[發明專利]新增墩柱承載鋼桁梁加固跨既有線橋梁的施工方法

有效

• 申請號: 202010061784.4
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111218893B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 王新泉;刁紅國
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

1.新增墩柱承載鋼桁梁加固跨既有線橋梁的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在橋梁底部進行橋下支撐體系的施工；所述橋下支撐體系由樁基(35)、承臺(36)、新增墩柱(26)、蓋梁(40)以及支座(27)組成；所述新增墩柱(26)為鋼管混凝土墩柱，由外側的鋼管(37)包裹混凝土(39)和鋼筋(46)組成，所述鋼管(37)通過導向定位支架(41)安裝和接長；所述導向定位支架(41)由導向環(42)和定位架(43)組成，導向環(42)為一圓環形結構，其外徑等于鋼管(37)的內徑，定位架(43)為十字形結構并固定在導向環(42)內，其上設置有鋼筋孔(44)，所述導向環(42)的外側設置有限位環(45)；所述新增墩柱(26)的第一節鋼管(37)插入承臺(36)內，通過導向定位支架(41)進行安裝定位，新增墩柱(26)的縱向的鋼筋(46)插入導向定位支架(41)的鋼筋孔(44)中，鋼管(37)插入導向定位支架(41)上，并在限位環(45)處施作焊縫(38)，并滿焊連接；所述鋼管(37)的接長通過在兩節鋼管(37)之間插入導向定位支架(41)，并在限位環(45)處施作焊縫(38)，并滿焊連接；

步驟2：原橋梁結構包括混凝土縱梁(20)、混凝土橫梁(21)、拱圈(28)和吊桿(29)，混凝土縱梁(20)和混凝土橫梁(21)相互垂直布置，混凝土橫梁(21)下部設有橫梁牛腿(30)，橫梁牛腿(30)端部通過錨固螺栓(32)固定連接吊桿(29)下端，吊桿(29)上端連接拱圈(28)；拆除原橋梁兩側人行道處的橋面鋪裝(33)、橋面板(31)及欄桿(34)；

步驟3：在橋梁下方進行預應力頂推體系的安裝作業；所述頂推體系由水平預應力桁架支撐系統、水平頂推系統以及豎直鋼管支墩支撐系統組成；所述水平預應力桁架支撐系統由貝雷架(1)拼接而成，貝雷架(1)的兩端設置有導向墊板(5)，桁架預應力筋(2)穿過兩導向墊板(5)和貝雷架(1)，桁架預應力筋(2)一端設置有錨栓(4)，另一端設置有張拉千斤頂(3)，通過對桁架預應力筋(2)進行張拉，對貝雷架(1)施加水平向預應力；所述水平頂推系統設置位于水平預應力桁架支撐系統上方，水平頂推系統主要由鋼墊板(9)、螺旋千斤頂、楔塊(6)和四氟滑板(10)組成，所述鋼墊板(9)設置在貝雷架(1)上方，螺旋千斤頂由頂出的螺旋千斤頂一(7)和頂入的螺旋千斤頂二(8)組成，螺旋千斤頂一(7)和螺旋千斤頂二(8)相向設置，在螺旋千斤頂一(7)和螺旋千斤頂二(8)的背側且與兩端的導向墊板(5)之間設置有楔塊(6)；所述豎直鋼管支墩支撐系統主要由混凝土墊層(12)、混凝土條形擴大基礎(13)以及鋼管支墩(15)組成，鋼管支墩(15)為兩端帶法蘭盤的鋼管結構，鋼管支墩(15)通過緊固螺栓(16)接長，鋼管支墩(15)兩端的帶法蘭盤通過緊固螺栓(16)連接固定，鋼管支墩底部采用緊固螺栓(16)與混凝土條形擴大基礎(13)連接固定；鋼管支墩(15)頂部設置有端板(18)，貝雷架(1)夾在端板(18)和鋼管支墩(15)之間并通過緊固螺栓(16)連接固定；鋼管預應力筋(17)一端連接在馬蹄筋(14)上，另一端穿過鋼管支墩(15)和端板(18)，端板(18)上設置有張拉千斤頂(3)，鋼管預應力筋(17)上端連接張拉千斤頂(3)，通過對鋼管預應力筋(17)進行張拉，對鋼管支墩(15)施加豎向預應力；

所述鋼墊板(9)的長度等于兩導向墊板(5)之間的距離，兩導向墊板(5)頂部的高度超出楔塊(6)；所述四氟滑板(10)放置在鋼墊板(9)上，頂推物體放置在四氟滑板(10)上，螺旋千斤頂一(7)和螺旋千斤頂二(8)通過頂推四氟滑板(10)將頂推物體頂出和頂入；所述馬蹄筋(14)澆筑在混凝土條形擴大基礎(13)內，其水平位置與鋼管支墩(15)的軸線位置保持一致；所述水平頂推系統還包括板式千斤頂(19)，板式千斤頂(19)放置在四氟滑板(10)或者鋼墊板(9)上，對物體進行豎向頂升；

步驟4：通過預應力頂推體系將橋梁兩側的混凝土縱梁(20)頂推出，并進行拆除；在四氟滑板(10)上放置板式千斤頂(19)，并對混凝土縱梁(20)進行豎向頂升，使混凝土縱梁(20)與混凝土橫梁(21)分離；通過螺旋千斤頂一(7)對四氟滑板(10)進行橫向頂出，將混凝土縱梁(20)橫向頂出后，進行拆除；

步驟5：將鋼縱梁(22)的下弦桿(23)通過頂推體系頂推至指定的位置，同時將上弦桿(24)與下弦桿(23)焊接，并對相鄰節段的鋼縱梁(22)進行焊接；將鋼縱梁(22)的下弦桿(23)吊放至四氟滑板(10)上，通過螺旋千斤頂二(8)進行水平頂推，將下弦桿(23)頂推至于混凝土橫梁(21)上設置的限位板(25)處，停止橫向頂推；在下弦桿(23)與鋼墊板(9)之間放入板式千斤頂(19)，對下弦桿(23)進行豎直頂升，至下弦桿(23)的表面與混凝土橫梁(21)的底面接觸停止頂升；將上弦桿(24)吊裝至下弦桿(23)上方并進行焊接，并對鄰近的鋼縱梁(22)焊接，使之形成一個整體；所述下弦桿(23)與混凝土橫梁(21)接觸處設置加勁肋(47)；

步驟6：對鋼縱梁(22)進行豎向頂升，在新增墩柱(26)上方的蓋梁(40)上安裝支座(27)，將鋼縱梁(22)卸落至支座(27)上，使原橋梁結構體系由提籃拱橋轉換成梁式橋；

步驟7：對橋面進行結構恢復，拆除頂推體系。

2.根據權利要求1所述的新增墩柱承載鋼桁梁加固跨既有線橋梁的施工方法，其特征在于，所述步驟6中，在鋼縱梁(22)合龍后，通過板式千斤頂(19)對鋼縱梁(22)進行同步頂升，在新增墩柱(26)上安裝支座(27)，然后將鋼縱梁(22)卸落至支座(27)上，完成橋梁結構體系轉換，使之由提籃拱橋轉換成梁式橋。