CN116289657A - 一种多跨连续桥梁的同步顶升方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，包括顶升方法，所述顶升方法包括基础施工阶段、顶升设备安装调试阶段、顶升调节验收阶段、顶升施工阶段和持荷阶段；在所述基础施工阶段中，组织进行顶升设备安装并在所述顶升设备外部安装支撑保护；在所述顶升设备安装调试阶段中，当所述顶升设备就位后进行顶升设备与主控中心的联调联试，为起顶负载测试做准备；在所述顶升调节验收阶段中，对所述顶升设备进行自检、合格后验收顶升设备并预备顶升；涉及多跨连续桥梁顶升技术领域。本发明采用长行程液压千斤顶进行顶升施工，加大每个顶升循环的顶升高度，减少顶升循环次数和支撑接高操作次数，缩短顶升过程的时长，减少上部结构悬浮状态暴露时间。

Description

一种多跨连续桥梁的同步顶升方法

技术领域

本发明涉及多跨连续桥梁顶升技术领域，具体是一种多跨连续桥梁的同步顶升方法。

背景技术

桥梁顶升工程是针对老化磨损的桥梁支座进行修复或更换的工程，通过将桥梁梁体和桥墩分离后可将桥梁梁体抬升，抬升后的桥梁梁体可与桥梁桥墩分开，便于进行桥梁桥墩的维修和更换作业；

在桥梁顶升工程中，需要将两段位于同一纵向轴线衔接的高架桥进行顶升作业，所需顶升的桥梁纵坡需由顶升前的下坡负角度变为顶升后的上坡正角度，并进行一定高度的桥梁顶升。主要可以对桥墩、承台基础及附属结构进行改造，以满足顶升和正常使用要求。

但是在现有技术中，多跨连续桥梁在顶升过程中存在下列问题：

(1)多跨连续桥梁在顶升过程中的顶升行程大、顶升过程时间长，千斤顶等设备数量大，操控难度大，上部结构长期处于悬浮状态；

(2)多跨连续桥梁的桥梁抬高后，需在较长的时间段内将全部重量转移至顶升支撑体系上，对顶升支撑体系稳定性要求高，且安全风险较大；

(3)为防止大行程顶升过程中的误差累计，需要对顶升设备的顶升同步性进行严格控制，但现有技术无法提供一个完整且体系的方案，致使在多跨桥梁实际操作过程中落实存在缺失，存在隐患；

(4)多跨连续桥梁的桥梁纵坡调整后，梁板倾斜角度会发生改变，梁端可能与盖梁发生触碰，同时正坡度变负坡度后支座与梁底间出现空隙，桥梁顶升质量差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，以解决上述背景技术中提出的问题，并通过采用同步差速顶升的方式，实现多跨连续桥梁坡度的同步调节。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，包括顶升方法，所述顶升方法包括基础施工阶段、顶升设备安装调试阶段、顶升调节验收阶段、顶升施工阶段和持荷阶段；

步骤S1：在所述基础施工阶段中，组织进行顶升设备安装并在所述顶升设备外部安装支撑保护；

步骤S2：在所述顶升设备安装调试阶段中，当所述顶升设备就位后进行顶升设备与主控中心的联调联试，为起顶负载测试做准备；

步骤S3：在所述顶升调节验收阶段中，对所述顶升设备进行自检、合格后验收顶升设备并预备顶升；

步骤S4：在所述顶升施工阶段中，所述顶升设备先行试顶升并记录试顶升数据，试顶升数据无误后进行正式顶升并在正式顶升过程中微调顶升设备、保证顶升设备带动桥梁安全顶升至设计高程；

步骤S5：在所述持荷阶段中，顶升设备在设计高程锁死保压使顶升进入稳定持荷阶段，期间先后完成墩柱接高、垫石浇筑和支座安装施工。

作为本发明再进一步的方案：一种多跨连续桥梁，包括支撑柱；所述支撑柱设置有两组且分设在梁座的两侧，所述梁座的顶部固接有梁体，所述梁座远离梁体的一端固接有顶升分配梁，所述顶升分配梁远离梁座的一侧设置有千斤顶，所述千斤顶包括顶升千斤顶和跟随千斤顶，所述顶升千斤顶与顶升分配梁固接，所述跟随千斤顶与支撑柱固接。

作为本发明再进一步的方案：

所述步骤S1包括：

步骤S11：组织进行支撑柱安装和承台扩大基础改造，并在所述支撑柱的外侧安装支撑钢管进行支撑保护；

步骤S12：梁底依次安装顶升分配梁和千斤顶，通过安装好所述分配梁和千斤顶完成顶升设备主体安装工作。

作为本发明再进一步的方案：所述千斤顶的一侧固接有支座，所述千斤顶通过支座与支撑柱活动连接。

作为本发明再进一步的方案：所述千斤顶远离支座的一端设置有垫块，所述垫块包括上垫块和下垫块，所述下垫块通过螺栓与上垫块固接，所述下垫块与千斤顶固接，所述上垫块与顶升分配梁固接。

作为本发明再进一步的方案：

所述步骤S2包括：

步骤S21：当所述千斤顶就位后，连接油管、分配器进行空载注油加压测试，连接泵站信号线、电缆线并与主控中心联调联试；

步骤S22：通过将垫块贴合至顶升千斤顶和跟随千斤顶内部，进行并完成起顶负载测试的准备作业。

作为本发明再进一步的方案：

所述步骤S3包括：

步骤S31：验收过程中注意对设备支撑体系、千斤顶设备、远程控制系统、监测系统和安全防护措施进行自检；

步骤S32：自检合格后，满足顶升预验收和条件验收后获得正式顶升条件，顶升条件满足后预备顶升。

作为本发明再进一步的方案：

所述步骤S4包括：

步骤S41：通过所述顶升千斤顶顶升、跟随千斤顶进行跟随保护，全桥整体试顶升1cm；

步骤S42：待全部脱空支座后得出整体重量及各墩柱顶升初始受力数值；

步骤S43：检查顶升系统、分析试顶升数据无误后进行正式顶升，正式顶升单次最大顶升行程10cm，每次行程顶升前根据监控数据修正并调整下一行程预设数值；

步骤S44：桥梁顶升过程中始终保持横向、纵向、竖向位移偏差数值在警戒范围之内，最终安全顶升60个行程后达到设计高程。

作为本发明再进一步的方案：一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，包括调整方法，所述调整方法包括动态监测和设备微调操作；

步骤S5：在所述调整方法中，通过在顶升过程中对桥梁监测参数进行实时动态自动化监测，以使所述监测参数均控制在规范要求范围内；

步骤S6：在所述设备微调操作中，通过在正式顶升过程中微调顶升设备以保证所述顶升设备带动梁体安全顶升至设计高程。

作为本发明再进一步的方案：所述桥梁监测参数包括竖向位移、水平位移、桥梁应力和钢支撑轴力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本申请施工时周围的干扰少、不需要征地拆迁或占用大量的施工场地；并且有效缩短了施工周期；避免重复投资，具有良好的社会和经济效益，同时也避免了旧桥拆除的噪声、养成和固体废弃物污染的问题；

1、本申请采用长行程液压千斤顶进行顶升施工，加大每个顶升循环的顶升高度，减少顶升循环次数和支撑接高操作次数，缩短顶升过程的时长，减少上部结构悬浮状态暴露时间；

2、本申请顶升支撑体系主要为钢管支撑，钢支撑中心在距离原桥墩柱边缘处安装，并在对应位置增设分配梁，确保整体受力均匀；同时采用槽钢及角钢作为连接件将钢管支撑连接成类似脚手架结构整体，以增加其抗倾覆能力；同时设置有千斤顶跟随保护装置，避免千斤顶失效引起意外事故，降低了安全风险；

3、本申请顶升设备采用PLC控制的同步顶升设备，其顶升控制精度高，同时在梁顶面设置标高监控点，用于高程测量，每个顶升循环完成后进行高程测量，与顶升设备控制数据进行相互校核；

4、本申请桥梁顶升前拆除梁缝处桥梁伸缩缝、铣刨桥面沥青铺装层；更换支座时在支座顶部安装楔型钢板调整坡度，保证桥梁顶升后支座与梁底不存在空隙。

附图说明

图1为本发明整体结构的示意图；

图2为本发明支撑柱、千斤顶和顶升分配梁的连接示意图；

图3为本发明千斤顶连接结构的示意图；

图4为本发明多跨连续桥梁具体顶升操作的流程图；

图中：1、梁体；2、梁座；3、支撑柱；4、支撑钢管；5、千斤顶；51、顶升千斤顶；52、跟随千斤顶；6、顶升分配梁；7、垫块；71、上垫块；72、下垫块；8、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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，包括顶升方法，所述顶升方法包括基础施工阶段、顶升设备安装调试阶段、顶升调节验收阶段、顶升施工阶段和持荷阶段；

步骤S1：在所述基础施工阶段中，组织进行顶升设备安装并在所述顶升设备外部安装支撑保护；

步骤S2：在所述顶升设备安装调试阶段中，当所述顶升设备就位后进行顶升设备与主控中心的联调联试，为起顶负载测试做准备；

步骤S3：在所述顶升调节验收阶段中，对所述顶升设备进行自检、合格后验收顶升设备并预备顶升；

步骤S4：在所述顶升施工阶段中，所述顶升设备先行试顶升并记录试顶升数据，试顶升数据无误后进行正式顶升并在正式顶升过程中微调顶升设备、保证顶升设备带动桥梁安全顶升至设计高程。

实施例

请参阅图4，在施工前需要进行完善的施工组织设计和施工准备，并生成工程蓝图，在工程蓝图设置好后进行多跨连续桥梁的施工准备工作，包括基坑开挖、承台改造、桥面沥青铣刨、防撞体拆除和伸缩缝拆除的桥梁附属设施拆除工作，完成施工准备工作后即可着手安装顶升设备；通过安装钢支撑、随动设备、分配梁、顶升设备和监测系统后完成桥梁的顶升设备和系统安装工作；接着进行顶升系统的调试，通过PLC控制的同步顶升设备，其顶升控制精度高，同时在梁顶面设置标高监控点，用于高程测量，每个顶升循环完成后进行高程测量，与顶升设备控制数据进行相互校核；之后可进行试顶升，试顶升完毕后可进行正式顶升、当正式顶升桥梁至设计高度后可进行桥墩的修复或替换作业，在桥墩替换的过程中，可通过墩柱接高实现桥台墩柱施工作业、并同时进行垫石7和支座8的安装作业，待垫石7和支座8安装完成后可落梁并拆除顶升系统，与此同时在试顶升到顶升系统被拆除的过程中需要全过程进行监测，保障施工安全和施工正常进行，工程完成后即可进行桥面系统的改造施工。

实施例

请参阅图1，由于图1中在梁座(2)的两侧设置有多组支撑柱(3)和千斤顶(5)结构，在桥梁顶升的过程中，常将两段或多段联桥进行顶升作业，具体操作过程为：通过驱动梁座(2)一侧的千斤顶(5)活动带动顶升分配梁(6)移动、顶升分配梁(6)移动后带动梁体(1)进行联桥顶升，并且，在顶升作业的具体过程中会以梁体前端为圆心进行各联桥整体的顶升旋转，但各联桥回转半径不同会导致每段联桥顶升的高度、每个跨度顶升的高度也不同，因此在进行联桥的整体顶升作业时需要考虑(5)的活动速度，故而会采用同步差速顶升的方式进行各联桥的顶升作业，保证联桥顶升旋转时顶升部位的角速度相同，保障联桥的顶升效果和施工安全。

作为本发明再进一步的方案：一种多跨连续桥梁，包括支撑柱3；所述支撑柱3设置有两组且分设在梁座2的两侧，所述梁座2的顶部固接有梁体1，所述梁座2远离梁体1的一端固接有顶升分配梁6，所述顶升分配梁6远离梁座2的一侧设置有千斤顶5，所述千斤顶5包括顶升千斤顶51和跟随千斤顶52，所述顶升千斤顶51与顶升分配梁6固接，所述跟随千斤顶52与支撑柱3固接。

作为本发明再进一步的方案：

所述步骤S1包括：

步骤S11：组织进行支撑柱3安装和承台扩大基础改造，并在所述支撑柱3的外侧安装支撑钢管4进行支撑保护；

步骤S12：梁底依次安装顶升分配梁6和千斤顶5，通过安装好所述分配梁6和千斤顶5完成顶升设备主体安装工作。

作为本发明再进一步的方案：所述千斤顶5的一侧固接有支座8，所述千斤顶5通过支座8与支撑柱3活动连接。

作为本发明再进一步的方案：所述千斤顶5远离支座8的一端设置有垫块7，所述垫块7包括上垫块71和下垫块72，所述下垫块72通过螺栓与上垫块71固接，所述下垫块72与千斤顶5固接，所述上垫块71与顶升分配梁6固接。

作为本发明再进一步的方案：

所述步骤S2包括：

步骤S21：当所述千斤顶5就位后，连接油管、分配器进行空载注油加压测试，连接泵站信号线、电缆线并与主控中心联调联试；

步骤S22：通过将垫块7贴合至顶升千斤顶51和跟随千斤顶52内部，进行并完成起顶负载测试的准备作业。

作为本发明再进一步的方案：

所述步骤S3包括：

步骤S31：验收过程中注意对设备支撑体系、千斤顶设备、远程控制系统、监测系统和安全防护措施进行自检；

步骤S32：自检合格后，满足顶升预验收和条件验收后获得正式顶升条件，顶升条件满足后预备顶升。

作为本发明再进一步的方案：

所述步骤S4包括：

步骤S41：通过所述顶升千斤顶51顶升、跟随千斤顶52进行跟随保护，全桥整体试顶升1cm；

步骤S42：待全部脱空支座后得出整体重量及各墩柱顶升初始受力数值；

步骤S43：检查顶升系统、分析试顶升数据无误后进行正式顶升，正式顶升单次最大顶升行程10cm，每次行程顶升前根据监控数据修正并调整下一行程预设数值；

步骤S44：桥梁顶升过程中始终保持横向、纵向、竖向位移偏差数值在警戒范围之内，最终安全顶升60个行程后达到设计高程。

作为本发明再进一步的方案：一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，包括调整方法，所述调整方法包括动态监测和设备微调操作；

步骤S5：在所述调整方法中，通过在顶升过程中对桥梁监测参数进行实时动态自动化监测，以使所述监测参数均控制在规范要求范围内；

步骤S6：在所述设备微调操作中，通过在正式顶升过程中微调顶升设备以保证所述顶升设备带动梁体1安全顶升至设计高程。

作为本发明再进一步的方案：所述桥梁监测参数包括竖向位移、水平位移、桥梁应力和钢支撑轴力。

本发明的工作原理是：在施工前需要进行完善的施工组织设计和施工准备，并生成工程蓝图，在工程蓝图设置好后进行多跨连续桥梁的施工准备工作，包括基坑开挖、承台改造、桥面沥青铣刨、防撞体拆除和伸缩缝拆除的桥梁附属设施拆除工作，完成施工准备工作后即可着手安装顶升设备；通过安装钢支撑、随动设备、分配梁、顶升设备和监测系统后完成桥梁的顶升设备和系统安装工作；接着进行顶升系统的调试，通过PLC控制的同步顶升设备，其顶升控制精度高，同时在梁顶面设置标高监控点，用于高程测量，每个顶升循环完成后进行高程测量，与顶升设备控制数据进行相互校核；之后可进行试顶升，试顶升完毕后可进行正式顶升、当正式顶升桥梁至设计高度后可进行桥墩的修复或替换作业，在桥墩替换的过程中，可通过墩柱接高实现桥台墩柱施工作业、并同时进行垫石7和支座8的安装作业，待垫石7和支座8安装完成后可落梁并拆除顶升系统，与此同时在试顶升到顶升系统被拆除的过程中需要全过程进行监测，保障施工安全和施工正常进行，工程完成后即可进行桥面系统的改造施工。

请参阅图1，由于图1中在梁座(2)的两侧设置有多组支撑柱(3)和千斤顶(5)结构，在桥梁顶升的过程中，常将两段或多段联桥进行顶升作业，具体操作过程为：通过驱动梁座(2)一侧的千斤顶(5)活动带动顶升分配梁(6)移动、顶升分配梁(6)移动后带动梁体(1)进行联桥顶升，并且，在顶升作业的具体过程中会以梁体前端为圆心进行各联桥整体的顶升旋转，但各联桥回转半径不同会导致每段联桥顶升的高度、每个跨度顶升的高度也不同，因此在进行联桥的整体顶升作业时需要考虑(5)的活动速度，故而会采用同步差速顶升的方式进行各联桥的顶升作业，保证联桥顶升旋转时顶升部位的角速度相同，保障联桥的顶升效果和施工安全。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，包括顶升方法，所述顶升方法包括基础施工阶段、顶升设备安装调试阶段、顶升调节验收阶段、顶升施工阶段和持荷阶段；其特征在于：

步骤S1：在所述基础施工阶段中，组织进行顶升设备安装并在所述顶升设备外部安装支撑保护；

步骤S2：在所述顶升设备安装调试阶段中，当所述顶升设备就位后进行顶升设备与主控中心的联调联试，为起顶负载测试做准备；

步骤S3：在所述顶升调节验收阶段中，对所述顶升设备进行自检、合格后验收顶升设备并预备顶升；

步骤S4：在所述顶升施工阶段中，所述顶升设备先行试顶升并记录试顶升数据，试顶升数据无误后进行正式顶升并在正式顶升过程中微调顶升设备、保证顶升设备带动桥梁安全顶升至设计高程；

步骤S5：在所述持荷阶段中，顶升设备在设计高程锁死保压使顶升进入稳定持荷阶段，期间先后完成墩柱接高、垫石浇筑和支座安装施工。

2.根据权利要求1所述的一种多跨连续桥梁，包括支撑柱(3)；其特征在于，所述支撑柱(3)设置有两组且分设在梁座(2)的两侧，所述梁座(2)的顶部固接有梁体(1)，所述梁座(2)远离梁体(1)的一端固接有顶升分配梁(6)，所述顶升分配梁(6)远离梁座(2)的一侧设置有千斤顶(5)，所述千斤顶(5)包括顶升千斤顶(51)和跟随千斤顶(52)，所述顶升千斤顶(51)与顶升分配梁(6)固接，所述跟随千斤顶(52)与支撑柱(3)固接。

3.根据权利要求2所述的一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

步骤S11：组织进行支撑柱(3)安装和承台扩大基础改造，并在所述支撑柱(3)的外侧安装支撑钢管(4)进行支撑保护；

步骤S12：梁底依次安装顶升分配梁(6)和千斤顶(5)，通过安装好所述分配梁(6)和千斤顶(5)完成顶升设备主体安装工作。

4.根据权利要求3所述的一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，其特征在于，所述千斤顶(5)的一侧固接有支座(8)，所述千斤顶(5)通过支座(8)与支撑柱(3)活动连接。

5.根据权利要求4所述的一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，其特征在于，所述千斤顶(5)远离支座(8)的一端设置有垫块(7)，所述垫块(7)包括上垫块(71)和下垫块(72)，所述下垫块(72)通过螺栓与上垫块(71)固接，所述下垫块(72)与千斤顶(5)固接，所述上垫块(71)与顶升分配梁(6)固接。

6.根据权利要求5所述的一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

步骤S21：当所述千斤顶(5)就位后，连接油管、分配器进行空载注油加压测试，连接泵站信号线、电缆线并与主控中心联调联试；

步骤S22：通过将垫块(7)贴合至顶升千斤顶(51)和跟随千斤顶(52)内部，进行并完成起顶负载测试的准备作业。

7.根据权利要求6所述的一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S31：验收过程中注意对设备支撑体系、千斤顶设备、远程控制系统、监测系统和安全防护措施进行自检；

步骤S32：自检合格后，满足顶升预验收和条件验收后获得正式顶升条件，顶升条件满足后预备顶升。

8.根据权利要求7所述的一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

步骤S41：通过所述顶升千斤顶(51)顶升、跟随千斤顶(52)进行跟随保护，全桥整体试顶升1cm；

步骤S42：待全部脱空支座后得出整体重量及各墩柱顶升初始受力数值；

步骤S43：检查顶升系统、分析试顶升数据无误后进行正式顶升，正式顶升单次最大顶升行程10cm，每次行程顶升前根据监控数据修正并调整下一行程预设数值；

步骤S44：桥梁顶升过程中始终保持横向、纵向、竖向位移偏差数值在警戒范围之内，最终安全顶升60个行程后达到设计高程。

9.根据权利要求8所述的一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，包括调整方法，所述调整方法包括动态监测和设备微调操作；其特征在于，

步骤S5：在所述调整方法中，通过在顶升过程中对桥梁监测参数进行实时动态自动化监测，以使所述监测参数均控制在规范要求范围内；

步骤S6：在所述设备微调操作中，通过在正式顶升过程中微调顶升设备以保证所述顶升设备带动梁体(1)安全顶升至设计高程。

10.根据权利要求8所述的一种多跨连续桥梁的同步顶升方法，其特征在于，所述桥梁监测参数包括竖向位移、水平位移、桥梁应力和钢支撑轴力。

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