千吨级桥梁上部结构快速更换系统技术方案

本实用新型专利技术公开了千吨级桥梁上部结构快速更换系统，包括旧梁驮梁支撑系统、落梁支撑系统、SPMT车组及移动控制器；旧梁驮梁支撑系统中各个第一钢柱之间采用横联和斜撑连接形成整体；SPMT车组由具有地面凸凹适应能力的标准重SPMT车组拼而成，可通过无线移动控制器实现超100轴带双悬挂的轮轴分组并车使用，各组SPMT车组经重新组合轴线分成4个SMPT支撑组，每个SMPT支撑组由独立的PPU动力驱动，多组并车精度达到15mm以内。本实用新型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，实现了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。

【技术实现步骤摘要】
千吨级桥梁上部结构快速更换系统
本技术涉及桥梁施工领域。更具体地说，本技术涉及一种千吨级桥梁上部结构快速更换系统。
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、安装方法及其更换系统，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
本技术的目的是提供桥梁上部结构快速更换系统，对于千吨级(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。为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了桥梁上部结构快速更换系统，包括更换装备，所述更换装备包括旧梁驮梁支撑系统、落梁支撑系统、SPMT车组及移动控制器；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2mm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2mm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车组由具有地面凸凹适应能力的标准重SPMT基本单元组拼而成，其中，每个SPMT基本单元由4～8个带双悬挂的轮轴支撑。优选的是，所述更换装备还包括：新梁驮梁支撑系统和存梁支撑系统。本技术至少包括以下有益效果：桥梁上部结构快速更换系统具有以下优点：1)安全：实现结构安全、交通安全、设备安全、施工安全以及环境的安全；2)快速：能在2小时内完成梁体的拆除，12小时完成梁体的快速更换；3)低影响：拆除和更换时对桥周的交通影响均不超过2小时，交通和社会影响低；4)环保：采用本申请的方法具有节能的效果，施工不污染环境，无需反复吊装、装卸和转运等需克服自重势能的能量消耗，无需大型用电设施，无废水产生，无堵车和绕道问题引起的能耗，拆除物可再生利用。对于3000吨的梁段，只需要对两端的连接端进行切割，而现有的方法需要将3000吨的梁段切割为多个小段进行移除，并且在后期移除需要多次往复移运，噪音大、油耗高；5)无损：通过监控系统和更换装备使移运梁体不产生不可控损伤；6)高效：机械化程度高，主要基于SPMT车组完成桥梁的移位；模块化程度高，能够局部或整体同步顶升、下放与较快移动，整体实现360°水平角度的转动任意方向的平动，模块车现场组装简单快捷，且施工完毕后SPMT模块车可用于其他大型结构移动与运输工程；标准化程度高，标准化的支撑系统、监控系统、移运动作等，可用于快速拼装和完成复杂移动动作；智能化程度高，无线传输的实时监控系统可及时智能预警、智能存储、智能显示；7)适用性广：对地基基础的承载力及地面平整度要求低，可任意组拼成超过3000t承重能力的4点支撑的模块车组群，适应于千吨以上的任何桥梁结构(钢桥、混凝土桥、简支梁、连续梁、弯桥、直桥、斜桥和异形结构桥等)的快速拆除安装和更换(同时含拆除与安装)。可以实现超100轴SPMT横向、纵向或成一定角度组拼并车，可方便组成不同尺寸、不同载重量的移运装备，通用于多种大件运输，特别是梁重≥3000吨、净空≤10m、单孔跨径≤50m、纵坡≤6％的简支或连续立交桥、高架桥、跨线桥的整跨或整联拆除与安装，并车行走同步性≤15mm，三维调整误差≤3mm，对位精度≤10mm，施工时间≤36小时，交通和社会影响小，具有非常的应广阔用前景，可推广应用于领域：(1)数十万座公路旧危桥拆除与更换；(2)数千个潜在城市路口桥跨拆除与更换；(3)数百个潜在轨道与高架冲突的梁桥拆除与更换；(4)可能用到大量的新桥跨安装(特别用于桥梁ABC法建造)；(5)其他结构物或特大件的移运工程。本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术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SPMT基本单元通过螺栓连接为SPMT车组的结构示意图；图2是4个SPMT支撑组整体调顶待拆桥梁的结构示意图；图3是4个SPMT支撑组整体调顶待拆桥梁时的俯视图；图4是旧梁驮梁支撑系统的结构示意图；图5是旧梁驮梁支撑系统中A-A的断面图；图6是第一压剪过渡件、第一厚支撑板以及第一变径头的设置示意图。附图标记1-SPMT车组，2-待拆桥梁，3-桥墩，4-旧梁驮梁支撑系统，5-找平机构，6-第一变径头，7-第一压剪过渡件，8-第一钢柱，9-横联，10-斜撑，11-第一厚支撑板。具体实施方式下面结合附图对本技术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。在本技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.千吨级桥梁上部结构快速更换系统，其特征在于，包括更换装备，所述更换装备包括旧梁驮梁支撑系统、落梁支撑系统、SPMT车组及移动控制器；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2mm内，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。

【技术特征摘要】
1.千吨级桥梁上部结构快速更换系统，其特征在于，包括更换装备，所述更换装备包括旧梁驮梁支撑系统、落梁支撑系统、SPMT车组及移动控制器；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2mm内，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。2.如权利要求1所述的千吨级桥梁上部结构快速更换系统，其特征在于，所述落梁支撑系统包括：呈矩阵分布的第二钢柱，各第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱慈祥，盛海军，王伟，王蔚，高望，李双，刘昂，胡先朋，
申请(专利权)人：武汉二航路桥特种工程有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42