新增墩柱承载钢桁梁加固跨既有线桥梁的施工方法转让专利
申请号 : CN202010061784.4
文献号 : CN111218893B
文献日 : 2021-04-20
发明人 : 王新泉 , 刁红国
申请人 : 浙江大学城市学院
摘要 :
权利要求 :
1.新增墩柱承载钢桁梁加固跨既有线桥梁的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:在桥梁底部进行桥下支撑体系的施工;所述桥下支撑体系由桩基(35)、承台(36)、新增墩柱(26)、盖梁(40)以及支座(27)组成;所述新增墩柱(26)为钢管混凝土墩柱,由外侧的钢管(37)包裹混凝土(39)和钢筋(46)组成,所述钢管(37)通过导向定位支架(41)安装和接长;所述导向定位支架(41)由导向环(42)和定位架(43)组成,导向环(42)为一圆环形结构,其外径等于钢管(37)的内径,定位架(43)为十字形结构并固定在导向环(42)内,其上设置有钢筋孔(44),所述导向环(42)的外侧设置有限位环(45);所述新增墩柱(26)的第一节钢管(37)插入承台(36)内,通过导向定位支架(41)进行安装定位,新增墩柱(26)的纵向的钢筋(46)插入导向定位支架(41)的钢筋孔(44)中,钢管(37)插入导向定位支架(41)上,并在限位环(45)处施作焊缝(38),并满焊连接;所述钢管(37)的接长通过在两节钢管(37)之间插入导向定位支架(41),并在限位环(45)处施作焊缝(38),并满焊连接;
步骤2:原桥梁结构包括混凝土纵梁(20)、混凝土横梁(21)、拱圈(28)和吊杆(29),混凝土纵梁(20)和混凝土横梁(21)相互垂直布置,混凝土横梁(21)下部设有横梁牛腿(30),横梁牛腿(30)端部通过锚固螺栓(32)固定连接吊杆(29)下端,吊杆(29)上端连接拱圈(28);
拆除原桥梁两侧人行道处的桥面铺装(33)、桥面板(31)及栏杆(34);
步骤3:在桥梁下方进行预应力顶推体系的安装作业;所述顶推体系由水平预应力桁架支撑系统、水平顶推系统以及竖直钢管支墩支撑系统组成;所述水平预应力桁架支撑系统由贝雷架(1)拼接而成,贝雷架(1)的两端设置有导向垫板(5),桁架预应力筋(2)穿过两导向垫板(5)和贝雷架(1),桁架预应力筋(2)一端设置有锚栓(4),另一端设置有张拉千斤顶(3),通过对桁架预应力筋(2)进行张拉,对贝雷架(1)施加水平向预应力;所述水平顶推系统设置位于水平预应力桁架支撑系统上方,水平顶推系统主要由钢垫板(9)、螺旋千斤顶、楔块(6)和四氟滑板(10)组成,所述钢垫板(9)设置在贝雷架(1)上方,螺旋千斤顶由顶出的螺旋千斤顶一(7)和顶入的螺旋千斤顶二(8)组成,螺旋千斤顶一(7)和螺旋千斤顶二(8)相向设置,在螺旋千斤顶一(7)和螺旋千斤顶二(8)的背侧且与两端的导向垫板(5)之间设置有楔块(6);所述竖直钢管支墩支撑系统主要由混凝土垫层(12)、混凝土条形扩大基础(13)以及钢管支墩(15)组成,钢管支墩(15)为两端带法兰盘的钢管结构,钢管支墩(15)通过紧固螺栓(16)接长,钢管支墩(15)两端的带法兰盘通过紧固螺栓(16)连接固定,钢管支墩底部采用紧固螺栓(16)与混凝土条形扩大基础(13)连接固定;钢管支墩(15)顶部设置有端板(18),贝雷架(1)夹在端板(18)和钢管支墩(15)之间并通过紧固螺栓(16)连接固定;钢管预应力筋(17)一端连接在马蹄筋(14)上,另一端穿过钢管支墩(15)和端板(18),端板(18)上设置有张拉千斤顶(3),钢管预应力筋(17)上端连接张拉千斤顶(3),通过对钢管预应力筋(17)进行张拉,对钢管支墩(15)施加竖向预应力;
所述钢垫板(9)的长度等于两导向垫板(5)之间的距离,两导向垫板(5)顶部的高度超出楔块(6);所述四氟滑板(10)放置在钢垫板(9)上,顶推物体放置在四氟滑板(10)上,螺旋千斤顶一(7)和螺旋千斤顶二(8)通过顶推四氟滑板(10)将顶推物体顶出和顶入;所述马蹄筋(14)浇筑在混凝土条形扩大基础(13)内,其水平位置与钢管支墩(15)的轴线位置保持一致;所述水平顶推系统还包括板式千斤顶(19),板式千斤顶(19)放置在四氟滑板(10)或者钢垫板(9)上,对物体进行竖向顶升;
步骤4:通过预应力顶推体系将桥梁两侧的混凝土纵梁(20)顶推出,并进行拆除;在四氟滑板(10)上放置板式千斤顶(19),并对混凝土纵梁(20)进行竖向顶升,使混凝土纵梁(20)与混凝土横梁(21)分离;通过螺旋千斤顶一(7)对四氟滑板(10)进行横向顶出,将混凝土纵梁(20)横向顶出后,进行拆除;
步骤5:将钢纵梁(22)的下弦杆(23)通过顶推体系顶推至指定的位置,同时将上弦杆(24)与下弦杆(23)焊接,并对相邻节段的钢纵梁(22)进行焊接;将钢纵梁(22)的下弦杆(23)吊放至四氟滑板(10)上,通过螺旋千斤顶二(8)进行水平顶推,将下弦杆(23)顶推至于混凝土横梁(21)上设置的限位板(25)处,停止横向顶推;在下弦杆(23)与钢垫板(9)之间放入板式千斤顶(19),对下弦杆(23)进行竖直顶升,至下弦杆(23)的表面与混凝土横梁(21)的底面接触停止顶升;将上弦杆(24)吊装至下弦杆(23)上方并进行焊接,并对邻近的钢纵梁(22)焊接,使之形成一个整体;所述下弦杆(23)与混凝土横梁(21)接触处设置加劲肋(47);
步骤6:对钢纵梁(22)进行竖向顶升,在新增墩柱(26)上方的盖梁(40)上安装支座(27),将钢纵梁(22)卸落至支座(27)上,使原桥梁结构体系由提篮拱桥转换成梁式桥;
步骤7:对桥面进行结构恢复,拆除顶推体系。
2.根据权利要求1所述的新增墩柱承载钢桁梁加固跨既有线桥梁的施工方法,其特征在于,所述步骤6中,在钢纵梁(22)合龙后,通过板式千斤顶(19)对钢纵梁(22)进行同步顶升,在新增墩柱(26)上安装支座(27),然后将钢纵梁(22)卸落至支座(27)上,完成桥梁结构体系转换,使之由提篮拱桥转换成梁式桥。
说明书 :
新增墩柱承载钢桁梁加固跨既有线桥梁的施工方法
技术领域
背景技术
大荷载的交通车辆荷载,这也对既有桥梁的通行能力提出了更高要求。有的桥在投入运营
几年后,由于行车量大,荷载超重等问题或多或少出现了安全隐患,因此,旧危桥梁的加固
已成为一个涉及道路畅通和道路运输安全的重要问题。
分湿接头有裂缝,容易导致桥梁吊杆索力的实际运营状态与理论状态有较大偏差。以目前
桥梁现状中吊杆材料的抗老化疲劳能力,施工工艺水平等都难以根本上解决旧危提篮拱桥
锚头防护罩内积水、锚头锈蚀及吊杆索力损失问题。为彻底解决旧危吊杆及拱圈的病害问
题,确保旧危桥梁的安全运营和保持耐久性,需对其进行维修加固设计,从根本上提高结构
的承载能力,优化其结构连接、加固方式,保证其结构体系的整体稳定性和安全性;同时为
了保证道路的运输能力,维修改造过程中需尽可能地降低对交通的影响。
发明内容
接吊杆下端,吊杆上端连接拱圈;拆除原桥梁两侧人行道处的桥面铺装、桥面板及栏杆;
通过导向定位支架安装和接长;所述导向定位支架由导向环和定位架组成,导向环为一圆
环形结构,其外径等于钢管的内径,定位架为十字形结构并固定在导向环内,其上设置有钢
筋孔,所述导向环的外侧设置有限位环;所述新增墩柱的第一节钢管插入承台内,通过导向
定位支架进行安装定位,新增墩柱的纵向的钢筋插入导向定位支架的钢筋孔中,钢管插入
导向定位支架上,并在限位环处施作焊缝,并满焊连接;所述钢管的接长通过在两节钢管之
间插入导向定位支架,并在限位环处施作焊缝,并满焊连接。
雷架的两端设置有导向垫板,桁架预应力筋穿过两导向垫板和贝雷架,桁架预应力筋一端
设置有锚栓,另一端设置有张拉千斤顶,通过对桁架预应力筋进行张拉,对贝雷架施加水平
向预应力;所述水平顶推系统设置位于水平预应力桁架支撑系统上方,水平顶推系统主要
由钢垫板、螺旋千斤顶、楔块和四氟滑板组成,所述钢垫板设置在贝雷架上方,螺旋千斤顶
由顶出的螺旋千斤顶一和顶入的螺旋千斤顶二组成,螺旋千斤顶一和螺旋千斤顶二相向设
置,在螺旋千斤顶一和螺旋千斤顶二的背侧且与两端的导向垫板之间设置有楔块;所述竖
直钢管支墩支撑系统主要由混凝土垫层、混凝土条形扩大基础以及钢管支墩组成,钢管支
墩为两端带法兰盘的钢管结构,钢管支墩通过紧固螺栓接长,钢管支墩两端的带法兰盘通
过紧固螺栓连接固定,钢管支墩底部采用紧固螺栓与混凝土条形扩大基础连接固定;钢管
支墩顶部设置有端板,贝雷架夹在端板和钢管支墩之间并通过紧固螺栓连接固定;钢管预
应力筋一端连接在马蹄筋上,另一端穿过钢管支墩和端板,端板上设置有张拉千斤顶,钢管
预应力筋上端连接张拉千斤顶,通过对钢管预应力筋进行张拉,对钢管支墩施加竖向预应
力。
螺旋千斤顶二通过顶推四氟滑板将顶推物体顶出和顶入;所述马蹄筋浇筑在混凝土条形扩
大基础内,其水平位置与钢管支墩的轴线位置保持一致;所述水平顶推系统还包括板式千
斤顶,板式千斤顶放置在四氟滑板或者钢垫板上,对物体进行竖向顶升。
混凝土纵梁横向顶出后,进行拆除。
杆与钢垫板之间放入板式千斤顶,对下弦杆进行竖直顶升,至下弦杆的表面与混凝土横梁
的底面接触停止顶升;将上弦杆吊装至下弦杆上方并进行焊接,并对邻近的钢纵梁焊接,使
之形成一个整体;所述下弦杆与混凝土横梁接触处设置加劲肋。
提篮拱桥转换成梁式桥。
拱桥维修加固的难题,同时无需对拱圈吊杆等进行拆除。
证新增墩柱的轴线精度,同时降低钢管安装、接长的工作量,提高施工效率。
附图说明
层,13‑混凝土条形扩大基础,14‑马蹄筋,15‑钢管支墩,16‑紧固螺栓,17‑钢管预应力筋,
18‑端板,19‑板式千斤顶,20‑混凝土纵梁,21‑混凝土横梁,22‑钢纵梁,23‑下弦杆,24‑上弦
杆,25‑限位板,26‑新增墩柱,27‑支座,28‑拱圈,29‑吊杆,30‑横梁牛腿,31‑桥面板,32‑锚
固螺栓,33‑桥面铺装,34‑栏杆,35‑桩基,36‑承台,37‑钢管,38‑焊缝,39‑混凝土,40‑盖梁,
41‑导向定位支架,42‑导向环,43‑定位架,44‑钢筋孔,45‑限位环,46‑钢筋,47‑加劲肋。
具体实施方式
可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围
内。
所述钢管37通过导向定位支架41安装、接长,如图15、16所示;所述导向定位支架41由导向
环42、定位架43组成,导向环42为一圆环形结构,其外径等于钢管37的内径,定位架43为十
字形结构并固定在导向环42内,其上设置有钢筋孔44,所述导向环42的外侧,设置有限位环
45,如附图3所示;所述新增墩柱26的第一节钢管37插入承台36内,通过导向定位支架41进
行安装定位,新增墩柱26的纵向的钢筋46插入导向定位支架41的钢筋孔44中,钢管37插入
导向定位支架41上,并在限位环45处施作焊缝38,满焊连接,如图5所示;所述钢管37的接长
通过在两节钢管37之间插入导向定位支架41,并在限位环45处施作焊缝38,满焊连接,如图
6所示。
端设置有导向垫板5,桁架预应力筋2穿过两导向垫板5和贝雷架1,桁架预应力筋2一端设置
有锚栓4,另一端设置有张拉千斤顶3,通过对桁架预应力筋2进行张拉,对贝雷架1施加水平
向预应力;所述水平顶推系统设置位于水平预应力桁架支撑系统上方,水平顶推系统主要
由钢垫板9、螺旋千斤顶、楔块6和四氟滑板10组成,所述钢垫板9设置在贝雷架1上方,螺旋
千斤顶由顶出的螺旋千斤顶一7和顶入的螺旋千斤顶二8组成,螺旋千斤顶一7和螺旋千斤
顶二8相向设置,在螺旋千斤顶一7和螺旋千斤顶二8的背侧,与两端的导向垫板5之间设置
有楔块6,如图7所示;所述竖直钢管支墩支撑系统主要由混凝土垫层12、混凝土条形扩大基
础13以及钢管支墩15组成,钢管支墩15为两端带法兰盘的钢管结构,通过紧固螺栓16接长,
钢管支墩底部采用紧固螺栓16与混凝土条形扩大基础13连接固定;钢管支墩15顶部设置有
端板18,贝雷架1夹在端板18和钢管支墩15之间,通过紧固螺栓16连接固定;钢管预应力筋
17一端连接在马蹄筋14上,另一端穿过钢管支墩15和端板18,端板18上设置有张拉千斤顶
3,通过对钢管预应力筋17进行张拉,对钢管支墩15施加竖向预应力,如图8所示。
顶一7和螺旋千斤顶二8通过顶推四氟滑板10将顶推物体顶出、顶入,如图7所示;所述马蹄
筋14浇筑在混凝土条形扩大基础13内,其水平位置与钢管支墩15的轴线位置保持一致;所
述水平顶推系统还包括板式千斤顶19,通常放置在四氟滑板10或者钢垫板9上,对物体进行
竖向顶升,如图8所示。
出,将混凝土纵梁20横向顶出后,进行拆除,如图9、10所示。
图11所示;在下弦杆23与钢垫板9之间放入板式千斤顶19,对下弦杆23进行竖直顶升,至下
弦杆23的表面与混凝土横梁21的底面接触停止顶升;将上弦杆24吊装至下弦杆23上方并进
行焊接,并对邻近的钢纵梁22焊接,使之形成一个整体,如附图12所示;所述下弦杆23与混
凝土横梁21接触处设置有加劲肋47,提高下弦杆23的结构刚度,如图12所示。
之由提篮拱桥转换成梁式桥,如附图13、14、15、16所示。