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原文传递一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统及顶升施工方法

专利名称：	一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统及顶升施工方法
摘要：	本发明公开了一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统及顶升施工方法，该系统包括左右两个引桥主梁顶升装置，引桥主梁顶升装置均包括桥台侧液压顶升装置和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；该顶升施工方法，包括步骤：一、顶升装置安装；二、顶升；三、引桥下部结构接高；四、顶升装置拆除。本发明结构设计合理、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。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	中铁二十局集团第一工程有限公司
发明人：	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
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910732062.4
公开号：	CN110424246A
代理机构：	西安创知专利事务所
代理人：	谭文琰
分类号：	E01D4/00(2006.01);E;E01;E01D;E01D4
申请人地址：	215151 江苏省苏州市高新区大同路10号中铁二十局集团第一工程有限公司工程技术管理中心
主权项：	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)均位于一个所述横向插孔(33-2)下方，每个所述纵向插孔(34-1)均与位于其下方的横向插孔(33-2)组成一个十字形调整孔；每个所述十字形调整孔中纵向插孔(34-1)与横向插孔(33-2)相交叉的区域为供一个所述螺栓杆(32-1)安装的螺栓安装孔，每个所述螺栓杆(32-1)均安装于一个所述螺栓安装孔内；所述千斤顶纠偏机构中上固定板(33)和下固定板(34)组成水平调整平台，每个所述上滑移件(32-3)均布设于一个所述横向滑移槽(33-1)内，每个所述限位螺母(32-2)均支撑于下固定板(34)底部，每个所述螺栓杆(32-1)均通过上滑移件(32-3)和限位螺母(32-2)紧固固定在所述水平调整平台上；所述下固定板(34)通过多个所述水平调整件(32)与上固定板(33)紧固连接。 3.按照权利要求2所述的一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统，其特征在于：所述千斤顶纠偏机构还包括在竖直面上对所调整倒置千斤顶的位置进行调整的竖向纠偏机构，所述竖向纠偏机构包括支垫于上固定板(33)与下固定板(34)之间的楔形钢板(35)，所述竖向纠偏机构紧固夹装于上固定板(33)与下固定板(34)之间。 4.按照权利要求1、2或3所述的一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统，其特征在于：所述临时支撑结构中位于底部的钢管支撑结构(3)为底部钢管支撑结构，所述底部钢管支撑结构的下连接环(3-3)为底部支撑环，所述底部支撑环通过多个下锚栓(10)固定在所述反力基础上，所述下锚栓(10)呈竖直向布设；所述底部支撑环上的所述螺栓安装孔为底部安装孔，每个所述下锚栓(10)均安装于一个所述底部安装孔内。 5.按照权利要求1、2或3所述的一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统，其特征在于：所述引桥下部支撑结构还包括多个均位于桥台(18)与所述竖向桥墩之间的柱式桥墩(23)，多个所述柱式桥墩(23)沿纵桥向由前至后布设，多个所述柱式桥墩(23)均呈竖直向布设且其均支撑于一幅所述纵向主梁(1-1)的正下方；多个所述柱式桥墩(23)的结构均相同，每个所述柱式桥墩(23)均包括左右两个对称布设的竖向墩柱(13)和一个支撑于两个所述竖向墩柱(13)上方的上部盖梁(24)，所述竖向墩柱(13)为钢筋混凝土柱，所述上部盖梁(24)为沿横桥向布设的混凝土盖梁，两个所述竖向墩柱(13)通过上部盖梁(24)紧固连接为一体；所述引桥主梁顶升装置还包括多个柱式桥墩液压顶升装置(25)，所述柱式桥墩液压顶升装置(25)的数量与所述引桥下部支撑结构中柱式桥墩(23)的数量相同，每个所述柱式桥墩(23)上均设置有一个所述柱式桥墩液压顶升装置(25)；每个所述引桥主梁顶升装置中桥台侧液压顶升装置(19)、桥墩侧液压顶升装置(20)和多个所述柱式桥墩液压顶升装置(25)均布设于同一竖直面上，多个所述柱式桥墩液压顶升装置(25)的结构均相同，每个所述柱式桥墩液压顶升装置(25)均位于一幅所述纵向主梁(1-1)的正下方；每个所述柱式桥墩(23)上均设置有一个下抱柱梁(14)和一个上抱柱梁(15)，所述上抱柱梁(15)位于下抱柱梁(14)的正上方；所述下抱柱梁(14)和上抱柱梁(15)均为水平抱柱梁，所述水平抱柱梁为固定于两个所述竖向墩柱(13)上的钢筋混凝土梁，所述水平抱柱梁为矩形且其套装于两个所述竖向墩柱(13)上；每个所述柱式桥墩液压顶升装置(25)均支撑于一个所述下抱柱梁(14)和位于该下抱柱梁(14)正上方的上抱柱梁(15)之间，所述下抱柱梁(14)为所述反力基础；每个所述柱式桥墩液压顶升装置(25)均包括支撑于下抱柱梁(14)与上抱柱梁(15)之间的竖向液压顶升机构，所述竖向液压顶升机构包括竖向顶升装置(11)和辅助支撑结构(12)；所述柱式桥墩液压顶升装置(25)中每个所述倒置千斤顶的底座均水平固定在上抱柱梁(15)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；所述柱式桥墩液压顶升装置(25)中每个所述临时支撑结构均支撑于下抱柱梁(14)上。 6.按照权利要求5所述的一种大跨径系杆拱桥引桥顶升系统，其特征在于：每个所述柱式桥墩液压顶升装置(25)中所述竖向液压顶升机构的数量为两组，两组所述竖向液压顶升机构对称支撑于下抱柱梁(14)的左右两侧上方；每组所述竖向液压顶升机构均包括两个对称布设于一个所述竖向墩柱(13)前后两侧的所述竖向液压顶升机构；每个所述竖向液压顶升机构均包括两个竖向顶升装置(11)和一个支撑于两个所述竖向顶升装置(11)之间的辅助支撑结构(12)，每个所述竖向液压顶升机构中两个所述竖向顶升装置(11)对称布设于辅助支撑结构(12)的左右两侧且三者均布设于待顶升引桥主梁(1)的同一个横断面上。 7.按照权利要求5所述的一种桥墩墩柱用液压顶升装置，其特征在于：每个所述柱式桥墩(23)上均设置有一个顶升限位装置；所述下抱柱梁(14)的长度与上抱柱梁(15)的长度相同，所述下抱柱梁(14)的宽度大于上抱柱梁(15)的宽度；每个所述顶升限位装置包括两个对称于下抱柱梁(14)左右两端上方的顶升限位机构，每个所述顶升限位机构均包括两个对称于下抱柱梁(14)前后两端的顶升限位柱(17)；所述顶升限位柱(17)为竖向立柱，所述竖向立柱为由多个平直杆件拼接而成的钢立柱；所述顶升限位装置中顶升限位柱(17)的数量为四个，四个所述顶升限位柱(17)分别固定在下抱柱梁(14)的四个顶角上；所述上抱柱梁(15)卡装于所述顶升限位机构中的两个所述顶升限位柱(17)之间。 8.按照权利要求5所述的一种桥墩墩柱用液压顶升装置，其特征在于：所述引桥下部支撑结构还包括多个均位于桥台(18)与所述竖向桥墩之间的独柱墩(27)，多个所述独柱墩(27)沿纵桥向由前至后布设，多个所述独柱墩(27)均呈竖直向布设且其均支撑于一幅所述纵向主梁(1-1)的正下方；所述引桥主梁顶升装置还包括多个独柱墩液压顶升装置(28)，所述独柱墩液压顶升装置(28)的数量与所述引桥下部支撑结构中独柱墩(27)的数量相同，每个所述独柱墩(27)上均设置有一个所述独柱墩液压顶升装置(28)；每个所述引桥下部支撑结构中所有柱式桥墩(23)分为前后两组，每组所述柱式桥墩(23)均包括多个沿纵桥向由前至后布设的柱式桥墩(23)；每个所述引桥下部支撑结构中多个所述独柱墩(27)均位于两组所述柱式桥墩(23)之间，每个所述引桥下部支撑结构中多个所述独柱墩(27)与两组所述柱式桥墩(23)均布设于同一个竖直面上；每个所述独柱墩(27)均包括一个竖向墩柱(27-1)，所述竖向墩柱(27-1)位于一幅所述纵向主梁(1-1)的正下方；每个所述独柱墩(27)上均设置有一个墩体抱柱梁(29)，所述墩体抱柱梁(29)为固定于竖向墩柱(27-1)上且呈水平布设的钢筋混凝土梁，所述墩体抱柱梁(29)为方形且其套装于竖向墩柱(27-1)上；每个所述独柱墩液压顶升装置(28)均支撑于一个所述墩体抱柱梁(29)上，所述墩体抱柱梁(29)为所述反力基础；每个所述独柱墩液压顶升装置(28)均包括多组沿纵桥向布设由前至后布设在同一竖直面上的墩体顶升机构，多组所述墩体顶升机构的结构均相同且其均位于一幅所述纵向主梁(1-1)的正下方；每组所述墩体顶升机构均包括两个对称布设于竖向墩柱(27-1)左右两侧的竖向顶升装置(11)和两个对称布设于竖向墩柱(27-1)左右两侧的辅助支撑结构(12)，每组所述墩体顶升机构中两个所述辅助支撑结构(12)均位于两个所述竖向顶升装置(11)之间，每组所述墩体顶升机构中两个所述辅助支撑结构(12)和两个所述竖向顶升装置(11)均位于待顶升引桥主梁(1)的同一个横断面上；所述独柱墩液压顶升装置(28)中每个所述倒置千斤顶的底座均水平支顶在待顶升引桥主梁(1)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；所述独柱墩液压顶升装置(28)中每个所述临时支撑结构均支撑于墩体抱柱梁(29)上。 9.一种利用如权利要求1所述顶升系统对大跨径系杆拱桥引桥进行顶升施工的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、顶升装置安装：对两个所述引桥主梁顶升装置分别进行安装，并将两个所述引桥主梁顶升装置对称布设于待顶升引桥主梁(1)的左右两幅纵向主梁(1-1)正下方；步骤二、顶升：采用步骤一中两个所述引桥主梁顶升装置对待顶升引桥主梁(1)的左右两幅纵向主梁(1-1)同步进行竖向顶升，直至将左右两幅纵向主梁(1-1)均顶升到位；步骤三、引桥下部结构接高：对位于左右两幅纵向主梁(1-1)下方的所述引桥下部支撑结构分别进行接高，并使步骤二中顶升到位的每幅所述纵向主梁(1-1)均支撑于一个接高后的所述引桥下部支撑结构上；步骤四、顶升装置拆除：对步骤一中两个所述引桥主梁顶升装置分别进行拆除，完成待顶升引桥主梁(1)的顶升过程。 10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：所述大跨径系杆拱桥包括拱桥主桥和两个分别布设于所述拱桥主桥前后两侧的拱桥引桥，所述拱桥主桥与两个所述拱桥引桥布设于同一竖直面上；每个所述拱桥引桥均包括一个所述引桥主梁和一个支撑于所述引桥主梁下方的所述引桥下部结构；所述拱桥主桥包括左右两幅对称布设的拱桥上部结构，两幅所述拱桥上部结构均沿纵桥向布设，每幅所述拱桥上部结构的前后两端均支撑于一个所述竖向桥墩上；每幅所述拱桥上部结构均包括两个呈对称布设的拱桥组合结构和多个沿纵桥向由前至后连接于两个所述拱桥组合结构之间的横梁，多个所述横梁均呈水平布设且其均沿横桥向布设，多个所述横梁均位于同一水平面上；每个所述拱桥组合结构均为钢管砼系杆拱且其包括一个呈水平布设的纵桥向主梁和一个架设于所述纵桥向主梁正上方且呈竖直向布设的拱肋，所述拱肋为钢管混凝土拱肋；所述纵桥向主梁和所述横梁均为钢筋混凝土梁，每幅所述拱桥上部结构中两个所述纵桥向主梁均通过多个所述横梁紧固连接为一体并形成一幅主桥主梁；两幅所述主桥主梁分别为左侧主桥主梁和位于所述左侧主桥主梁右侧的右侧主桥主梁，每个所述引桥主梁中两幅所述纵向主梁(1-1)分别为左侧纵向主梁和位于所述左侧纵向主梁右侧的右侧纵向主梁，所述左侧主桥主梁与位于其前后两侧的所述左侧纵向主梁均布设于同一竖直面上，所述右侧主桥主梁与位于其前后两侧的所述右侧纵向主梁均布设于同一竖直面上，所述左侧主桥主梁与位于其前后两侧的所述左侧纵向主梁之间以及所述右侧主桥主梁与位于其前后两侧的所述右侧纵向主梁之间均通过横向伸缩缝进行连接，所述横向伸缩缝呈水平布设；步骤二中进行顶升之前，将待顶升引桥主梁(1)中两幅所述纵向主梁(1-1)与所述主桥主梁均分离，同时将待顶升引桥主梁(1)中两幅所述纵向主梁(1-1)与其下方的桥台(18)和所述竖向桥墩均分离；所述待顶升引桥主梁(1)中每幅所述纵向主梁(1-1)的待接续端一侧均设置有一个新建主梁(30)，所述新建主梁(30)为混凝土梁或组合梁且其沿纵桥向布设；每个所述新建主梁(30)均与一幅所述纵向主梁(1-1)的待接续端连接，每个所述新建主梁(30)与其所连接的纵向主梁(1-1)布设于同一竖直面上，每个所述新建主梁(30)下方均设置有多个竖向支撑墩(31)，多个所述竖向支撑墩(31)沿纵桥向由前至后布设，所述竖向支撑墩(31)为钢筋混凝土桥墩；步骤三中引桥下部结构接高后，将顶升到位的每幅所述纵向主梁(1-1)均与一个所述新建主梁(30)紧固连接为一体。
所属类别：	发明专利