钢桁梁悬索桥桥面板纠偏复位顶推施工系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种土木工程领域的钢桁梁悬索桥运营期间桥面板纠偏复位顶推施工系统及方法，具体地说是涉及一种在桥面板发生纵向偏移后进行顶推复位的施工系统及方法。
【背景技术】
[0002]钢桁梁悬索桥由于具有造型美观，跨越能力强，对地形条件适应性好的优点，成为我国中、西部多山地区交通基础建设中特大跨桥梁的主要型式之一。钢桁梁悬索桥的桥面板可以采用桥面板的面板本体和桥面板纵梁组成的正交异性钢桥面板，也可以采用钢格梁-混凝土板的叠合桥面板，通常桥面板与钢桁梁间通过支座进行连接，形成桥面板-钢桁梁分离的支承受力体系。
[0003]在钢桁梁悬索桥的运营过程中，受车辆荷载、温度变化作用等外界影响因素作用，桥面板与钢桁梁之间的相对位置会发生变化，两者之间的支座需要承受这种位置变化带来的作用荷载。当桥梁运营一段时间，支座在这种频繁作用的荷载下发生损坏后，桥面板则会产生相对钢桁梁的不可恢复的纵向偏移的病害，改变桥梁运营受力状态，影响桥梁运营安全可靠性。这种情况下，需要进行桥面板的顶推复位和支座更换的维修工作。传统的桥面板顶推复位的施工方法是支架拖拉法。
[0004]支架拖拉法是在悬索桥索塔下横梁处设置临时顶推反力支架，在临时顶推反力支架上固定放置穿心式千斤顶，在待顶推桥面板上设置拖拉吊耳，用钢绞线束连接拖拉吊耳和穿心式千金顶，利用穿心式千斤顶带动钢绞线束的纵向移动拖拉桥面板复位。该施工方法顶推复位作业时间短，复位精度较高，但对临时顶推反力支架设计要求较高，需要搭设高空施工作业平台，顶推复位时需要控制车辆通行；导致维修施工费用较高，同时施工作业时需要封闭交通。
[0005]上述钢桁梁悬索桥桥面板顶推复位的施工方法存在明显的局限性，在山区深切峡谷地区实施难度较大，因此有必要研究发展施工难度较小，费用较低的钢桁梁悬索桥桥面板纠偏复位顶推施工系统及相应施工方法。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种不需要对桥面运营交通状态进行限制，不需要设置顶推反力支架的钢桁梁悬索桥桥面板纠偏复位顶推施工系统及方法。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
钢桁梁悬索桥桥面板纠偏复位顶推施工系统，包括约束限位装置和复位位移测量装置；所述约束限位装置包括下端板、上端板和支撑斜杆，下端板与钢桁梁悬索桥的钢桁梁横梁上弦杆焊接连接，上端板与钢桁梁悬索桥的桥面板纵梁焊接连接，支撑斜杆上下两端分别与上端板、下端板连接。
[0008]进一步，所述上端板和下端板上均开有螺栓孔，用于与支撑斜杆的连接。
[0009]进一步，所述约束限位装置的上端板、下端板均可为钢节点板。
[0010]进一步，所述支撑斜杆由上连接板、支撑杆、下连接板组成。所述上连接板由上连接节点板和上连接端板组成，上连接节点板与上连接端板垂直焊连，其中上连接节点板上开有螺栓孔，与上端板通过螺栓固定连接，其中上连接端板上焊接有第一直螺杆。所述下连接板由下连接节点板和下连接端板组成，下连接端板与下连接节点板垂直焊连，其中下连接节点板上开有螺栓孔，与下端板通过螺栓固定连接，其中下连接端板上焊接有第二直螺杆。所述支撑杆的上端面设置有带螺栓孔的上封闭端板，支撑杆的下端面设置有带螺栓孔的下封闭端板。所述上连接端板上的第一直螺杆头部穿过支撑杆的上封闭端板的螺栓孔后，利用第一双螺母固定；所述下连接端板上的第二直螺杆头部穿过支撑杆的下封闭端板的螺栓孔后，利用第二双螺母固定。利用第一双螺母、第二双螺母可将支撑杆与上、下连接板连接固定。
[0011]进一步，所述复位位移测量装置由磁性表座和架设在磁性表座上的大量程位移传感器组成。所述大量程位移传感器通过磁性表座安装在桥面板纵梁的跨中位置，大量程位移传感器的探针与安装在钢桁梁横梁上弦杆上的支座支墩接触，测量桥面板纵梁与钢桁梁横梁上弦杆之间的相对位移，即测量桥面板的面板本体与钢桁梁悬索桥的钢桁梁间的相对位移，实时监测桥面板纵梁的跨中位置的顶推复位位移情况。所述大量程传感器的量程宜大于50mmo
[0012]进一步，所述桥面板的结构为现有技术，包括桥面板的面板本体和桥面板纵梁。钢桁梁悬索桥的钢桁梁横梁上弦杆与钢桁梁悬索桥的钢桁梁固连。
[0013]一种使用如前所述钢桁梁悬索桥桥面板纠偏复位顶推施工系统进行纠偏复位顶推的施工方法，包括如下步骤:
A10、在跨中的桥面板纵梁及钢桁梁横梁上弦杆上分别安装约束限位装置的上端板和下端板；同时，在桥面板偏移侧端部即跨边的桥面板纵梁及钢桁梁横梁上弦杆上也分别安装另一约束限位装置的上端板和下端板；同时，在桥面板纵梁跨中安装复位位移测量装置。
[0014]A20、在上午，当桥面板的面板本体相对钢桁梁悬索桥的钢桁梁出现正温度差时，安装桥面板偏移侧端部的约束限位装置的支撑斜杆，约束跨边位置处的钢桁梁与桥面板的面板本体间的相对位移；随着桥面板的面板本体相对钢桁梁温度差的上升，跨中位置的桥面板的面板本体会发生向纠偏复位方向的位移。在下午，当桥面板的面板本体相对钢桁梁的温度差达到最大值，并开始下降时，安装桥面板纵梁跨中处的约束限制装置的支撑斜杆，约束跨中位置处的钢桁梁与桥面板的面板本体间的相对位移；同时，拆除桥面板偏移侧端部的约束限位装置的支撑斜杆，解除跨边位置处的钢桁梁与桥面板间的相对位移限制；随着桥面板的面板本体相对钢桁梁温度差的下降，跨边位置的桥面板的面板本体会发生向纠偏复位方向的位移。
[0015]A30、重复A20中的动作过程，当复位位移测试装置显示待纠偏顶推桥面板的跨中纠偏位移满足设计要求时，若此时桥面板跨中的约束限位装置的支撑斜杆未安装，则安装桥面板跨中的约束限位装置的支撑斜杆，同时可拆除桥面板偏移侧端部的约束限位装置的支撑斜杆；桥面板纠偏复位顶推作业暂时完成。
[0016]A40、当完成桥面板纵梁与钢桁梁横梁上弦杆间的支座的维修和更换工作后，拆除桥面板跨中的约束限位装置的支撑斜杆，拆除安装在桥面板跨中及桥面板跨边的约束限位装置的上端板和下端板，桥面板纠偏复位顶推施工全部完成。
[0017]本发明的优点主要体现为:在桥面板纠偏复位顶推过程中，不需要对桥面运营交通状态进行限制，不需要设置顶推反力支架，不会对桥梁墩台结构受力产生不利影响。
【附图说明】
[0018]图1为本发明提供的桥面板纠偏顶推施工系统立面图；
图2为本发明提供的约束限位装置立面图；
图3为本发明提供的约束限位装置支撑斜杆立面图；
图4为本发明提供的复位位移测量装置立面图；
图5为钢桁梁悬索桥桥面板纠偏顶推施工方法的工序步骤一:施工准备工作工序；
图6为钢桁梁悬索桥桥面板纠偏顶推施工方法在工序步骤二:跨中桥面板的面板本体向复位方向顶推；
图7为钢桁梁悬索桥桥面板纠偏顶推施工方法在工序步骤三:跨边桥面板的面板本体向复位方向顶推；
图8为钢桁梁悬索桥桥面板纠偏顶推施工方法在工序步骤四:跨中桥面板的面板本体顶推复位后，约束跨中位置桥面板与钢桁梁间的相对位移。
[0019]图中:1--钢桁梁；2--桥面板的面板本体；3--桥面板纵梁；4--钢桁梁横梁上弦杆；5—一支座；6—一支座支墩；7—一约束限位装置；8—一复位位移测量装置；9一一上端板；10—一下端板；11一一支撑斜杆；12—一上连接节点板；13—一下连接节点板；14一一支撑杆；15—一上连接端板；16—一下连接端板；17-1—一第一直螺杆；
18-1--第一双螺母；19_1--上封闭端板；17_2--第二直螺杆；18_2--第二双螺母；
19-2--下封闭端板；20--大量程位移传感器；21--磁性表座；KB:跨边；KZ:跨中。
【具体实施方式】
[0020]为了适应在不限制交通情况下进行钢桁梁悬索桥桥面板纠偏施工的需要，本发明提供了一种钢桁梁悬索桥桥面板纠偏复位顶推施工系统及方法。下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做出详细的说明。
[0021]如图1所示，钢桁梁悬索桥桥面板纠偏复位顶推施工系统包括约束限位装置7和复位位移测量装置8。
[0022]如图2所示，所述约束限位装置7包括下端板10、上端板9和支撑斜杆11。所述下端板10与固连于钢桁梁1上的钢桁梁横梁上弦杆4焊接连接，上端板9与固连于支承桥面板的面板本体2上的桥面板纵梁3焊接连接。所述约束限位装置7的支撑斜杆11两端分别与上端板9和下端板10连接后，可以用于限制桥面板纵梁3与钢桁梁横梁上弦杆4间的相对位移，即约束钢桁梁1与桥面板的面板本体2间的相对位移。
[0023]如图3所示，所述约束限位装置7的支撑斜杆11由上连接板、支撑杆14、下连接板组成；本实施例中，上连接板包括上连接节点板12和上连接端板15，上连接节点板12与上连接端板15垂直焊连；下连接板包括下连接节点板13和下连接端板16，下连接节点板13与下连接端板16垂直焊连。所述上连接板与上端板9通过螺栓固定连接，本实施例中，具体为上连接板的上连接节点板12通过螺栓与上端板9连接。下连接板与下端板10通过螺栓固定连接，本实施例中，具体为下连接板的下连接节点板13与下端板10通过螺栓连接。所述支撑杆