既有桥梁转体利用方法与流程

本发明涉及桥梁施工领域。更具体地说，本发明涉及一种既有桥梁转体利用方法。

背景技术：

高速公路改扩建后需增加2个或4个车道，原来跨越高速公路的上跨桥(人行桥、车行桥、渡槽、匝道桥、立交桥等)常因为原路边桥墩占拓宽后的车道而需要拆除重建。传统的高速公路改扩建工程中跨线桥拆除施工，一般采用全封闭或半幅封闭条件下直接凿除、爆破拆除、搭设支架+切割吊装移除或分段切割后车载支撑移除，非跨路部分多采用直接凿除和切割吊装移除。重建施工多采用装配式小箱梁和钢混组合梁结构形式，通常在全封闭或半幅封闭交通条件下，采用汽车吊、架桥机、龙门吊等装备架设预制梁。该类桥梁涉路拆除和建造施工对高速公路的交通影响较大(占路施工时间长)，施工与交通组织复杂，安全、交通、进度和环保问题突出，已不能符合新时代人们对美好生活的向往需求和建立健全绿色低碳循环发展的经济体系要求。

另外，桥梁转体施工因其自身独特的优势已在桥梁工程中得到广泛运用。目前，桥梁上部结构转体施工方法主要有(1)跨线桥梁尤其是跨既有铁路桥梁的转盘支撑转体施工方法，为梁体绕墩柱平面内旋转；(2)桥梁整跨架设时的车组支撑式整体驮运施工方法，为梁体在车载支撑上随移运车组共同运动和转向，期间发生较远距离的梁体位置变动。

为此，针对高速公路改扩建面临的既有跨线桥必须拆除重建的难题，提出既有高速公路运营条件下与其斜交桥梁的一种既有桥梁转体利用方法及其车载装备，可全面实现安全、绿色、经济、快速、低交通影响的综合效果，符合创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，具有显著的经济价值和社会效益。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种既有桥梁转体利用方法及其车载装备。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种既有桥梁转体利用方法，沿顺桥向方向横向布置至少两套车载装备支撑梁体，车载装备组带动梁体绕旋转中心转动到设计位置。

优选的是，所述方法具体包括以下步骤：

1)对车载装备运输路径进行高平整度处理，并确保地基具有足够的承载能力；同时进行新桥位下部结构以及桥头接线施工；

2)在各桥墩、桥台附近布设车载装备，确保车组在转动过程中不会碰到桥墩、桥台，形成多点支撑移位系统；

3)布置监控系统：监测桥梁结构初始状态、车载装备支撑状态、转体施工过程、同步升降过程的应力、变形；

4)清除梁体转动过程中的所有障碍；

5)梁体同步顶升；

6)各车载装备围绕梁体旋转中心同步转动设定角度；

7)梁体同步顶升，落梁至新支座上；

8)完善桥台剩余部分施工、完善桥面附属设施及引道衔接。

优选的是，所述车载装备由车组、支撑装置、调控装置和辅助设施组成。

优选的是，所述车组由动力系统、车体和控制系统组成。

优选的是，所述支撑装置包括下支撑、上支撑以及固定装置；所述下支撑为上支撑提供支撑平台，所述固定装置用于固定连接车组与支撑装置。

优选的是，所述调控装置置于所述支撑装置上方，用于调节支撑系统整体高度，以及调节支撑装置与被支撑结构之间的契合度。

优选的是，所述辅助设施包括爬梯、平台、标识牌；所述爬梯和平台用于施工人员安装调控装置、监控系统。

优选的是，当旋转中心位于桥梁原有支撑处时，在旋转中心安装转盘支撑；具体为：

所述步骤5)中，当旋转中心采用转盘支撑，在梁体同步顶升后，进行转盘支撑安装，然后落梁；

所述步骤7)中，当旋转中心采用转盘支撑，在梁体同步顶升后，拆除转盘支撑，安装新支座。

优选的是，所述转盘支撑的安装包括以下步骤：

a1.解除待安装转盘支撑处的支座约束，顶升梁体，拆除支座；若墩顶空间不足时，对墩柱进行增大截面改造，将千斤顶放置在增大截面上；

a2.通过地脚螺栓在梁底安装第一钢板，在钢板下方安装摩阻系数低的滑动板(摩阻系数在0.02～0.06之间)，梁体通过滑动板可轻易滑动；

a3.采用高强砂浆将支座垫石找平，埋设第二钢板，并在第二钢板上焊接限位装置；

a4.梁体落于如步骤a3所述第二钢板上。

本发明至少包括以下有益效果：本发明具有安全、绿色、经济、低交通影响、施工快速、适应性好、应用前景广阔等优势。

(1)安全可靠：车载支撑系统为成型产品，系统各组成部分安全度高；施工过程无特殊工艺，工况稳定，便于控制，施工技术风险小；施工过程中占路范围小、时间短，大大减少了跨线施工过程中的安全风险。

(2)绿色环保：减少或避免反复吊装、装卸和转运引起的能耗，减少或避免使用大型用电设施，实现旧桥资源化再利用，采用标准化可周转支架，全面节能、节地、节水、节材和环境保护。

(3)经济：以最小的距离和角度旋转后直接利用旧桥，避免了跨线桥拆除重建，节约了多次交通疏解下的旧桥拆除和新桥建设的大额费用，并最大可能利用旧桥既有的下部结构；同时尽快缩短总工期，减少系统性投入，保障路网收费，节约堵车和绕道车耗与延迟成本。并且该装置主要由市场成形产品组成，组装和加工简单，实现装置本身的成本较低。

(4)低交通影响：避免了桥梁拆除与新建，本方法仅需在桥梁转体施工时封闭交通3小时(可在夜间)，施工快速，大大减少或避免堵车和长期绕道。

(5)适应性好：适用于连续箱梁桥，也适用于钢箱梁桥；适用于高速公路改扩建工程上跨桥，也适用于市政桥梁。

(6)运用前景广阔：该发明是一种实施既有桥梁转体再利用的方法，显示出了良好的技术特点和优越的经济性能，这对于高速公路改扩建工程上跨桥拆除重建以及市政桥梁改造工程来说是非常适合的，具有很好的应用前景。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是步骤1)示意图；

图2是支撑装置设置示意图；

图3是车载装备组拼主视图；

图4是车载装备组拼俯视图；

图5是在各桥墩、桥台附近布设车载装备示意图；

图6是车载装备运输至梁下指定位置示意图；

图7是在中墩处搭设上下桥通道示意图；

图8是在中墩处搭设上下桥通道侧视图；

图9是转盘支撑设置示意图；

图10是桥梁转体利用总体立面示意图；

图11是图10中a-a剖视车载支撑系统示意图；

图12是图10中b-b剖视车载支撑系统示意图；

图13是桥梁转体利用总体平面示意图；

图14是转盘支撑的示意图。

附图标记说明：1施工场地，2移运路径，3材料、设备堆放场地，4高速公路，5支撑装置，6下支撑，7上支撑，8车组，9车载装备，10上下桥通道，11水马锥形桶，12增大截面，13千斤顶，14第一钢板，15滑动板，16第二钢板，17梁体，18挡板。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明提供一种既有桥梁转体利用方法，如图13所示，包括以下步骤：

1)如图1所示，对施工场地与车载装备移运路径进行平整硬化，使基础达到一定承载力，保证施工能正常进行为基准；施工场地与移运路径可共用，同时也可充分利用拓宽路基作为材料、设备堆放场地；同时进行新桥位下部结构以及桥头接线施工。

2)所述车载装备由车组、支撑装置、调控装置和辅助设施组成，具有三向(横向、竖向和纵向)调节功能。所述车组由动力系统、车体和控制系统组成，所述动力系统提供牵引，所述车体承载支撑装置，所述控制系统具有升降、刹车、紧急制动等功能。所述支撑装置包括下支撑、上支撑以及固定装置；所述下支撑为上支撑提供支撑平台，所述上支撑可以是型钢立柱、贝雷梁等多种结构形式，所述固定装置用于固定连接车组与支撑装置。所述调控装置置于所述支撑装置上方，所述调控装置为千斤顶、调平垫块或两者的结合，用于调节支撑系统整体高度，以及调节支撑装置与被支撑结构之间的契合度；所述调平垫块可根据所需牵引静摩擦力大小选择木材、橡胶等多种材料形式。所述辅助设施包括爬梯、平台、标识牌；所述爬梯和平台用于施工人员安装调控装置、监控系统。

如图2～4所示，车载装备组拼：首先在硬化地基上安装所述下支撑，再在下支撑上安装上支撑，紧接着在上支撑上安装辅助设施；支撑装置拼装完成后，车组钻入并抬起支撑装置，拆除下支撑。

3)如图5～6、图10～12所示，在各桥墩、桥台附近布设车载装备，车载装备就位：车载装备经检验合格后行驶至梁下指定位置，确保车组在转动过程中不会碰到桥墩、桥台，形成多点支撑移位系统；

4)布置监控系统：监测桥梁结构初始状态、车载装备支撑状态、转体施工过程、同步升降过程的应力、变形，做好交通组织；

5)如图7～8所示，采用水马锥形桶封闭半幅桥面，在中墩处搭设上下桥通道，进行中墩改造。

6)清除梁体转动过程中的所有障碍，包括：桥台、广告牌、信号塔、电线杆、林木等；

7)在本实施例中，旋转中心位于桥梁原有支撑处，因环境条件不允许或为减少对跨路部分的交通影响，因此，在旋转中心对应的桥墩以及梁体上安装转盘支撑；具体为在梁体同步顶升后，进行转盘支撑安装，然后落梁。

如图9、14所示，所述转盘支撑的安装包括以下步骤：

a1.解除待安装转盘支撑处的支座约束，顶升梁体，拆除支座；若墩顶空间不足时，对墩柱进行增大截面改造，将千斤顶放置在增大截面上；

a2.通过地脚螺栓在梁底安装第一钢板，在钢板下方安装摩阻系数低的滑动板(摩阻系数在0.02～0.06之间)，梁体通过滑动板可轻易滑动；

a3.采用高强砂浆将支座垫石找平，埋设第二钢板，并在第二钢板上焊接限位装置，在本实施例中限位装置为多个挡板，多个挡板围设于滑动板的外周；

a4.梁体落于如步骤a3所述第二钢板上。

8)各车载装备围绕梁体旋转中心缓慢、同步转动设定角度；桥梁转体过程实时监控，强化梁体横向力监控。

9)梁体同步顶升，拆除转盘支撑，安装新支座，落梁至新支座上。

10)完善桥台剩余部分施工、完善桥面附属设施及引道衔接。

11)恢复场地、恢复交通。

梁体通过车载装备在平面内旋转实现梁体转体再利用，不仅适用于实施例1中的情况，也适用于独墩、2墩、3墩等情况(不受墩柱数量限制)，旋转中心处的墩柱可以是独柱墩也可以是其他构造形式。即：该方法不限桥跨数量、墩柱结构形式、转体施工的旋转中心位置。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。