基于车组的桥梁大高度升降移位装备及其施工方法与流程

本发明涉及桥梁升降、移位、拆除、安装施工技术领域，特别涉及一种基于车组的桥梁大高度升降移位装备及其施工方法。

背景技术：

随着我国人们生活水平的提高以及公路建设与城市化进程的加快，部分城市和公路桥梁出现了规划不满足需求、通行能力不足、承载能力不够、桥梁净空不足等问题，多数需拆除、更换或移位，在进行上述作业时，特别是针对大净空、大吨位的桥梁，现有技术存在以下几点不足：

(1)桥梁拆除时，对于桥下净空较大(超过6m)的桥梁、较难直接采用凿除方法拆除，特别是无法采用爆破拆除的桥梁，只能采用先下降后分解的方式进行拆除，如既有的基于连续提升油缸的提升下放拆除方法施工难度大，需要较大的桥侧作业空间，不具有通用性，现有的基于千斤顶的桥梁顶升下放拆除方法工效低，安全性差；

(2)桥梁建造时，受公路运输限载限高限宽的影响，特别是基于工业化预制的大吨位或大净空的梁体难以在公路上进行运输安装，既有技术只能采用分片运输吊装方式建造，现场作业工作量大，工期较长，安全和质量难以保证；

(3)桥梁移位时，既有的顶升和提升技术基本只能竖向移动，顶推技术复杂且基本只能水平移动，转体技术非常复杂且只能有限转动，既有技术对于要求大净空、快速多向移位的桥梁的适应性差，组合使用的经济性很差。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于车组的桥梁大高度升降移位装备及其施工方法，具有升降移位结构简单、组装方便、升降移运支撑组件可以反复利用，对组装位置并无限制，可实现大净空桥梁(群)的快速拆除、更换、移位。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于车组的桥梁大高度升降移位装备，包括车组和升降移运支撑组件，所述车组设置在升降移运支撑组件的下部，所述升降移运支撑组件包括：

至少两排沿梁纵向布置的转化连接梁，每排所述转化连接梁的下部固定安装有多个竖直平行设置的梁下外立柱，在所述梁下外立柱内侧设有多个与之平行设置的梁下内立柱，所述梁下内立柱的顶部与转化连接梁底部固定连接，所述梁下内立柱的底部与车组固定连接；

在所述转化连接梁的上部固定安装有多个竖直平行设置的梁上支撑立柱，所述梁上支撑立柱上固定安装有上分配梁，所述分配梁上设有用于对梁体进行支撑的连接支座。

作为本发明实施例的优选，所述梁下外立柱、梁下内立柱、梁上支撑立柱均由多个标准支撑段组成，多个标准支撑段之间采用可拆卸的螺栓连接。

作为本发明实施例的优选，所述标准支撑段均为模块化制作，标准支撑段的截面形状可以为圆柱形或方柱形或其他稳定柱形。

作为本发明实施例的优选，相邻两排梁上支撑立柱之间通过纵桥向连接片连接，同一排的梁上支撑立柱通过横桥向连接片连接。

作为本发明实施例的优选，所述梁上支撑立柱的下端通过斜撑杆与转化连接梁相连接。

作为本发明实施例的优选，相邻两排梁下内立柱之间通过内立柱纵桥向水平连接杆连接，同一排的梁下内立柱通过内立柱横桥向水平连接杆(10a)连接。

作为本发明实施例的优选，同一侧的梁下内立柱和梁下外立柱通过内外立柱水平连接杆连接，同一排的梁下外立柱通过外立柱水平连接杆相连接。

作为本发明实施例的优选，在所述车组上固定安装有垫平固定梁，梁下内立柱的底部通过垫平固定梁与车组相连接。

本发明实施例提供一种适用于大高度桥梁下降的实施方法，包括以下步骤：

(1)先将基于车组的桥梁大高度升降移位装备在场外组装完成，通过车组整体托运至梁体底部的指定位置，上分配梁与梁体的底部留出一小段空间安装连接支座；

(2)通过车组向上顶升至接近最大顶升行程，使支座与梁体的底部接触，并使车组的顶升压力达到设计吨位；

(3)采用切割方式切断梁体，使之处于可下放状态，此时梁体的所有荷载均通过梁下内立柱作用至车组上，并使得梁下外立柱距离地面约一个标准连接段长度；

(4)通过车组整体同步下降一个标准连接段的长度，使得梁下外立柱落于找平垫块上，车组继续下降，直至梁下内立柱的反力全部转化至梁下外立柱上，并使梁下内立柱脱空，拆除梁下内立柱最下一节的标准连接段；

(5)车组整体同步顶升一个连接段的距离，直至垫平固定梁与梁下内立柱完全接触，并承担全部梁下外立柱的全部荷载，使得梁下外立柱脱离找平垫块，拆除梁下外立柱的最下一节的标准连接段；

(6)循环步骤(4)和(5)，使得梁体交替下放，直至梁体下降到设计高程，进而对梁体进行相关处置，直接将梁体移至指定位置再行施工和安装。

本发明实施例提供一种适用于大高度桥梁顶升、移位、安装的实施方法，包括以下步骤：

(1)在车组上组装好转化连接梁及以上构件，转化连续梁与车组之间纵桥向安置有垫平固定梁；

(2)将低位预制好的梁体通过车组安全运至指定安装点，距离墩柱水平向一定距离，保证梁体能顺利顶升，此时梁体荷载全部作用于车组上；

(3)车组就位后，进行现场调试，保证支撑结构竖直，垫平固定梁水平；

(4)调试完成后，将车组同步顶升，使得梁下外立柱距离地面超过一个标准连接段长度，在梁下外立柱最下端增加一节标准连接段；

(5)车组整体同步下降，梁下外立柱7落于找平垫块13上，直至梁下内立柱8的反力全部转化至梁下外立柱上，此时，车组继续下降，使梁下内立柱与垫平固定梁脱空超过一个标准连接段长度，在梁下内立柱最下端增加一节标准连接段；

(6)循环步骤(4)和(5)，依次分别在梁下内立柱和梁下外立柱的最下面增加一节标准连接段，使得梁体逐步顶升，直至设计的顶升高度；

(7)车组移位至指定安装点后，将梁体进行下放，直至梁体准确落于墩柱，撤出车组升降移运装备，进而对梁体进行相关处置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述的基于车组的桥梁大高度升降移位装备具有结构简单、组装方便、各升降移运支撑组件可以反复利用，对组装位置并无限制，可实现大净空桥梁(群)拆除或更换或移位，在安全、适应、快速、通用、经济等方面均具有明显优势，包括以下几点优势：

(1)安全：顶升过程中支架对梁体的支撑点未变化，有利于保障梁体的安全；车组将液压系统、控制系统、车辆系统集成一体，简化了移位操作，可保障作业安全；桥梁升降移运装备易于标准化，机械化程度高，操作简便，基本无高空作业；大幅减少在影响交通的区域进行作业的时间，提高了桥梁升降移位时的交通安全。

(2)适应性：可适用于各种吨位的桥梁，对地基要求较低；可适应桥梁拆除、更换和移位，可适应小吨位梁片和整跨桥梁，提高了桥梁建设的工业化程度。

(3)快速：升降移运支架整体移运吊装，采用车组直接就位方式，现场作业时间大大减少，较传统提升、顶升有明显优势；车组可根据工程需求选择必要的单次最大顶升或下降行程及旋转角度；较既有移位技术有更高效的作业能力。

(4)经济：车组及标准化的升降移运装置可实现多次周转使用，增加了桥梁拆除、更换或移运的机动性、适应性及快速作业，特别是大净空的桥梁升降和大范围桥梁转动和移位，该技术具有很好的经济性，特别是项目的系统经济性非常好。

附图说明

图1为本发明基于车组的桥梁大高度升降移位装备的结构组成俯视图；

图2为本发明基于车组的桥梁大高度升降移位装备的组成立面示意图；

图3为本发明梁下内支撑结构侧面示意图；

图4为本发明梁下外支撑结构侧面示意图；

图5为本发明标准连接段结构示意图；

图6为基于车组的桥梁大高度升降移位装备下降梁体(连续梁或简支梁的梁段)的步骤示意图；

图7为基于车组的桥梁大高度升降移位装备顶升梁体(整跨简支梁，或连续梁段)的步骤示意图；

图中标记所示：

1、支座装置；2、上分配梁；3、梁上支撑立柱；4、纵桥向连接片；4a、横桥向连接片；5、斜撑杆；6、转化连接梁；7、梁下外立柱；8、梁下内立柱；9、内外立柱水平连接杆；9a、外立柱水平连接杆；10、内立柱纵桥向水平连接杆；10a、内立柱横桥向水平连接杆；11、垫平固定梁；12、车组；13、找平垫块；14、卡槽；15、梁体；16、支撑中心线；17、切割线；18、路面；19、墩柱。

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。

参见图1至5所示，本发明实施例提供一种基于车组的桥梁大高度升降移位装备，具体包括车组12和升降移运支撑组件，其中车组12设置在升降移运支撑组件的下部，在本实施例中，车组12可以为spmt、运架一体机、多动能运输车等，车组12将传统方法的液压系统、控制系统、车辆系统集成一体，可自由升降和移位，车组单次最大行程和旋转角度根据工程需求配置，旋转可达360°。其中，车组12和升降移运支撑组件为成套配置，在本实施例中，车组12和升降移运支撑组件至少为两套。

参见图1至5所示，在本实施例中，升降移运支撑组件具体包括至少两排沿梁体15纵向布置的转化连接梁6，每排转化连接梁6的下部固定安装有多个竖直平行设置的梁下外立柱7(在本实施例中，梁下外立柱7为三个，具体个数根据施工设计来配置)，在梁下外立柱7内侧设有多个与之平行设置的梁下内立柱8，所述梁下内立柱8的顶部与转化连接梁6底部固定连接，梁下内立柱8的底部与车组12固定连接。在转化连接梁6的上部固定安装有多个竖直平行设置的梁上支撑立柱3，所述梁上支撑立柱3上固定安装有上分配梁2，所述分配梁2上设有用于对梁体15进行支撑的连接支座2。在本实施例中，梁上支撑立柱3与梁下内立柱8的配置数量相同，且梁上支撑立柱3与梁下内立柱8在竖直方向上同轴设置，保证升降移运支撑组件的安装、拆除、移位施工过程中支撑点的稳定性。在本实施例中，梁体15通过上分配梁2将荷载传递至梁上支撑立柱3，并下传至梁上支撑立柱(梁下外立柱7、梁下内立柱8)。梁上支撑立柱3与梁下外立柱7、梁下内立柱8均通过转化连接梁6进行连接，梁下内立柱8通过垫平固定梁11作用于车组，梁下外立柱7作用于地面找平垫块13。

参见图1至5所示，在本实施例中，梁下外立柱7、梁下内立柱8、梁上支撑立柱3均由多个标准支撑段组成(当然，在本实施例中，下外立柱7、梁下内立柱8、梁上支撑立柱3所组成的标准支撑段的规格和尺寸可相同也可以不同)。多个标准支撑段之间采用可拆卸的螺栓连接。在本实施例中，标准支撑段由工厂模块化制作，其形式为圆柱形或方柱形，也可为其他稳定柱形。

在本实施例中，相邻两排梁上支撑立柱3之间通过纵桥向连接片4连接，同一排的梁上支撑立柱3通过横桥向连接片4a连接。梁上支撑立柱3的下端通过斜撑杆5与转化连接梁6相连接。在本实施例中，上分配梁2由钢结构或其他强度满足要求的构件组成，在上分配梁2上与梁上支撑立柱3竖直方向上同轴的部位配置连接支座1，使梁体荷载均匀分布在几个支撑点上，连接支座1可以是橡胶垫块、木材等柔性材料，使梁体15保持原有水平状态，并将其荷载全部在竖直方向上传至下部的支撑构件(梁上支撑立柱3、梁下外立柱7、梁下内立柱8)。

在本实施例中，梁上支撑立柱3的底部置于转化连接梁6上，通过螺栓或其他形式固定在转化连接梁6上，并通过斜撑杆5加固，转化连接梁6纵桥向布置，其材质为钢构件或其他满足强度要求的材质均可。斜撑杆5通过螺栓或其他可靠形式将梁上支撑立柱3与转化连接梁6连接，保证结构稳定性。

参见图1至5所示，在本实施例中，相邻两排梁下内立柱8之间通过内立柱纵桥向水平连接杆10连接，同一排的梁下内立柱8通过内立柱横桥向水平连接杆10a连接。同一侧的梁下内立柱8和梁下外立柱7通过内外立柱水平连接杆9连接，同一排的梁下外立柱7通过外立柱水平连接杆9a相连接。在本实施例中，设置沿梁体1的纵向设置两排梁上支撑立柱3、梁下外立柱7、梁下内立柱8，每排分别设置3组梁上支撑立柱3、梁下外立柱7、梁下内立柱8。其中，梁下内立柱8的布置形式与梁上支撑立柱3在竖直方向上同轴设置，梁上支撑立柱3、梁下外立柱7、梁下内立柱8上下两个标准连接段通过圆柱插头插入，限制水平错位，保证结构稳定性；标准连接段其形式为圆钢柱，钢柱靠上部位对应的四个方向分别焊接一个吊耳，其目的是方便标准连接段吊起，同时横向连接杆与标准连接段更好的连接。梁下内立柱8与车组12通过垫平固定梁11连接且可拆卸，垫平固定梁11为固定连接在车组12上的钢构件，车组12上升时可顶起梁下内立柱8，车组12下降时可使梁下内立柱12与垫平固定梁11脱离，方便拆除连准连接段。梁下外立柱7在车组12两边各布置一排，其沿横桥向的根数可根据桥梁受力情况删减。

在本实施例中，基于车组的桥梁大高度升降移位装备的实施过程中，车组12顶升时，梁下内立柱8承担全部梁体15荷载，使梁下外立柱7与找平垫块13脱离，此时可从梁下外立柱7的下部拆除或安装一节标准连接段；车组12下降时，梁下外立柱7支撑于找平垫块13上，使梁下内立柱8脱离车组12，此时可从梁下内立柱8下部拆除或安装一节标准连接段。

根据上述的基于车组的桥梁大高度升降移位装备的结构本发明提供两种实施案例来进行进一步的阐述。

实施案例一：

一种车组升降位移装备下放桥梁施工方法，主要用于桥梁拆除，将桥梁下降至安全高度移运，同时满足运输通道的净高要求，或下降至可直接安全凿除的高度。

如图6所示，实施时，先将基于车组的桥梁大高度升降移位装备在场外组装完成，通过车组12整体托运至梁体15底部的指定位置，上分配梁2与梁体15的底部留出一小段空间安装连接支座1，保证支撑构件(梁上支撑立柱3、梁下外立柱7、梁下内立柱8)竖直，车组12上的垫平固定梁11顶面水平，且保证支撑构件之间牢靠连接；就位完成后，通过车组12向上顶升至接近最大顶升行程，使连接支座1与梁体15底部接触，并使车组12的顶升压力达到设计吨位；采用切割方式切断梁体15，使之处于可下放状态，此时梁体15的所有荷载均通过梁下内立柱8作用至车组12上，并使得梁下外立柱7距离地面约一个标准连接段长度；通过车组12整体同步下降一个标准连接段的长度，使得梁下外立柱7落于找平垫块13上，车组12继续下降，直至梁下内立柱8的反力全部转化至梁下外立柱7上，并使梁下内立柱8脱空，拆除梁下内立柱8最下一节的标准连接段；车组12整体同步顶升约一个连接段的距离，直至垫平固定梁11与梁下内立柱8完全接触，并承担全部梁下外立柱8的全部荷载，使得梁下外立柱7脱离找平垫块13，拆除梁下外立柱7的最下一节的标准连接段；循环前面的同步顶升和下降作业，依次分别拆除梁下内立柱8和梁下外立柱7的最下一节的标准连接段，使得梁体交替下放，直至梁下内立柱8全部拆除，转化连接梁6坐落于垫平固定梁11上，进而对梁体进行相关处置，或移至指定位置再行施工和安装。

实施案例二：

桥梁在低标高位置预制或现浇建造，通过顶升方式将桥梁顶至设计标高再行安装，或者将低位预制的桥梁安全移运至指定地点，经顶升并平移后落于墩台。

如图7所示，实施时，先在车组12上组装好转化连接梁6及以上结构，转化连续梁6与车组12之间纵桥向安置有垫平固定梁11，然后将低位预制好的梁体15通过车组12安全运至指定安装点附近，距离墩柱水平向一定距离，保证梁体15能顺利顶升，此时梁体的荷载全部作用于车组12上；车组12就位后，进行现场调试，保证支撑结构支撑构件(梁上支撑立柱3、梁下外立柱7、梁下内立柱8)竖直，垫平固定梁11水平；调试完成后，将车组12同步顶升，使得梁下外立柱7距离地面超过一个标准连接段长度，在梁下外立柱7最下端增加一节标准连接段；车组12整体同步下降，梁下外立柱7落于找平垫块13上，直至梁下内立柱8的反力全部转化至梁下外立柱7上，此时，车组继续下降，使梁下内立柱8与垫平固定梁11脱空超过一个标准连接段长度，在梁下内立柱最下端增加一节标准连接段；循环前面的顶升和下降步骤，依次分别在梁下内立柱8和梁下外立柱7的最下面增加一节标准连接段，使得梁体逐步顶升，直至设计的顶升高度，在增加标准连接段的时候，为保证立柱整体稳定性，增加横向连接杆件；车组12移位至指定安装点后，将梁体进行下放，步骤同实施案例一，直至梁体准确落于墩柱，撤出车组升降移运装备，进而对梁体进行相关处置。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。