CN205382396U - 一种先顶后切的钢箱梁结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种先顶后切的钢箱梁结构，本钢箱梁结构包括若干箱梁分段，所述若干箱梁分段依次焊接形成钢箱梁。本方案能够控制钢箱梁的整体性和平面位置，同时能够很好的控制钢箱梁的整体质量。

Description

一种先顶后切的钢箱梁结构

技术领域

本实用新型涉及道路施工技术，具体涉及既有跨线桥的顶升施工技术。

背景技术

世界上早期建筑物移位工程是1873年新西兰新普利茅斯的一所一层农宅的移位，当时使用蒸汽机车作为牵引装置；而现代移位技术始于二十世纪初的1901年美国依阿华大学由于校园扩建，将重约60000kN三层高的科学馆进行了移位，而且在移动的过程中，为了绕过另一栋楼，采用了转向技术，将其旋转了45°。该工程采用的是圆木做滚动装置，螺旋千斤顶提供顶升力和水平牵引力。随后的一百多年里，该技术在许多国家得到应用。90年代初该技术在国内得到应用。1991年首次采用滑动平移方法进行楼房平移，该方法的主要思路是在建筑物基础下部修建新基座，基座下修建滑道，然后顶推平移到新位置。1992年提出了将上部结构和基础分离的方法，由于该方法适用性广，迅速取代了原平移方法。进入21世纪，移位技术得到迅速发展，在文物古建筑领域、高层建筑及高耸结构、桥梁改造工程、盾构调头、古树名木保护中等各领域得到推广应用。

随着中国经济和交通运输事业的快速发展,中国许多城市市政建设跟不上生产和生活发展的需要，需对既有城市桥梁进行改造，以满足发展需求。城市既有桥梁的移位技术是近几年发展的新技术，具有施工周期短、经济适用、建筑能耗低、城市生态环境质量得以保障等特点，为此，得到越来越广泛的应用。

考虑到既有跨线桥建成时间较短，结构较新，为节省工程投资，本次施工图设计在保证结构安全、运营后行车舒适的前提下，按照尽量利用既有桥梁结构、减少桥梁拆除数量的原则进行。

结合改造后的纵断面设置情况和既有桥梁结构形式，既有桥改造的主要内容包含桥梁顶升、桥梁加固重建、桥梁拼宽和桥面铺装调整等，具体改造思路如下：

(1)当一联箱梁范围内新的桥面设计高程与现状桥面高程差值在-5～+18cm范围内时，通过增加混凝土调平层或减少现有桥面铺装厚度来满足设计要求。

(2)当一联箱梁范围内新的桥面设计高程比现状桥面高程高出18cm以上，且通过设置空心管材和调平层混凝土后仍难以满足设计要求时，则对现状桥梁进行顶升处理。

(3)对于经顶升处理且通过设置空心管材和调平层混凝土后不能满足结构受力要求的的箱梁，则对现状桥梁进行加固处理。

(4)对于桥面宽度不足之处，通过在现状桥梁外侧进行拼宽处理来满足桥梁宽度要求，拼宽采用上、下均不相连的方式，新、旧桥梁结构间设置纵向伸缩缝。

其中的桥梁顶升施工工艺，在进行顶升时都是采用整体顶升的方式，该整体顶升工艺在面临待顶升多跨连续钢箱梁所需顶升高度较高，且大部分位于竖曲线上，桥梁结构为向上的拱形的情况时，将无法有效控制顶升姿态，影响顶升施工的安全性，同时在落梁时其线性无法满足设计要求。

实用新型内容

针对现有钢箱梁整体顶升技术所存在的问题，本实用新型的主要目的在于提供一种能够保证顶升姿态受控且落梁的线性满足规范要求的钢箱梁顶升工艺。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种先顶后切的钢箱梁结构，所述钢箱梁结构包括若干箱梁分段，所述若干箱梁分段依次焊接形成钢箱梁。

优选的，所述若干箱梁分段由一多跨连续钢箱梁切除相应的切割梁段形成。

优选的，所述多跨连续钢箱梁以墩柱为基准，切除相应的切割梁段形成若干箱梁分段。

优选的，所述的切割梁段为喇叭口形式。

本实用新型提供的钢箱梁结构采用先顶后切的方式形成，具有以下优点：

(1)本钢箱梁整体性较好，平面位置控制较好；

(2)本钢箱梁和混凝土梁共同作用在过渡墩，能减少顶升过程中对过渡墩的偏心影响；

(3)本钢箱梁结构实施的设备投入较少，调整阶段可分段调整，总体设备投入较少；

(4)本钢箱梁结构的质量控制得以有效保障。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实例中既有跨线桥的第一～四联箱梁改造前、后桥面示意图；

图2为本实例中既有跨线桥L3、L4联平面布置图；

图3为本实例中既有跨线桥L3、L4联立面布置图；

图4为本实例中既有跨线桥L3的横断面图；

图5为本实例中既有跨线桥L4的横断面图；

图6为本实例中既有跨线桥L3联顶升时的节段划分示意图；

图7为本实例中既有跨线桥L3联顶升前的示意图；

图8为本实例中既有跨线桥L3联顶升置换后的示意图；

图9为本实例中既有跨线桥L3联切割时切割梁段的切割分段示意图；

图10为本实例中既有跨线桥L3联切割时切割示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

本实例中涉及的既有跨线桥为城市Ⅰ级主干道，桥梁为整幅桥、宽25m、双向六车道。基于全线高架桥的建立，需对既有线桥上、下桥处的桥梁结构进行改造处理。为节省工程投资和减少拆除重建产生的社会影响，本实例对既有跨线桥终点处两联箱梁采取顶升的方式调整现有跨线桥的标高或曲线，与新建高架桥相接，以求最大程度上节约资金，保护环境，将交通的影响降到最低。

该既有跨线桥第五、六联(L1、L2)联桥梁均为4×36m预应力混凝土箱梁，第七联为36+45+36m钢箱梁(L3)，第八联为3×36m预应力混凝土箱梁(L4)，L3、L4联总长为225m，桥宽25m，总顶升面积为5625m²，最高顶升高度达11.261m。其中L3联为25m宽钢箱梁，桥面双向6车道，顶升段长117m，顶升面积达2925m²，顶升高度3.369m；L4联为25m宽预应力混凝土箱梁，桥面双向6车道，顶升段长108m，顶升面积达2700m²，顶升高度11.261。其中L1联位于R＝600m平曲线上；同时L1、L2联位于R＝15000m的凸形竖曲线上，L3、L4联位于R＝3000m的凸形竖曲线上，其后接纵坡为4.53％的下坡。

参见图1，改造后，L1、L2联位于拼宽段上。改造后的L3联起点处桥面比现有桥面高出0.001m，L4联止点处桥面比现有桥面高出11.261m。

其中，L3、L4联的平立面见图2和图3；L3、L4两联箱梁的横断面见图4和图5。

对于本实例涉及的既有跨线桥中的L3联箱梁，其现状桥面比扩建后的桥面低得多(起点低0.001m，终点低3.522m)，且大部分位于竖曲线上，桥梁结构为向上的拱形，若整体顶升，则铺装调平层最厚处需增设97cm，无法满足结构布置及受力要求。

为此，本实例中采用首先对上部钢箱梁进行整体顶升，然后切割成3段分段调整的改造方案，最后将3段钢梁重新焊接成整体的施工方案。

L3联钢箱梁顶升施工前，将16cm桥面铺装铣刨干净，全桥总顶升重量为钢箱梁自重2443t(实际称重值)，考虑顶升荷载及平衡布置，共配置千斤顶52台(分为A、B组)，单组总顶力5200t，千斤顶的安全系数2.13。

参见图6，其所示为本实例中L3联的阶段划分示意图。首先，将L3联先进行整体顶升，待P6节点顶升到设计标高后，将该点与墩柱连接。其余在各墩处及3跨跨中位置设置钢支撑，预加载50％荷载后，根据如图6所示的阶段划分将钢箱梁切割成3段，然后进行同步顶升，将3跨钢梁各控制点顶升至设计位置。

另外参见表1，其所示为L3联中各墩柱处所需顶升高度表：

表1

墩台号	H6	H7	H8	H9
					顶升高度(mm)	-6	238	1571	3369

由于H9最大顶升高度达3369mm，为保证梁体整体平衡和结构安全，顶升将分阶段进行，以H9处位移值100mm为一阶段，该联顶升过程分37个阶段进行。第1阶段：梁体按比例顶升70mm；第2-34阶段：梁体按比例顶升33×100mm；第35阶段：各梁段根据桥面测量及监控数据对比进行顶升高度微调；第36阶段：各梁段根据设计进行切割施工；第37阶段：各梁段落梁，分离的梁段两端根据设计标高进行顶升调整。

本实例中的L3联钢箱梁，其外形采用等截面流线型的单箱多室截面，梁高2m。箱梁顶面全宽25m，箱底宽度13.5m，两侧悬臂长度为5.75m，悬臂梁采用焊接钢板梁结构，下翼缘按流线型变化。

参见图7和图8，针对上述结构的L3联钢箱梁，本实例中采用整体顶升后切割的方案，将原有的三跨连续钢箱梁变更成3段简支梁，共切除4个钢梁节段(即切割梁段)，而后根据新设的桥型新制4段钢箱梁重新焊接成整体，以满足设计线性要求。即将现有钢箱梁顶升后，为保证线形的流畅性，对墩顶部位的钢箱梁进行切割，将原有下坡的三跨连续梁切割为上坡的三跨简支梁，去除墩顶段后，采用新制的墩顶段进行匀顺过渡。

由于施工现场条件的制约，钢箱梁的切割采用两台25t吊车在L3联上辅助切割作业，两台吊车在桥面上对称位置布置辅助施工。

对于L3联钢箱梁的切割具体按照如下的施工工艺步骤进行：

(1)钢箱梁桥体顶升后精密测量、放样、划线，划出切割位置；

钢箱梁顶升前将切割梁段的宽度和位置的在桥面上放样出来，再将放样位置的混凝土桥面清除露出钢箱梁的顶板表面。混凝土凿除的长度比置换钢梁长500mm～1000m，以方便钢箱梁的切割置换施工。待钢箱梁顶升到达预定位置后，在利用经纬仪、盘尺等工具，在的钢梁顶板表面严格按照设计的切割线进行精确放线。同时，为便于切割箱体尺寸和精度检查，在钢箱梁顶面设计检查基准线。依次顶板、底板、腹板均放线。严格按线的位置切割。

(2)安装临时吊点、顶板上开设进人孔。

由于箱内的施工空间狭小，为保证人员、设备的出入畅通，保证箱内作业人员的通风安全，必须在顶板上开设部分进人孔。

(3)严格按照切割线进行油漆破除；

(4)钢梁切割实施：板肋、T肋——顶板——底板——腹板的顺序。

以6#、7#、8#、9#墩为基准，分别对L3联钢箱梁进行气割，割成4块需要切除的1.8m长的钢箱梁节段(即切割梁段)；预留200mm，待钢箱梁调整到位后二次精切；然后将每个25m宽1.8m长的钢箱梁节段(即切割梁段)分成7段，每段重量不大于6.5t(参见图9)。

为保证切割梁段顺利吊离原有部位，采用喇叭口形式进行(参见图10)，便于切割吊离。

在切割分段L3联钢箱梁时，其切割顺序：先依次切割顶、底、腹板的加劲肋，再依次切割顶板、底板、最后切割腹板。

而在将每个25m宽1.8m长的钢箱梁节段(即切割梁段)分成7段时，采用钢箱梁节段两边对称切割吊离的方式，切割吊离顺序为：A1——A7——A2——A6——A3——A5——A4。

并且在切割过程中，根据吊车的起重能力，将钢箱梁分段或分块切割。切割时各个块体在顶、底板及腹板预留一定的连接点，长度不小于100mm。待吊车吊钩受力后，在依次将底板、腹板的连接部位切割分离。最后再将顶板的接部位切割分离。

(5)拆除梁段吊运。

待切割工人离开起吊梁段后再进行起吊作业，施工起吊过程中严禁在起吊梁段舱内作业。

对于上述的切割方案，通过实验证明：钢箱梁切割、接长过程中吊车作用时横向稳定性均满足规范要求，切割施工方案合理，可操作性强。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种先顶后切的钢箱梁结构，其特征在于，所述钢箱梁结构包括若干箱梁分段，所述若干箱梁分段依次焊接形成钢箱梁。

2.根据权利要求1所述的一种先顶后切的钢箱梁结构，其特征在于，所述若干箱梁分段由一多跨连续钢箱梁切除相应的切割梁段形成。

3.根据权利要求2所述的一种先顶后切的钢箱梁结构，其特征在于，所述多跨连续钢箱梁以墩柱为基准，切除相应的切割梁段形成若干箱梁分段。

4.根据权利要求2或3所述的一种先顶后切的钢箱梁结构，其特征在于，所述的切割梁段为喇叭口形式。