桥梁上部结构快速拆除、安装方法及其更换系统技术方案

本发明专利技术公开了桥梁上部结构快速拆除、安装方法及其更换系统，更换系统包括更换装备和监控系统；旧桥上部结构移除采用SPMT模块车组顶升旧梁的驮梁支撑系统至与待拆除桥梁底接触；将SPMT模块车组组合使得梁体重心投影落于由每个SPMT支撑组的合力点依次连线范围内，再整体调顶待拆除桥梁并移梁，之后下放桥梁至落梁支撑系统顶部部分接触，采用楔形结构楔紧空隙部分；新桥上部结构安装通过新梁驮梁支撑系统移梁，将待安装梁体落于支座上。本发明专利技术对于千吨级别的桥梁能够在2小时内完成梁体的拆除，12小时完成梁体的快速更换，超100轴并车精度可达到15mm以内，具有安全、快速、低交通影响、节能环保、高效、适用性广的有益特点。

【技术实现步骤摘要】
桥梁上部结构快速拆除、安装方法及其更换系统
本专利技术涉及桥梁施工领域。更具体地说，本专利技术涉及一种桥梁上部结构快速拆除、安装方法及其更换系统。
技术介绍
随着我国经济社会发展及城市化进程推进，一部分城市和公路旧桥，特别是主线桥、立交桥、匝道桥(多为简支或连续梁式结构，单孔跨径≤50m)出现了规划不满足需求、通行能力不足、承载能力不够等问题，急需更换或拆除，工程特点如下：旧桥数量较多：如：北京单高架桥就超过230座，全国上万座；旧桥重量较大：部分桥梁单跨超过1000t，单联超过3000t；梁体受力复杂：多数桥梁为病害严重的混凝土结构、混凝土弯坡斜桥；交通环境复杂：多数桥梁桥上、桥下及桥侧交通路网及车况复杂，甚至为立体交通；施工环境复杂：多数桥梁桥下净空在10m以内，施工空间狭小，周围环境复杂；社会环境复杂：部分桥梁处于咽喉要道，中断会对社会生产、生活、经济、政治等带来影响；安全保畅第一：桥梁拆除的核心问题为安全，应确保交通不能影响社会和经济发展；环保工期第二：多数桥梁拆除为关键工程，需在环保条件下快速高效拆除关键桥段；此类项目的施工难度和风险很大，如何保障复杂条件下旧桥拆除达到安全、低交通影响、节能环保、快速、提质增效的目标，是桥梁工程的重大技术难题。目前我国大吨位(如超过1000吨)桥梁的快速更换或拆除多采用传统方式，难以适应复杂的环境，难以综合解决问题，难以同时保证施工安全、便捷、高效、环保、绿色、智能、低交通影响。国内外现有桥梁快速拆除或更换技术存在局限性，装备在模块化、通用化、智能化方面存在不足，更不能实现更大吨位(3000t)、更短时间(36h)封闭交通的桥梁快速拆除或更换施工，尚未系统实现装备的模块化、通用化、智能化。因此，非常有必要在国内外既有技术及装备的基础上，专利技术千吨级桥梁上部结构快速拆除系统及实施方法，以实现低交通影响下既有城市桥梁快速拆除或更换，保证桥梁结构、交通、施工、环境安全与工程质量，化解桥梁拆除或更换施工与整体交通运营目标(安全、绿色、快捷、舒适、人性化、经济)之间的矛盾，实现我国技术创新与产业转型升级。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供桥梁上部结构快速拆除、安装方法及其更换系统，对于千吨级别(超过3000t)的桥梁能够在2小时内完成梁体的拆除，12小时完成梁体的快速更换，实现桥梁拆除与更换过程安全、低交通影响、快速、节能环保、结构无损、提质增效的有益效果。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种桥梁上部结构快速拆除方法，包括以下步骤：1)准备工作1a、设置移运路径，使移运路径范围的地基承载力达到100kPa以上，车胎与地面的接触比压达到0.85MPa以上；2a、栓焊拼装旧梁驮梁支撑系统；2)体系转换1b、将待拆除桥梁的两端精确放样后，呈便于顶升、平移的形态切割放样；3)上部结构拆除1c、调试拼装SPMT模块车组，所述SPMT模块车组由具有地面凸凹适应能力的标准重SPMT模块车组拼而成，其中，每个SPMT模块车由4～8个带双悬挂的轮轴支撑；2c、各组SPMT模块车组定位后，单独顶升旧梁驮梁支撑系统至与待拆除桥梁底接触；3c、将各组SPMT模块车组重新组合分成4个SPMT支撑组，每个SPMT支撑组由独立的PPU动力驱动，各轮轴的双悬挂通过油管串通，使得梁体的重心投影落于由每个SPMT支撑组的合力点依次连线的四边形范围内，并具有不小于7°的移动稳定角，完成多组SPMT模块车组的四点支撑重组以及油路与控制系统部署；4c、通过4个SPMT支撑组整体调顶待拆除桥梁至设计标高，并按照移运路径移至设计位置精确定位；其中，移运过程中实时监控梁体的竖向位移、旧梁驮梁支撑系统的应力以及SPMT模块车组的油压。优选的是，所述3)上部结构移除中还包括：5c、各组SPMT模块车组同步下放桥梁至落梁支撑系统顶部部分接触后，采用楔形结构楔紧没有接触的部分，使桥梁无间隙落到落梁支撑系统上。优选的是，待拆除桥梁梁底具有横坡、纵坡或者其结合时，设置找平机构，所述找平机构的上表面与对应桥梁梁底面契合，所述找平机构的下表面为水平面；所述找平机构直接灌注于梁底或提前固定于驮梁支撑系统的顶部。优选的是，所述旧梁驮梁支撑系统的顶部包括有抗压刚度小的第一压剪过渡件，以及梁柱限位装置。优选的是，所述1b、将待拆除桥梁的两端切割放样具体为：将待拆除桥梁的两端进行放样，使待拆除桥梁平面投影为正八字形，立面投影为倒八字形；切割时，对称均衡切割翼缘区、边腹板区、中腹板区，完成体系转换。本专利技术还提供了桥梁上部结构快速更换系统，包括更换装备和监控系统；所述更换装备包括旧梁驮梁支撑系统、落梁支撑系统、SPMT模块车组及移动控制器，新梁驮梁支撑系统、存梁支撑系统；所述监控系统包括车辆油压传感器、车辆同步控制传感器、梁体的位移监测单元以及旧梁驮梁支撑系统的应力监测单元等；所述车辆同步控制传感器、梁体的位移监测单元以及旧梁驮梁支撑系统的应力监测单元通过无线通讯连接控制系统。优选的是，所述旧梁驮梁支撑系统包括：呈矩阵分布的第一钢柱，各第一钢柱之间采用横联和斜撑连接形成整体，且各第一钢柱之间的高差控制在1mm内，使梁体下放内外侧的第一钢柱安全系数为2以上，所述第一钢柱由钢管通过螺栓或焊接或栓焊一体连接而成；第一变径头，其设置于第一钢柱的顶部；以及，第一压剪过渡件，其采用抗压刚度小材料制成，所述第一压剪过渡件设置在第一变径头或第一厚支撑板的顶部；当所述第一压剪过渡件设置于第一厚支撑板的顶部时，所述第一厚支撑板设置于第一变径头的顶部。优选的是，所述落梁支撑系统包括：呈矩阵分布的第二钢柱，各第二钢柱之间采用横联和斜撑连接形成整体，且各第二钢柱之间的高差控制在1mm内，所述第二钢柱由钢管通过螺栓或焊接或栓焊一体连接而成；第二变径头，其设置于第二钢柱的顶部；以及，第二压剪过渡件，其采用抗压刚度小材料制成，所述第二压剪过渡件设置在第二变径头或第二厚支撑板的顶部；当所述第二压剪过渡件设置于第二厚支撑板的顶部时，所述第二厚支撑板设置于第二变径头的顶部。优选的是，SPMT模块车组由具有地面凸凹适应能力的标准重SPMT模块车组拼而成，其中，每个SPMT模块车由4～8个带双悬挂的轮轴支撑。本专利技术还提供了桥梁上部结构快速安装方法，包括以下步骤：步骤一1.1设置移运路径，使移运路径范围的地基承载力达到100kPa以上，车胎与地面的接触比压达到0.85MPa以上；1.2栓焊拼装新梁驮梁支撑系统；1.3将待安装的新梁及桥面附属设施搁置于存梁支撑系统上；步骤二2.1调试拼装SPMT模块车组，所述SPMT模块车组由具有地面凸凹适应能力的标准重SPMT模块车组拼而成，其中，每个SPMT模块车由4～8个带双悬挂的轮轴支撑；2.2各组SPMT模块车组定位后，单独顶升新梁驮梁支撑系统至与新梁梁底接触；2.3将各组SPMT模块车组重新组合分成4个SPMT支撑组，每个SPMT支撑组由独立的PPU动力驱动，各轮轴的双悬挂通过油管串通，使得新梁的重心投影落于由每个SPMT支撑组的合力点依次连线的四边形范围内，并具有不小于7°的移动稳定角，完成多组SPMT模块车组的四点支撑重组以及油路与控制系统部署；2.4通过4个SPMT支撑组整体调顶待安装梁体至设计标高，并按照移运路径移至设计位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.桥梁上部结构快速拆除方法，其特征在于，包括以下步骤：1)准备工作1a、设置移运路径，使移运路径范围的地基承载力达到100kPa以上，车胎与地面的接触比压达到0.85MPa以上；2a、栓焊拼装旧梁驮梁支撑系统；2)体系转换1b、将待拆除桥梁的两端精确放样后，呈便于顶升、平移的形态切割放样；3)上部结构拆除1c、调试拼装SPMT模块车组，所述SPMT模块车组由具有地面凸凹适应能力的标准重SPMT模块车组拼而成，其中，每个SPMT模块车由4～8个带双悬挂的轮轴支撑；2c、各组SPMT模块车组定位后，单独顶升旧梁驮梁支撑系统至与待拆除桥梁底接触；3c、将各组SPMT模块车组重新组合分成4个SPMT支撑组，每个SPMT支撑组由独立的PPU动力驱动，各轮轴的双悬挂通过油管串通，使得梁体的重心投影落于由每个SPMT支撑组的合力点依次连线的四边形范围内，并具有不小于7°的移动稳定角，完成多组SPMT模块车组的四点支撑重组以及油路与控制系统部署；4c、通过4个SPMT支撑组整体调顶待拆除桥梁至设计标高，并按照移运路径移至设计位置精确定位；其中，移运过程中实时监控梁体的竖向位移、旧梁驮梁支撑系统的应力以及SPMT模块车组的油压。...

【技术特征摘要】
1.桥梁上部结构快速拆除方法，其特征在于，包括以下步骤：1)准备工作1a、设置移运路径，使移运路径范围的地基承载力达到100kPa以上，车胎与地面的接触比压达到0.85MPa以上；2a、栓焊拼装旧梁驮梁支撑系统；2)体系转换1b、将待拆除桥梁的两端精确放样后，呈便于顶升、平移的形态切割放样；3)上部结构拆除1c、调试拼装SPMT模块车组，所述SPMT模块车组由具有地面凸凹适应能力的标准重SPMT模块车组拼而成，其中，每个SPMT模块车由4～8个带双悬挂的轮轴支撑；2c、各组SPMT模块车组定位后，单独顶升旧梁驮梁支撑系统至与待拆除桥梁底接触；3c、将各组SPMT模块车组重新组合分成4个SPMT支撑组，每个SPMT支撑组由独立的PPU动力驱动，各轮轴的双悬挂通过油管串通，使得梁体的重心投影落于由每个SPMT支撑组的合力点依次连线的四边形范围内，并具有不小于7°的移动稳定角，完成多组SPMT模块车组的四点支撑重组以及油路与控制系统部署；4c、通过4个SPMT支撑组整体调顶待拆除桥梁至设计标高，并按照移运路径移至设计位置精确定位；其中，移运过程中实时监控梁体的竖向位移、旧梁驮梁支撑系统的应力以及SPMT模块车组的油压。2.如权利要求1所述的桥梁上部结构快速拆除方法，其特征在于，所述3)上部结构移除中还包括：5c、各组SPMT模块车组同步下放桥梁至落梁支撑系统顶部部分接触后，采用楔形结构楔紧没有接触的部分，使桥梁无间隙落到落梁支撑系统上。3.如权利要求1所述的桥梁上部结构快速拆除方法，其特征在于，待拆除桥梁梁底具有横坡、纵坡或者其结合时，设置找平机构，所述找平机构的上表面与对应桥梁梁底面契合，所述找平机构的下表面为水平面；所述找平机构直接灌注于梁底或提前固定于旧梁驮梁支撑系统的顶部。4.如权利要求1所述的桥梁上部结构快速拆除方法，其特征在于，所述旧梁驮梁支撑系统的顶部包括有抗压刚度小的第一压剪过渡件以及梁柱限位装置。5.如权利要求1所述的桥梁上部结构快速拆除方法，其特征在于，所述1b、将待拆除桥梁的两端切割放样具体为：将待拆除桥梁的两端进行放样，使待拆除桥梁平面投影为正八字形，立面投影为倒八字形；切割时，对称均衡切割翼缘区、边腹板区、中腹板区，完成体系转换。6.桥梁上部结构快速更换系统，其特征在于，包括更换装备和监控系统；所述更换装备包括旧梁驮梁支撑系统、落梁支撑系统、SPMT模块车组及移动控制器、新梁驮梁支撑系统、存梁支撑系统；所述监控系统包括车辆油压传感器、车辆同步控制传感器、梁体的位移监测单元以及驮梁支撑系统的应力监测单元等；所述车辆同步控制传感器、梁体的位移监测单元以及驮梁支撑系统的应力监测单元通过无线通讯连接控制系统。7.如权利要求6所述的桥梁上部结...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱慈祥，盛海军，王伟，王蔚，邴玉旭，高望，李双，刘昂，易小锋，赵亚峰，陈泽，朱世峰，胡先朋，宋伯石，邱业亮，
申请(专利权)人：武汉二航路桥特种工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42