专利名称：一种拱桥顶升的施工方法
技术领域：
本发明涉及一种桥梁的维修与加固技术，尤其涉及拱桥顶升的施工方法。
背景技术：
在河道、公路、铁路改造时，桥梁常常因净空不足而需要对其整体进行顶升，拱桥因受力较为复杂，其顶升更是桥梁顶升中的难点问题。桥梁顶升施工必须保证原桥结构的整体性、安全性、可靠性，必须避免顶升过程中极易发生的水平偏位、扭曲、振动、冲击等状况的发生，确保新结构安全可靠不低于原结构，因此顶升位移的同步性和受力均衡是施工控制的关键。拱桥顶升施工的关键在于抵消拱桥顶升过程中的水平推力，实际应用中常常采取以三种施工方案(I)在墩座内侧开内大外小锚槽，将预应力筋通过锚具和混凝土锚固在锚槽内，张拉预应力筋，然后将墩座与基础切开；(2)在墩座后切缝，然后在墩座中钻水平孔，贯通墩座，张拉预应力筋，预应力筋锚固在墩座后部；(3)在墩座后切垂直缝，安装滑动装置，顶升时依靠滑动装置减小阻力，同时提供水平推力。上述三种方案都存在一些缺点。方案I锚固强度不足，张拉预应力风险高，中部需要附加锚固。方案2墩座后需切割出足够张拉空间，切割面积大，费用高。而且方案I和方案2中，预应力钢筋标高在桥下现有路面以下，需局部破坏路面。方案3对墩座后竖缝切割精度要求很高，存在误差时可能卡死，风险较高
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单、安全性高的拱桥顶升施工方法。本发明的技术方案具体内容为一种拱桥顶升的施工方法，包括以下步骤
(I)浇筑顶升底座将拱桥基础部位开挖至混凝土基础顶面，然后浇筑混凝土对原拱墩向桥梁内侧进行纵向扩展处理，扩展后的新拱墩长度大于第一拱肋外侧到第二拱肋内侧的距离，扩展部位与原基础、原拱墩之间应凿毛，凹凸深度不小于6mm，这样可以使加宽部位与原基础、原拱墩的连接更牢固，斜面间植筋，扩展处理后的新拱墩作为顶升底座，顶升底座是拱桥顶升的反力基础，在拱桥顶升就位后用混凝土与上部托盘梁浇筑连接成整体。(2)浇筑托盘梁和张拉预应力钢绞线在拱墩上方浇筑托盘梁，托盘梁为长方体状的混凝土平台，其外端端点在第一拱肋外侧，其内端端点在同一水平面的主拱的内侧，其宽度大于拱肋的宽度；托盘梁与顶升底座之间的间隙高度等于吊顶钢板厚度、千斤顶高度、工具式垫块厚度和预留的操作空间高度四者之和；托盘梁中张拉锚固有若干条预应力钢绞线，对主拱两端进行拉接处理以抵消拱桥顶升过程中的水平推力，预应力钢绞线的尺寸和数量要对拱桥受力进行分析、计算来确定。所述托盘梁在浇筑时可以预埋若干根纵向波纹管，用于张拉锚固所述预应力钢绞线。(3)设置限位装置在桥台端头浇筑钢筋混凝土挡块，防止拱桥顶升时发生纵向偏移；在桥面护栏上铆接三角钢支架，钢缆绳一端固定在三角钢支架上，另一端穿入花兰螺丝上端，花兰螺丝下端连接锚杆，锚杆锚入拱桥基础中，调整花兰螺丝壳限制、调整拱桥横向位移。每次顶升前，先在法兰接头处预留一次顶升行程所需要的长度，拧紧花兰螺丝，进行顶升。当顶升过程中出现失稳时，应及时调整花兰螺丝使桥梁保持稳定。其中，步骤(I)、(2)、(3)的次序可互换。(4)整体顶升 a.清理伸缩缝后，在顶升底座上布置、安装若干个千斤顶和支撑钢管，在桥台支座处布置、安装若干个千斤顶，所需千斤顶和支撑钢管的数目主要依据顶升桥梁的重量来确定。b.待所有准备工作完成后，对千斤顶进行冲压60%，使其初步受力，然后利用绳锯对锚固点和桥拱与拱座之间的连接进行切割分离，使其全部脱开，切割标高在顶升平台与顶升底座之间部位。c.检验顶升系统的可靠性，包括检验元件的可靠性、系统的可靠性、液压油的清洁度、力闭环的稳定性、位置闭环的稳定性等。d.称重先要进行保压试验，安装完毕油缸、油管、泵站操纵台、监测仪并检查无误，按计算荷载的70% 90%加压，进行油缸的保压试验，检查整个系统的工作情况，油路情况；顶升前应测定每个顶升点处的实际荷载依据计算顶升荷载，采用逐级加载的方式进行，在一定的顶升高度内(riOmm),通过反复调整各组的油压，可以设定一组顶升油压值，使每个顶点的顶升压力与其上部荷载基本平衡，将每点的实测值与理论计算值比较，计算其差异量，由液压工程师和结构工程师共同分析原因，最终由领导组确定该点实测值能否作为顶升时的基准值，如差异较大，将作相应调整。e.确定交验点。f.试顶升为了观察和考核整个顶升施工系统的工作状态以及对称重结果的校核，在正式顶升之前，应进行试顶升，试顶升结束后，提供整体姿态、结构位移等情况，为正式顶升提供依据；
d.正式顶升。(5)接高施工，即桥梁顶升完成后进行桥台支座接高浇筑，新拱墩接高浇筑；
(6)支座安装混凝土接高部分施工完成，混凝土养护达到设计强度后，安装支座，进行落梁；
进一步地，所述锚杆的埋置长度为20倍的锚杆直径。本发明的优点在于操作简单，安全性高，传力明确；虽顶升后拱跨略有减小，但顶升就位后桥墩基础整体性好，总体安全度比原设计更高。
图I为实施例的原拱桥结构示意 图2为实施例的施工方法流程 图3为实施例的拱桥建模受力分析 图4为实施例的顶升前立面图和平面 图5为实施例的顶升前立面图2 ；
图6为实施例的横向限位装置结构示意图；图7为实施例的千斤顶位置布置 图8为实施例的顶升底座配筋大样 图9为实施例的托盘梁预埋波纹管位置 图10为实施例的顶升后立面图。图中标记I一主拱，21 一第一拱肋,22一第二拱肋，3一顶升底座，31 一原拱墩，32—扩展部位，4一桥台，41 一桥台支座，5—基础顶面，6—预应力钢绞线，7—托盘梁，71—波纹管，8一千斤顶，9一支撑钢管，10—墩座接闻部分，11一桥台接闻部分，12一桥面护栏，13—法兰连接处，131—钢缆绳，132—花兰螺丝，133—锚杆，14 一三角钢支架。
具体实施例方式下面结合具体实施例和说明书附图，对本发明进行进一步说明。待顶升的拱桥为某高速公路的上跨人行天桥，其结构为上承式拱桥。桥梁全长49. 59米，主跨为36. 6米，桥梁宽5. 5米，荷载等级为公路-II级。上部结构采有C40钢筋砼，支架现浇，桥台两侧设浆砌片石溜槽。现由于净空不足，需对其整体进行顶升，顶升高度为I. 4米。如图I所示，在拱桥顶升之前先要进行施工方案设计和论证以及进行一些施工准备。一、施工方案设计和论证 (一)预应力钢绞线计算
本工程采用civil midas建立桥梁分析模型。在第一桥孔设托盘梁后建模，设定边界条件运行分析得各支座受力如图2所示。则水平力大小
Fx=n66kN,方案中釆用.IH张拉预应力钢绞线5季担水平力。
拟职用直径 15. 2mm, I x 7 钢绞线,Fjrtk = 1860 N / mm 2 ,
权利要求
1.一种拱桥顶升的施工方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)浇筑顶升底座将拱桥基础部位开挖至混凝土基础顶面，然后浇筑混凝土对原拱墩向桥梁内侧进行纵向扩展处理，扩展后的新拱墩长度大于第一拱肋外侧到第二拱肋内侧的距离，扩展部位与原基础、原拱墩之间应凿毛，凹凸深度不小于6mm，斜面间植筋，扩展处理后的新拱墩作为顶升底座； (2)浇筑托盘梁和张拉预应力钢绞线在拱墩上方浇筑托盘梁，托盘梁为长方体状的混凝土平台，其外端端点在第一拱肋外侧，其内端端点在同一水平面的主拱的内侧，其宽度大于拱肋的宽度；托盘梁与顶升底座之间的间隙高度等于吊顶钢板厚度、千斤顶高度、工具式垫块厚度和预留的操作空间高度四者之和；托盘梁中张拉锚固有若干条预应力钢绞线，对主拱两端进行拉接处理以抵消拱桥顶升过程中的水平推力； (3)设置限位装置在桥台端头浇筑钢筋混凝土挡块，防止拱桥顶升时发生纵向偏移；在桥面护栏上铆接三角钢支架，钢缆绳一端固定在三角钢支架上，另一端穿入花兰螺丝上端，花兰螺丝下端连接锚杆，锚杆锚入拱桥基础中，调整花兰螺丝壳限制、调整拱桥横向位移； (4)整体顶升 a.清理伸缩缝后，在顶升底座上布置、安装若干个千斤顶和支撑钢管，在桥台支座处布置、安装若干个千斤顶； b.待所有准备工作完成后，对千斤顶进行冲压60%，使其初步受力，然后利用绳锯对锚固点和桥拱与拱座之间的连接进行切割分离，使其全部脱开，切割标高在顶升平台与顶升底座之间部位； c.检验顶升系统的可靠性； d.称重； e.确定交验点； f.试顶升； d.正式顶升； (4)接高施工，即桥梁顶升完成后，进行桥台支座接高浇筑、新拱墩接高浇筑； (5)支座安装混凝土接高部分施工完成，混凝土养护达到设计强度后，安装支座，进行落梁； 其中，步骤(I)、(2)、(3)的次序可互换。
2.如权利要求I所述的拱桥顶升的施工方法，其特征在于，所述托盘梁在浇筑时会预埋若干根纵向波纹管，用于张拉锚固所述预应力钢绞线。
3.如权利要求I所述的拱桥顶升的施工方法，其特征在于，所述锚杆的埋置长度为20倍的锚杆直径。
全文摘要
本发明涉及一种桥梁的维修与加固技术，尤其涉及拱桥顶升的施工方法，其特征在于，包括以下步骤(1)浇筑顶升底座；(2)浇筑托盘梁和张拉预应力钢绞线；(3)设置限位装置；(4)整体顶升；(5)接高施工；(6)支座安装；其中步骤(1)、(2)、(3)的次序可互换。本发明的优点在于操作简单，安全性高，传力明确；虽顶升后拱跨略有减小，但顶升就位后桥墩基础整体性好，总体安全度比原设计更高。
文档编号E01D22/00GK102704414SQ20121020972
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者张凯, 王海, 王海洋, 苟金成, 赵殿峰 申请人:上海同罡建筑工程有限公司