一种拼宽桥梁及其沉降补偿方法

申请号 CN202410204120.7 申请日 2024-02-23 公开(公告)号 CN117926686A 公开(公告)日 2024-04-26
申请人 中铁第五勘察设计院集团有限公司; 发明人 潘志强; 李同辉; 吕凤国;
摘要 本 申请 实施例 中提供了一种拼宽 桥梁 及其沉降补偿方法,既有桥梁梁体和拼宽桥梁梁体的上下部结构分离,仅将桥梁 混凝土 铺装层相互连接,在伸缩缝靠近既有桥梁梁体一侧所对应的 桥面 混凝土铺装层顶部设置应变检测装置,对桥梁混凝土铺装层的应变值进行检测;同时,在拼宽桥梁梁体的桥梁支座与桥梁墩台的上顶面之间设置桥梁用沉降补偿装置,根据应变检测装置的检测结果进行桥梁沉降补偿,其通过设置桥梁用沉降补偿装置实现桥梁拼宽工程中新建拼宽桥梁梁体墩台沉降的主动补偿,无需为减小新建桥梁墩台沉降量而增加墩台 基础 尺寸或对桥梁地基进行 刚度 处理,降低桥梁造价;装置、构件构造简单可靠,施工无技术难点,具有良好的经济性、可靠性、可行性。
权利要求

1.一种拼宽桥梁,其特征在于,包括:
既有桥梁梁体、拼宽桥梁梁体、伸缩缝和桥面混凝土铺装层,所述伸缩缝沿横桥向位于所述既有桥梁梁体和所述拼宽桥梁梁体之间;所述桥面混凝土铺装层位于所述既有桥梁梁体、所述拼宽桥梁梁体和所述伸缩缝的上方;
应变检测装置,位于所述伸缩缝靠近所述既有桥梁梁体一侧所对应的所述桥面混凝土铺装层顶部,用于检测所述桥梁混凝土铺装层的应变值;
桥梁用沉降补偿装置,位于所述拼宽桥梁梁体的桥梁支座与桥梁墩台的上顶面之间,用于根据所述应变检测装置的检测结果进行桥梁沉降补偿。
2.根据权利要求1所述的拼宽桥梁,其特征在于,还包括:
标高定位装置,用于对所述拼宽桥梁的沉降差值进行检测;在所述既有桥梁梁体的底部、靠近所述拼宽桥梁梁体侧设置沉降测定参考点,在所述拼宽桥梁梁体的底部设置沉降测定点,所述沉降测定点在顺桥向位于跨中方向侧且靠近桥梁支座处,在横桥向与所述拼宽桥梁梁体的桥梁支座对应,且所述沉降测定点与所述沉降测定参考点处于同一直线上;
所述沉降测定参考点和所述沉降测定点均设有所述标高定位装置。
3.根据权利要求2所述的拼宽桥梁,其特征在于,所述标高定位装置包括:
垫板和螺纹件,所述垫板的顶面与桥梁梁体的底面贴合,所述螺纹件的一端与桥梁梁体固定,另一端与所述垫板固定;
套筒,位于所述垫板的底面且垂直于所述垫板设置;
标高定位杆,与所述套筒套装,所述标高定位杆能够沿所述套筒的长度方向移动并固定,且所述标高定位杆的底端具有锥形定位部以及位于所述锥形定位部底端的定位端点。
4.根据权利要求3所述的拼宽桥梁,其特征在于,所述套筒固定于所述垫板的中心处,且所述套筒的底面平行于所述垫板的底面;
所述标高定位杆的底端还具有螺帽部,所述螺帽部沿竖向位于所述锥形定位部的上方;
所述定位端点位于所述标高定位杆的中心线上。
5.根据权利要求1所述的拼宽桥梁,其特征在于,所述伸缩缝靠近所述既有桥梁梁体一侧所对应的所述桥面混凝土铺装层顶部设有应变片安装槽和盖板;
所述应变检测装置包括:
应变片,位于所述应变片安装槽内,并经所述盖板固定;
接长导线,具有数据采集端口,所述接长导线与所述应变片的引线连接,所述接长导线延伸至车行道边缘防撞护栏或人行道侧石的侧面;
保护套管,套设于所述接长导线的外侧;
保护盒,套装于所述数据采集端口的外部;
所述应变片、所述接长导线、所述保护套管和所述保护盒均位于所述应变片安装槽内。
6.根据权利要求1所述的拼宽桥梁,其特征在于,所述桥梁用沉降补偿装置包括:
上部组件,包括上垫板和螺纹固定盘,所述螺纹固定盘固定于所述上垫板的下方,所述上垫板与桥梁支座的底部连接;
下部组件,包括下垫板和螺纹转动盘,所述下垫板与桥梁墩台上顶面连接,所述螺纹转动盘的底部坐落于所述下垫板上,所述螺纹转动盘的顶部与所述螺纹固定盘套装且经螺纹连接,所述螺纹转动盘能够分别相对于所述上垫板和所述下垫板绕自身轴线转动,驱动所述上部组件沿竖向移动;
驱动组件,用于驱动所述螺纹转动盘沿自身轴线转动,所述驱动组件包括定位螺栓和驱动齿轮,所述定位螺栓固定于所述下垫板上;
所述驱动齿轮具有定位螺栓孔,所述驱动齿轮经所述定位螺栓孔套装于所述定位螺栓上,且能够相对于所述定位螺栓转动;
所述驱动齿轮的外壁设有第一轮齿部,所述螺纹转动盘的底部设有第二轮齿部,所述驱动齿轮经所述第一轮齿部和所述第二轮齿部驱动所述螺纹转动盘绕自身轴线转动。
7.根据权利要求6所述的拼宽桥梁,其特征在于,所述驱动齿轮沿竖向依次设有螺母部和所述第一轮齿部,所述螺母部用于与扳手配合驱动所述驱动齿轮绕自身轴线转动。
8.一种应用于权利要求1‑7所述拼宽桥梁的沉降补偿方法,其特征在于,所述方法包括:
获取应变检测装置检测到的桥梁混凝土铺装层的应变值;
当检测到的所述应变值大于或等于预设应变值时,分别测量沉降测定参考点和沉降测定点的当前高程;
根据测量的沉降测定参考点的当前高程和沉降测定点的当前高程,计算沉降测定点相对于沉降测定参考点的高程差,确定桥梁用沉降补偿装置的高度调整量;
对各桥梁支座下方的桥梁用沉降补偿装置分别进行高度调整。
9.根据权利要求8所述的沉降补偿方法,其特征在于,所述根据测量的沉降测定参考点的当前高程和沉降测定点的当前高程,计算沉降测定点相对于沉降测定参考点的高程差,确定桥梁用沉降补偿装置的高度调整量,具体包括:
采用千分尺测定各沉降测定点处标高定位装置的标高定位杆的初始外露长度;
通过平仪及桥板,将沉降测定参考点处的标高定位杆的定位端点高程和与其相邻的沉降测定点的标高定位杆的定位端点高程比较,并用扳手旋转沉降测定点的标高定位杆的螺帽部,观测水平仪,将沉降测定点的标高定位杆的定位端点高程调整为和沉降测定参考点处标高定位杆定位端点高程一致;
根据已调整的沉降测定点的标高定位杆的定位端点高程,将各沉降测定点高程依次调整为与沉降测定参考点的定位端点高程一致;
采用千分尺测定各沉降测定点处标高定位杆的当前外露长度,将各沉降测定点处的标高定位杆的当前外露长度与初始外露长度比较,得到沉降测定点处的桥梁用沉降补偿装置的高度调整量。
10.根据权利要求8所述的沉降补偿方法,其特征在于,所述对各桥梁支座下方的桥梁用沉降补偿装置分别进行高度调整,具体包括:
采用千分尺测定桥梁用沉降补偿装置的当前高程;
桥梁用沉降补偿装置的当前高程与高度调整量相加为桥梁用沉降补偿装置的修正高程;
通过扳手旋转驱动齿轮的第一轮齿部,调整桥梁用沉降补偿装置的高程至计算后的修正高程。

说明书全文

一种拼宽桥梁及其沉降补偿方法

技术领域

[0001] 本申请涉及桥梁工程技术领域,具体地,涉及一种拼宽桥梁及其沉降补偿方法。

背景技术

[0002] 目前,对于桥梁的拼宽方案一般为将原有桥梁和新建拼宽桥梁上、下部结构分离,仅将桥面铺装相互连接。该方法原有桥梁和新建拼宽桥梁主体结构相互独立,两者间受相互影响较小,对原有桥梁扰动较小。但该拼宽方法具有以下缺点。
[0003] (1)由于建设在土质地基上的桥梁存在较大的工后沉降,原有桥梁工后沉降已基本完成,拼宽后基本不再发生沉降,而新建拼宽桥梁在拼宽后需发生工后沉降。这将使原有桥梁和新建拼宽桥梁间存在沉降差异,导致新旧桥梁连接处经常出现开裂和明显的高差,从而影响车辆行驶的平顺性,同时桥面开裂也对桥面的使用寿命产生较大不利影响。
[0004] (2)采用该拼宽方法的桥梁,为减小原有桥梁和新建拼宽桥梁间沉降差异,需采取减小新建拼宽桥梁沉降量的措施,这些措施需增加新建拼宽桥梁的墩台基础尺寸或对桥梁地基进行提高刚度的处理。这些措施均会造成桥梁造价的明显增加。发明内容
[0005] 本申请实施例中提供了一种拼宽桥梁及其沉降补偿方法,以解决现有的拼宽桥梁采用增加墩台基础尺寸或桥梁地基刚度、进行拼宽桥梁沉降量补偿,其导致桥梁造价升高的问题。
[0006] 为了达到上述目的,本申请提供如下技术方案:
[0007] 一种拼宽桥梁,包括:
[0008] 既有桥梁梁体、拼宽桥梁梁体、伸缩缝和桥面混凝土铺装层,所述伸缩缝沿横桥向位于所述既有桥梁梁体和所述拼宽桥梁梁体之间;所述桥面混凝土铺装层位于所述既有桥梁梁体、所述拼宽桥梁梁体和所述伸缩缝的上方;
[0009] 应变检测装置,位于所述伸缩缝靠近所述既有桥梁梁体一侧所对应的所述桥面混凝土铺装层顶部,用于检测所述桥梁混凝土铺装层的应变值;
[0010] 桥梁用沉降补偿装置,位于所述拼宽桥梁梁体的桥梁支座与桥梁墩台的上顶面之间,用于根据所述应变检测装置的检测结果进行桥梁沉降补偿。
[0011] 可选地,还包括:
[0012] 标高定位装置,用于对所述拼宽桥梁的沉降差值进行检测;在所述既有桥梁梁体的底部、靠近所述拼宽桥梁梁体侧设置沉降测定参考点,在所述拼宽桥梁梁体的底部设置沉降测定点,所述沉降测定点在顺桥向位于跨中方向侧且靠近桥梁支座处,在横桥向与所述拼宽桥梁梁体的桥梁支座对应,且所述沉降测定点与所述沉降测定参考点处于同一直线上;
[0013] 所述沉降测定参考点和所述沉降测定点均设有所述标高定位装置。
[0014] 可选地,所述标高定位装置包括:
[0015] 垫板和螺纹件,所述垫板的顶面与桥梁梁体的底面贴合,所述螺纹件的一端与桥梁梁体固定,另一端与所述垫板固定;
[0016] 套筒,位于所述垫板的底面且垂直于所述垫板设置;
[0017] 标高定位杆,与所述套筒套装,所述标高定位杆能够沿所述套筒的长度方向移动并固定,且所述标高定位杆的底端具有锥形定位部以及位于所述锥形定位部底端的定位端点。
[0018] 可选地,所述套筒固定于所述垫板的中心处,且所述套筒的底面平行于所述垫板的底面;
[0019] 所述标高定位杆的底端还具有螺帽部,所述螺帽部沿竖向位于所述锥形定位部的上方;
[0020] 所述定位端点位于所述标高定位杆的中心线上。
[0021] 可选地,所述伸缩缝靠近所述既有桥梁梁体一侧所对应的所述桥面混凝土铺装层顶部设有应变片安装槽和盖板;
[0022] 所述应变检测装置包括:
[0023] 应变片,位于所述应变片安装槽内,并经所述盖板固定;
[0024] 接长导线,具有数据采集端口,所述接长导线与所述应变片的引线连接,所述接长导线延伸至车行道边缘防撞护栏或人行道侧石的侧面;
[0025] 保护套管,套设于所述接长导线的外侧;
[0026] 保护盒,套装于所述数据采集端口的外部;
[0027] 所述应变片、所述接长导线、所述保护套管和所述保护盒均位于所述应变片安装槽内。
[0028] 可选地,所述桥梁用沉降补偿装置包括:
[0029] 上部组件,包括上垫板和螺纹固定盘,所述螺纹固定盘固定于所述上垫板的下方,所述上垫板与桥梁支座的底部连接;
[0030] 下部组件,包括下垫板和螺纹转动盘,所述下垫板与桥梁墩台上顶面连接,所述螺纹转动盘的底部坐落于所述下垫板上,所述螺纹转动盘的顶部与所述螺纹固定盘套装且经螺纹连接,所述螺纹转动盘能够分别相对于所述上垫板和所述下垫板绕自身轴线转动,驱动所述上部组件沿竖向移动;
[0031] 驱动组件,用于驱动所述螺纹转动盘沿自身轴线转动,所述驱动组件包括定位螺栓和驱动齿轮,所述定位螺栓固定于所述下垫板上;
[0032] 所述驱动齿轮具有定位螺栓孔,所述驱动齿轮经所述定位螺栓孔套装于所述定位螺栓上,且能够相对于所述定位螺栓转动;
[0033] 所述驱动齿轮的外壁设有第一轮齿部,所述螺纹转动盘的底部设有第二轮齿部,所述驱动齿轮经所述第一轮齿部和所述第二轮齿部驱动所述螺纹转动盘绕自身轴线转动。
[0034] 可选地,所述驱动齿轮沿竖向依次设有螺母部和所述第一轮齿部,所述螺母部用于与扳手配合驱动所述驱动齿轮绕自身轴线转动。
[0035] 基于上述实施例,本申请还提供一种应用于上述实施例任一项所述拼宽桥梁的沉降补偿方法,所述方法包括:
[0036] 获取应变检测装置检测到的桥梁混凝土铺装层的应变值;
[0037] 当检测到的所述应变值大于或等于预设应变值时,分别测量沉降测定参考点和沉降测定点的当前高程;
[0038] 根据测量的沉降测定参考点的当前高程和沉降测定点的当前高程,计算沉降测定点相对于沉降测定参考点的高程差,确定桥梁用沉降补偿装置的高度调整量;
[0039] 对各桥梁支座下方的桥梁用沉降补偿装置分别进行高度调整。
[0040] 可选地,所述根据测量的沉降测定参考点的当前高程和沉降测定点的当前高程,计算沉降测定点相对于沉降测定参考点的高程差,确定桥梁用沉降补偿装置的高度调整量,具体包括:
[0041] 采用千分尺测定各沉降测定点处标高定位装置的标高定位杆的初始外露长度;
[0042] 通过平仪及桥板,将沉降测定参考点处的标高定位杆的定位端点高程和与其相邻的沉降测定点的标高定位杆的定位端点高程比较,并用扳手旋转沉降测定点的标高定位杆的螺帽部,观测水平仪,将沉降测定点的标高定位杆的定位端点高程调整为和沉降测定参考点处标高定位杆定位端点高程一致;
[0043] 根据已调整的沉降测定点的标高定位杆的定位端点高程,将各沉降测定点高程依次调整为与沉降测定参考点的定位端点高程一致;
[0044] 采用千分尺测定各沉降测定点处标高定位杆的当前外露长度,将各沉降测定点处的标高定位杆的当前外露长度与初始外露长度比较,得到沉降测定点处的桥梁用沉降补偿装置的高度调整量。
[0045] 可选地,所述对各桥梁支座下方的桥梁用沉降补偿装置分别进行高度调整,具体包括:
[0046] 采用千分尺测定桥梁用沉降补偿装置的当前高程;
[0047] 桥梁用沉降补偿装置的当前高程与高度调整量相加为桥梁用沉降补偿装置的修正高程;
[0048] 通过扳手旋转驱动齿轮的第一轮齿部,调整桥梁用沉降补偿装置的高程至计算后的修正高程。
[0049] 本申请实施例提供的一种拼宽桥梁,包括:既有桥梁梁体、拼宽桥梁梁体、伸缩缝和桥面混凝土铺装层,伸缩缝沿横桥向位于既有桥梁梁体和拼宽桥梁梁体之间;桥面混凝土铺装层位于既有桥梁梁体、拼宽桥梁梁体和伸缩缝的上方;应变检测装置,位于伸缩缝靠近既有桥梁梁体一侧所对应的桥面混凝土铺装层顶部,用于检测桥梁混凝土铺装层的应变值;桥梁用沉降补偿装置,位于拼宽桥梁梁体的桥梁支座与桥梁墩台的上顶面之间,用于根据应变检测装置的检测结果进行桥梁沉降补偿。
[0050] 采用本申请实施例中提供的一种拼宽桥梁及其沉降补偿方法,相较于现有技术,具有以下技术效果:
[0051] 既有桥梁梁体和拼宽桥梁梁体的上下部结构分离,仅将桥梁混凝土铺装层相互连接,在伸缩缝靠近既有桥梁梁体一侧所对应的桥面混凝土铺装层顶部设置应变检测装置,对桥梁混凝土铺装层的应变值进行检测;同时,在拼宽桥梁梁体的桥梁支座与桥梁墩台的上顶面之间设置桥梁用沉降补偿装置,根据应变检测装置的检测结果进行桥梁沉降补偿,其通过设置桥梁用沉降补偿装置实现桥梁拼宽工程中新建拼宽桥梁梁体墩台沉降的主动补偿,无需为减小新建桥梁墩台沉降量而增加墩台基础尺寸或对桥梁地基进行刚度处理,降低桥梁造价;采用理论明确可行,所用装置、构件构造简单可靠,施工无技术难点,具有良好的经济性、可靠性、可行性。附图说明
[0052] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0053] 图1为本申请实施例提供的一种桥梁用沉降补偿装置的剖视结构示意图;
[0054] 图2为图1的A‑A处截面示意图;
[0055] 图3为图1的B‑B处截面示意图;
[0056] 图4为图1的C‑C处截面示意图;
[0057] 图5为本申请实施例提供的上部组件的剖视结构示意图;
[0058] 图6为本申请实施例提供的螺纹转动盘的剖视结构示意图;
[0059] 图7为本申请实施例提供的下部组件的剖视结构示意图;
[0060] 图8为本申请实施例提供的驱动组件的结构示意图;
[0061] 图9为本申请实施例提供的驱动齿轮的结构示意图;
[0062] 图10为本申请实施例提供的驱动齿轮的俯视结构示意图;
[0063] 图11为本申请实施例提供的标高定位装置的结构示意图;
[0064] 图12为图11的俯视结构示意图;
[0065] 图13为本申请实施例提供的标高定位杆的结构示意图;
[0066] 图14为本申请实施例提供的应变检测装置的安装结构示意图;
[0067] 图15为本申请实施例提供的标高定位装置平面位置示意图。
[0068] 附图中标记如下:
[0069] 桥梁用沉降补偿装置100、标高定位装置200、应变检测装置300;
[0070] 上垫板11、螺纹固定盘12、内螺纹121、定位销轴13、第一加劲板14、第二加劲板15;
[0071] 下垫板21、螺纹转动盘22、第二轮齿部221、外螺纹222、定位套筒23、定位套筒孔24、滑动垫层25;
[0072] 定位螺栓31、驱动齿轮32、第一轮齿部321、螺母部322;
[0073] 垫板41、扩底锚栓42、锚栓螺母43、套筒44、标高定位杆45、定位端点46、螺帽部47;
[0074] 应变片安装槽51、盖板52、应变片53。

具体实施方式

[0075] 本发明实施例公开了一种拼宽桥梁及其沉降补偿方法,以解决现有的拼宽桥梁采用增加墩台基础尺寸或桥梁地基刚度、进行拼宽桥梁沉降量补偿,其导致桥梁造价升高的问题。
[0076] 为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明,显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是所有实施例的穷举。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0077] 请参阅图1‑15,图1为本申请实施例提供的一种桥梁用沉降补偿装置的剖视结构示意图;图2为图1的A‑A处截面示意图;图3为图1的B‑B处截面示意图;
[0078] 图4为图1的C‑C处截面示意图;图5为本申请实施例提供的上部组件的剖视结构示意图;图6为本申请实施例提供的螺纹转动盘的剖视结构示意图;图7为本申请实施例提供的下部组件的剖视结构示意图;图8为本申请实施例提供的驱动组件的结构示意图;图9为本申请实施例提供的驱动齿轮的结构示意图;图10为本申请实施例提供的驱动齿轮的俯视结构示意图;图11为本申请实施例提供的标高定位装置的结构示意图;图12为图11的俯视结构示意图;图13为本申请实施例提供的标高定位杆的结构示意图;图14为本申请实施例提供的应变检测装置的安装结构示意图;图15为本申请实施例提供的标高定位装置平面位置示意图。
[0079] 在一种具体的实施方式中,本申请提供的拼宽桥梁,包括既有桥梁梁体、拼宽桥梁梁体、伸缩缝、桥面混凝土铺装层、应变检测装置300和桥梁用沉降补偿装置100;其中,新建的拼宽桥梁梁体和既有桥梁梁体之间设有伸缩缝,伸缩缝沿横桥向设置,桥面混凝土铺装层位于既有桥梁梁体、拼宽桥梁梁体和伸缩缝的上方。为了判断是否需要进行沉降差补偿施工和验证沉降差补偿效果,在伸缩缝靠近既有桥梁梁体一侧对应的桥梁混凝土铺装层顶部设置应变检测装置300,以检测桥梁混凝土铺装层的应变值,并通过在拼宽桥梁梁体的桥梁支座与桥梁墩台的上顶面之间设置桥梁用沉降补偿装置100,进行桥梁墩台的沉降补偿。
[0080] 采用本申请实施例中提供的一种拼宽桥梁及其沉降补偿方法,相较于现有技术,具有以下技术效果:
[0081] 既有桥梁梁体和拼宽桥梁梁体的上下部结构分离,仅将桥梁混凝土铺装层相互连接,在伸缩缝靠近既有桥梁梁体一侧所对应的桥面混凝土铺装层顶部设置应变检测装置300,对桥梁混凝土铺装层的应变值进行检测;同时,在拼宽桥梁梁体的桥梁支座与桥梁墩台的上顶面之间设置桥梁用沉降补偿装置100,根据应变检测装置300的检测结果进行桥梁沉降补偿,其通过设置桥梁用沉降补偿装置100实现桥梁拼宽工程中新建拼宽桥梁梁体墩台沉降的主动补偿,无需为减小新建桥梁墩台沉降量而增加墩台基础尺寸或对桥梁地基进行刚度处理,降低桥梁造价;采用理论明确可行,所用装置、构件构造简单可靠,施工无技术难点,具有良好的经济性、可靠性、可行性。
[0082] 在一些实施例中,桥梁用沉降补偿装置100包括上部组件和下部组件;上部组件包括上垫板11和螺纹固定盘12,螺纹固定盘12位于上垫板11的下方,优选位于上垫板11的中心处,上垫板11和螺纹固定盘12焊接固定,上垫板11与桥梁支座之间可采用预埋板焊接固定。下部组件包括下垫板21和螺纹转动盘22,下垫板21与桥梁墩台上顶面固定连接,同样可以采用预埋钢板焊接固定,螺纹转动盘22的底部坐落于下垫板21上,能够相对于下垫板21绕自身轴线转动,螺纹转动盘22优选坐落于下垫板21的中心处,螺纹转动盘22的顶部与螺纹固定盘12套装,具体为螺纹固定盘12的中心处设有中空腔体,螺纹转动盘22与中空腔体套装,同时中空腔体的内壁设有内螺纹121,螺纹转动盘22的周向外壁设有外螺纹222,螺纹固定盘12和螺纹转动盘22螺纹连接,螺纹转动盘22能够分别相对于上垫板11和下垫板21绕自身轴线转动,当驱动螺纹转动盘22转动时,外螺纹222和内螺纹121啮合,螺纹固定盘12沿竖向进行上移或下移,进而带动上部组件相对于下垫板21进行竖向移动,调整桥梁支座和桥梁墩台上顶面之间的距离。
[0083] 在桥梁支座和桥梁墩台上顶面之间设置桥梁用沉降补偿装置100,并通过螺纹固定盘12和螺纹转动盘22套装且螺纹连接的方式,使螺纹转动盘22绕自身轴线转动时、驱动上部组件沿竖向移动,以调整上垫板11和下垫板21之间的竖向距离,进而调节桥梁支座和桥梁墩台上顶面之间的距离,对拼宽桥梁的沉降差进行增减补偿,能够满足不同墩台沉降量的补偿需要,确保新旧桥梁墩台沉降差可全部补偿。
[0084] 在一些实施例中,上述装置还包括驱动组件,其位于下垫板21上,能够驱动螺纹转动盘22沿自身轴线转动,驱动组件可设置为齿轮机构、齿轮齿条机构或蜗轮蜗杆机构等,可根据需要进行设置,由此以能够对沉降补偿量进行精确调节,提高补偿精度
[0085] 在另一些实施例中,螺纹固定盘12具有沿竖向延伸的中空腔体,中空腔体的内壁设有内螺纹121;螺纹转动盘22套装于中空腔体内,螺纹转动盘22的外壁设有用于与内螺纹121配合的外螺纹222。中空腔体截面为圆形,中空腔体的内壁的内螺纹121与螺纹转动盘22的外螺纹222配合,以通过螺纹连接实现竖向直线移动。
[0086] 为了防止上垫板11在螺纹固定盘12带动下转动,上部组件还包括定位销轴13,下部组件还包括定位套筒23,定位销轴13位于中空腔体内且位于上垫板11的中心处,定位销轴13和上垫板11焊接固定;定位套筒23固定于下垫板21的上表面,同样焊接固定;螺纹转动盘22的中心处具有沿竖向向上延伸的定位套筒孔24,定位套筒23套装于定位套筒孔24内,二者间隙配合,使螺纹转动盘22相对于下垫板21绕自身轴线转动,定位销轴13套装于定位套筒23内,定位套筒23对定位销轴13绕自身轴线的转动限位,即,在螺纹转动盘22转动时,上垫板11和下垫板21保持相对静止;具体的,定位销轴13的截面为四边形,定位套筒23的中心孔的截面为四边形;在其他实施例中可根据需要进行定位销轴13的结构设置,只要能够达到相同的技术效果即可。
[0087] 在一些实施例中,为了使螺纹转动盘22转动时减小摩擦阻力,在下垫板21的上表面设置滑动垫层25,实现螺纹转动盘22的自由转动,滑动垫层25与下垫板21间采用粘结剂粘接。
[0088] 上述装置还包括若干个第一加劲板14和若干个第二加劲板15;各第一加劲板14位于中空腔体内,在螺纹固定盘12的径向方向上,第一加劲板14的两端分别与定位销轴13和螺纹固定盘12的内壁固定;在竖向方向上,第一加劲板14的上表面与上垫板11的下表面固定;由此以对螺纹固定盘12、定位销轴13和上垫板11进行加固;第二加劲板15位于螺纹固定盘12的外侧,第二加劲板15分别与螺纹固定盘12的外壁和上垫板11的下表面固定,进一步对螺纹固定盘12和上垫板11进行加固;第一加劲板14和第二加劲板15的数量可相同或不同设置,第二加劲板15的个数大于或等于第一加劲板14的个数;且第二加劲板15沿径向设置于第一加劲板14的延伸方向。第一加劲板14优选设置为4个,第二加劲板15优选设置为8个。
[0089] 在一些实施例中,驱动组件包括定位螺栓31和驱动齿轮32,定位螺栓31固定于下垫板21上,下垫板21上相应地设有定位螺栓孔;驱动齿轮32的中心处具有定位螺栓孔,驱动齿轮32经定位螺栓孔套装于定位螺栓31上,二者间隙配合,以能够相对于定位螺栓31转动;驱动齿轮32的外壁设有第一轮齿部321,螺纹转动盘22的底部设有第二轮齿部221,驱动齿轮32经第一轮齿部321和第二轮齿部221驱动螺纹转动盘22绕自身轴线转动。定位螺栓31与驱动齿轮32接触段为光圆杆,实现驱动齿轮32的自由转动。下部组件的下垫板21设置有定位螺栓孔,驱动组件的定位螺栓31通过定位螺栓孔与下垫板21固定连接。为减小驱动齿轮
32与下垫板21间的转动摩擦,在驱动齿轮32与下垫板21间设置有滑动垫层25。因下部组件固定于桥梁墩台上,通过定位螺栓31的约束,实现驱动齿轮32平面和竖直方向位置的固定,仅可绕定位螺栓31中心自由转动。
[0090] 具体的,驱动齿轮32沿竖向依次设有螺母部322和第一轮齿部321,螺母部322用于与扳手配合驱动驱动齿轮32绕自身轴线转动。螺母部322和第一轮齿部321一体式设置,当驱动齿轮32需要转动时,通过扳手夹持螺母部322绕轴线转动,由此以使第一轮齿部321和第二轮齿部221啮合,驱动螺纹转动盘22绕自身轴线转动。由于桥梁用沉降补偿装置100的驱动齿轮32受到较小驱动力就可以使桥梁用沉降补偿装置100对桥梁支座产生较大顶升力,因此对于桥梁支座承受非超大荷载的普通情况,采用扳手转动桥梁用沉降补偿装置100的驱动齿轮32就可以完成桥梁用沉降补偿装置100的高度调整工作。
[0091] 可理解,上述装置除滑动垫层25外均为钢材材质。当装置上方桥梁支座承载力较小,滑动垫层25所受压强较小时,滑动垫层25可采用四氟乙烯板垫层;当装置上方桥梁支座承载力较大,滑动垫层25所受压强较大时,滑动垫层25可采用不锈钢板垫层。
[0092] 在上部组件的螺纹固定盘12顶部设置有注浆孔和注浆排气孔。当桥梁拼宽工程建设完成运营一段时间新旧桥梁间不再产生沉降差,无需对装置高度再进行调整时,通过注浆孔向螺纹固定盘12内部空腔灌注自流平无收缩环砂浆,实现装置承载能力安全度的进一步提高。
[0093] 当桥梁拼宽工程建设完成运营一段时间新旧桥梁间不再产生沉降差,无需对桥梁用沉降补偿装置100高度再进行调整时,采用无收缩混凝土对桥梁用沉降补偿装置100进行封闭,以提高结构承载能力安全度及结构耐久性。无收缩混凝土浇筑范围为水平方向以上垫板11四周边线为边界,高度方向从墩台顶面至上垫板11的范围内的空余空间。
[0094] 在一种具体的实施方式中,上部组件由上垫板11、第一加劲板14、第二加劲板15、定位销轴13、螺纹固定盘12组成。其中上垫板11与第一加劲板14、第二加劲板15、定位销轴13、螺纹固定盘12间通过焊接方式固定连接,第一加劲板14、第二加劲板15与定位销轴13、螺纹固定盘12间通过焊接方式固定连接。螺纹转动盘22设置有外螺纹222、第二轮齿部221、定位套筒孔24,上部组件的螺纹固定盘12与螺纹转动盘22间通过螺纹连接。螺纹转动盘22与下垫板21间设置滑动垫层25,实现螺纹转动盘22的自由转动。下部组件由下垫板21、定位套筒23、定位套筒孔24、滑动垫层25、定位螺栓孔组成。其中定位套筒23与下垫板21间通过焊接方式固定连接,滑动垫层25与下垫板21间采用粘结剂粘接。下部组件的下垫板21与桥梁墩台顶面预埋钢板焊接固定连接。
[0095] 下部组件设置有定位套筒23,定位套筒23外形为圆柱体,中间设置有方形定位销轴13孔,定位套筒23位于螺纹转动盘22的圆形定位套筒孔24内,实现螺纹转动盘22平面位置的固定,同时实现螺纹转动盘22的自由转动。上部组件的定位销轴13为方形,安装于下方组件定位销轴13孔内,实现上部组件相对下部组件的平面位置固定且不可转动,仅可在竖直方向发生运动。因下部组件固定于桥梁墩台上,通过构件间的相互约束,可以实现上部组件平面位置固定不可转动,仅可在竖直方向发生运动;螺纹转动盘22平面和竖直方向位置的固定,仅可绕定位套筒23中心自由转动;下部组件固定不动。
[0096] 当螺纹转动盘22发生转动时,因上部组件的螺纹固定盘12不发生转动,实现螺纹转动盘22与螺纹固定盘12间沿螺纹轨道的相对转动,推动螺纹固定盘12发生上下移动,从而实现装置总高度的调整。
[0097] 本申请提供的桥梁用沉降补偿装置100,通过适当调整螺纹固定盘12、定位销轴13、螺纹转动盘22、定位套筒23的高度,可以实现高度调整范围的增减,能够满足不同墩台沉降量的补偿需要,确保对新旧桥梁墩台沉降差可全部补偿。通过适当调整螺纹固定盘12、定位销轴13、螺纹转动盘22、定位套筒23截面尺寸,适当调整螺纹固定盘12与螺纹转动盘22间相互咬合螺纹的尺寸和数量,可以实现承载能力的调整,从而适应不同承载力要求。
[0098] 在一些具体的实施方式中,在桥梁拼宽工程建设阶段,本桥梁用沉降补偿装置100工程现场安装简单方便,具有良好的可实施性。装置在加工厂已组装成为一个整体装置。由加工厂运至工程现场后,无需拆卸,仅需将装置安装在桥梁支座与墩台之间即可。下面对该装置工程现场的安装流程介绍如下:
[0099] (a)根据桥梁支座位置,按照支座中心与桥梁用沉降补偿装置中心平面位置重合的原则,确定桥梁用沉降补偿装置中心位置。使桥梁用沉降补偿装置的驱动组件面向墩台外边缘侧,调整下垫板的方向,使其与墩台外边缘面平行。从而确定桥梁用沉降补偿装置安装位置。
[0100] (b)根据桥梁用沉降补偿装置下垫板位置确定墩台顶面预埋钢板位置,对预埋钢板进行预埋,浇筑墩台混凝土。
[0101] (c)将桥梁用沉降补偿装置放置于墩台预埋钢板上方,按第(a)步提供方法调整定位好桥梁用沉降补偿装置位置,将桥梁用沉降补偿装置下垫板与墩台预埋钢板采用围焊方式焊接固定。
[0102] (d)将桥梁支座放置于本桥梁用沉降补偿装置上方,根据第(a)步中给出的支座与桥梁用沉降补偿装置之间的位置关系,确定支座中心位置。调整支座各侧面方向与桥梁用沉降补偿装置各侧面方向平行(若采用圆形支座无需调整侧面方向),从而确定好支座位置。如支座为板式支座,将板式支座与桥梁用沉降补偿装置之间采用环氧树脂进行粘接固定。如支座为盆式支座,将盆式支座底部钢板与桥梁用沉降补偿装置上垫板采用螺栓连接或焊接连接。
[0103] (e)调整桥梁用沉降补偿装置高度,使桥梁支座顶面高程与设计高程一致,桥梁用沉降补偿装置安装完毕。
[0104] 在桥梁拼宽工程运营阶段,本桥梁用沉降补偿装置对新旧桥梁沉降差进行补偿的工作具有良好的可实施性,本桥梁用沉降补偿装置调整高度补偿沉降差的操作流程如下:
[0105] (a)对于桥梁支座承受超大荷载的特殊情况,驱动桥梁用沉降补偿装置驱动齿轮所需驱动力较大,在桥梁支座附近设置辅助千斤顶提供部分顶升力,顶升力的大小应小于桥梁支座所承受荷载。对于桥梁支座承受非超大荷载的普通情况,无需设置辅助千斤顶,略去此步即可。
[0106] (b)根据桥梁用沉降补偿装置最终高度调整量的大小,若高度调整量较大,需多次逐步调整至最终高度。此种情况首先确定单次高度调整量,单次调整量不宜过大,然后分多次逐步将各支座下桥梁用沉降补偿装置高度调整至最终高度值。若高度调整量不大,可将桥梁用沉降补偿装置高度一次调整至桥梁用沉降补偿装置最终高度值。
[0107] (c)按第(b)步确定的单次高度调整量,用扳手旋转驱动齿轮的螺母段,调整新建拼宽桥梁各支座下桥梁用沉降补偿装置的高度。桥梁用沉降补偿装置一轮高度调整完毕后进行下一轮各支座下方桥梁用沉降补偿装置的高度调整。直至各支座下方桥梁用沉降补偿装置的高度均达到最终高度值。桥梁用沉降补偿装置高度调整工作完毕。
[0108] 如图15所示,图15为本申请实施例提供的标高定位装置200平面位置示意图为了精确测量新旧桥梁的沉降差,在在既有桥梁梁体的底部、靠近拼宽桥梁梁体侧设置沉降测定参考点,以减小沉降测定参考点与沉降测定点、沉降测定过渡点间距离,便于沉降差测量和提高测量精度;在拼宽桥梁梁体的底部设置沉降测定点,沉降测定点在顺桥向位于跨中方向侧且靠近桥梁支座处,以便于测量工作的开展。在横桥向与拼宽桥梁梁体的桥梁支座对应,且沉降测定点与沉降测定参考点处于同一直线上;并在沉降测定点和沉降测定参考点分别设置标高定位装置200,从而确定拼宽桥梁梁体的高度调整量,考虑桥板长度和便于测量工作的开展,可在沉降测定参考点和各沉降测定点之间设置沉降差测定过渡点,沉降测定参考点、沉降测定点和沉降测定过渡点采用的标高定位装置200构造形式相同,下面对标高定位装置200的结构进行介绍。
[0109] 如图11‑13所示,图11为本申请实施例提供的标高定位装置200的结构示意图;图12为图11的俯视结构示意图;图13为本申请实施例提供的标高定位杆的结构示意图。标高定位装置200包括垫板41、螺纹件、套筒44和标高定位杆45;其中,垫板41的顶面与桥梁梁体的底面贴合,螺纹件的一端与桥梁梁体固定,另一端与垫板41固定;螺纹件可设置为扩底锚栓42,扩底锚栓42由扩底锚栓42杆和锚栓螺母43组成。扩底锚栓42采用有机械键效应的后扩底锚栓42,也可采用定型化学锚栓,扩底锚栓42与桥梁梁体底板的锚固应具有足够的强度和稳定性,扩底锚栓42锚固于上部梁体底板内,实现标高定位装置200的固定。
[0110] 垫板41在扩底锚栓42位置处设有锚栓孔,扩底锚栓42穿过锚栓孔后采用锚栓螺母43对垫板41进行固定。为了实现安装后标高定位杆45的铅垂竖直和各测定点标高定位杆45定位端点46可调整到同一高程上,垫板41安装应保证下底面水平且各测定点垫板41底面高程基本一致。因此,垫板41形状尺寸需根据梁体底面坡度及梁底标高进行适当调整,对于梁体底面坡度可以通过将垫板41制造成楔形来调整,对于梁底与垫板41底面的高差可以通过适当加高垫板41高度来调整。
[0111] 套筒44位于垫板41的底面,且垂直于垫板41设置,套筒44具有中心孔,中心孔的孔壁具有内螺纹;标高定位杆45周向外壁设有外螺纹,标高定位杆45和套筒44的中心孔经外螺纹和内螺纹固定;套筒44固定于垫板41的中心处,且套筒44的底面平行于所述垫板41的底面。套筒44优选为焊接固定在垫板41底面中心处,制造时应保证套筒44与垫板41底面相互垂直,套筒44的下底端截面与垫板41下底面平行,以保证安装后内螺纹套筒44的铅垂竖直和下底端截面的水平。
[0112] 标高定位杆45与套筒44套装,能够沿套筒44的长度方向移动并固定,标高定位杆45的底端具有锥形定位部,以及位于锥形定位部底端的定位端点46,优选地,标高定位杆45位于垫板41底面中心处,定位端点46位于标高定位杆45的中心线上。为了便于旋拧作业,标高定位杆45的底端还具有螺帽部47,螺帽部47沿竖向位于锥形定位部的上方,螺帽部47与标高定位杆45一体式设置,在应用过程中转动标高定位杆45的螺帽部47实现对定位端点46高程的调整。标高定位杆45由螺纹段、螺帽、定位端点46组成。
[0113] 具体的,标高定位杆45为一整体构件,其螺纹段尺寸、螺纹与套筒44相匹配,通过螺纹与套筒44连接。螺帽部47的截面为六边形,采用扳手转动螺帽部47可实现定位端点46高程的调整。定位端点46为锥形,其顶点位于标高定位杆45中心线上。
[0114] 标高定位装置200安装完成后,需采用测量工具水平仪、桥板将同一墩台处所有标高定位装置200的定位端点46调整至同一高程上。标高定位装置200采用钢材制造,为保证标高定位的精度,装置的制造加工应严格控制加工质量,且做好构件防腐措施。当桥梁拼宽工程建设完成运营一段时间新旧桥梁间不再产生沉降差,无需再测定新旧桥梁沉降差对拼宽桥梁进行沉降补偿调整施工时,可将标高定位装置200拆除。
[0115] 在一些实施例中,标高定位装置200工程现场的安装流程如下:
[0116] (a)沉降测定点标高定位装置200安装位置按以下方法确定。沉降测定点位于新建拼宽桥梁梁体底面,每个桥梁支座附近均对应设置一个沉降测定点。沉降测定点顺桥向设置在尽可能靠近支座、紧邻墩台外边缘向跨中方向侧,同时需便于安装、测量工作开展的位置。沉降测定点横桥向位置和与之对应支座横桥向位置相同。
[0117] (b)沉降测定参考点标高定位装置200安装位置按以下方法确定。沉降测定参考点位于原有桥梁梁体底面。沉降测定参考点顺桥向设置于各沉降测定点连线的延长线上,同时需便于安装、测量工作开展的位置。沉降测定参考点横桥向设置于原有桥梁梁底尽可能靠近新建拼宽桥梁的位置。
[0118] (c)当沉降测定参考点与沉降测定点之间或各沉降测定点之间间距较大时,可设置沉降测定过渡点,沉降测定过渡点标高定位装置200安装位置按以下方法确定。沉降测定过渡点位于新建桥梁梁体底面。沉降测定过渡点顺桥向设置于沉降测定点与沉降测定参考点连线上,同时需便于安装、测量工作开展的位置。沉降测定过渡点横桥向位置位于沉降测定参考点与沉降测定点之间或各沉降测定点之间,安装后各点处标高定位装置200间距应小于水平仪桥板最大测量距离。
[0119] (d)在各沉降测定参考点、沉降测定点、沉降测定过渡点处安装标高定位装置200,各点处采用标高定位装置200构造样式及安装方法相同。将加工厂制造、组装完成的标高定位装置200通过扩底锚栓42固定在梁底对应位置处。如出现现场安装后标高定位装置200垫板41下底面不水平情况,应现场对垫板41形状进行适当调整,以保证安装后垫板41下底面水平。安装后应保证各点处标高定位装置200垫板41下底面高程基本相同。
[0120] (e)旋转沉降测定参考点标高定位杆45螺帽使标高定位杆45螺纹段外露长度约为螺纹段总长的一半。
[0121] (f)利用水平仪、桥板,将沉降测定参考点处标高定位杆45定位端点46高程和与其相邻的沉降测定点(或沉降测定过渡点)的标高定位杆45定位端点46高程比对,用扳手旋转沉降测定点(或沉降测定过渡点)标高定位杆45螺帽,调整沉降测定点(或沉降测定过渡点)标高定位杆45定位端点46高程,观测水平仪,将沉降测定点(或沉降测定过渡点)处标高定位杆45定位端点46高程调整为和沉降测定参考点处标高定位杆45定位端点46高程一致。
[0122] (g)利用水平仪、桥板,借助已将定位端点46高程调整为与沉降测定参考点定位端点46高程一致的沉降测定点(或沉降测定过渡点),将各沉降测定点(或沉降测定过渡点)高程依次调整为与沉降测定参考点定位端点46高程一致。
[0123] (h)标高定位装置200安装完毕。
[0124] 标高定位装置200在桥梁拼宽工程运营阶段的作业流程如下:
[0125] 标高定位装置200作业分为两部分,一部分是项目开始阶段桥梁用沉降补偿装置100高度调整前测定各沉降测定点相对沉降测定参考点的沉降差。另一部分是当桥梁用沉降补偿装置100高度调整完毕后,各沉降测定点与沉降测定参考点的沉降差进行测定,验证桥梁用沉降补偿装置100高度调整量的正确性。
[0126] 在项目开始阶段桥梁用沉降补偿装置100高度调整前测定各沉降测定点相对沉降测定参考点的沉降差的工作中,标高定位装置200应用操作流程如下:
[0127] (a)采用千分尺测定各沉降测定点处套筒44下方外露标高定位杆45长度。
[0128] (b)利用水平仪、桥板,将沉降测定参考点处标高定位杆45定位端点46高程和与其相邻的沉降测定点(或沉降测定过渡点)的标高定位杆45定位端点46高程比对,用扳手旋转沉降测定点(或沉降测定过渡点)标高定位杆45的螺帽部47,调整沉降测定点(或沉降测定过渡点)标高定位杆45定位端点46高程,观测水平仪,将沉降测定点(或沉降测定过渡点)处标高定位杆45定位端点46高程调整为和沉降测定参考点处标高定位杆45定位端点46高程一致。
[0129] (c)利用水平仪、桥板,借助已将定位端点46高程调整为与沉降测定参考点定位端点46高程一致的沉降测定点(或沉降测定过渡点),将各沉降测定点(或沉降测定过渡点)高程依次调整为与沉降测定参考点定位端点46高程一致。
[0130] (d)再次采用千分尺测定各沉降测定点处套筒44下方外露标高定位杆45长度,将各沉降测定点处前后两次测量的套筒44下方外露标高定位杆45长度进行对比,其长度减少值即为该点处沉降差,此值即可作为与该沉降测定点相邻桥梁用沉降补偿装置100的高度调整值。
[0131] 在验证桥梁用沉降补偿装置100高度调整量的正确性的工作中,标高定位装置200应用操作流程如下:
[0132] (a)当桥梁用沉降补偿装置100高度调整完毕后,利用水平仪、桥板,将沉降测定参考点处标高定位杆45定位端点46高程和与其相邻的沉降测定点(或沉降测定过渡点)的标高定位杆45定位端点46高程比对,用扳手旋转沉降测定点(或沉降测定过渡点)标高定位杆45的螺帽部47,调整沉降测定点(或沉降测定过渡点)标高定位杆45定位端点46高程,观测水平仪,将沉降测定点(或沉降测定过渡点)处标高定位杆45定位端点46高程调整为和沉降测定参考点处标高定位杆45定位端点46高程一致。
[0133] (b)利用水平仪、桥板,借助已将定位端点46高程调整为与沉降测定参考点定位端点46高程一致的沉降测定点(或沉降测定过渡点),将各沉降测定点(或沉降测定过渡点)高程依次调整为与沉降测定参考点定位端点46高程一致。
[0134] (c)采用千分尺测定各沉降测定点处内螺纹套筒44下方外露标高定位杆45长度,[0135] (d)将各沉降测定点处套筒44下方外露标高定位杆45长度和本次沉降补偿施工最初第一次测量的套筒44下方外露标高定位杆45长度进行对比,若外露标高定位杆45长度差异大于允许值,则桥梁用沉降补偿装置100高度调整存在错误需查找错误重新进行沉降差补偿调整工作,直至外露标高定位杆45长度差异不大于允许值;若外露标高定位杆45长度差异不大于允许值,则桥梁用沉降补偿装置100高度调整量正确,施工完毕。
[0136] 为了实现应变检测装置300的安装,在伸缩缝靠近既有桥梁梁体一侧所对应的桥面混凝土铺装层顶部设有应变片安装槽51和盖板52,以保证应变片53不受车载载荷的影响,安装槽和盖板52的尺寸与应变片53尺寸相匹配,施工中将应变片53及盖板52安装完成后可进行其上方桥面防水层和桥面沥青铺装层的施工。
[0137] 如图14所示,图14为本申请实施例提供的应变检测装置300的安装结构示意图;应变检测装置300包括应变片53、接长导线、保护套管和保护盒;其中,应变片53位于应变片安装槽51内,经盖板52固定,以不受车载载荷的影响。为了便于数据采集,需将应变片53引线与接长导线连接后,通过接长导线沿横桥向将数据采集端口引至车行道边缘防撞护栏或人行道侧石的侧面上,并对数据采集端口采用保护盒进行保护,以确保数据采集端口不会受外力破坏失效。应变片53接长导线应设置保护套管,将保护套管和接长导线设置于桥面混凝土铺装层内,以确保接长导线不会受车辆荷载的影响而发生破坏。施工过程中应先将应变片53引线与接长导线连接后再安装保护盖板52。桥面混凝土浇筑完成,应变片53各构件安装完成后应对应变片53应变值进行数据采集并记录,作为后期桥面混凝土应变变化值计算的基准值。
[0138] 在拼宽桥梁运营阶段需定期对应变片53的应变值进行监测,监测数据采集期间需对桥梁临时限行,监测频率根据新旧桥梁沉降差增加的速度而定,应保证监测的应变值相对基准值的拉应变变化值不超过允许值。当应变变化值小于允许值的90%时,继续定期进行监测即可。当应变变化值接近甚至超过允许值时,则说明桥面混凝土存在开裂险,需要及时对桥梁进行沉降差补偿施工。
[0139] 应变检测装置300具体的安装流程包括:在每个墩顶两侧一定范围内每侧设置不少于三个应变片53,应变片53顺桥向沿拼宽缝布置间距控制在50厘米左右。下面对工程现场应变片53的安装流程介绍如下:
[0140] (a)浇筑桥面混凝土铺装层时,在新旧桥梁拼宽缝原有桥梁边缘上方桥面混凝土铺装层顶面处设置应变片安装槽51。
[0141] (b)在桥面混凝土铺装层施工时,埋设应变片53接长导线保护管,保护管沿横桥梁布设,使接长导线可以通过保护管将数据采集端口引至车行道边缘防撞护栏或人行道侧石的侧面上。
[0142] (c)浇筑桥面混凝土铺装层,进行桥面混凝土铺装层养护。
[0143] (d)将应变片53按规范要求粘贴固定于安装槽底部桥面混凝土铺装层顶面上。
[0144] (e)在车行道边缘防撞护栏或人行道侧石的侧面上埋设应变片53数据采集端口。
[0145] (f)将接长导线穿入接长导线保护管中,一端与应变片53数据采集引线相连,一端与应变片53数据采集端口相连。
[0146] (g)安装槽顶部设置有钢质保护盖板52,将保护盖板52安装在安装槽顶部。
[0147] (h)进行桥面混凝土铺装层上方的桥面防水层和桥面沥青铺装层施工。
[0148] 在桥梁拼宽工程运营阶段,利用应变片53定期监测和测定新旧桥梁拼宽缝原有桥梁边缘上方桥面混凝土铺装层顶面处应变的工作具有良好的可实施性。
[0149] 在利用应变片53对桥梁进行定期监测工作中,应变片53应用操作流程如下:
[0150] (a)桥梁临时限行,避免车辆荷载对数据测量的影响。
[0151] (b)将应变数据采集仪通过连接线连接在数据采集端口上,依次对各应变片53进行数据采集。
[0152] (c)将采集的应变值与桥梁拼宽工程建设阶段测定的应变基准值进行对比,确定各应变片53拉应变变化值。
[0153] (d)将应变片53拉应变变化值与允许值进行对比,确定是否需进行沉降补偿施工。
[0154] 在运营阶段沉降补偿施工中,应变片53应用操作流程如下:
[0155] (a)沉降补偿施工初始阶段,测定应变片53拉应力变化值,对新旧桥梁拼宽缝处原有桥梁边缘上方混凝土铺装层顶面的应变状态进行确认。
[0156] (b)当通过调整桥梁用沉降补偿装置100高度完成沉降差补偿后,对应变片53的应变值进行测定,与桥梁拼宽工程建设阶段测定的应变基准值进行对比,验证沉降补偿施工是否达到补偿要求。
[0157] 在桥梁拼宽工程运营阶段沉降补偿施工中,沉降补偿施工初始阶段,测定应变片53拉应变变化值,对新旧桥梁拼宽缝处原有桥梁边缘上方混凝土铺装层顶面的应变状态进行确认。当通过调整桥梁用沉降补偿装置100高度完成沉降差补偿后,需对应变片53的应变值进行测定,以验证沉降补偿施工是否达到补偿要求。
[0158] 在一种具体的实施方式中,在建设阶段工程增加的施工流程如下:
[0159] (1)当新建拼宽桥梁墩台施工完毕后,在桥梁每个支座的正下方增加设置桥梁用沉降补偿装置100。
[0160] (2)当进行桥面混凝土铺装层施工时,在新旧桥梁拼宽缝处原有桥梁边缘上方混凝土铺装层顶面处设置应变片53。
[0161] (3)在桥面混凝土养护完成后测定记录应变片53的应变值,作为后期桥面混凝土铺装应变变化测量的基准值。
[0162] (4)在原有桥梁上部梁体底面处设置沉降测定参考点。
[0163] (5)在新建拼宽桥梁上部梁体底面处设置多个沉降测定点和沉降测定过渡点。
[0164] (6)在施工完毕后,将沉降测定参考点、沉降测定点、沉降测定过渡点的高程调整一致。
[0165] 运营阶段工程的施工流程如下:
[0166] 在桥梁拼宽工程运营阶段,对新旧桥梁伸缩缝处原有桥梁边缘上方混凝土铺装层顶面设置的应变片53进行定期监测,采集监测数据期间需对桥梁采取临时限行措施。当应变片53监测结果不大于限值时,继续定期进行监测即可。当应变片53监测结果超过限值时,需进行沉降差补偿施工。
[0167] 沉降差补偿施工的流程顺序如下:
[0168] (1)桥梁临时限行,避免车辆荷载对数据测量和施工的影响。
[0169] (2)对新旧桥梁拼宽缝处原有桥梁边缘上方混凝土铺装层顶面设置的应变片53的应变变化量进行测定。
[0170] (3)采用水平仪、桥板、千分尺对沉降测定参考点与各沉降测定点之间的高差进行测定。
[0171] (4)根据各沉降测定点沉降测量数据计算新建拼宽桥梁各支座相对原有桥梁设置的沉降测定参考点的沉降差。
[0172] (5)根据新建拼宽桥梁各支座的沉降量确定桥梁用沉降补偿装置100高度调整值。
[0173] (6)对各桥梁用沉降补偿装置100的高度进行分级多次调整至需沉降补偿的总量。
[0174] (7)利用应变片53重新测定新旧桥梁拼宽缝处原有桥梁边缘上方混凝土铺装层顶面的应变,利用沉降测定参照点和沉降测定点、沉降测定过渡点对新旧沉降差进行重新测定,判断新旧桥连接处桥面铺装层的应变和新旧桥沉降差是否恢复到允许值范围以内。
[0175] (8)若测定结果仍超过限值则重复以上沉降差补偿施工的流程。若测定结果已恢复到允许值范围以内,则本次沉降差补偿施工完成,恢复桥梁通行。
[0176] 上述拼宽桥梁采用理论明确可行,所用装置、构件构造简单可靠,施工无技术难点,具有良好的经济性、可靠性、可行性。该装置、构件均构造简单,便于加工,不存在技术难点,普通钢结构制造单位均可胜任制作工作。同时该装置在前期制造安装和后期使用中均不存在技术难点,普通桥梁施工单位均可完成相关工作。该装置显著提高了车辆行驶的平顺性,保证了桥梁使用状态的良好,延长了桥梁使用寿命。同时该装置可以避免为了减小新建拼宽桥梁墩台沉降量而增加墩台基础尺寸或对桥梁地基进行处理,从而显著降低了工程费用,具有良好的经济效益和社会效益,因此本发明专利具有良好的市场推广前景。
[0177] 基于上述实施例提供的拼宽桥梁,本申请还提供一种应用于上述拼宽桥梁的沉降补偿方法,该方法包括:
[0178] S11:获取应变检测装置300检测到的桥梁混凝土铺装层的应变值;
[0179] S12:当检测到的所述应变值大于或等于预设应变值时,分别测量沉降测定参考点和沉降测定点的当前高程;
[0180] S13:根据测量的沉降测定参考点的当前高程和沉降测定点的当前高程,计算沉降测定点相对于沉降测定参考点的高程差,确定桥梁用沉降补偿装置100的高度调整量;
[0181] S14:对各桥梁支座下方的桥梁用沉降补偿装置100分别进行高度调整。
[0182] 具体的,上述方法还包括:
[0183] S15:采用微膨胀自流平混凝土对桥梁用沉降补偿装置100进行内腔灌浆和外部封闭。
[0184] 其中,步骤S13具体包括:
[0185] 采用千分尺测定各沉降测定点处标高定位装置200的标高定位杆45的初始外露长度;
[0186] 通过水平仪及桥板,将沉降测定参考点处的标高定位杆45的定位端点46高程和与其相邻的沉降测定点的标高定位杆45的定位端点46高程比较,并用扳手旋转沉降测定点的标高定位杆45的螺帽部47,观测水平仪,将沉降测定点的标高定位杆45的定位端点46高程调整为和沉降测定参考点处标高定位杆45定位端点46高程一致;
[0187] 根据已调整的沉降测定点的标高定位杆45的定位端点46高程,将各沉降测定点高程依次调整为与沉降测定参考点的定位端点46高程一致;
[0188] 采用千分尺测定各沉降测定点处标高定位杆45的当前外露长度,将各沉降测定点处的标高定位杆45的当前外露长度与初始外露长度比较,得到沉降测定点处的桥梁用沉降补偿装置100的高度调整量。
[0189] 进一步地,步骤S14具体包括:
[0190] 采用千分尺测定桥梁用沉降补偿装置100的当前高程;
[0191] 桥梁用沉降补偿装置100的当前高程与高度调整量相加为桥梁用沉降补偿装置100的修正高程;
[0192] 通过扳手旋转驱动齿轮的第一轮齿部,调整桥梁用沉降补偿装置100的高程至计算后的修正高程。
[0193] 尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
[0194] 显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
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