一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，属于建筑技术领域。
【背景技术】
[0002]随着城市轨道交通的不断发展，城市隧道与既有桥梁的基础之间的空间交叉不可避免，当隧道穿越既有桥梁时，由于新建隧道穿越或毗邻既有桥梁施工时不可避免的会对其上方及周边地层产生扰动，直接导致桥梁基础及上部结构不同程度的出现形变、位移、内部应力增加等危害。当这种影响超过既有桥梁允许的安全控制范围时，将导致桥梁出现新的结构损伤或加剧已有损伤的危害程度，严重威胁到桥梁的使用安全或结构安全。另外，一旦出现上述问题，必然造成隧道穿越施工的延误，进而产生一系列的额外费用支出，造成不必要的影响和损失。
[0003]为了克服隧道穿越既有桥梁时可能对桥梁造成的危害，中国专利文献CN102966122A公开了一种在桥梁基础附近建造隧道时控制桥梁变形的方法，包括如下步骤:在开挖所述隧道即将到达桥梁的粧基之前，从所述隧道的开挖断面对用于所述桥梁的粧基外侧以及所述桥梁的底部一定范围内的土体进行注浆预加固；在开挖所述隧道的同时，监测所述桥梁的梁体和/或基础的工程参数；以及如果所述工程参数达到预定的阈值，则升高用于支撑所述梁体的支座的高度，从而提升所述梁体到达预定的高度。上述专利文献提供的在桥梁基础附近建造隧道时控制桥梁变形的方法，仍旧存在以下问题:(1)上述专利文献中公开的方法，对于桥梁的顶升开始于施工之后，而由于施工必然引由于桥梁应力、裂纹以及沉降等危害，从而无法避免施工对于桥梁危害；(2)上述专利文献中公开的方法，虽然采用多个顶升设备对梁体进行同步顶升，但是，由于多个顶升设备在布置时，很难保证完全位于同一水平面，从而无法保证各个顶升设备具有相同的顶升量，导致顶升过程中梁体的倾斜以及裂缝等变形问题；(3)上述专利文献中公开的方法，在施工过程中无法对顶升引起的桥梁安全隐患做出合理监测，从而容易因为主动顶升引起桥梁除沉降之外的其他安全问题。
【发明内容】
[0004]因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中施工前没有判断桥梁是否需要主动顶升导致桥梁可能发生变形的问题，从而提供一种施工前判断所述桥梁是否需要顶升从而保证桥梁不变形的隧道穿越既有桥梁主动支护方法。
[0005]本发明还要解决的技术问题在于克服现有技术中主动支护的监测系统不完善从而提供一种监测系统完善的隧道穿越既有桥梁主动支护方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，包括步骤S1:在隧道穿越施工之前，采用具有若干个布置好的顶升设备的顶升系统对桥梁进行主动顶升，主动顶升量根据隧道穿越施工将引起的桥梁沉降量确定；步骤S2:对经过步骤SI的桥梁的顶升量进行监测以判断是否满足主动顶升量要求，如果不满足，则重复步骤SI，如果满足，则先采用支座对所述桥梁进行垫高，后进行落梁，以备隧道穿越施工。
[0007]进一步，还包括步骤S3:在隧道穿越施工中对隧道施工引起的桥梁沉降量进行监测，以判断桥梁实际沉降量是否在桥梁允许沉降量的阀值范围内，如果不在，则依次重复步骤SI和步骤S2，如果在，则继续隧道穿越施工。
[0008]进一步，还包括步骤S4:在主动顶升过程中对桥梁的工程参数进行监测，以判断所述工程参数的实测数据是否在其安全阀值范围内，如果实测数据在安全阀值范围内，则继续主动顶升，如果实测数据不在安全阀值范围内，则停止主动顶升。
[0009]进一步，所述工程参数包括桥墩的倾斜度、桥梁所受应力大小、桥梁上原有裂缝的宽度、深度、高度以及桥梁上是否有新增裂缝。
[0010]进一步，每一步所述主动顶升都包括:顶升准备阶段，所述顶升准备阶段在若干个所述顶升设备全部抵贴在桥梁的梁底时停止；以及在顶升准备阶段停止后进行的正式顶升步骤，所述正式顶升步骤中，所述顶升设备的初始顶升量以顶升设备抵贴处的所述桥梁的梁底为O点水平面计算。
[0011]进一步，所述步骤S4位于所述顶升准备阶段中，以判断是否提前停止顶升准备阶段。
[0012]进一步，所述正式顶升步骤包括若干个先后进行的分步顶升步骤，所述步骤S4位于每一个分步顶升步骤中，以判断是否停止该分步顶升步骤。
[0013]进一步，所述步骤S4位于相邻两个分步顶升步骤之间，以判断前一分步顶升步骤结束之后，是否进行下一分步顶升步骤。
[0014]进一步，还包括步骤S5:在每一步所述顶升步骤中，对若干个所述顶升设备的顶升量分别进行监测，根据监测结果判定每一个所述顶升设备的顶升量是否在顶升量阀值范围内，如果某一个顶升设备的顶升量不在顶升量阀值范围内，则调整该顶升设备的顶升量以使其位于顶升量阀值范围内，以确保所有顶升设备的顶升量都在顶升量阀值范围内。
[0015]进一步，还包括步骤S6:在落梁之前对所述桥梁的墩柱的沉降量进行监测，以判断所述墩柱的实际沉降量是否在沉降量阀值范围内，如果在，则继续落梁，如果不在，则停止落梁。
[0016]进一步，所述桥梁为简支梁，正式顶升时，对桥墩同时顶升。
[0017]进一步，所述桥梁是连续梁，正式顶升时，先顶中墩再顶边墩。
[0018]进一步，还包括位于所述步骤SI之前的布置所述顶升设备的步骤。
[0019]进一步，墩顶空间足以容纳所述顶升设备，所述顶升设备布置在所述墩顶空间内。
[0020]进一步，墩顶空间不足以容纳所述顶升设备，设置顶升反力基础安装所述顶升设备，所述顶升反力基础与桥墩通过角钢连接。
[0021]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
1.本发明提供的一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，包括:在隧道穿越施工之前，采用具有若干个布置好的顶升设备的顶升系统对桥梁进行主动顶升的步骤Si,以及对经过步骤SI的桥梁的顶升量进行监测以判断是否满足主动顶升量要求的步骤S2，如果不满足，则重复步骤SI，如果满足，则先采用支座对所述桥梁进行垫高，后进行落梁，以备隧道穿越施工。本发明在隧道穿越施工之前即根据隧道穿越施工可能引起的桥梁沉降量进行主动顶升，该种顶升思路与现有技术中在隧道穿越施工引起桥梁沉降之后才进行顶升的思路完全不同，因为在施工之前就对桥梁进行顶升，在施工后，桥梁即便沉降，依然能够维持在安全范围内，避免了隧道穿越施工对于桥梁应力、裂纹以及沉降等危害，通过主动顶升克服施工导致所述桥梁存在安全隐患的问题；再者，本发明的主动支护方法，在主动顶升时，对所述桥梁施工前主动顶升的顶升量进行实时监测，直到所述桥梁的顶升量满足主动顶升量的要求，保证所述桥梁的安全，所述主动顶升的顶升量满足所述主动顶升量的要求后，先垫高或者更换支座保证所述桥梁被垫高以备隧道穿越施工。
[0022]2.本发明提供的一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，还包括在隧道穿越施工中对隧道穿越施工引起的桥梁沉降量进行监测，以判断桥梁实际沉降量是否在桥梁允许沉降量的阀值范围内的步骤S3。此步骤通过监测施工过程中桥梁的沉降量，来判断施工过程中桥梁的沉降量是否在沉降量阀值范围内，如果不在阀值范围内时，则进行主动顶升，直到使得沉降量位于该阀值范围内时停止顶升，从而做到对施工过程引起的桥梁沉降量进行动态监测，避免施工引起的桥梁安全问题的发生。
[0023]3.本发明提供的一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，还包括在主动顶升过程中对桥梁的工程参数进行监测，以判断所述工程参数的实测数据是否在其安全阀值范围内的步骤S4。此步骤通过对顶升过程中桥梁的工程参数进行动态监测，来判断顶升过程中桥梁的工程参数是否在安全阀值范围内，如果在，则可以继续主动顶升，如果不在，则停止主动顶升，进行研判。该种动态监测，使得主动顶升过程本身不会引起桥梁的安全隐患，保证了主动顶升时所述桥梁的安全性。
[0024]4.本发明提供的一种隧道穿越既有桥梁主动支护方法，每一步所述主动顶升都包括:顶升准备阶段，所述顶升准备阶段在若干个所述顶升设备全部抵贴在桥梁的梁底时停止；以及正式顶升步骤，所述顶升设备的初始顶升量以顶升设备抵贴处的所述桥梁的梁底为O点水平面计算。所述桥梁主动顶升时，由于顶升准备阶段使所有的顶升设备全部抵贴在桥梁的梁底，因此正式顶升时，以顶升设备抵贴处的所述桥梁的梁底为O点水平面计算所述顶升设备的初始顶升量，保证了所有顶升设备完全位于同一水平面，克服了由于若干个顶升设备实际