首页 / 专利分类库 / 道路、铁路或桥梁的建筑 / 桥梁 / 桥梁零件 / 一种跨线桥梁改造利用方法

一种跨线桥梁改造利用方法

申请号 CN202311812743.4 申请日 2023-12-27 公开(公告)号 CN117604930A 公开(公告)日 2024-02-27
申请人 长安大学; 西安公路研究院有限公司; 发明人 赵梓乔; 刘颜滔; 雷浪; 苗建宝; 赵文煜; 王剑飞; 李建华; 李遥;
摘要 本 发明 公开了一种跨线 桥梁 改造利用方法,包括步骤:一、确定改建桥梁方案;二、主塔施工;三、顶升原主梁;四、张拉斜拉索;五、拆除原桥墩和临时 支撑 ;六、新建桥下道路。本发明针对桥梁下部增设交通主线的情况,通过新建主塔,便于在不影响主线交通的情况下实现斜拉索张拉,通过采用横梁与斜拉索配合,代替原边跨 桥台 的支撑作用,利用斜拉索将荷载传递至主塔;通过搭设可拆卸的临时支撑,便于替代需要拆除的原边跨桥台,拆除原边跨桥台后,该区域下方可新建供车辆通行的道路,避免了拆除整座桥梁带来的资源消耗和环境负担,经济社会效益显著,推广应用价值大。
权利要求

1.一种跨线桥梁改造利用方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、确定改建桥梁方案:确定新建桥梁中与原主梁(1)连接的主梁接长段(13)的长度以及与原桥面(2)连接的桥面延长段(14)的长度,并确定主梁接长段(13)和桥面延长段(14)的延伸方向;
步骤二、主塔施工:施工用于斜拉所述原主梁(1)和所述主梁接长段(13)的主塔;其中,所述主塔包括由下至上依次设置的塔基(15)、承台(16)和索塔(17);
步骤三、顶升原主梁:
步骤301、搭设临时支撑:在原边跨桥台(5)的周侧搭设临时支撑(23),临时支撑(23)的顶部和顶升段(24)的底部之间满足设计间隙值;其中,所述顶升段(24)为所述原主梁(1)在原跨中桥墩(4)与原边跨桥台(5)之间的梁段;
步骤302、搭设顶升平台:在所述临时支撑(23)顶部安设多个千斤顶,并在千斤顶的顶部设置临时板支垫;其中,钢板支垫顶部贴合顶升段(24)的底部;
步骤303、顶升原主梁:按照桥面横坡的坡度要求,确定所述顶升段(24)的高度,然后利用临时支撑(23)上的千斤顶同步顶升所述顶升段(24),使所述顶升段(24)脱离原边跨桥台(5)并达到设计高度;
步骤四、张拉斜拉索:
步骤401、横梁施工:在原跨中桥墩(4)的顶部设置第一横梁(11),在所述原边跨桥台(5)的顶部设置第二横梁(12),并在所述第一横梁(11)与所述第二横梁(12)上安装横梁预应筋;
步骤402、新建桥梁施工:在所述原主梁(1)向主梁接长段(13)的延长方向下部依次设置第一桩基(6)和第二桩基(9),然后在所述第一桩基(6)的上部依次设置第一桩帽(7)和第一桥墩(8),并在所述第二桩基(9)的上部设置第二桩帽(10),然后在所述第一桥墩(8)与所述第二桩帽(10)的上部设置与所述第二横梁(12)连接的主梁接长段(13),然后在所述主梁接长段(13)的上部设置与所述原桥面(2)连接的桥面接长段(14);其中,第一桩基(6)与塔基(15)之间的距离满足新建桥下道路的宽度需求;
步骤403、张拉斜拉索:
在所述索塔(17)上安装第一拉索(18)和第二拉索(19);其中,所述第一拉索(18)和所述第二拉索(19)的上端均锚入所述索塔(17)的上端,所述第一拉索(18)的下端锚入第一横梁(11)内,所述第二拉索(19)的下端锚入第二横梁(12)内;
然后张拉第一拉索(18)和第二拉索(19),待张拉完成后,再对第一拉索(18)和第二拉索(19)进行封锚施工,完成桥梁的改建施工;
步骤五、拆除原桥墩和临时支撑:待新建桥梁改建施工完成后,依次拆除所述原边跨桥台(5)和所述临时支撑(23);
步骤六、新建桥下道路:在所述主塔和所述第一桥墩(8)之间新建所需的交通道路,实现在原边跨桥台(5)区域的车辆通行。
2.按照权利要求1所述的一种跨线桥梁改造利用方法,其特征在于:在步骤二之前,还需要进行桩基施工,如下:施工前需平整场地,然后定位钻孔位置并埋设护筒,然后在护筒内进行塔基(15)的混凝土施工。
3.按照权利要求1所述的一种跨线桥梁改造利用方法,其特征在于:步骤二中,所述索塔(17)的数量为两个,两个所述索塔(17)的结构尺寸均相同,且两个所述索塔(17)分别位于所述原主梁(1)的两侧;
所述主塔的具体施工步骤为:在原跨中桥墩(4)和原边跨桥台(5)之间施工多个所述塔基(15),在多个所述塔基(15)的上部施工所述承台(16),然后在所述承台(16)的上部施工两个所述索塔(17),并使得两个所述索塔(17)对称布设在所述原主梁(1)的两侧,再在两个所述索塔(17)之间施工多个连接梁(22)。
4.按照权利要求1所述的一种跨线桥梁改造利用方法,其特征在于:在步骤二中,根据公式 确定索塔(17)高于原主梁(1)的高度;其中,L为索塔(17)与原跨中桥墩(4)之间的距离,α1为索塔(17)与第一拉索(18)之间的夹
5.按照权利要求1所述的一种跨线桥梁改造利用方法,其特征在于:所述第二拉索(19)的承载能力需满足 可得所述第二拉索(19)横截面的等效半径为
由索塔(17)两侧斜拉索的应力相等,即F1sinα1=F2sinα2,可得所述第一拉索(18)的承载能力为 进而可得所述第一拉索(18)横截面的等效半径为
其中,N为原桥梁在原边跨桥台(5)顶部的支座反力,α2为索塔(17)与第二拉索(19)之间的夹角,σs为第一拉索(18)或第二拉索(19)的应力。

说明书全文

一种跨线桥梁改造利用方法

技术领域

[0001] 本发明属于桥梁施工技术领域,具体涉及一种跨线桥梁改造利用方法。

背景技术

[0002] 为了提高公路服务平,许多高速公路都面临着改建、扩建、提升道路等级的问题,公路桥梁的改扩建已迫在眉睫。
[0003] 对于主线拓宽或者新设立交区,跨线桥的改造成为改扩建工程的重点和难点,由于连续梁桥中间支点处于正弯区,预应筋以抵消正弯矩为主,当中间桥墩拆除后,原支点变为跨中区域,荷载效应从正弯矩变为负弯矩,因此常规加固方法难以满足承载能力要求,通常情况下以拆除重建为主,但拆除重建面临投资和社会影响较大,对环境污染严重等问题,不符合可持续发展的要求,且拆除重建施工周期较长,对主线通行影响较大,社会和经济效益差。因此,亟需一种跨线桥梁改造利用方法,设计合理,能够有效解决由于跨线桥梁施工影响主线桥梁通行的问题。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种跨线桥梁改造利用方法,本发明针对桥梁下部增设交通主线的情况,通过新建主塔,便于在不影响主线交通的情况下实现斜拉索张拉,通过采用横梁与斜拉索配合,代替原边跨桥台支撑作用,利用斜拉索将荷载传递至主塔;通过搭设可拆卸的临时支撑,便于替代需要拆除的原边跨桥台,拆除原边跨桥台后,该区域下方可新建供车辆通行的道路,避免了拆除整座桥梁带来的资源消耗和环境负担,经济社会效益显著,推广应用价值大。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种跨线桥梁改造利用方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
[0006] 步骤一、确定改建桥梁方案:确定新建桥梁中与原主梁连接的主梁接长段的长度以及与原桥面连接的桥面延长段的长度,并确定主梁接长段和桥面延长段的延伸方向;
[0007] 步骤二、主塔施工:施工用于斜拉所述原主梁和所述主梁接长段的主塔;其中,所述主塔包括由下至上依次设置的塔基、承台和索塔;
[0008] 步骤三、顶升原主梁:
[0009] 步骤301、搭设临时支撑:在原边跨桥台的周侧搭设临时支撑,临时支撑的顶部和顶升段的底部之间满足设计间隙值;其中,所述顶升段为所述原主梁在原跨中桥墩与原边跨桥台之间的梁段;
[0010] 步骤302、搭设顶升平台:在所述临时支撑顶部安设多个千斤顶,并在千斤顶的顶部设置临时钢板支垫;其中,钢板支垫顶部贴合顶升段的底部;
[0011] 步骤303、顶升原主梁:按照桥面横坡的坡度要求,确定所述顶升段的高度,然后利用临时支撑上的千斤顶同步顶升所述顶升段,使所述顶升段脱离原边跨桥台并达到设计高度;
[0012] 步骤四、张拉斜拉索:
[0013] 步骤401、横梁施工:在原跨中桥墩的顶部设置第一横梁,在所述原边跨桥台的顶部设置第二横梁,并在所述第一横梁与所述第二横梁上安装横梁预应力筋;
[0014] 步骤402、新建桥梁施工:在所述原主梁向主梁接长段的延长方向下部依次设置第一桩基和第二桩基,然后在所述第一桩基的上部依次设置第一桩帽和第一桥墩,并在所述第二桩基的上部设置第二桩帽,然后在所述第一桥墩与所述第二桩帽的上部设置与所述第二横梁连接的主梁接长段,然后在所述主梁接长段的上部设置与所述原桥面连接的桥面接长段;其中,第一桩基与塔基之间的距离满足新建桥下道路的宽度需求;
[0015] 步骤403、张拉斜拉索:
[0016] 在所述索塔上安装第一拉索和第二拉索;其中,所述第一拉索和所述第二拉索的上端均锚入所述索塔的上端,所述第一拉索的下端锚入第一横梁内,所述第二拉索的下端锚入第二横梁内;
[0017] 然后张拉第一拉索和第二拉索,待张拉完成后,再对第一拉索和第二拉索进行封锚施工,完成桥梁的改建施工;
[0018] 步骤五、拆除原桥墩和临时支撑:待新建桥梁改建施工完成后,依次拆除所述原边跨桥台和所述临时支撑;
[0019] 步骤六、新建桥下道路:在所述主塔和所述第一桥墩之间新建所需的交通道路,实现在原边跨桥台区域的车辆通行。
[0020] 上述的一种跨线桥梁改造利用方法,其特征在于:在步骤二之前,还需要进行桩基施工,如下:施工前需平整场地,然后定位钻孔位置并埋设护筒,然后在护筒内进行塔基的混凝土施工。
[0021] 上述的一种跨线桥梁改造利用方法,其特征在于:步骤二中,所述索塔的数量为两个,两个所述索塔的结构尺寸均相同,且两个所述索塔分别位于所述原主梁的两侧;
[0022] 所述主塔的具体施工步骤为:在原跨中桥墩和原边跨桥台之间施工多个所述塔基,在多个所述塔基的上部施工所述承台,然后在所述承台的上部施工两个所述索塔,并使得两个所述索塔对称布设在所述原主梁的两侧,再在两个所述索塔之间施工多个连接梁。
[0023] 上述的一种跨线桥梁改造利用方法,其特征在于:在步骤二中,根据公式确定索塔高于原主梁的高度;其中,L为索塔与原跨中桥墩之间的距离,α1为索塔与第一拉索之间的夹
[0024] 上述的一种跨线桥梁改造利用方法,其特征在于:所述第二拉索的承载能力需满足 可得所述第二拉索横截面的等效半径为
[0025]
[0026] 由索塔两侧斜拉索的水平应力相等,即F1sinα1=F2sinα2,可得所述第一拉索的承载能力为 进而可得所述第一拉索横截面的等效半径为
[0027] 其中,N为原桥梁在原边跨桥台顶部的支座反力,α2为索塔与第二拉索之间的夹角,σs为第一拉索或第二拉索的应力。
[0028] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0029] 1、本发明通过搭设可拆卸的临时支撑,便于替代需要拆除的原边跨桥台,不仅避免了对原主梁和原桥面的结构造成破坏,还降低了跨线桥施工对位于桥梁下部的交通主线通行的影响,有效解决了由于跨线桥梁施工影响交通主线桥梁通行的问题;同时,拆除原边跨桥台后,该区域下方可新建供车辆通行的道路,满足道路改造的需要,便于推广使用。
[0030] 2、本发明针对桥梁下部增设交通主线的情况,由于连续梁桥中间支点处于正弯区,原主梁上的预应力钢筋以抵消正弯矩为主,当中间桥墩拆除后,原支点变为跨中区域,荷载效应从正弯矩变为负弯矩,因此常规加固方法难以满足承载能力要求,本发明通过新建主塔,便于在不影响主线交通的情况下实现斜拉索张拉,保证了原结构受力形式未发生变化,使得梁的整体受力更加明确,通过采用横梁与斜拉索配合,抵消了由于拉力所产生的弯矩,使主塔主要承受原主梁的压力,利用了主塔本身混凝土抗压强度高的优势,降低了新建桥梁所需承担的承载力,提高了主塔适用性和经济效益,结构可靠稳定,使用效果好。
[0031] 3.本发明通过原桥梁桥墩位置的转移和桥梁的延长,实现了桥梁改造,使得原桥台所在区域可以新建交通道路,避免了桥梁整体拆除和重建所带来的大量建筑垃圾,也避免了完全新建桥梁所需的高额经济费用,同时可以最大程度地减小对既有交通线路的影响,实现了良好的经济社会效益,是高质量发展的趋势。
[0032] 综上所述,本发明针对桥梁下部增设交通主线的情况,通过新建主塔,便于在不影响主线交通的情况下实现斜拉索张拉,通过采用横梁与斜拉索配合,代替原边跨桥台的支撑作用,利用斜拉索将荷载传递至主塔;通过搭设可拆卸的临时支撑,便于替代需要拆除的原边跨桥台,拆除原边跨桥台后,该区域下方可新建供车辆通行的道路,避免了拆除整座桥梁带来的资源消耗和环境负担,经济社会效益显著,推广应用价值大。
[0033] 下面通过附图实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

[0034] 图1为本发明的施工方法流程框图
[0035] 图2为本发明原桥梁的结构示意图。
[0036] 图3为本发明的结构示意图。
[0037] 图4为图3的俯视图。
[0038] 图5为图3的A‑A剖视图。
[0039] 图6为图3的B‑B剖视图。
[0040] 图7为本发明本发明拉索的结构示意图。
[0041] 图8为图7的俯视图。
[0042] 附图标记说明:
[0043] 1—原主梁; 2—原桥面; 3—原跨中桥台;
[0044] 4—原跨中桥墩; 5—原边跨桥台; 6—第一桩基;
[0045] 7—第一桩帽; 8—第一桥墩; 9—第二桩基;
[0046] 10—第二桩帽; 11—第一横梁; 12—第二横梁;
[0047] 13—主梁接长段; 14—桥面接长段; 15—塔基;
[0048] 16—承台; 17—索塔; 18—第一拉索;
[0049] 19—第二拉索; 20—上部锚具; 21—下部锚具;
[0050] 23—临时支撑; 24—顶升段。

具体实施方式

[0051] 如图1至图8所示,本发明的一种跨线桥梁改造利用方法,包括以下步骤:
[0052] 步骤一、确定改建桥梁方案:确定新建桥梁中与原主梁1连接的主梁接长段13的长度以及与原桥面2连接的桥面延长段14的长度,并确定主梁接长段13和桥面延长段14的延伸方向。
[0053] 根据设计计算,确定主梁接长段13和桥面延长段14的长度,便于后续确定用于支撑主梁接长段13的第一桩基6和第二桩基9的位置。
[0054] 步骤二、主塔施工:施工用于斜拉所述原主梁1和所述主梁接长段13的主塔;其中,所述主塔包括由下至上依次设置的塔基15、承台16和索塔17。
[0055] 本实施例中,在步骤二之前,还需要进行桩基施工,如下:施工前需平整场地,然后定位钻孔位置并埋设护筒,然后在护筒内进行塔基15的混凝土施工。
[0056] 实际施工时,护筒可用钢或混凝土制作,应坚实、不漏水;当使用旋转钻时,护筒内径应比钻头直径大20cm,护筒顶面应高出施工水位2m,并宜高出施工地面0.3m,其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求。护筒的埋设深度不得小于2m,当表面土层松软时,护筒应埋入密实土层中的长度不得小于0.5m,钻孔灌注桩钻孔深度达到设计标高后,应对孔深、孔径进行检查,符合规范要求后方可进行第一次清孔,在吊入钢筋笼和导管安放完毕后,进行第二次清孔,二清完毕且孔底沉渣厚度和泥浆比重、粘度等指标符合要求后半小时内进行混凝土灌桩。
[0057] 钢筋笼可采用分段加工,吊放时接长,桩基钢筋笼主筋的接头位置应满足规范要求。钢筋笼安放时应采取有效的定位和下放措施,确保钢筋笼准确定位和防止对孔壁的影响。钢筋笼就位后应进行可靠固定,避免在灌注混凝土时钢筋笼上浮。灌注桩加灌高度比设计桩顶标高高出不小于一米,加灌高度以保证桩顶混凝土质量为准,在施工承台前凿除桩头,并在承台和台帽内保留10cm混凝土不凿除,避免损坏桩身,桩基混凝土应连续灌注,中间不得停顿。混凝土灌注的充盈系数不得小于1.0,一般情况不宜大于1.3。
[0058] 本实施例中,步骤二中,所述索塔17的数量为两个,两个所述索塔17的结构尺寸均相同,且两个所述索塔17分别位于所述原主梁1的两侧。
[0059] 所述主塔的具体施工步骤为:在原跨中桥墩4和原边跨桥台5之间施工多个所述塔基15,在多个所述塔基15的上部施工所述承台16,然后在所述承台16的上部施工两个所述索塔17,并使得两个所述索塔17对称布设在所述原主梁1的两侧,再在两个所述索塔17之间施工多个连接梁22。
[0060] 实际施工时,主塔为钢筋混凝土结构,承台16位于原主梁1的下方,且承台16的长度大于原主梁1的宽度,便于承台16上的两个索塔17能够分别位于原主梁1的两侧,其中,承台16的长度方向为桥梁的横桥方向;同时,连接梁22的数量至少为两个,两个连接梁22分别位于原主梁1的上方和下方,便于分别拉结两个索塔17的上端和下端,在原主梁1的周围形成矩形框架,既实现了对两个索塔17固定,也不影响原主梁1与主梁接长段13的施工。
[0061] 步骤三、顶升原主梁:
[0062] 如图4所示,步骤301、搭设临时支撑:在原边跨桥台5的周侧搭设临时支撑23,临时支撑23的顶部和顶升段24的底部之间满足设计间隙值;其中,所述顶升段24为所述原主梁1在原跨中桥墩4与原边跨桥台5之间的梁段。
[0063] 实际施工时,临时支撑23为钢管脚手架结构,考虑后期桥梁永久加固改造方案的需要,临时支撑23的垂直中心线与原边跨桥台5边缘之间的距离为2.25m、与背墙之间的距离为3m,钢管脚手架的中心与顶升段24两侧的腹板对应,便于防止顶升过程中对上部结构造成破坏;在搭设临时支撑23时,需采用水平尺检查验收钢管法兰端面的垂直度,确保钢管安装的垂直度,并在钢管柱周边搭设钢管支架工作平台,便于施工人员在不同位置旋拧法兰螺丝和焊接钢管联系梁;同时,需检查法兰与钢管间的焊口,焊口应饱满,焊接时需两人对称焊接,避免法兰变形,影响安装,钢管底部与预埋钢板全部满焊,横向联系梁与钢管立柱焊接时从一侧往另一侧依次安装。
[0064] 实际施工时,钢支撑之间的横向联系梁根据钢管柱高度进行设置,钢支撑的竖直度要满足《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》JTGF80‑1‑2017第8.6.1条的竖直度相关要求,根据钢支撑结构验算钢管柱格构支架,在考虑可能存在的最不利荷载组合作用下,钢管格构柱的承载能力、横撑承载能力、斜撑承载能力、以及地基承载力均需满足规范要求,且整体结构不发生线性屈曲。
[0065] 焊接时,钢支撑与法兰盘及加劲肋脚的焊缝等级采用一级,其余为二级,所有对接接头处均为一级焊缝,必须焊透,焊接材料、方法、工艺参数等应通过焊接工艺评定确定,焊缝应通过实验分析验证其力学性能不低于母材力学性能。无论工厂或施工现场,应尽量采用自动焊,对自动焊难以实施的焊缝,方可采用手工电弧焊;其中,现场焊接温度按10~15摄氏度设计,不同温度合拢时应进行调节,工地组装焊缝应充分考虑减少日温差对焊缝的影响,使工地施焊时温度基本相同,应避免在阳光直射下焊接施工。
[0066] 本发明通过搭设可拆卸的临时支撑,便于替代需要拆除的原边跨桥台5,不仅避免了对原主梁1和原桥面2的结构造成破坏,还降低了跨线桥施工对位于桥梁下部的交通主线通行的影响,有效解决了由于跨线桥梁施工影响交通主线桥梁通行的问题;同时,也便于在拆除后的原边跨桥台5处设计新的交通主线,满足道路改造需要,便于推广使用。
[0067] 步骤302、搭设顶升平台:在所述临时支撑23顶部安设多个千斤顶,并在千斤顶的顶部设置临时钢板支垫;其中,钢板支垫顶部贴合顶升段24的底部。
[0068] 需要说明的是,为了保证顶升时梁体受力均匀,在千斤顶底上下垫钢板,千斤顶的柱塞端顶在顶升段24的箱梁腹板上,千斤顶必须安放平稳;当顶升段24梁底有较大横坡时,在顶升段24的梁底部设置楔形橡胶板,实现调平,以便保证千斤顶与梁底紧密接触,另外,所有千斤顶及高压油在施工前必须进行试运行,确保在施工中不发生故障。
[0069] 步骤303、顶升原主梁:按照桥面横坡的坡度要求,确定所述顶升段24的高度,然后利用临时支撑23上的千斤顶同步顶升所述顶升段24,使所述顶升段24脱离原边跨桥台5并达到设计高度,实现对所述原主梁1的所述顶升段24的整体顶升。
[0070] 实际施工时,在顶升施工前,查找桥梁设计的原始记录,千斤顶的顶升吨位至少大于顶升荷载重量的两倍,且位于边梁下部的千斤顶吨位需额外增加,本实施例中,每根钢管柱的顶部设置两台千斤顶,即每片顶升段24的底部设置有4台千斤顶。
[0071] 实际施工时,为了满足多点同步控制顶升方式的要求,千斤顶采用统一型号,并连接PLC控制器多点同步控制顶升系统,每次顶升高度为2mm,总顶升高度为35cm,每个千斤顶需有专人负责,随时用钢板尺测量顶升高度,保证每个千斤顶处的顶升高度基本保持一致,高度误差不能超过1mm。
[0072] 顶升前在各个千斤顶位置用记号笔坐好高度标记,以方便顶升时测量,并用全站仪观测顶升过程中纵桥向和横桥向位移情况,以指导施工;顶升时安装百分表、纵向位移观测标志,以竖向位移和千斤顶油压表读数进行双控,要求竖向位移差基本保持一致,以便顶升时准确控制梁体的竖向、水平位移,指导施工。顶升力加载到500kN时应进行密切监控和观察;同时,需要观察顶升段24的梁顶、桥面及负弯矩区段有无开裂及形变,如有异常情况立即报告,并停止顶升作业,分析原因,采取适当补救措施。
[0073] 上部结构顶升至设计位置,即新横梁上方,待新桥台、上部结构横梁及支座垫石改造施工并形成强度后顶升上部结构,更换全桥支座,逐级回落千斤顶使顶升平台上的原荷载转移至新的桥台及支座上。
[0074] 步骤四、张拉斜拉索:
[0075] 步骤401、横梁施工:在所述原跨中桥墩4的顶部设置第一横梁11,在所述原边跨桥台5的顶部设置第二横梁12,并在所述第一横梁11与所述第二横梁12上安装横梁预应力筋。
[0076] 实际施工时,先分别扎第一横梁11与第二横梁12的钢筋并预埋预应力管道,然后分别浇筑混凝土,待混凝士强度满足设计要求后,再安装横梁预应力筋并进行张拉锚固;其中,第一横梁11与第二横梁12的宽度和高度均与原主梁1的宽度和高度相同,以便原桥面
2与桥面接长段14能够上下齐平。
[0077] 如图5至图6所示,步骤402、新建桥梁施工:在所述原主梁1向主梁接长段13的延长方向下部依次设置第一桩基6和第二桩基9,然后在所述第一桩基6的上部依次设置第一桩帽7和第一桥墩8,并在所述第二桩基9的上部设置第二桩帽10,然后在所述第一桥墩8与所述第二桩帽10的上部设置与所述第二横梁12连接的主梁接长段13,然后在所述主梁接长段13的上部设置与所述原桥面2连接的桥面接长段14;其中,第一桩基6与塔基15之间的距离满足新建桥下道路的宽度需求。
[0078] 实际施工时,第一桩基6位于原边跨桥台5与第二桩基9之间,通过在第一桩基6的上部设置第一桩帽7和第一桥墩8,便于具有更强的承载力,以更好的承载主梁接长段13传递的荷载,第二桩基9位于改造后整体桥梁的边跨,通过直接在第二桩基9的上部设置第二桩帽10,在满足承载力的情况下,施工简便,实用性强。
[0079] 如图7至图8所示,步骤403、张拉斜拉索:
[0080] 在所述索塔17上安装第一拉索18和第二拉索19;其中,所述第一拉索18和所述第二拉索19的上端均锚入所述索塔17的上端,所述第一拉索18的下端锚入第一横梁11内,所述第二拉索19的下端锚入第二横梁12内;然后张拉第一拉索18和第二拉索19,待张拉完成后,再对第一拉索18和第二拉索19进行封锚施工,完成桥梁的改建施工,形成新桥梁结构体系。
[0081] 本实施例中,在步骤二中,根据公式 确定索塔17高于原主梁1的高度;其中,L为索塔17与原跨中桥墩4之间的距离,α1为索塔17与第一拉索18之间的夹角。
[0082] 本实施例中,所述第二拉索19的承载能力需满足 可得所述第二拉索19横截面的等效半径为 由索塔17两侧斜拉索的水平应力相等,即F1sin
α1=F2sinα2,可得所述第一拉索18的承载能力为 进而可得所述第一拉索18横截面的等效半径为 其中,通过原桥梁的有限元分析结果,可以得到原
桥梁在原边跨桥台5顶部的支座反力N,α2为索塔17与第二拉索19之间的夹角,σs为第一拉索
18或第二拉索19的应力。
[0083] 实际施工时,主塔两侧的第一拉索18和第二拉索19所承载的水平分力相等,因此,第一拉索18和第二拉索19的应力值σs基本相等,计算时取相同值,通过上述公式,分别获得第一拉索18横截面的等效半径r1和第二拉索19横截面的等效半径r2,其等效半径代表对应的索力值,从而便于技术人员在满足索力的要求下,灵活选择一根或多根钢绞线制作第一拉索18和第二拉索19。
[0084] 张拉时,在索塔17的顶部设置上部锚具20,将第一拉索18和第二拉索19的上端分别固定在上部锚具20的两侧,然后采用起重设备将第一拉索18和第二拉索19从索塔17的顶部分别悬挂至原桥面2和桥面接长段14上,同时,在第一横梁11与第二横梁12的内部设置下部锚具21,将第一拉索18和第二拉索19的下端分别固定在第一横梁11与第二横梁12的下部锚具21内,然后对第一拉索18和第二拉索19进行张拉,使第一拉索18和第二拉索19达到设计要求的应力σs,在张拉过程中,需要密切监测第一拉索18和第二拉索19的伸长量、应力变化等参数,确保第一拉索18和第二拉索19的性能符合设计要求,并根据斜拉桥的施工过程和设计要求,对第一拉索18和第二拉索19的索力进行调整,以保证斜拉桥的稳定性和安全性。
[0085] 需要说明的是,张拉工作中,需要对索力、应力、应变、线形、温度、以及主塔偏位进行监控,施工监控需要在凌晨气温相对稳定时进行,索力测试采用应变仪捕捉索自振频率,当测出索力误差超过2时,应对索力进行调整,直到满足要求,索力调整完毕后,立即对应力、应变、线形、温度、以及主塔偏位进行测量,如此分阶段地进行张拉和调索。
[0086] 实际施工时,封锚的施工步骤如下:先用钢丝刷和吹机对混凝土表面进行清理,去除表面的杂物和松散石子;然后在清理好的混凝土表面,涂刷底漆,以便封闭混凝土表面的孔隙,防止锚固件或结构受到腐蚀;再根据设计图纸的尺寸和位置,安装锚栓和螺母,并使用扳手紧固螺母,紧固力的大小应符合产品说明书的要求;最后在锚栓和螺母的触面处,涂刷密封胶,以防止水和有害气体的侵入。
[0087] 步骤五、拆除原桥墩和临时支撑:待新建桥梁拉结完成后,依次拆除所述原边跨桥台5和所述临时支撑23,清理现场并处理所有废弃物。
[0088] 实际施工时,先使用测量仪器在桥墩上确定切割线的位置,如测距仪、全站仪等,并标记出切割线位置,然后使用钻机在切割线上钻孔,再将钢筋插入钻孔中,并使用混凝土将钢筋固定在桥墩中,再使用切割机沿着切割线切割桥墩,在切割过程中,必须保证桥墩的稳定性,以防止桥墩倒塌,同时,使用吊车或其他适当的设备将切割部分移除,待在完成切割后,清理现场并处理所有废弃物。
[0089] 步骤六、新建桥下道路:在所述主塔和所述第一桥墩8之间新建所需的交通道路,实现在原边跨桥台5区域的车辆通行。
[0090] 实际施工时,原跨中桥台3远离主塔的一侧施工有原交通道路,通过拆除原边跨桥台5,并在原边跨桥台5的两侧新建主塔和第一桩基6,便于在主塔和第一桩基6之间新建交通道路,以较小的桥梁改造施工满足桥下交通道路的改造需求,实用性强。
[0091] 本发明通过原桥梁桥墩位置的转移和桥梁的延长,实现了桥梁改造,使得原桥台所在区域可以新建道路,避免了桥梁整体拆除和重建所带来的大量建筑垃圾,也避免了完全新建桥梁所需的高额经济费用,同时可以最大程度地减小对交通的影响,实现了良好的经济社会效益,是高质量发展的趋势。
[0092] 本发明针对桥梁下部增设交通主线的情况,由于连续梁桥中间支点处于正弯区,原主梁1上的预应力钢筋以抵消正弯矩为主,当中间桥墩拆除后,原支点变为跨中区域,荷载效应从正弯矩变为负弯矩,因此常规加固方法难以满足承载能力要求,本发明通过新建主塔,便于在不影响主线交通的情况下实现拉索张拉,保证了原结构受力形式未发生变化,使得梁的整体受力更加明确,通过采用横梁与斜拉索配合,抵消了由于拉力所产生的弯矩,使主塔主要承受原主梁1的压力,利用了主塔本身混凝土抗压强度高的优势,降低了新建桥梁所需承担的承载力,提高了主塔适用性和经济效益,结构可靠稳定,使用效果好。
[0093] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
QQ群二维码
意见反馈