循环更新悬索桥的施工方法 |
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| 申请号 | CN202311468809.2 | 申请日 | 2023-11-06 | 公开(公告)号 | CN117646396A | 公开(公告)日 | 2024-03-05 |
| 申请人 | 珠海市规划设计研究院; | 发明人 | 周祥乾; 杨开鑫; 刘文献; 高康平; 杜建成; 邱学焦; 黄政; 郭继业; 廖楚峰; 刘亚; 何锐; 彭江; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种循环更新悬索桥的施工方法，属于 桥梁 工程技术领域，循环更新悬索桥的施工方法包括：当 钢 箱梁达到使用寿命时，断开钢箱梁左右两个箱室之间的连接，使左右箱室独立工作，此时利用一侧箱室进行通车，对另外利用一侧箱室进行更换；当塔柱或主缆到达使用寿命时，先在桥梁外侧新建部分承台和桩基，再新建塔柱以及加长塔柱横梁，主塔施工时，利用旧塔柱设置液压爬模机，逐步爬升并浇筑新塔柱，待新塔柱施工完成后，利用液压爬模机作为围护措施，逐步向下对旧塔柱进行拆除，并新建吊索、主缆与锚碇，通过新建吊索将钢箱梁与新建主缆连接，接着将钢箱梁与新建塔柱、锚碇固定，最后拆除废弃旧的塔柱、主缆、吊索以及锚碇。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种循环更新悬索桥的施工方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 循环更新悬索桥的施工方法技术领域背景技术[0002] 悬索桥是一种常见的桥梁类型，其主要特点是通过一系列的悬索来支撑桥面，使桥面悬浮在空中。这些悬索一端连接到桥面，另一端通常连接到桥塔或桥墩上。悬索桥通常用于跨越大跨度的河流、峡谷或其他地理障碍。 [0003] 悬索桥结构主要构件达到使用年限后需要维护更换，目前吊索更换技术较成熟，但无法实现加劲梁尤其是钢箱梁加劲梁和主缆的更换。而悬索桥作为大跨度桥梁，位于重要交通路网上，其重要性不言而喻。悬索桥达到使用年限后，若原位拆除重建必然中断交通，对交通影响极大。 发明内容[0004] 本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本发明提出一种循环更新悬索桥的施工方法，能够在保证交通通行的情况下对全桥主要构件进行维护更换，使各构件得到充分利用。 [0005] 根据本发明实施例的循环更新悬索桥的施工方法，包括： [0006] 先进行下部结构锚碇、承台和桩基的施工，再浇筑塔柱和塔柱横梁，最后架设主缆并吊装钢箱梁，钢箱梁分为左右两个箱室； [0007] 当钢箱梁达到使用寿命时，断开钢箱梁左右两个箱室之间的连接，使左右箱室独立工作，此时利用一侧箱室进行通车，对另外利用一侧箱室进行更换； [0008] 当塔柱或主缆到达使用寿命时，先在桥梁外侧新建部分承台和桩基，再新建塔柱以及加长塔柱横梁，主塔施工时，利用旧塔柱设置液压爬模机，逐步爬升并浇筑新塔柱，待新塔柱施工完成后，利用液压爬模机作为围护措施，逐步向下对旧塔柱进行拆除，并新建吊索、主缆与锚碇，通过新建吊索将钢箱梁与新建主缆连接，接着将钢箱梁与新建塔柱、锚碇固定，最后拆除废弃旧的塔柱、主缆、吊索以及锚碇。 [0009] 根据本发明实施例的循环更新悬索桥的施工方法，至少具有如下有益效果：通过将钢箱梁分为左右两个箱室，中间通过横隔梁和螺栓连接，梁底部设置横向对拉钢束，主缆位于两侧通过吊索连接钢箱梁，更换钢箱梁时，通过跨缆吊机在中间设置临时吊索，拆除钢箱梁左右两个箱室中间横隔梁的螺栓连接和钢箱梁底部预应力钢束，左右箱室结构分离，此时利用一侧箱室通车，对另一侧箱室进行逐个节段拆除并更换，所有节段依次更新后，同样方法进行另一侧箱室的钢箱梁节段更换，通过此方法实现钢箱梁的循环更新。墩柱及主缆更换时，于结构一侧新建桩基、承台、塔柱、锚碇、主缆和吊索等结构，钢箱梁与吊索之间的吊点调整至备用位置，通过新建吊索与钢箱梁连接，进而可拆除旧桥吊索、主缆、塔柱等，通过此方法对塔柱及主缆进行循环更换。由此，保证全生命周期的交通通行，且实现各部位的循环更新，充分发挥各个构件的使用寿命，很好的优化和节约了资源，绿色、经济、环保。解决了悬索桥到使用年限后，旧桥拆除重建需中断交通或调整线位增加成本的问题。 [0010] 根据本发明的一些实施例，钢箱梁的梁底设置预应力钢束，钢箱梁的左右箱室在预应力钢束的作用下处于紧贴状态，通过钢箱梁螺栓以及横隔梁连接左右两个箱室。 [0011] 根据本发明的一些实施例，钢箱梁内部预留有更换钢箱梁所需吊索的吊点。 [0012] 根据本发明的一些实施例，在钢箱梁更换过程中设置配重与临时吊索保证主缆受力稳定且线型保持不变。 [0013] 根据本发明的一些实施例，钢箱梁更换时，使用桥检车作为施工人员操作面，断开钢箱梁螺栓以及横隔梁，取消底部预应力钢束，使钢箱梁左右箱室分离，并通过跨缆吊机、吊索和临时吊索悬吊钢箱梁，使左右箱室独立工作，此时利用半幅进行通车，对另外半幅钢箱梁进行更换。 [0014] 根据本发明的一些实施例，每次更换吊索时，将吊索位置与人行道位置进行互换。 [0015] 根据本发明的一些实施例，原吊索位于人行道一侧，在人行道位置新建吊索，并调整人行道至原吊索位置。 [0016] 根据本发明的一些实施例，当原吊索位于人行道内侧，进行更换吊索时，在外侧新建结构更换钢箱梁、塔柱与锚碇，并将吊索吊点往外侧调整，人行道往内侧调整。 [0017] 根据本发明的一些实施例，当原吊索位于人行道外侧，进行更换吊索时，在内侧新建结构更换钢箱梁、塔柱与锚碇，并将吊索吊点往内侧调整，人行道往外侧调整。 [0019] 下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明： [0020] 图1是本发明实施例的循环更新悬索桥的施工方法中桥体的结构示意图； [0021] 图2是图1的断面图； [0022] 图3是图1左右箱室连接结构的局部放大图； [0023] 图4是本发明实施例的循环更新悬索桥的施工方法中更换钢箱梁的示意图； [0024] 图5是本发明实施例的循环更新悬索桥的施工方法中起吊钢箱梁的示意图； [0025] 图6是本发明实施例的循环更新悬索桥的施工方法中更换塔柱及主缆的示意图； [0026] 图7是本发明实施例的循环更新悬索桥的施工方法中更换吊索的示意图； [0027] 图8是本发明实施例的循环更新悬索桥的施工方法中液压爬模机的的截面图。 [0028] 附图标记说明： [0029] 钢箱梁1；塔柱2；主缆3；吊索4；锚碇5；桩基61，承台62；钢箱梁螺栓7；横隔梁8；钢束9；临时吊索10；塔柱横梁11；液压爬模机12；跨缆吊机13；配重14；桥检车15。 具体实施方式[0030] 本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。 [0031] 在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0032] 在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。 [0033] 本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。 [0034] 参考图1至图8描述根据本发明实施例的循环更新悬索桥的施工方法。 [0035] 如图1至图8所示，根据本发明实施例的循环更新悬索桥的施工方法包括： [0036] 先进行下部结构锚碇5、承台62和桩基61的施工，再浇筑塔柱2和塔柱横梁11，最后架设主缆3并吊装钢箱梁1，钢箱梁1分为左右两个箱室； [0037] 当钢箱梁1达到使用寿命时，断开钢箱梁1左右两个箱室之间的连接，使左右箱室独立工作，此时利用一侧箱室进行通车，对另外利用一侧箱室进行更换； [0038] 当塔柱2或主缆3到达使用寿命时，先在桥梁外侧新建部分承台62和桩基61，再新建塔柱2以及加长塔柱横梁11，主塔施工时，利用旧塔柱2设置液压爬模机12，逐步爬升并浇筑新塔柱2，待新塔柱2施工完成后，利用液压爬模机12作为围护措施，逐步向下对旧塔柱2进行拆除，并新建吊索4、主缆3与锚碇5，通过新建吊索4将钢箱梁1与新建主缆3连接，接着将钢箱梁1与新建塔柱2、锚碇5固定，最后拆除废弃旧的塔柱2、主缆3、吊索4以及锚碇5。 [0039] 如图2至图5所示，钢箱梁1的梁底设置预应力钢束9，钢箱梁1的左右箱室在预应力钢束9的作用下处于紧贴状态，通过钢箱梁螺栓7以及横隔梁8连接左右两个箱室。钢箱梁1内部预留有更换钢箱梁1所需吊索4的吊点。在钢箱梁1更换过程中设置配重14与临时吊索10保证主缆3受力稳定且线型保持不变。钢箱梁1更换时，使用桥检车15作为施工人员操作面，断开钢箱梁螺栓7以及横隔梁8，取消底部预应力钢束9，使钢箱梁1左右箱室分离，并通过跨缆吊机13、吊索4和临时吊索10悬吊钢箱梁1，使左右箱室独立工作，此时利用半幅进行通车，对另外半幅钢箱梁1进行更换。 [0040] 如图6至图8所示，每次更换吊索4时，将吊索4位置与人行道位置进行互换。原吊索4位于人行道一侧，在人行道位置新建吊索4，并调整人行道至原吊索4位置。当原吊索4位于人行道内侧，进行更换吊索4时，在外侧新建结构更换钢箱梁1、塔柱2与锚碇5，并将吊索4吊点往外侧调整，人行道往内侧调整。当原吊索4位于人行道外侧，进行更换吊索4时，在内侧新建结构更换钢箱梁1、塔柱2与锚碇5，并将吊索4吊点往内侧调整，人行道往外侧调整。 [0041] 下面以一个具体的施工实施例说明本循环更新悬索桥的施工方法： [0042] 悬索桥施工先进行下部结构锚碇5和承台62和桩基61施工，再浇筑塔柱2和塔柱横梁11，最后架设主缆3并吊装钢箱梁1。 [0043] 钢箱梁1制作时，分为左右两个箱室，梁底设置预应力钢束9，此时钢箱梁1中部在钢束9的作用下处于紧贴状态，此时便于连接钢箱梁螺栓7，通过钢箱梁螺栓7以及横隔梁8使左右两个箱室相连，钢箱梁1内部预留好远期更换钢箱梁1所需吊索4的吊点，便于后期进行更换，钢箱梁1吊装后施工附属设施，最后悬索桥施工完成。 [0044] 悬索桥结构桥面荷载作用于钢箱梁1，通过吊索4将桥面荷载传给主缆3，主缆3将荷载作用在塔柱2、锚碇5及承台62和桩基61。悬索桥投入使用后，待钢箱梁1、塔柱2或主缆3到达使用寿命后，进行对应构件的更换。 [0045] 钢箱梁1更换时，使用桥检车15作为施工人员操作面，断开钢箱梁螺栓7以及横隔梁8，取消底部预应力钢束9，使钢箱梁左右箱室分离，并通过跨缆吊机13、吊索4和临时吊索10悬吊钢箱梁1，使左右箱室独立工作，此时利用半幅进行通车，对另外半幅钢箱梁1进行更换。 [0046] 更换一侧钢箱梁1时，跨缆吊机13通过起重设备对钢箱梁1进行节段更换，拆一节，吊一节，更换过程中设置配重14与临时吊索10保证主缆3受力稳定，线型保持不变，逐步推进施工完一侧钢箱梁1后，再更换另一侧钢箱梁1。 [0047] 塔柱2及主缆3更换时，先于桥梁外侧新建部分承台62和桩基61，再新建塔柱2以及加长塔柱横梁11，主塔施工时，利用旧塔柱2设置液压爬模机12，逐步爬升并浇筑新塔柱2，待新塔柱施工完成后，可利用液压爬模机12作为围护措施，逐步向下对旧塔柱2进行拆除，之后新建主缆3与锚碇5。原吊索4位于人行道右侧，在人行道位置新建吊索4，并调整人行道至原吊索4位置，再通过新建吊索4将钢箱梁1与新建主缆3连接，然后钢箱梁与新建塔柱2、锚碇5固定，之后拆除废弃旧的塔柱2、主缆3、吊索4以及锚碇5。 [0048] 如图6所示，在悬索桥位于状态一时，更换钢箱梁1、塔柱2与锚碇5时，在外侧新建结构，吊索4吊点往外侧调整，人行道往内侧调整，桥梁调整为状态二。等桥梁于状态二时使用至下一次结构使用年限，更换钢箱梁1、塔柱2与锚碇5时，在内侧新建结构，吊索4吊点往内侧调整，人行道往外侧调整，桥梁调整为状态一。桥梁结构根据使用年限进行周期性往复调整更换。 [0049] 采用以上方法，在悬索桥构件达到使用年限后，根据不同部位采用不同方式进行更新循环。 [0050] 本循环更新悬索桥的施工方法通过将钢箱梁分为左右两个箱室，中间通过横隔梁和螺栓连接，梁底部设置横向对拉钢束，主缆位于两侧通过吊索连接钢箱梁，更换钢箱梁时，通过跨缆吊机在中间设置临时吊索，拆除钢箱梁左右两个箱室中间横隔梁的螺栓连接和钢箱梁底部预应力钢束，左右箱室结构分离，此时利用一侧箱室通车，对另一侧箱室进行逐个节段拆除并更换，所有节段依次更新后，同样方法进行另一侧箱室的钢箱梁节段更换，通过此方法实现钢箱梁的循环更新。墩柱及主缆更换时，于结构一侧新建桩基、承台、塔柱、锚碇、主缆和吊索等结构，钢箱梁与吊索之间的吊点调整至备用位置，通过新建吊索与钢箱梁连接，进而可拆除旧桥吊索、主缆、塔柱等，通过此方法对塔柱及主缆进行循环更换。 [0051] 由此，保证全生命周期的交通通行，且实现各部位的循环更新，充分发挥各个构件的使用寿命，很好的优化和节约了资源，绿色、经济、环保。解决了悬索桥到使用年限后，旧桥拆除重建需中断交通或调整线位增加成本的问题。 [0052] 上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。 |
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