承载力、刚度及稳定性，保证桥梁1在顶升过程中托架体系本身状态不变，同时保证桥梁1在顶升过程中的受力状态不变。

在一实施例中，在所述步骤4之前，进行试顶升操作，顶升时首先加载至理论顶升力的80％，缓慢加载至桥梁1与桥墩3和桥台2分离，再顶升10mm垂直位移，停机10分钟后检查桥梁1各支顶部位加载点有无局压破坏，试顶升合格后方可进行正式顶升。

在一实施例中，在所述步骤1之前到所述步骤6之后的过程中，对施工进行监测并进行交通疏解。

在一实施例中，在所述步骤7之后，对改扩建后的上跨天桥进行标高复核和检测，步骤7之后上垮桥桥墩3处受力点位置与步骤4之前位置不变。

在一实施例中，在所述步骤4之前，在两端的桥台2上设置限位装置9避免桥梁1在顶升过程中产生偏移，在桥梁1顶面及背墙10上植筋固定钢板91，钢板上焊接固定型钢92形成限位装置9。

在一实施例中，所述顶升步骤中使用的顶升设备8包括顶升千斤顶81和跟随千斤顶82，所述顶升千斤顶81用带球头可转动的液压千斤顶，顶部球头转角最大可达5度，顶升时随着坡度的变化，液压千斤顶与上部结构物由垂直变成不垂直，此时千斤顶顶部的球头随着上部结构坡度的变化自动调整缸顶的球头。

在一实施例中，所述顶升步骤中使用的顶升控制系统包括电气控制系统和变频调速液压驱动系统，电器控制系统、变频调速液压驱动系统和操纵台通过工业控制总线连接，变频调速液压驱动系统由多个包含数个变频调速液压驱动单元的变频调速液压驱动机组组成，变频调速液压驱动单元包括液压泵、电机、换向阀和油缸，液压泵分别与电机和换向阀连接，油缸连接至换向阀，变频调速液压驱动单元还包括变频器、位移传感器和压力传感器，变频器连接至电机，位移传感器和压力传感器分别与油缸连接。

优选的，在所述步骤4之前，在桥墩3横桥向对称设置监控点，每个监控点均设置拉线传感器，拉线传感器与中央控制器相连，形成位移的闭环控制，从而实现顶升过程中位移的精确控制。

优选的，在桥梁1被顶升的过程中，禁止通车。

其中：a代表原高速边线；b代表改扩建后的高速边线。

本发明在厦门市湖滨东路跨线桥顶升工程、厦门市莲岳路跨线桥顶升工程、厦门市福夏路路跨线桥顶升工程，济南段店立交顶升工程、山东DK94+515.8既有23+35+23m预应力连续桥梁整体顶升工程、杭州秋石高架桥调坡顶升工程等多项大型桥梁抬升工程中成功运用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (7)

1.一种高速公路改扩建上跨天桥整体利用的牛腿盖梁方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，施工准备：顶升前拆除防抛网和伸缩缝，在两侧的桥墩(3)位于桥梁(1)的外侧施工新建墩柱(4)；

步骤2，设置反力基础：两端的桥台(2)作为反力基础，封闭原高速应急车道，中间的桥墩(3)采用三拼工钢(7)放置在两侧路基和应急车道上作为反力基础，两侧的桥墩(3)周围施工钢管桩(6)，在钢管桩(6)上设置三拼工钢(7)作为反力基础；

步骤3，顶升支撑(5)施工：在步骤2中设置的反力基础上设置顶升支撑(5)；

步骤4，顶升工序：将顶升设备(8)放置在步骤3中设置的顶升支撑(5)上，通过顶升控制系统带动顶升设备(8)将桥梁(1)顶起；

步骤5，拆除工序：将两侧的桥墩(3)的老墩柱(31)和盖梁拆除；

步骤6，牛腿式盖梁施工：在步骤1新建墩柱(4)上设置牛腿式盖梁，施工改扩建的上跨天桥；

步骤7，落梁：桥墩(3)牛腿式盖梁上支座(32)设置于原盖梁支座位置，落梁与顶升施工相同，均由顶升控制系统进行，上跨天桥上部结构受力点及体系不改变；

步骤8，支架拆除：对顶升设备(8)、顶升支撑(5)和钢管桩(6)进行拆除，完成高速公路改扩建；

所述顶升支撑(5)采用钢管，钢管的上下两端焊接法兰。

2.如权利要求1所述的高速公路改扩建上跨天桥整体利用的牛腿盖梁方法，其特征在于：在所述步骤4之前，进行试顶升操作，试顶升合格后方可进行正式顶升。

3.如权利要求1或2所述的高速公路改扩建上跨天桥整体利用的牛腿盖梁方法，其特征在于：在所述步骤1之前到所述步骤6之后的过程中，对施工进行监测并进行交通疏解。

4.如权利要求1或2所述的高速公路改扩建上跨天桥整体利用的牛腿盖梁方法，其特征在于：在所述步骤7之后，对改扩建后的上跨天桥进行标高复核和检测，步骤7之后上跨天桥桥墩(3)处受力点位置与步骤4之前位置不变。

5.如权利要求1或2所述的高速公路改扩建上跨天桥整体利用的牛腿盖梁方法，其特征在于：在所述步骤4之前，在两端的桥台(2)上设置限位装置(9)避免桥梁(1)在顶升过程中产生偏移，在桥梁(1)顶面及背墙(10)上植筋固定钢板(91)，钢板上焊接固定型钢(92)形成限位装置(9)。

6.如权利要求1或2所述的高速公路改扩建上跨天桥整体利用的牛腿盖梁方法，其特征在于：所述顶升步骤中使用的顶升设备(8)包括顶升千斤顶(81)和跟随千斤顶(82)。

7.如权利要求1或2所述的高速公路改扩建上跨天桥整体利用的牛腿盖梁方法，其特征在于：所述顶升步骤中使用的顶升控制系统包括电气控制系统和变频调速液压驱动系统，电器控制系统、变频调速液压驱动系统和操纵台通过工业控制总线连接。