一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统，包括左右两个对称布设且对待顶升引桥主梁进行竖向顶升的引桥主梁顶升装置，每个引桥主梁顶升装置均支撑于一幅纵向主梁的正下方，每个引桥主梁顶升装置均包括一个桥台侧液压顶升装置和一个桥墩侧液压顶升装置且二者均为引桥梁端顶升装置，引桥梁端顶升装置包括横向分配梁、多个竖向顶升装置和多个辅助支撑结构。本实用新型专利技术结构设计合理、施工简便且使用效果好，采用左右两个对称布设的引桥主梁顶升装置对待顶升引桥主梁进行竖向顶升，引桥主梁顶升装置中采用竖向顶升装置与辅助支撑结构相配合进行顶升，所采用的临时支撑结构承重效果好且支撑稳定性好，确保引桥主梁顶升过程平稳、可靠。

A jacking system for approach bridge of long-span tied arch bridge

【技术实现步骤摘要】
一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统
本技术属于桥梁顶升施工
，尤其是涉及一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统。
技术介绍
桥梁顶升施工(也称为桥梁顶升技术)是指采用整体液压同步升高方案，也就是利用原有灌注桩承重，不破坏原桥面铺装层、栏杆扶手、人行道、梁板间的连接等，先用液压顶升装置整体顶住桥梁上部结构，然后截断各墩、台帽梁下的立柱，再操作液压顶升装置，使该桥整体升高到设计高度，最后接长立柱钢筋立模浇灌二期砼。桥梁上部结构指的是桥梁支座以上(无铰拱起拱线或框架主梁底线以上)跨越桥孔部分的总称。近年来，随着经济发展的需要以及桥梁顶升技术的提高，越来越多桥梁顶升技术被应用于桥梁改造工程中。桥梁顶升技术是通过液压顶升系统将桥面顶高至期望标高的一项技术，桥梁顶升技术在国内桥梁改造和支座更换中应用较广，而且桥梁液压同步顶升也有一定的研究和工程应用，实践证明，在桥梁顶升平移改造中完全可以达到安全运营、节约投资、造型美观等方面的要求。但目前国内尚没有针对桥梁顶升平移改造的设计、施工与检测规范，这使得桥梁顶升、平移改造的技术先进性能的应用受到一定程度的限制，而且现有的顶升工程大多为简支结构和连续梁。对跨运河航道的大跨径钢管砼系杆拱桥的大吨位整体同步顶升的技术应用国内尚无先例。大跨桥梁也称为大跨度桥梁或大跨径桥梁，大跨度桥梁是指多孔跨径总长≥100米或单孔跨径≥40米的桥梁。桥梁跨径也称桥梁跨度，一般指桥梁的总跨径，总跨径是指多孔桥梁中各孔净跨径的总和。其中多孔跨径总长是指桥梁的总长度，即桥梁主梁的总长度。对跨运河航道的大跨径钢管砼系杆拱桥进行顶升施工时，施工难度非常大且存在的安全隐患多。如位于宁杭高速公路溧阳段与芜申线运河交叉处的南河特大桥，南北走向，该桥于2003年建成通车且其作为高速公路的一部分，修建时间较短，使用状况良好。但现阶段根据航道整治规划的要求，南河特大桥现状通航尺度不满足整治后的三级航道通航净空尺度要求。桥位段高速公路处在8500m半径的圆曲线上，高速公路设计速度120km/h，双向六车道。北引桥纵坡为1.570％上坡，南引桥纵坡为1.570％下坡，桥梁处竖曲线半径20000m，路桥分界填土高度约6.5m，桥跨布置为10×25m组合箱梁+130m钢管混凝土系杆拱+4×25m组合箱梁+(2×20+18+14)现浇连续箱梁+4×25m组合箱梁，组合箱梁为先简支后连续结构。桥梁总长659.44m，横向双幅布置，桥面全宽＝15.75m(单幅宽度)+4.5m(中分带)+15.75m(单幅宽度)＝36m，单幅桥横向布置为：0.5m(护栏)+15.25m(机动车道)+1m(护栏)＝16.75m，因而桥梁设计等级高、主桥跨度大且引桥跨数多。桥位处水面宽60m，通行净高5m。主墩(即主桥桥墩)的墩身为矩形截面，外侧墩柱截面尺寸3.6×2.4m，内侧墩柱截面尺寸3.6×4.6m，均采用钻孔灌注桩群桩基础，桩径为φ1.8m，桩底进入强风化岩，承台高度为3m；引桥采用柱式桥墩，钻孔灌注桩基础，桥墩直径为φ1.3m，桩径为φ1.5m；桥台为肋板式桥台，钻孔灌注桩基础且桩径为φ1.2m。南河特大桥的拱肋采用哑铃型钢管混凝土结构，横梁和系梁均为预应力混凝土结构。引桥桥墩中还包括两个独柱墩，独柱墩采用直径为φ1.8m的独墩柱，群桩基础且桩径为φ1.2m。南河特大桥的主桥为长度为130m的钢管混凝土系杆拱桥(也称为钢管砼系杆拱桥)，引桥为预应力组合箱梁和现浇混凝土箱梁结构，因而引桥为混凝土箱梁。南河特大桥的通航净宽为60m，满足三级航道净宽；但净高为5m，不满足三级航道要求，需调整为7m。因此需要抬高老桥，对老桥进行顶升改造，改造桥梁提升高度为2.161m。由于桥梁整体顶升抬高，为了降低桥台填土高度并与周边协调，两侧引桥需相应延长，本次北引桥增加4孔跨径为25米的组合箱梁，南引桥增加6孔跨径为25米的组合箱梁，由于增加桥跨，桥台需改造为桥墩。经过慎重的安全、技术方面的比选，对南河特大桥进行顶升施工时，对南河特大桥的主桥和两个引桥分别进行顶升。对引桥进行顶升时，存在以下施工难题：第一、引桥跨数多且顶升重量大，风险点分散，整体顶升施工过程不易控制；第二、顶升过程中，桥梁上部结构处于悬浮状态，存在极大的安全隐患，必须采取有效措施化解以上风险，确保桥梁和施工人员的安全；第三、顶升高度较高，顶升高度达2.16m，临时垫块和顶升循环多，对支撑结构的整体稳定性提出了更高的要求，必须确保纵横支撑体系的牢固、可靠、不失稳。由上述内容可知，对跨运河航道的大跨径钢管砼系杆拱桥进行顶升施工时，工艺复杂、难度大、安全风险高，并且顶升高度为2m以上，施工工期短，任务重，目前尚无成功经验借鉴，可供借鉴的技术资料较少。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统，其结构设计合理、施工简便且使用效果好，采用左右两个对称布设的引桥主梁顶升装置对待顶升引桥主梁进行竖向顶升，引桥主梁顶升装置中采用竖向顶升装置与辅助支撑结构相配合进行顶升，辅助支撑结构对待顶升引桥主梁进行平稳支撑的同时对待顶升引桥主梁进行主动顶升，竖向顶升装置与辅助支撑结构中的千斤顶均倒置布设，每次完成顶升后在千斤顶下方支垫临时支撑件时无需移动千斤顶，省工省时，并能确保千斤顶位置不动；同时所采用的临时支撑结构不仅支撑强度大，承重效果好，并且支撑稳定性好，结构稳定、可靠，确保引桥主梁顶升过程平稳、可靠。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统，其特征在于：包括左右两个对称布设且对待顶升引桥主梁进行竖向顶升的引桥主梁顶升装置，所述待顶升引桥主梁为大跨径系杆拱桥的引桥主梁；所述待顶升引桥主梁呈水平布设且其包括左右两幅对称布设的纵向主梁，两幅所述纵向主梁均沿纵桥向布设；每个所述引桥主梁顶升装置均支撑于一幅所述纵向主梁的正下方，每个所述引桥主梁顶升装置均包括一个桥台侧液压顶升装置和一个桥墩侧液压顶升装置，所述桥台侧液压顶升装置和桥墩侧液压顶升装置的结构相同且二者均为引桥梁端顶升装置；所述待顶升引桥主梁支撑于引桥下部结构上，所述引桥下部结构包括左右两个对称布设的引桥下部支撑结构，每幅所述纵向主梁均支撑于一个所述引桥下部支撑结构上；每个所述引桥下部支撑结构均包括一个桥台和一个竖向桥墩上；所述纵向主梁的一端为支撑于桥台上的待接续端，所述纵向主梁的另一端为支撑于所述竖向桥墩上的连接端；每个所述桥台上均设置有一个对纵向主梁进行竖向顶升的桥台侧液压顶升装置，每个所述竖向桥墩上均设置有一个对纵向主梁进行竖向顶升的桥墩侧液压顶升装置；每个所述桥台侧液压顶升装置均支撑于一个所述纵向主梁的所述待接续端下方，每个所述桥墩侧液压顶升装置均支撑于一个所述纵向主梁的所述连接端下方；每个所述桥台侧液压顶升装置均支撑于一个所述桥台的桥台基础上，每个所述桥墩侧液压顶升装置均支撑于一个所述竖向桥墩的桥墩基础上或均支撑于一个水平混凝土基础上，所述水平混凝土基础位于所述桥墩基础一侧且其与所述桥墩基础浇筑为一体；所述桥台基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统，其特征在于：包括左右两个对称布设且对待顶升引桥主梁(1)进行竖向顶升的引桥主梁顶升装置，所述待顶升引桥主梁(1)为大跨径系杆拱桥的引桥主梁；所述待顶升引桥主梁(1)呈水平布设且其包括左右两幅对称布设的纵向主梁(1-1)，两幅所述纵向主梁(1-1)均沿纵桥向布设；每个所述引桥主梁顶升装置均支撑于一幅所述纵向主梁(1-1)的正下方，每个所述引桥主梁顶升装置均包括一个桥台侧液压顶升装置(19)和一个桥墩侧液压顶升装置(20)，所述桥台侧液压顶升装置(19)和桥墩侧液压顶升装置(20)的结构相同且二者均为引桥梁端顶升装置；/n所述待顶升引桥主梁(1)支撑于引桥下部结构上，所述引桥下部结构包括左右两个对称布设的引桥下部支撑结构，每幅所述纵向主梁(1-1)均支撑于一个所述引桥下部支撑结构上；每个所述引桥下部支撑结构均包括一个桥台(18)和一个竖向桥墩上；所述纵向主梁(1-1)的一端为支撑于桥台(18)上的待接续端，所述纵向主梁(1-1)的另一端为支撑于所述竖向桥墩上的连接端；/n每个所述桥台(18)上均设置有一个对纵向主梁(1-1)进行竖向顶升的桥台侧液压顶升装置(19)，每个所述竖向桥墩上均设置有一个对纵向主梁(1-1)进行竖向顶升的桥墩侧液压顶升装置(20)；每个所述桥台侧液压顶升装置(19)均支撑于一个所述纵向主梁(1-1)的所述待接续端下方，每个所述桥墩侧液压顶升装置(20)均支撑于一个所述纵向主梁(1-1)的所述连接端下方；/n每个所述桥台侧液压顶升装置(19)均支撑于一个所述桥台(18)的桥台基础上，每个所述桥墩侧液压顶升装置(20)均支撑于一个所述竖向桥墩的桥墩基础上或均支撑于一个水平混凝土基础(21)上，所述水平混凝土基础(21)位于所述桥墩基础一侧且其与所述桥墩基础浇筑为一体；所述桥台基础和所述桥墩基础均为呈水平布设的钢筋混凝土基础；所述桥台基础、所述桥墩基础和所述水平混凝土基础(21)均为反力基础；/n每个所述引桥梁端顶升装置均包括一道支撑于纵向主梁(1-1)底部的横向分配梁(22)、多个沿横桥向由左至右布设的竖向顶升装置(11)和多个沿横桥向由左至右布设的辅助支撑结构(12)，所述竖向顶升装置(11)和辅助支撑结构(12)均呈竖直向布设且二者的数量均相同，所述竖向顶升装置(11)和辅助支撑结构(12)均支撑于横向分配梁(22)的正下方，所述横向分配梁(22)沿横桥向布设且其与所支撑纵向主梁(1-1)的底面呈平行布设；每个所述引桥梁端顶升装置中多个竖向顶升装置(11)和多个所述辅助支撑结构(12)均布设于待顶升引桥主梁(1)的同一个横断面上，每个所述引桥梁端顶升装置中所述竖向顶升装置(11)和辅助支撑结构(12)呈交错布设；/n所述竖向顶升装置(11)包括竖向千斤顶(2)和布设于竖向千斤顶(2)正下方的竖向支顶机构，所述辅助支撑结构(12)包括随动千斤顶(16)和布设于随动千斤顶(16)正下方的竖向支撑结构，所述竖向支顶机构和所述竖向支撑结构均为临时支撑结构；所述竖向千斤顶(2)和随动千斤顶(16)均为呈竖直向布设的倒置千斤顶，所述倒置千斤顶为底座朝上且刚性顶举件朝下的液压千斤顶；每个所述倒置千斤顶的底座均水平固定在位于其正上方的横向分配梁(22)底部，每个所述倒置千斤顶的刚性顶举件均支顶在位于其正下方的所述临时支撑结构上；每个所述临时支撑结构均支撑于位于其下方的所述反力基础上，每个所述临时支撑结构均由多个从下至上布设的临时支撑件拼接而成，多个所述临时支撑件的结构均相同且其均为呈水平布设的钢管支撑结构(3)；/n所述钢管支撑结构(3)为圆柱形，所述临时支撑结构中所有钢管支撑结构(3)的直径均相同且其均呈同轴布设；每个所述钢管支撑结构(3)均包括竖向支撑钢管(3-1)、一个同轴固定于竖向支撑钢管(3-1)上部的上连接环(3-2)和一个同轴固定于竖向支撑钢管(3-1)底部的下连接环(3-3)，所述上连接环(3-2)和下连接环(3-3)均为水平圆环形钢板且二者均固定在竖向支撑钢管(3-1)的外侧壁上，所述上连接环(3-2)和下连接环(3-3)的结构和尺寸均相同；所述上连接环(3-2)的上表面与竖向支撑钢管(3-1)的上表面相平齐，下连接环(3-3)的底面与竖向支撑钢管(3-1)的底面相平齐；所述上连接环(3-2)和下连接环(3-3)上均开有多个沿圆周方向均匀布设的螺栓安装孔；/n所述临时支撑结构中上下相邻两个所述钢管支撑结构(3)组成一个钢管支撑组合，所述钢管支撑组合中位于上方的钢管支撑结构(3)为上钢管支撑结构，所述钢管支撑组合中位于下方的钢管支撑结构(3)为下钢管支撑结构，所述钢管支撑组合中所述上钢管支撑结构的下连接环(3-3)与所述下钢管支撑结构的上连接环(3-2)通过多个连接螺栓(...

【技术特征摘要】
1.一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统，其特征在于：包括左右两个对称布设且对待顶升引桥主梁(1)进行竖向顶升的引桥主梁顶升装置，所述待顶升引桥主梁(1)为大跨径系杆拱桥的引桥主梁；所述待顶升引桥主梁(1)呈水平布设且其包括左右两幅对称布设的纵向主梁(1-1)，两幅所述纵向主梁(1-1)均沿纵桥向布设；每个所述引桥主梁顶升装置均支撑于一幅所述纵向主梁(1-1)的正下方，每个所述引桥主梁顶升装置均包括一个桥台侧液压顶升装置(19)和一个桥墩侧液压顶升装置(20)，所述桥台侧液压顶升装置(19)和桥墩侧液压顶升装置(20)的结构相同且二者均为引桥梁端顶升装置；
所述待顶升引桥主梁(1)支撑于引桥下部结构上，所述引桥下部结构包括左右两个对称布设的引桥下部支撑结构，每幅所述纵向主梁(1-1)均支撑于一个所述引桥下部支撑结构上；每个所述引桥下部支撑结构均包括一个桥台(18)和一个竖向桥墩上；所述纵向主梁(1-1)的一端为支撑于桥台(18)上的待接续端，所述纵向主梁(1-1)的另一端为支撑于所述竖向桥墩上的连接端；
每个所述桥台(18)上均设置有一个对纵向主梁(1-1)进行竖向顶升的桥台侧液压顶升装置(19)，每个所述竖向桥墩上均设置有一个对纵向主梁(1-1)进行竖向顶升的桥墩侧液压顶升装置(20)；每个所述桥台侧液压顶升装置(19)均支撑于一个所述纵向主梁(1-1)的所述待接续端下方，每个所述桥墩侧液压顶升装置(20)均支撑于一个所述纵向主梁(1-1)的所述连接端下方；
每个所述桥台侧液压顶升装置(19)均支撑于一个所述桥台(18)的桥台基础上，每个所述桥墩侧液压顶升装置(20)均支撑于一个所述竖向桥墩的桥墩基础上或均支撑于一个水平混凝土基础(21)上，所述水平混凝土基础(21)位于所述桥墩基础一侧且其与所述桥墩基础浇筑为一体；所述桥台基础和所述桥墩基础均为呈水平布设的钢筋混凝土基础；所述桥台基础、所述桥墩基础和所述水平混凝土基础(21)均为反力基础；
每个所述引桥梁端顶升装置均包括一道支撑于纵向主梁(1-1)底部的横向分配梁(22)、多个沿横桥向由左至右布设的竖向顶升装置(11)和多个沿横桥向由左至右布设的辅助支撑结构(12)，所述竖向顶升装置(11)和辅助支撑结构(12)均呈竖直向布设且二者的数量均相同，所述竖向顶升装置(11)和辅助支撑结构(12)均支撑于横向分配梁(22)的正下方，所述横向分配梁(22)沿横桥向布设且其与所支撑纵向主梁(1-1)的底面呈平行布设；每个所述引桥梁端顶升装置中多个竖向顶升装置(11)和多个所述辅助支撑结构(12)均布设于待顶升引桥主梁(1)的同一个横断面上，每个所述引桥梁端顶升装置中所述竖向顶升装置(11)和辅助支撑结构(12)呈交错布设；
所述竖向顶升装置(11)包括竖向千斤顶(2)和布设于竖向千斤顶(2)正下方的竖向支顶机构，所述辅助支撑结构(12)包括随动千斤顶(16)和布设于随动千斤顶(16)正下方的竖向支撑结构，所述竖向支顶机构和所述竖向支撑结构均为临时支撑结构；所述竖向千斤顶(2)和随动千斤顶(16)均为呈竖直向布设的倒置千斤顶，所述倒置千斤顶为底座朝上且刚性顶举件朝下的液压千斤顶；每个所述倒置千斤顶的底座均水平固定在位于其正上方的横向分配梁(22)底部，每个所述倒置千斤顶的刚性顶举件均支顶在位于其正下方的所述临时支撑结构上；每个所述临时支撑结构均支撑于位于其下方的所述反力基础上，每个所述临时支撑结构均由多个从下至上布设的临时支撑件拼接而成，多个所述临时支撑件的结构均相同且其均为呈水平布设的钢管支撑结构(3)；
所述钢管支撑结构(3)为圆柱形，所述临时支撑结构中所有钢管支撑结构(3)的直径均相同且其均呈同轴布设；每个所述钢管支撑结构(3)均包括竖向支撑钢管(3-1)、一个同轴固定于竖向支撑钢管(3-1)上部的上连接环(3-2)和一个同轴固定于竖向支撑钢管(3-1)底部的下连接环(3-3)，所述上连接环(3-2)和下连接环(3-3)均为水平圆环形钢板且二者均固定在竖向支撑钢管(3-1)的外侧壁上，所述上连接环(3-2)和下连接环(3-3)的结构和尺寸均相同；所述上连接环(3-2)的上表面与竖向支撑钢管(3-1)的上表面相平齐，下连接环(3-3)的底面与竖向支撑钢管(3-1)的底面相平齐；所述上连接环(3-2)和下连接环(3-3)上均开有多个沿圆周方向均匀布设的螺栓安装孔；
所述临时支撑结构中上下相邻两个所述钢管支撑结构(3)组成一个钢管支撑组合，所述钢管支撑组合中位于上方的钢管支撑结构(3)为上钢管支撑结构，所述钢管支撑组合中位于下方的钢管支撑结构(3)为下钢管支撑结构，所述钢管支撑组合中所述上钢管支撑结构的下连接环(3-3)与所述下钢管支撑结构的上连接环(3-2)通过多个连接螺栓(4)紧固连接为一体，通过多个所述连接螺栓(4)紧固连接为一体的下连接环(3-3)与上连接环(3-2)组成一个加固环；所述连接螺栓(4)呈竖直向布设，每个所述连接螺栓(4)均安装于所述加固环中上下连通的两个所述螺栓安装孔内。


2.按照权利要求1所述的一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统，其特征在于：每个所述引桥主梁顶升装置还包括多个对所述倒置千斤顶的位置进行调整的千斤顶纠偏机构；每个所述引桥主梁顶升装置中所述千斤顶纠偏机构的数量与该引桥主梁顶升装置中所包括倒置千斤顶的数量相同，所述引桥主梁顶升装置中每个所述倒置千斤顶上均安装有一个千斤顶纠偏机构；
所述千斤顶纠偏机构包括对所调整倒置千斤顶的位置进行水平调整的水平纠偏机构，所述水平纠偏机构包括多个水平调整件(32)、一个供所调整倒置千斤顶的底座安装的下固定板(34)和一个位于下固定板(34)上方的上固定板(33)，多个所述水平调整件(32)的结构均相同且其沿圆周方向布设于所调整倒置千斤顶的四周外侧；所调整倒置千斤顶的底座水平固定在下固定板(34)底部，所述下固定板(34)固定于所调整倒置千斤顶的底座上方，所述下固定板(34)为平直钢板且其与所调整倒置千斤顶的底座呈平行布设；所述上固定板(33)为平直钢板；
每个所述水平调整件(32)均包括一个呈竖直向布设的螺栓杆(32-1)、一个同轴安装于螺栓杆(32-1)上的限位螺母(32-2)和一个同轴安装在螺栓杆(32-1)顶部的上滑移件(32-3)，所述螺栓杆(32-1)为平直杆，所述限位螺母(32-2)位于上滑移件(32-3)下方，所述限位螺母(32-2)与螺栓杆(32-1)之间以螺纹方式进行连接；
所述上固定板(33)上开有多个供上滑移件(32-3)横向滑移的横向滑移槽(33-1)和多个供螺栓杆(32-1)进行横向移动的横向插孔(33-2)，所述横向滑移槽(33-1)为平直槽且其与上固定板(33)呈平行布设，所述上滑移件(32-3)与上固定板(33)呈平行布设；所述横向滑移槽(33-1)的数量与上滑移件(32-3)的数量相同，多个所述横向滑移槽(33-1)均呈平行布设且其均沿所施工桥梁的横桥向进行布设，多个所述横向滑移槽(33-1)的结构和尺寸均相同；所述横向插孔(33-2)的数量与横向滑移槽(33-1)的数量相同，多个所述横向插孔(33-2)均为长条形孔且其结构和尺寸均相同，多个所述横向插孔(33-2)均与横向滑移槽(33-1)呈平行布设；所述横向插孔(33-2)的长度与横向滑移槽(33-1)的长度相同，所述横向插孔(33-2)的宽度大于横向滑移槽(33-1)的宽度；每个所述横向插孔(33-2)均位于一个所述横向滑移槽(33-1)的正下方，每个所述横向插孔(33-2)均与位于其正上方的横向滑移槽(33-1)连通；
所述下固定板(34)上开有多个供螺栓杆(32-1)进行纵向移动的纵向插孔(34-1)，多个所述纵向插孔(34-1)均为长条形孔且其结构和尺寸均相同，多个所述纵向插孔(34-1)均呈平行布设且其均与横向插孔(33-2)呈垂直布设；所述纵向插孔(34-1)的数量与横向插孔(33-2)的数量相同，每个所述纵向插孔(34-1)均...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵罡颉，张记军，杜越，梁之海，李金宝，朱书洁，汪洋，严朝锋，王永丽，
申请(专利权)人：中铁二十局集团第一工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32