CN114319079A - 一种公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构及其落梁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构以及落梁方法，包括主桥、公路组合梁、轨道结合梁、ZQ1桥墩、YH08桥墩、支架、若干钢绞线一、若干钢绞线二、步履式顶推器、夹轨器、公路组合梁引导梁和轨道结合梁引导梁，公路组合梁和轨道结合梁分别通过公路组合梁引导梁、步履式顶推器和夹轨器架设在ZQ1上层桥墩和YH08上层桥墩之间。本发明上下双层钢桥落梁结构，拼装成整体公路组合梁和轨道结合梁依次顶推至桥墩，然后落梁至设计标高。本发明的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构的落梁方法，能够在场地面积较小以及车流量大的安装场所，顺利实现巨大体积的钢桥的安装，并且保证钢桥精度要求满足现场拼装及设计的要求。

Description

一种公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构及其落梁方法

技术领域

本发明属于钢结构建筑技术领域，特别涉及一种公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构。本发明还涉及一种公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构的落梁方法。

背景技术

桥梁，一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物。传统的桥梁很多都是单纯的混凝土桥梁，随着技术的不断的进布，当前诸多的桥梁都是钢结构和混凝土组合式的。

沪杭甬高速公路杭州市区段改建工程钱塘江新建大桥全长2007.8m，作为跨越钱塘江的桥梁，如同杭州市周边诸多标志性建筑一样，是现代建筑科技，历史人文风貌、时代特性的综合体现，拥有特殊的寓意，必将成为杭州市的城市地标。

62m钢箱梁是沪杭甬高速公路杭州市区段改建工程钱塘江新建大桥北岸第一跨引桥，该钢箱梁简支布置，计算跨径60.8m。62m钢箱梁分上下两层，上层为公路组合梁（公路桥），下层为轨道结合梁（铁路桥）。62m钢箱梁两端桥墩分别为ZQ1和YH08，其中ZQ1侧为主桥，主桥为上下两层钢桁架桥。

此工程的施工重难点主要在于下面几点：

1、钢箱梁运输困难：公路组合梁单个箱体最高3.02m（吊耳除外）、宽3.7m，轨道结合梁单个箱体最高3.44m（吊耳除外）、宽2.2m。超宽、超高，公路运输不便，且拆成小分段运输至现场后，现场拼装场地不足。

2、施工场地狭小：本工程上跨之江东路，之江东路交通繁忙，之江东路范围内不可做为固定施工场地，道路以外才能作为施工场地。其中YH08桥墩5周边受自来水管和下部U型槽影响，场地更加狭窄，且不可承受重载。

3、之江东路上施工困难：之江东路是杭州的交通主干道，车流量非常大。因此如何减少之江东路上的施工内容，是本工程的重点和难点。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，解决了62m钢箱梁横跨之江东路，之江东路为杭州市主要交通干线，车流量非常大，施工场地有限以及钢结构模块运输困难的问题。

技术方案：一种公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，包括主桥、公路组合梁、轨道结合梁、ZQ1桥墩、YH08桥墩、支架、若干钢绞线一、若干钢绞线二、步履式顶推器、夹轨器、公路组合梁引导梁和轨道结合梁引导梁，所述ZQ1桥墩和主桥连接，所述ZQ1桥墩和YH08桥墩处于同一直线上，并且ZQ1桥墩和YH08桥墩分别位于市政路的两侧，所述支架设置在市政路的中央分隔带，所述主桥分为上层钢桁架桥和下层钢桁架桥，所述ZQ1桥墩分为ZQ1上层桥墩和ZQ1下层桥墩，所述YH08桥墩分为YH08上层桥墩和YH08下层桥墩，所述支架分为公路组合梁支撑架和轨道结合梁支撑架，所述公路组合梁支撑架和轨道结合梁支撑架的上端部设有步履式顶推器，所述ZQ1桥墩和支架之间设有若干钢绞线一，所述YH08桥墩和支架之间设有若干钢绞线二，所述主桥上设有夹轨器，所述公路组合梁引导梁和公路组合梁靠近YH08桥墩的一端连接，所述轨道结合梁引导梁和轨道结合梁靠近YH08桥墩的一端连接，所述轨道结合梁和公路组合梁分别先后架设在ZQ1桥墩和YH08桥墩之间，所述公路组合梁通过公路组合梁引导梁、步履式顶推器和夹轨器架设在ZQ1上层桥墩和YH08上层桥墩之间，所述轨道结合梁通过轨道结合梁引导梁、步履式顶推器和夹轨器架设在ZQ1下层桥墩和YH08下层桥墩之间。

进一步的，上述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，所述公路组合梁包括若干横隔板一、若干纵隔板一、若干悬挑梁一、底板一和顶板一，所述若干横隔板一和若干纵隔板一横纵交叉设置，并且若干横隔板一和若干纵隔板一呈栅格结构设置，所述底板一设置在若干横隔板一和若干纵隔板一构成整体的下端面上，所述顶板一设置在若干横隔板一和若干纵隔板一构成整体的上端面上，所述顶板一和若干纵隔板一两端部的纵隔板一之间设有若干悬挑梁一。

进一步的，上述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，所述轨道结合梁包括若干横隔板二、若干纵隔板二、若干悬挑梁二、底板二和顶板二，所述若干横隔板二和若干纵隔板二横纵交叉设置，并且若干横隔板二和若干纵隔板二呈栅格结构设置，所述底板二设置在若干纵隔板二的下端面上，所述顶板二设置在若干横隔板二和若干纵隔板二构成整体的上端面上，所述若干悬挑梁二贯穿若干纵隔板二，并且悬挑梁二和顶板二连接。

进一步的，上述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，所述主桥的上层钢桁架桥层上设有四根平行设置的轨道梁一，所述ZQ1上层桥墩的上端面上设有四个平行设置的支墩一，所述四根平行设置的轨道梁一和四个平行设置的支墩一一一对应设置，所述支墩一的上端面上设有垫梁一，所述轨道梁一上设有轨道一，所述轨道一和垫梁一连接，所述四根平行设置的轨道梁一之间设有联系梁一，所述公路组合梁的下端面上设有若干滑靴一，所述若干滑靴一和轨道一滑动连接；所述主桥的下层钢桁架桥层上设有若干平行设置的枕木，所述若干平行设置的枕木上设有轨道二，所述ZQ1下层桥墩上设有支墩二，所述支墩二上设有垫梁二，所述轨道二和垫梁二连接，所述轨道结合梁的下端面上设有若干滑靴二，所述若干滑靴二和轨道二滑动连接，所述垫梁一和垫梁二的上端面上铺设四氟MGE板。

进一步的，上述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，所述YH08上层桥墩上设有四个竖直设置的支墩三，所述支墩三上设有垫梁三，所述YH08下层桥墩的上设有两个竖直设置的支墩四，所述支墩四上设有垫梁四，所述垫梁三和垫梁四的上端面上铺设四氟MGE板。

进一步的，上述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，所述公路组合梁支撑架和轨道结合梁支撑架的上端部设有分配梁和临时墩，所述分配梁靠近ZQ1桥墩和YH08桥墩的两侧均设有底锚，所述钢绞线一远离ZQ1桥墩端部、钢绞线二远离YH08桥墩的端部分别与底锚连接。

进一步的，上述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，所述滑靴一分为主动滑靴一和若干被动滑靴一，所述主动滑靴一和夹轨器连接，所述滑靴二分为主动滑靴二和若干被动滑靴二，所述主动滑靴一和夹轨器连接。

本发明还提供一种公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构的落梁方法，包括以下步骤：

S1、公路组合梁的模块运输至上层钢桁架桥上，轨道结合梁的模块的运输至下层钢桁架桥上；

S2、在上层钢桁架桥上进行公路组合梁拼装，并且将拼装好的公路组合梁整体置于轨道一上，在下层钢桁架桥上进行轨道结合梁的拼装，并且将拼装好的轨道结合梁整体置于轨道二上；

S3、先顶推轨道结合梁，轨道结合梁通过轨道结合梁引导梁、步履式顶推器和夹轨器顶推至轨道结合梁支撑架上；

S4、轨道结合梁支撑架上的步履式顶推器和主桥上夹轨器同步作用下向前继续顶推引轨道结合梁；

S5、轨道结合梁穿过轨道结合梁支撑架不断向YH08桥墩顶推轨道结合梁；

S6、轨道结合梁顶推至YH08桥墩上，轨道结合梁顶推到位，拆除轨道结合梁引导梁，轨道结合梁落梁至设计标高；

S7、后顶推公路组合梁，公路组合梁通过公路组合梁引导梁、步履式顶推器和夹轨器顶推至公路组合梁支撑架上；

S4、公路组合梁支撑架上的步履式顶推器和主桥上夹轨器同步作用下向前继续顶推引公路组合梁；

S5、公路组合梁穿过公路组合梁支撑架不断向YH08桥墩顶推公路组合梁；

S6、公路组合梁顶推至YH08桥墩上，公路组合梁顶推到位，拆除公路组合梁引导梁，公路组合梁落梁至设计标高。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，公路组合梁个轨道结合梁分别在主桥的上下桥面上用120吨龙门吊分段拼装，拼装成整体后依次顶推至YH08桥墩5，然后落梁至设计标高。主桥上用夹轨器顶推，之江东路中央分隔带支架上用步履式顶推，两者配合。公路组合梁在主桥上层桥面拼装，轨道结合梁在下层桥面拼装，先顶推轨道结合梁，后顶推公路组合梁。中间支架设于之江东路中央绿化带上。本发明的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构的落梁方法，能够在场地面积较小以及车流量大的安装场所，顺利实现巨大体积的钢桥的安装，并且保证钢桥精度要求满足现场拼装及设计的要求，具有一定的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明所述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构的整体结构示意图一；

图2为本发明所述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构的整体结构示意图二；

图3为本发明所述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构的原理图；

图4为本发明所述的支架的结构示意图；

图5为本发明所述的公路组合梁的结构示意图；

图6为本发明所述的轨道结合梁的结构示意图；

图7为本发明所述的ZQ1桥墩侧的结构示意图；

图8为本发明所述的ZQ1桥墩侧的主视图；

图9为本发明所述的YH08桥墩侧的主视图；

图10为本发明所述的YH08桥墩侧的结构示意图；

图11为本发明所述的支架的局部结构示意图；

图12为本发明所述的支架的布局图；

图13为本发明所述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构的主视图；

图14为本发明所述的轨道结合梁在ZQ1桥墩侧落梁时的结构示意图；

图15为本发明所述的轨道结合梁在YH08桥墩侧落梁时的结构示意图一；

图16为本发明所述的轨道结合梁在YH08桥墩侧落梁时的结构示意图二；

图17为本发明所述的轨道结合梁在YH08桥墩侧落梁时的主视图；

图18为本发明所述的公路组合梁在ZQ1桥墩侧落梁时的结构示意图；

图19为本发明所述的公路组合梁在YH08桥墩侧落梁时的结构示意图；

图20-26为本发明所述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构顶推时的过程示意图；

图27-30为本发明所述的自锁型液压爬行器的原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1所示的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，包括主桥1、公路组合梁2、轨道结合梁3、ZQ1桥墩4、YH08桥墩5、支架6、若干钢绞线一7、若干钢绞线二8、步履式顶推器9、夹轨器10、公路组合梁引导梁20和轨道结合梁引导梁30，所述ZQ1桥墩4和主桥1连接，所述ZQ1桥墩4和YH08桥墩5处于同一直线上，并且ZQ1桥墩4和YH08桥墩5分别位于市政路的两侧，所述支架6设置在市政路的中央分隔带，所述主桥1分为上层钢桁架桥11和下层钢桁架桥12，所述ZQ1桥墩4分为ZQ1上层桥墩41和ZQ1下层桥墩42，所述YH08桥墩5分为YH08上层桥墩51和YH08下层桥墩52，所述支架6分为公路组合梁支撑架61和轨道结合梁支撑架62，所述公路组合梁支撑架61和轨道结合梁支撑架62的上端部设有步履式顶推器9，所述ZQ1桥墩4和支架6之间设有若干钢绞线一7，所述YH08桥墩5和支架6之间设有若干钢绞线二8，所述主桥1上设有夹轨器10，所述公路组合梁引导梁20和公路组合梁2靠近YH08桥墩5的一端连接，所述轨道结合梁引导梁30和轨道结合梁3靠近YH08桥墩5的一端连接，所述轨道结合梁3和公路组合梁2分别先后架设在ZQ1桥墩4和YH08桥墩5之间，所述公路组合梁2通过公路组合梁引导梁20、步履式顶推器9和夹轨器10架设在ZQ1上层桥墩41和YH08上层桥墩51之间，所述轨道结合梁3通过轨道结合梁引导梁30、步履式顶推器9和夹轨器10架设在ZQ1下层桥墩42和YH08下层桥墩52之间。

公路组合梁2和轨道结合梁3整体体积较大，由多个模块拼装而成，采用水路运输至施工现场，用现场既有120吨龙门吊卸船，然后用现场的260吨模块车倒运至施工现场。选择合理的施工方案，将大部分施工场地和施工内容规划在ZQ1桥墩4周边，之江东路上和YH08桥墩5周边尽可能减少作业内容。选择合理的施工方案，将大部分施工场地和施工内容规划在ZQ1桥墩4周边，尽可能的较少之江东路上的施工。之江东路上的施工在夜间交通管制以后进行，确保不影响之江东路白天的通行。

其中，公路组合梁2包括若干横隔板一21、若干纵隔板一22、若干悬挑梁一23、底板一24和顶板一25，所述若干横隔板一21和若干纵隔板一22横纵交叉设置，并且若干横隔板一21和若干纵隔板一22呈栅格结构设置，所述底板一24设置在若干横隔板一21和若干纵隔板一22构成整体的下端面上，所述顶板一25设置在若干横隔板一21和若干纵隔板一22构成整体的上端面上，所述顶板一25和若干纵隔板一22两端部的纵隔板一22之间设有若干悬挑梁一23。公路组合梁在ZQ1桥墩侧主桥上设置4条轨道。

此外，轨道结合梁3包括若干横隔板二31、若干纵隔板二32、若干悬挑梁二33、底板二34和顶板二35，所述若干横隔板二31和若干纵隔板二32横纵交叉设置，并且若干横隔板二31和若干纵隔板二32呈栅格结构设置，所述底板二34设置在若干纵隔板二32的下端面上，所述顶板二35设置在若干横隔板二31和若干纵隔板二32构成整体的上端面上，所述若干悬挑梁二33贯穿若干纵隔板二32，并且悬挑梁二33和顶板二35连接。

所述主桥1的上层钢桁架桥11层上设有四根平行设置的轨道梁一111，所述ZQ1上层桥墩41的上端面上设有四个平行设置的支墩一411，所述四根平行设置的轨道梁一111和四个平行设置的支墩一411一一对应设置，所述支墩一411的上端面上设有垫梁一412，所述轨道梁一111上设有轨道一112，所述轨道一112和垫梁一412连接，所述四根平行设置的轨道梁一111之间设有联系梁一113，所述公路组合梁2的下端面上设有若干滑靴一26，所述若干滑靴一26和轨道一112滑动连接；所述主桥1的下层钢桁架桥12层上设有若干平行设置的枕木121，所述若干平行设置的枕木121上设有轨道二122，所述ZQ1下层桥墩42上设有支墩二421，所述支墩二421上设有垫梁二422，所述轨道二122和垫梁二422连接，所述轨道结合梁3的下端面上设有若干滑靴二36，所述若干滑靴二36和轨道二122滑动连接，所述垫梁一412和垫梁二422的上端面上铺设四氟MGE板。

轨道一112下沿纵桥向每隔6m设置1个400*400的混凝土支墩。支墩有两个作用，一是将荷载传递至主桥横梁，二是找平主桥横坡和纵坡，因此混凝土支墩的厚度需实测确定（最厚200mm）。混凝土支墩上设轨道梁一111，轨道梁一111规格HN900*300*16*28，轨道梁一111腹板内，每隔1.5m设置1道加劲板，防止轨道梁一111失稳。轨道梁一111之间用HN500*200*10*16相连，联系梁一113每隔10m设一道。轨道一112通过轨道压板与轨道梁一111固定，轨道压板每隔500mm一道。轨道一112超出主桥面以后下部设置支墩一411，支墩一411规格φ609*10，轨道一112尽头设置垫梁一412。垫梁一412顶部铺四氟MGE板，用于减小摩擦力。

轨道结合梁3也在ZQ1桥墩4侧主桥上设置4条轨道二122。先在主桥下层桥面上铺干沙找平，然后在沙表面铺枕木121，枕木121沿纵桥向每隔300mm一道，枕木121规格160*220*2500，枕木121与主桥栓钉卡紧。枕木121上铺轨道二122，轨道二122和枕木121通过道钉固定。轨道二122超出主桥面以后下部设置钢质支墩二421，支墩二421规格φ402*20，支墩二421间以φ245*10圆管相连，轨道二122尽头设置垫梁二422。垫梁二422顶部铺四氟MGE板，用于减小摩擦力。

所述YH08上层桥墩51上设有四个竖直设置的支墩三511，所述支墩三511上设有垫梁三512，所述YH08下层桥墩52的上设有两个竖直设置的支墩四521，所述支墩四521上设有垫梁四522，所述垫梁三512和垫梁四522的上端面上铺设四氟MGE板。

所述公路组合梁支撑架61和轨道结合梁支撑架62的上端部设有分配梁611和临时墩612，所述分配梁611靠近ZQ1桥墩4和YH08桥墩5的两侧均设有底锚613，所述钢绞线一7远离ZQ1桥墩4端部、钢绞线二8远离YH08桥墩5的端部分别与底锚613连接。YH08桥墩5上布置支墩及垫梁，支墩规格φ609*10，支墩与下部埋件焊接，垫梁由HN800*300型钢拼制而成。垫梁顶部铺四氟MGE板，用于减小摩擦力。

之江东路上的支架6的具体设置为：

之江东路是杭州的交通要道，施工不能影响交通，因此考虑在两幅路中间的绿化带上设置顶推支架。顶推支架为格构式支架，支架由4根立杆和若干腹杆组成，立杆规格φ800*12，立杆中心距2.5*1.7m，斜腹杆规格φ180*8，斜腹杆每隔2m一道。支架顶部设置钢平台，钢平台由HN700*300型钢拼制而成。先用于轨道结合梁顶推，然后倒用至公路组合梁顶推。先明挖，清除表层浮土，然后做地基承载力实验，确保地基承载力满足要求。如果地基承载力不满足要求，则进行换填，直至满足。在地基上浇筑混凝土基础，混凝土基础厚度1m，。支架6与混凝土基础通过埋件相连。之江东路上施工在夜间封道以后进行。在支架6顶部设置步履式顶推设备，配合主桥上的夹轨器10，将引桥顶推到位。因为支架6最大高度约28m，为确保顶推过程中的稳定性，在平台上设置钢绞线，钢绞线与桥墩相连，可通过调整钢绞线上的荷载确保支架6平衡。

所述滑靴一26分为主动滑靴一261和若干被动滑靴一262，所述主动滑靴一261和夹轨器10连接，所述滑靴二36分为主动滑靴二361和若干被动滑靴二362，所述主动滑靴一361和夹轨器10连接。主动滑靴一261和主动滑靴二361上安装夹轨器10，提供向前顶推的动力，被动滑靴一262和被动滑靴二362没有动力。公路组合梁A5和A6滑靴为主动滑靴，其余为被动滑靴。轨道结合梁B8为主动滑靴，其余为被动滑靴（轨道结合梁B1、B3、B5、B6滑靴为拼装时反向顶推的主动滑靴）。

滑靴为标准高度，因桥纵立面有预拱度，因此滑靴顶部根据实际高差需垫钢板，钢板厚度5~20mm不等，然后滑靴与钢箱梁本体通过限位连接，确保顶推过程中的稳定。

为确保钢箱梁前端顺利顶推至中央分隔带支架上和YH08桥墩上，需在钢箱梁前端设置导梁公路组合梁引导梁20和轨道结合梁引导梁30。公路组合梁引导梁20和轨道结合梁引导梁30均采用变高H型导梁（翼缘宽500mm），导梁的前端悬出钢箱梁10m，其尾部相贯焊接于钢箱梁底部，并与箱梁底齐平。为增强导梁的整体稳定性，在相邻的两个导梁之间设置3道连系梁，连系梁规格为HM588×300×12×20，材质Q355B。

基于上述结构的基础上，公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构的落梁方法，包括以下步骤：

S1、公路组合梁2的模块运输至上层钢桁架桥11上，轨道结合梁3的模块的运输至下层钢桁架桥12上；

S2、在上层钢桁架桥11上进行公路组合梁2拼装，并且将拼装好的公路组合梁2整体置于轨道一112上，在下层钢桁架桥12上进行轨道结合梁3的拼装，并且将拼装好的轨道结合梁3整体置于轨道二122上；

S3、先顶推轨道结合梁3，轨道结合梁3通过轨道结合梁引导梁30、步履式顶推器9和夹轨器10顶推至轨道结合梁支撑架62上；

S4、轨道结合梁支撑架62上的步履式顶推器9和主桥1上夹轨器10同步作用下向前继续顶推引轨道结合梁3；

S5、轨道结合梁3穿过轨道结合梁支撑架62不断向YH08桥墩5顶推轨道结合梁3；

S6、轨道结合梁3顶推至YH08桥墩5上，轨道结合梁3顶推到位，拆除轨道结合梁引导梁30，轨道结合梁3落梁至设计标高；

S7、后顶推公路组合梁2，公路组合梁2通过公路组合梁引导梁20、步履式顶推器9和夹轨器10顶推至公路组合梁支撑架61上；

S4、公路组合梁支撑架61上的步履式顶推器9和主桥1上夹轨器10同步作用下向前继续顶推引公路组合梁2；

S5、公路组合梁2穿过公路组合梁支撑架61不断向YH08桥墩5顶推公路组合梁2；

S6、公路组合梁2顶推至YH08桥墩5上，公路组合梁2顶推到位，拆除公路组合梁引导梁20，公路组合梁2落梁至设计标高。

先顶推下层轨道结合梁3，轨道结合梁3顶推、落梁到位以后，再顶推公路组合梁2，轨道结合梁3和公路组合梁2的原理近似。

公路组合梁2和轨道结合梁3分别通过步履式顶推器9和夹轨器10从ZQ1桥墩4推顶至YH08桥墩5的顶推步骤为：

本工程采用了履式顶推器9和夹轨器10顶推两种工艺，让两种完全不同的顶推工艺在同一个顶推过程中进行融合。

（1）夹轨器顶推步骤

液压同步顶推施工技术采用计算机控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。

“液压同步顶推技术”采用液压爬行器作为顶推驱动设备。液压爬行器为组合式结构，一端以楔型夹块与顶推轨道连接，另一端以铰接点形式与顶推胎架或构件连接，中间利用液压油缸驱动爬行。

本工程采用自锁型液压爬行器，该爬行器是一种能自动夹紧轨道形成反力，从而实现推移的设备。此设备可抛弃反力架，省去了反力点的加固问题，省时省力，且由于与被移构件刚性连接，同步控制较易实现，就位精度高。其工作原理如下：

液压爬行器的楔型夹块具有单向自锁作用。当油缸伸出时，夹块工作（夹紧），自动锁紧顶推轨道；油缸缩回时，夹块不工作（松开），与油缸同方向移动。爬行器工作示意图如下：

步骤1：爬行器夹紧装置中楔块与顶推轨道夹紧，爬行器液压缸前端活塞杆销轴与顶推构件（或滑靴）连接。爬行器液压缸伸缸，推动顶推构件向前顶推；

步骤2：爬行器液压缸伸缸一个行程，构件向前顶推300毫米；

步骤3：一个行程伸缸完毕，顶推构件不动，爬行器液压缸缩缸，使夹紧装置中楔块与顶推轨道松开，并拖动夹紧装置向前顶推；

步骤4：爬行器一个行程缩缸完毕，拖动夹紧装置向前顶推300毫米。一个爬行推进行程完毕，再次执行步骤1工序。如此往复使构件顶推至最终位置。

（2）步履式顶推步骤

一套顶推设备包括机械结构系统、液压系统、电控系统（电气、控制、传感器）。该设备利用“顶”“推”“降”“缩”的四个步骤交替进行，先将主桥整体顶升托起；然后顶推平移油缸向前推送一个行程（300mm）；之后将主桥整体下降置于临时垫梁上；顶推平移油缸再缩缸到底，完成一个行程的顶推；继续进行下一个循环，通过往复顶推步骤，最终将主桥顶推到预定的位置。

在计算机控制下，可以实现顶升、顺桥方向移动， 同时还可以实现横桥方向的调整，在顶推过程中对钢箱梁随时进行纠偏；整套设备按照机械标准设计制造，调节精度高，能更好地满足钢箱梁对载荷和变形的控制要求；全液压系统驱动，整机体积小、重量轻，控制比较平稳，液压保护齐全，安全性比较高；顶推设备的上、下结构通过油缸实现顺桥方向的移动，该推力为设备自身的内力，克服了由于其它方法顶推时对桥墩产生的水平推力；通过液压系统的控制，可以自动调整和平衡各墩顶的竖向支撑力，使顶推更安全可靠。

顶推机械结构的支撑顶升油缸安装于下部结构内，其支撑面在临时墩上，下部结构和上部结构之间通过安装聚四氟乙烯板和不锈钢板进行滑动，滑动时支撑顶升油缸和下部结构相对于临时墩不动。

（3）两套系统的同步协作

本工程前端采用步履式顶推，后端采用夹轨器顶推，是两套完全独立的系统。如何确保两套系统的同步性，关乎项目的成败。

本工程选用了行程完全一致的两套设备，然后经过反复实验，调整每个行程的时间，确保两套设备每个行程的时间达到一致。顺利完成了两层桥面的顶推。

公路组合梁2和轨道结合梁3的落梁方案为：

S1、轨道结合梁3落梁步骤：

轨道结合梁3总重量363吨，利用引桥混凝土箱梁或桥墩盖梁做落梁支架，支架上配4台200吨油缸，每个油缸配10根钢绞线。

轨道结合梁3在ZQ1桥墩4上的落梁结构为，ZQ1桥墩4的下层上设置双拼HN900*300型钢一401，HN900*300型钢一401端部设置200吨的油缸一402。从油缸一402中下放钢绞线一403，在轨道结合梁3靠近ZQ1桥墩4一侧的上端面上设有吊耳405，吊耳405通过销轴连接有底锚二404，钢绞线一403与底锚二404相连。双拼HN900*300型钢一401尾部卡于主桥1横梁下方。双拼HN900*300型钢一401之间设有型钢406。

轨道结合梁3在YH08桥墩5上的落梁结构为，YH08桥墩5处在引桥混凝土箱梁上设置格构架，靠近轨道结合梁3设置两根立管一501，立管一501规格为φ800*16，远离轨道结合梁3设置两根立管二502，立管二502的规格为φ402*20，格构架间斜撑规格φ180*8。格构架底部设双拼HN700*300型钢二503，顶部设双拼HN900*300型钢三504。格构架底部设置3条φ180*8圆管505穿过混凝土箱梁，然后用双拼HW300*300型钢四506抱住混凝土箱梁。受拉焊缝处为防止焊缝撕裂，需设置穿心板，穿心板厚度20mm，穿心板插入圆管长度不小于300mm。

S2、公路组合梁2落梁

公路组合梁2总重量1116吨，利用引桥混凝土T梁或主桥桥面做落梁支架，支架上配8台200吨油缸，每个油缸配10根钢绞线。

YH08桥墩5处在引桥混凝土T梁上设置格构架，格构架靠近公路组合梁2处设置立管三601，立管三601的规格为φ800*16，远离公路组合梁2设置立管四602，立管四602的规格为φ402*20，格构架间斜撑603，斜撑603的规格φ180*8。格构架底部设双拼HN700*300型钢五604，顶部设双拼HN900*300型钢六605。格构架底部设置10条φ180*8圆管二606，圆管二606穿过混凝土箱梁，然后用双拼HW300*300型钢七607抱住混凝土T梁。受拉焊缝处为防止焊缝撕裂，需设置穿心板，穿心板厚度20mm，穿心板插入圆管长度不小于300mm。

ZQ1桥墩4处在钢结构主桥桥面上设置格构架，格构架底部设双拼HN700*300型钢八701，顶部设双拼HN900*300型钢九702。底部双拼HN700*300型钢八701下方正对主桥钢横梁，双拼HN700*300型钢八701与桥面板满焊，焊脚高度不小于16mm。底部双拼HN700*300型钢八701腹板内每隔500mm设置一道加劲板，加劲板厚度不小于12mm。格构架靠近公路组合梁2的一端处设置立管五703，立管五703的规格为φ800*16，格构架远离公路组合梁2一端设置立管六704，立管六704的规格为φ402*20，格构架间斜撑三705，斜撑三705的规格φ180*8。φ402*20的立管六704受拉焊缝处为防止焊缝撕裂，需设置穿心板，穿心板厚度20mm，穿心板插入圆管长度不小于300mm，穿心板与立管整体焊接在桥面板上，并在对应的桥面板下方的T型横梁上增加劲板。落梁时考虑主桥在φ800*16的立管五703受压，在对应的T型横梁的下方设置两根φ609*10立柱，增加主桥结构强度

S3、落梁步骤

计算机控制液压同步落梁系统由钢绞线及落梁油缸集群（承重部件）、液压泵站（驱动部件）、传感检测及计算机控制（控制部件）和远程监视系统等几个部分组成。

1、落梁设备选择

1）承重部件选择

本工程选用的落梁油缸规格有两种，钢绞线截面为15.24mm，每个落梁支架上设置200吨落梁油缸。

2）驱动部件

液压泵站是落梁系统的动力驱动部分，它的性能及可靠性对整个落梁系统稳定可靠工作影响最大。在液压系统中，采用比例同步技术，这样可以有效地提高整个系统的同步调节性能。本工程选用TD—80—P型液压泵站，每4个落梁点配置1台液压泵站。

3）控制部件

传感检测主要用来获得落梁油缸的位置信息、载荷信息和整个被落梁构件空中姿态信息，并将这些信息通过现场实时网络传输给主控计算机。这样主控计算机可以根据当前网络传来的油缸位置信息决定落梁油缸的下一步动作，同时，主控计算机也可以根据网络传来的落梁载荷信息和构件姿态信息决定整个系统的同步调节量。

2、同步落梁控制原理

主控计算机除了控制所有落梁油缸的统一动作之外，还必须保证各个落梁吊点的位置同步。在落梁体系中，设定主令落梁吊点，其它落梁吊点均以主令吊点的位置作为参考来进行调节，因而，都是跟随落梁吊点。

主令落梁吊点决定整个落梁系统的落梁速度，操作人员可以根据泵站的流量分配和其它因素来设定落梁速度。根据现有的落梁系统设计，最大落梁速度不大于10米/小时。主令落梁速度的设定是通过比例液压系统中的比例阀来实现的。

在落梁系统中，每个落梁吊点下面均布置一台距离传感器，这样，在落梁过程中这些距离传感器可以随时测量当前的构件高度，并通过现场实时网络传送给主控计算机。每个跟随落梁吊点与主令落梁吊点的跟随情况可以用距离传感器测量的高度差反映出来。主控计算机可以根据跟随落梁吊点当前的高度差，依照一定的控制算法，来决定相应比例阀的控制量大小，从而，实现每一跟随落梁吊点与主令落梁吊点的位置同步。

为了提高构件的安全性，在每个落梁吊点都布置了油压传感器，主控计算机可以通过现场实时网络监测每个落梁吊点的载荷变化情况。如果落梁吊点的载荷有异常的突变，则计算机会自动停机，并报警示意。

3、落梁动作过程

落梁油缸数量确定之后，每台落梁油缸上安装一套位置传感器，传感器可以反映主油缸的位置情况、上下锚具的松紧情况。通过现场实时网络，主控计算机可以获取所有落梁油缸的当前状态。根据落梁油缸的当前状态，主控计算机综合用户的控制要求（例如，手动、顺控、自动）可以决定落梁油缸的下一步动作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，其特征在于：包括主桥（1）、公路组合梁（2）、轨道结合梁（3）、ZQ1桥墩（4）、YH08桥墩（5）、支架（6）、若干钢绞线一（7）、若干钢绞线二（8）、步履式顶推器（9）、夹轨器（10）、公路组合梁引导梁（20）和轨道结合梁引导梁（30），所述ZQ1桥墩（4）和主桥（1）连接，所述ZQ1桥墩（4）和YH08桥墩（5）处于同一直线上，并且ZQ1桥墩（4）和YH08桥墩（5）分别位于市政路的两侧，所述支架（6）设置在市政路的中央分隔带，所述主桥（1）分为上层钢桁架桥（11）和下层钢桁架桥（12），所述ZQ1桥墩（4）分为ZQ1上层桥墩（41）和ZQ1下层桥墩（42），所述YH08桥墩（5）分为YH08上层桥墩（51）和YH08下层桥墩（52），所述支架（6）分为公路组合梁支撑架（61）和轨道结合梁支撑架（62），所述公路组合梁支撑架（61）和轨道结合梁支撑架（62）的上端部设有步履式顶推器（9），所述ZQ1桥墩（4）和支架（6）之间设有若干钢绞线一（7），所述YH08桥墩（5）和支架（6）之间设有若干钢绞线二（8），所述主桥（1）上设有夹轨器（10），所述公路组合梁引导梁（20）和公路组合梁（2）靠近YH08桥墩（5）的一端连接，所述轨道结合梁引导梁（30）和轨道结合梁（3）靠近YH08桥墩（5）的一端连接，所述轨道结合梁（3）和公路组合梁（2）分别先后架设在ZQ1桥墩（4）和YH08桥墩（5）之间，所述公路组合梁（2）通过公路组合梁引导梁（20）、步履式顶推器（9）和夹轨器（10）架设在ZQ1上层桥墩（41）和YH08上层桥墩（51）之间，所述轨道结合梁（3）通过轨道结合梁引导梁（30）、步履式顶推器（9）和夹轨器（10）架设在ZQ1下层桥墩（42）和YH08下层桥墩（52）之间。

2.根据权利要求1所述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，其特征在于：所述公路组合梁（2）包括若干横隔板一（21）、若干纵隔板一（22）、若干悬挑梁一（23）、底板一（24）和顶板一（25），所述若干横隔板一（21）和若干纵隔板一（22）横纵交叉设置，并且若干横隔板一（21）和若干纵隔板一（22）呈栅格结构设置，所述底板一（24）设置在若干横隔板一（21）和若干纵隔板一（22）构成整体的下端面上，所述顶板一（25）设置在若干横隔板一（21）和若干纵隔板一（22）构成整体的上端面上，所述顶板一（25）和若干纵隔板一（22）两端部的纵隔板一（22）之间设有若干悬挑梁一（23）。

3.根据权利要求1或2所述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，其特征在于：所述轨道结合梁（3）包括若干横隔板二（31）、若干纵隔板二（32）、若干悬挑梁二（33）、底板二（34）和顶板二（35），所述若干横隔板二（31）和若干纵隔板二（32）横纵交叉设置，并且若干横隔板二（31）和若干纵隔板二（32）呈栅格结构设置，所述底板二（34）设置在若干纵隔板二（32）的下端面上，所述顶板二（35）设置在若干横隔板二（31）和若干纵隔板二（32）构成整体的上端面上，所述若干悬挑梁二（33）贯穿若干纵隔板二（32），并且悬挑梁二（33）和顶板二（35）连接。

4.根据权利要求1所述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，其特征在于：所述主桥（1）的上层钢桁架桥（11）层上设有四根平行设置的轨道梁一（111），所述ZQ1上层桥墩（41）的上端面上设有四个平行设置的支墩一（411），所述四根平行设置的轨道梁一（111）和四个平行设置的支墩一（411）一一对应设置，所述支墩一（411）的上端面上设有垫梁一（412），所述轨道梁一（111）上设有轨道一（112），所述轨道一（112）和垫梁一（412）连接，所述四根平行设置的轨道梁一（111）之间设有联系梁一（113），所述公路组合梁（2）的下端面上设有若干滑靴一（26），所述若干滑靴一（26）和轨道一（112）滑动连接；所述主桥（1）的下层钢桁架桥（12）层上设有若干平行设置的枕木（121），所述若干平行设置的枕木（121）上设有轨道二（122），所述ZQ1下层桥墩（42）上设有支墩二（421），所述支墩二（421）上设有垫梁二（422），所述轨道二（122）和垫梁二（422）连接，所述轨道结合梁（3）的下端面上设有若干滑靴二（36），所述若干滑靴二（36）和轨道二（122）滑动连接，所述垫梁一（412）和垫梁二（422）的上端面上铺设四氟MGE板。

5.根据权利要求1所述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，其特征在于：所述YH08上层桥墩（51）上设有四个竖直设置的支墩三（511），所述支墩三（511）上设有垫梁三（512），所述YH08下层桥墩（52）的上设有两个竖直设置的支墩四（521），所述支墩四（521）上设有垫梁四（522），所述垫梁三（512）和垫梁四（522）的上端面上铺设四氟MGE板。

6.根据权利要求1所述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，其特征在于：所述公路组合梁支撑架（61）和轨道结合梁支撑架（62）的上端部设有分配梁（611）和临时墩（612），所述分配梁（611）靠近ZQ1桥墩（4）和YH08桥墩（5）的两侧均设有底锚（613），所述钢绞线一（7）远离ZQ1桥墩（4）端部、钢绞线二（8）远离YH08桥墩（5）的端部分别与底锚（613）连接。

7.根据权利要求4所述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构，其特征在于：所述滑靴一（26）分为主动滑靴一（261）和若干被动滑靴一（262），所述主动滑靴一（261）和夹轨器（10）连接，所述滑靴二（36）分为主动滑靴二（361）和若干被动滑靴二（362），所述主动滑靴一（361）和夹轨器（10）连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的公路桥和铁路桥上下双层钢桥落梁结构的落梁方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、公路组合梁（2）的模块运输至上层钢桁架桥（11）上，轨道结合梁（3）的模块的运输至下层钢桁架桥（12）上；

S2、在上层钢桁架桥（11）上进行公路组合梁（2）拼装，并且将拼装好的公路组合梁（2）整体置于轨道一（112）上，在下层钢桁架桥（12）上进行轨道结合梁（3）的拼装，并且将拼装好的轨道结合梁（3）整体置于轨道二（122）上；

S3、先顶推轨道结合梁（3），轨道结合梁（3）通过轨道结合梁引导梁（30）、步履式顶推器（9）和夹轨器（10）顶推至轨道结合梁支撑架（62）上；

S4、轨道结合梁支撑架（62）上的步履式顶推器（9）和主桥（1）上夹轨器（10）同步作用下向前继续顶推引轨道结合梁（3）；

S5、轨道结合梁（3）穿过轨道结合梁支撑架（62）不断向YH08桥墩（5）顶推轨道结合梁（3）；

S6、轨道结合梁（3）顶推至YH08桥墩（5）上，轨道结合梁（3）顶推到位，拆除轨道结合梁引导梁（30），轨道结合梁（3）落梁至设计标高；

S7、后顶推公路组合梁（2），公路组合梁（2）通过公路组合梁引导梁（20）、步履式顶推器（9）和夹轨器（10）顶推至公路组合梁支撑架（61）上；

S4、公路组合梁支撑架（61）上的步履式顶推器（9）和主桥（1）上夹轨器（10）同步作用下向前继续顶推引公路组合梁（2）；

S5、公路组合梁（2）穿过公路组合梁支撑架（61）不断向YH08桥墩（5）顶推公路组合梁（2）；

S6、公路组合梁（2）顶推至YH08桥墩（5）上，公路组合梁（2）顶推到位，拆除公路组合梁引导梁（20），公路组合梁（2）落梁至设计标高。

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