一种上跨铁路立交桥的整体同步顶升改造方法技术

本发明专利技术提供一种上跨铁路立交桥的整体同步顶升改造方法，实现千斤顶交替顶升可连续作业使得安全可控。由于顶升采用交替式顶升，交替式顶升在顶升过程中，梁体处于两组千斤顶交替支撑的状态，两组千斤顶交替支撑时，梁体位移均处于可控状态，在每一组支撑状态下，支撑体系的压缩量几乎不产生变化，因而梁体内力也几乎不产生变化。在这种作业方式下，梁体位移自顶升开始到顶升结束均连续处于受控状态。每个千斤顶压力也均连续监控状态，因此可以保证梁体在顶升过程中不被损坏，整个桥梁顶升系统也处于安全可控状态中。本发明专利技术适用于既有立交桥下通行、通航或其他情况净空不足，需要进行整体抬高施工的系列工程。

【技术实现步骤摘要】
一种上跨铁路立交桥的整体同步顶升改造方法
本专利技术涉及桥梁施工
，尤其涉及一种上跨铁路立交桥的整体同步顶升改造方法。
技术介绍
随着铁路建设行业的发展，有很多既有铁路不能满足目前运营要求，需要电气化改造，在电气化改造过程中会出现公跨铁立交桥原有净高高度不能满足电气化接触网架设最小净高要求等问题，如果按照一般传统的施工方法为：上跨铁路防护→既有桥拆除→防护过程中原位新建。此做法对于既有营业线铁路来说，由于场地条件限制，以及需要保证既有营业线铁路正常运行，使得拆除和新建过程中施工工期较长，建设及施工成本较高。由于工期较长给铁路行车带来较大的安全风险和防护压力。而且有些施工过程，还受到了施工场所的限制，导致在既有营业线铁路线上无法进行施工，影响铁路建设行业的发展。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种上跨铁路立交桥的整体同步顶升改造方法，方法包括：步骤一，施工准备；步骤二，桥墩基础施工；步骤三，支撑托架体系施工；步骤四，限位系统施工；步骤五，顶升施工；步骤六，墩台改造施工；步骤七，拆除设备，并凿除抱柱梁。进一步说明的是，步骤一还包括：将铁路立交桥两端桥台处伸缩缝需凿除断开，桥面其余伸缩缝及梁缝不处理，在既有线两侧施工范围20m到30m范围内，距离既有线2m到3m处采用钢管桩设置硬隔离防护，钢管桩长2m到3m，埋入地下0.5m到1m。进一步说明的是，步骤二还包括：(1)、桥墩基础土方开挖；r>顶升支架系统反力基础设于下抱柱梁上，顶升完成后，下抱柱梁埋置于地面下作永久结构使用，清除下抱柱梁平面位置处的土方，桥台开挖锥坡，将桥台扩大基础部位的土方清理，便于安装钢支撑；(2)、墩柱及桥台基础表面凿毛；采用钢錾对墩柱预设位置及桥台基础承台范围内原砼进行凿毛，凿毛时必须凿除原砼表面层，凿毛凹凸差不小于6mm；(3)、支撑地脚锚固处理；顶升反力支架设置于抱柱梁上，采用打孔植锚栓的锚固件，再采用与支撑钢桶法兰盘同样大小的钢板对锚固件进行准确定位；锚固件施工完成后对承台顶面和加高承台顶面支架区域进行砂浆找平处理，保证支架的竖直度；(4)、桥台基础施工；将桥台扩大基础用混凝土进行修补，沿横桥向浇筑。浇筑混凝土时，应对原基础进行凿毛处理，并用水将混凝土充分润湿。进一步说明的是，步骤三还包括：(1)、布置钢支撑；在顶升桥梁墩柱上下抱柱梁之间布置顶升支架系统；桥台则在承台上布置钢支撑，支撑顶部设置钢分配梁；(2)、构造支撑体系；支撑体系包括：支撑钢筒、钢垫块以及水平连系杆；每个墩柱顶升支撑的主体采用钢管作为支撑杆。钢管上下两端焊接法兰，侧面焊有连接用构件；每根钢管支撑下部通过植入或预埋锚栓与抱柱梁连接；(3)、安装钢支撑；1)安装钢支撑；根据锚固于承台顶面的锚栓，按照初始高度将钢支撑安装于地脚锚栓上，调整钢支撑垂直度，控制其垂直度偏差小于0.1％，全部紧固地脚锚栓；2)安装钢垫块；顶升钢垫块用在千斤顶与临时支撑之间；钢垫块与顶升托架体系的钢管相对应，两端焊接法兰；每个支撑顶部均配置一对楔块和薄厚不一的钢板，以满足不同顶升高度的要求；为避免顶升过程中支撑失稳，钢垫块间通过法兰连接；当顶升高度分别到达预设高度时，增加一节钢管支撑用以替换钢垫块，以增强支撑稳定性；钢垫块之间栓接、钢管支撑与承台栓接、钢管支撑间及钢垫块间均用螺栓进行连接；(4)、安装桥台处梁底托梁及千斤顶；1)安装分配梁；分配梁固定在梁体底部，位于梁体与千斤顶之间，分配梁直接承担上部梁体的重量，并将力转移给千斤顶；采用手拉葫芦配合将分配梁安装至梁底上，采用在梁缝处打设螺栓孔，在桥面处安装槽钢衡量，在梁缝处用螺栓将底部托梁与顶部槽钢梁连接好，将托梁固定在梁底部；落梁后，将螺栓及衡量，螺栓孔用与梁体同标号砼填塞；2)安装千斤顶；千斤顶分组及位移传感器：交接墩千斤顶分为四组，其余每个墩台各分为二组，共分十六组，每组千斤顶设一个监控点，每个监控点设一台监测位移传感器；所有千斤顶均按向下方向安装，即千斤顶底座固定在梁下方分配梁上；千斤顶安装时应保证千斤顶的轴线垂直；千斤顶的上下均设置钢垫板以分散集中力，保证结构不受损坏。顶升过程中，出现千斤顶中心偏离支撑中心，将千斤顶调整对中支撑中心；若出现有旋转，在千斤顶尾部增加楔形块调平千斤顶。进一步说明的是，步骤四还包括：限位装置利用四根角钢锚固于下抱柱梁，顶部角钢将其连接成格构形式，增大整体刚度；上抱柱梁与四根角钢之间留有5mm间隙，作为控制平面位置偏差的限值；桥台位置限位可在桥台两侧背墙上安装工字钢，并用工字钢斜撑；顶升期间，在板梁上设置卡槽，与限位钢结构之间间隙设置为3mm，使得桥台部位梁体在顶升过程中沿限位设定轨道滑动，其平面位置限制在预留间隙范围内。进一步说明的是，步骤五还包括：配置顶升控制点，控制区域；控制区域设置拉线传感器控制位移的同步性，根据桥梁的结构，位移同步精度控制在2mm；位移传感器与中央控制器相连形成位移的闭环控制；位移传感器固定于墩柱侧面支座中心线上，与梁底相连，顶升梁体时，记录梁体顶升高度并控制梁体的位移及姿态；在正式顶升之前，进行试顶升；顶升前断开顶升施工处的桥面联系，凿除桥面处的现浇混凝土，然后切断连接钢筋以解除两联之间的联系；对横向限位及其纵向限位的检查以及试顶升阶段的观察，检查限位体系是否正常运行；对搭设的顶升支架进行检查；试顶升结束后，提供整体姿态、结构位移等情况，为正式顶升提供依据；试顶升后，观察若无问题，便进行正式顶升；顶升过程中，按预设荷载进行加载和顶升；观察各个观察点应及时反映测量情况；对顶升过程的数据进行校核和分析，若有数据偏差，及时进行调整；顶升过程采用交替式顶升，梁体处于两组千斤顶交替支撑的状态，两组千斤顶交替支撑时，梁体位移均处于可控状态，在每一组支撑状态下，支撑体系的压缩量变化在阈值范围内，梁体内力变化在阈值范围内。进一步说明的是，交替式顶升方式包括：A.在需顶升桥梁结构的底部安装两组千斤顶，使千斤顶的活塞朝下设置，并活塞底部垫置等高的钢支撑垫块；B.在该桥梁结构上设置多个位移传感器，用以实时测量桥梁结构的顶升高度；C.通过控制台控制液压泵站驱动其中的第一组千斤顶进行顶升桥梁结构一个行程，同时在顶升过程中在第二组千斤顶下侧逐步的加垫1.2cm厚钢板，保护第一组千斤顶失效时支架的稳定，顶升到一个行程后，取出钢板并在第二组千斤顶的活塞下端垫设相应高度的钢支撑垫块；D.通过控制台控制液压泵站驱动第二组千斤顶进行顶升桥梁结构一个行程，同时控制第一组千斤顶收缸，并在收缸后的第一组千斤顶的活塞下垫设相应高度的钢支撑垫块；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种上跨铁路立交桥的整体同步顶升改造方法，其特征在于，方法包括：/n步骤一，施工准备；/n步骤二，桥墩基础施工；/n步骤三，支撑托架体系施工；/n步骤四，限位系统施工；/n步骤五，顶升施工；/n步骤六，墩台改造施工；/n步骤七，拆除设备，并凿除抱柱梁。/n

【技术特征摘要】
1.一种上跨铁路立交桥的整体同步顶升改造方法，其特征在于，方法包括：
步骤一，施工准备；
步骤二，桥墩基础施工；
步骤三，支撑托架体系施工；
步骤四，限位系统施工；
步骤五，顶升施工；
步骤六，墩台改造施工；
步骤七，拆除设备，并凿除抱柱梁。


2.根据权利要求1所述的上跨铁路立交桥的整体同步顶升改造方法，其特征在于，步骤一还包括：
将铁路立交桥两端桥台处伸缩缝需凿除断开，桥面其余伸缩缝及梁缝不处理，在既有线两侧施工范围20m到30m范围内，距离既有线2m到3m处采用钢管桩设置硬隔离防护，钢管桩长2m到3m，埋入地下0.5m到1m。


3.根据权利要求1所述的上跨铁路立交桥的整体同步顶升改造方法，其特征在于，步骤二还包括：
(1)、桥墩基础土方开挖；
顶升支架系统反力基础设于下抱柱梁上，顶升完成后，下抱柱梁埋置于地面下作永久结构使用，清除下抱柱梁平面位置处的土方，桥台开挖锥坡，将桥台扩大基础部位的土方清理，便于安装钢支撑；
(2)、墩柱及桥台基础表面凿毛；
采用钢錾对墩柱预设位置及桥台基础承台范围内原砼进行凿毛，凿毛时必须凿除原砼表面层，凿毛凹凸差不小于6mm；
(3)、支撑地脚锚固处理；
顶升反力支架设置于抱柱梁上，采用打孔植锚栓的锚固件，再采用与支撑钢桶法兰盘同样大小的钢板对锚固件进行准确定位；锚固件施工完成后对承台顶面和加高承台顶面支架区域进行砂浆找平处理，保证支架的竖直度；
(4)、桥台基础施工；
将桥台扩大基础用混凝土进行修补，沿横桥向浇筑；浇筑混凝土时，应对原基础进行凿毛处理，并用水将混凝土充分润湿。


4.根据权利要求1所述的上跨铁路立交桥的整体同步顶升改造方法，其特征在于，步骤三还包括：
(1)、布置钢支撑；
在顶升桥梁墩柱上下抱柱梁之间布置顶升支架系统；桥台则在承台上布置钢支撑，支撑顶部设置钢分配梁；
(2)、构造支撑体系；
支撑体系包括：支撑钢筒、钢垫块以及水平连系杆；
每个墩柱顶升支撑的主体采用钢管作为支撑杆；钢管上下两端焊接法兰，侧面焊有连接用构件；每根钢管支撑下部通过植入或预埋锚栓与抱柱梁连接；
(3)、安装钢支撑；
1)安装钢支撑；
根据锚固于承台顶面的锚栓，按照初始高度将钢支撑安装于地脚锚栓上，调整钢支撑垂直度，控制其垂直度偏差小于0.1％，全部紧固地脚锚栓；
2)安装钢垫块；
顶升钢垫块用在千斤顶与临时支撑之间；钢垫块与顶升托架体系的钢管相对应，两端焊接法兰；
每个支撑顶部均配置一对楔块和薄厚不一的钢板，以满足不同顶升高度的要求；为避免顶升过程中支撑失稳，钢垫块间通过法兰连接；
当顶升高度分别到达预设高度时，增加一节钢管支撑用以替换钢垫块，以增强支撑稳定性；钢垫块之间栓接、钢管支撑与承台栓接、钢管支撑间及钢垫块间均用螺栓进行连接；
(4)、安装桥台处梁底托梁及千斤顶；
1)安装分配梁；
分配梁固定在梁体底部，位于梁体与千斤顶之间，分配梁直接承担上部梁体的重量，并将力转移给千斤顶；
采用手拉葫芦配合将分配梁安装至梁底上，采用在梁缝处打设螺栓孔，在桥面处安装槽钢衡量，在梁缝处用螺栓将底部托梁与顶部槽钢梁连接好，将托梁固定在梁底部；落梁后，将螺栓及衡量，螺栓孔用与梁体同标号砼填塞；
2)安装千斤顶；
千斤顶分组及位移传感器：交接墩千斤顶分为四组，其余每个墩台各分为二组，共分十六组，每组千斤顶设一个监控点，每个监控点设一台监测位移传感器；
所有千斤顶均按向下方向安装，即千斤顶底座固定在梁下方分配梁上；
千斤顶安装时应保证千斤顶的轴线垂直；
千斤顶的上下均设置钢垫板以分散集中力，保证结构不受损坏；
顶升过程中，出现千斤顶中心偏离支撑中心，将千斤顶调整对中支撑中心；若出现有旋转，在千斤顶尾部增加楔形块调平千斤顶。


5.根据权利要求1所述的上跨铁路立交桥的整体同步顶升改造方法，其特征在于，步骤四还包括：
限位装置利用四根角钢锚固于下抱柱梁，顶部角钢将其连接成格构形式，增大整体刚度；
上抱柱梁与四根角钢之间留有5mm间隙，作为控制平面位置偏差的限值；
桥台位置限位可在桥台两侧背墙上安装工字钢，并用工字钢斜撑；
顶升期间，在板梁上设置卡槽，与限位钢结构之间间隙设置为3mm，使得桥台部位梁体在顶升过程中沿限位设定轨道滑动，其平面位置限制在预留间隙范围内。


6.根据权利要求1所述的上跨铁路立交桥的整体同步顶升改造方法，其特征在于，步骤五还包括：
配置顶升控制点，控制区域；
控制区域设置拉线传感器控制位移的同步性，根据桥梁的结构，位移同步精度控制在2mm；位移传感器与中央控制器相连形成位移的闭环控制；
位移传感器固定于墩柱侧面支座中心线上，与梁底相连，顶升梁体时，记录梁体顶升高度并控制梁体的位移及姿态；
在正式顶升之前，进行试顶升；
顶升前断开顶升施工处的桥面联系，凿除桥面处的现浇混凝土，然后切断连接钢筋以解除两联之间的联系；
对横向限位...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树敬，
申请(专利权)人：中铁十四局集团第四工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37