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原文传递一种大跨径系杆拱桥主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主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主桥顶升系统及顶升施工方法，该系统包括左右两个主桥顶升装置，每幅拱桥上部结构均包括左右两个拱桥组合结构和多个横梁，每个拱桥组合结构均为钢管砼系杆拱且其包括主梁和拱肋，每幅拱桥上部结构的正下方均设置有一个主桥顶升装置；该顶升施工方法，包括步骤：一、顶升装置安装；二、顶升；三、顶升装置拆除；四、桥梁下部结构接高。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主桥顶升装置对桥梁上部结构进行竖向顶升，主桥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，采用多个钢箱支撑垫块组成千斤顶下方的临时支撑结构，支撑强度大，承重效果好，并且后期无需拆除。
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：	CN201910730851.4
公开号：	CN110424243A
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主桥顶升系统，其特征在于：包括左右两个对称布设且对所顶升桥梁上部结构进行竖向顶升的主桥顶升装置，所顶升桥梁上部结构为大跨径钢管砼系杆拱桥的主桥桥梁上部结构，所述大跨径钢管砼系杆拱桥包括所顶升桥梁上部结构和对所顶升桥梁上部结构进行支撑的桥梁下部支撑结构；所顶升桥梁上部结构包括左右两幅对称布设的拱桥上部结构(23)，两幅所述拱桥上部结构(23)均呈竖直向布设二者沿纵桥向布设；每幅所述拱桥上部结构(23)均包括左右两个呈对称布设的拱桥组合结构和多个由前至后连接于两个所述拱桥组合结构之间的横梁(26)，多个所述横梁(26)均呈水平布设且其均沿横桥向布设，多个所述横梁(26)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主梁(24)和一个架设于主梁(24)正上方且呈竖直向布设的拱肋(25)，所述拱肋(25)为钢管混凝土拱肋，所述主梁(24)和横梁(26)均为钢筋混凝土梁；每幅所述拱桥上部结构(23)中两个所述主梁(24)均通过多个所述横梁(26)紧固连接为一体并形成一个组装式梁体；所述桥梁下部支撑结构包括两个分别对所顶升桥梁上部结构的前后两端进行支撑的支撑桥墩(27)，两个所述支撑桥墩(27)呈对称布设且二者分别支撑于所顶升桥梁上部结构的前后两端下方；每个所述支撑桥墩(27)均包括桥墩基础、多个均布设于所述桥墩基础上的竖向墩柱(27-1)和一个支撑于多个所述竖向墩柱(27-1)上的水平盖梁(27-2)，所述桥墩基础、竖向墩柱(27-1)和水平盖梁(27-2)均为钢筋混凝土结构；所述桥梁下部支撑结构中两个所述水平盖梁(27-2)分别为支撑于所顶升桥梁上部结构前端下方的前端盖梁和支撑于所顶升桥梁上部结构后端下方的后端盖梁；每幅所述拱桥上部结构(23)的正下方均设置有一个所述主桥顶升装置，每个所述主桥顶升装置均包括左右两个对称布设的主桥液压顶升装置，每个所述拱桥组合结构中主梁(24)的正下方均设置有一个所述主桥液压顶升装置；每个所述主桥液压顶升装置均包括两个对称布设于一个所述主梁(24)前后两端底部的主桥液压顶升机构，一个所述主桥液压顶升机构支撑于所述前端盖梁上，另一个所述主桥液压顶升机构支撑于所述后端盖梁上，所述前端盖梁和所述后端盖梁均为反力基础；每个所述主桥液压顶升机构均包括支撑于主梁(24)与所述反力基础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(30)和辅助支撑结构(31)；所述竖向顶升装置(30)包括竖向千斤顶(22)和布设于竖向千斤顶(22)正下方的竖向支顶机构；所述辅助支撑结构(31)为拼装式支撑结构或随动支撑结构，所述随动支撑结构由随动千斤顶(8)和布设于随动千斤顶(8)正下方的竖向支撑结构组成；所述竖向支顶机构、所述拼装式支撑结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(22)和随动千斤顶(8)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主梁(24)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钢箱支撑垫块(10)拼接而成，多个所述钢箱支撑垫块(10)的结构均相同且其均呈水平布设，多个所述钢箱支撑垫块(10)的横截面结构和尺寸均相同且其均布设在同一竖直线上；所述钢箱支撑垫块(10)包括上部开口的外侧钢箱体、布设于所述外侧钢箱体内的钢筋骨架和由填充于所述外侧钢箱体内的混凝土浇筑成型的箱内混凝土填充结构，所述钢筋骨架浇筑于所述箱内混凝土填充结构内。 2.按照权利要求1所述的一种大跨径系杆拱桥主桥顶升系统，其特征在于：每个所述主桥液压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；每个所述主桥液压顶升装置中所述千斤顶纠偏机构的数量与该主桥液压顶升装置中所包括倒置千斤顶的数量相同，所述主桥液压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)为固定于主梁(24)底部的平直钢板；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主桥顶升系统，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所述的一种大跨径系杆拱桥主桥顶升系统，其特征在于：所述钢箱支撑垫块(10)为圆饼形垫块或正方体垫块。 5.按照权利要求4所述的一种大跨径系杆拱桥主桥顶升系统，其特征在于：所述圆饼形垫块中的所述外侧钢箱体为钢箱(1)，所述钢箱(1)为圆筒形；所述钢箱(1)内设置有十字形分隔板(2)，所述钢箱(1)的内腔通过十字形分隔板(2)分隔为四个扇形浇筑腔，四个所述扇形浇筑腔的结构和尺寸均相同；所述钢箱(1)的直径为D，D的取值范围为φ110cm～φ130cm；所述钢箱(1)的厚度为d，d的取值范围为15cm～25cm；所述钢箱(1)和十字形分隔板(2)均呈水平布设且二者的上表面均布设于同一水平面上，所述十字形分隔板(2)为十字形钢板且其与钢箱(1)的内侧壁焊接固定为一体；所述圆饼形垫块中所述钢筋骨架包括四个水平钢筋网，每个所述扇形浇筑腔内均设置有一个所述水平钢筋网；所述圆饼形垫块中所述箱内混凝土填充结构包括四个扇形混凝土填充结构(3-1)，每个所述扇形混凝土填充结构(3-1)均为由填充于一个所述扇形浇筑腔内的混凝土浇筑成型的混凝土填充结构；每个所述扇形浇筑腔内的扇形混凝土填充结构(3-1)与所述水平钢筋网均组成一个钢筋混凝土填充结构(3)，每个所述扇形浇筑腔内的所述水平钢筋网均浇筑于扇形混凝土填充结构(3-1)内；所述钢箱(1)和十字形分隔板(2)通过四个所述钢筋混凝土填充结构(3)紧固连接为一体，四个所述钢筋混凝土填充结构(3)的结构和尺寸均相同且其上表面均与钢箱(1)的上表面相平齐。 6.按照权利要求4所述的一种大跨径系杆拱桥主桥顶升系统，其特征在于：所述正方体垫块中的所述外侧钢箱体为正方体箱体(10-1)，所述正方体箱体(10-1)的边长为25cm～45cm；所述正方体垫块中的所述箱内混凝土填充结构为正方体混凝土填充结构，所述正方体混凝土填充结构的上表面与正方体箱体(10-1)的上表面相平齐，所述正方体垫块中的所述水平钢筋网为正方形钢筋网，所述正方形钢筋网与正方体箱体(10-1)的四个内侧壁焊接固定为一体。 7.按照权利要求1所述的一种大跨径系杆拱桥主桥顶升系统，其特征在于：每幅所述拱桥上部结构(23)的多个所述横梁(26)中位于最前侧的横梁(26)为前端横梁，多个所述横梁(26)中位于最后侧的横梁(26)为后端横梁；所述前端横梁连接于拱桥上部结构(23)中两个所述主梁(24)的前端之间，所述前端横梁连接于拱桥上部结构(23)中两个所述主梁(24)的后端之间；所述前端横梁位于所述前端盖梁上方，所述后端横梁位于所述后端盖梁上方；每个所述主桥液压顶升机构中均包括前后两组所述竖向液压顶升机构，两组所述竖向液压顶升机构对称布设于端部横梁的两侧下方，所述端部横梁为所述前端横梁或所述后端横梁；每组所述竖向液压顶升机构均包括多个由前至后布设于同一竖直面上的所述竖向液压顶升机构，每个所述竖向液压顶升机构中的竖向顶升装置(30)和辅助支撑结构(31)均布设于拱桥上部结构(23)的同一个横断面上。 8.按照权利要求1所述的一种大跨径系杆拱桥主桥顶升系统，其特征在于：还包括主桥顶升限位装置；所述主桥顶升限位装置包括左右两个对称布设且对所顶升桥梁上部结构进行限位的拱桥限位装置；每幅所述拱桥上部结构(23)上均设置有一个所述拱桥限位装置，每个所述拱桥限位装置均包括两个分别布设于所限位拱桥上部结构(23)前后两侧的拱桥限位机构，两个所述拱桥限位机构呈对称布设；每幅所述拱桥上部结构(23)的多个所述横梁(26)中位于最前侧的横梁(26)为前端横梁，多个所述横梁(26)中位于最后侧的横梁(26)为后端横梁；每个所述拱桥限位机构均包括左右两个对称布设的限位柱(28)和左右两个对称布设的限位挡块(29)，所述限位挡块(29)为钢筋混凝土挡块，所述限位柱(28)呈竖直向布设；两个所述限位挡块(29)布设于所顶升桥梁上部结构的同一个横断面上，两个所述限位柱(28)布设于所顶升桥梁上部结构的同一个横断面上，两个所述限位挡块(29)均位于两个所述限位柱(28)之间；两个所述限位挡块(29)分别为左侧挡块和位于所述左侧挡块右侧的右侧挡块，两个所述限位柱(28)分别为左侧限位柱和位于所述左侧限位柱右侧的右侧限位柱，所述左侧挡块与所述左侧限位柱紧靠，所述右侧挡块与所述右侧限位柱紧靠；所述限位柱(28)为呈竖直向布设且由多个平直杆件拼接而成的钢立柱；每个所述拱桥限位装置中的两个所述拱桥限位机构分别为位于所限位拱桥上部结构(23)前侧的前侧限位机构和位于所限位拱桥上部结构(23)后侧的后侧限位机构，所述前侧限位机构中的限位柱(28)为固定于所述前端盖梁上的前侧限位柱，所述后侧限位机构中的限位柱(28)为固定于所述后端盖梁上的后侧限位柱，每个所述拱桥上部结构(23)均卡装于两个所述前侧限位柱与两个所述后侧限位柱之间；所述前侧限位机构中的两个所述限位挡块(29)和两个所述限位柱(28)均位于所限位拱桥上部结构(23)的所述前端横梁前侧，所述前侧限位机构中的两个所述限位挡块(29)均固定于所限位拱桥上部结构(23)的所述前端横梁上；所述后侧限位机构中的两个所述限位挡块(29)和两个所述限位柱(28)均位于所限位拱桥上部结构(23)的所述后端横梁后侧，所述后侧限位机构中的两个所述限位挡块(29)均固定于所限位拱桥上部结构(23)的所述前端横梁上。 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主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：对两个所述主桥顶升装置分别进行安装，并将两个所述主桥顶升装置对称布设于所顶升桥梁上部结构的左右两幅所述拱桥上部结构(23)正下方；步骤二、顶升：采用两个所述主桥顶升装置对所顶升桥梁上部结构的左右两幅所述拱桥上部结构(23)同步进行竖向顶升，直至将左右两幅所述拱桥上部结构(23)均顶升到位；步骤三、顶升装置拆除：将两个所述主桥顶升装置中的各倒置千斤顶均替换为对拱桥上部结构(23)进行支撑的桥梁支座(36)；步骤四、桥梁下部结构接高：对所述前端盖梁和所述后端盖梁分别进行接高并获得接高后盖梁，使步骤二中顶升到位的每幅所述拱桥上部结构(23)的前后两端均支撑于一个所述接高后盖梁上，同时将两个所述主桥顶升装置中的各临时支撑结构均浇筑于所述接高后盖梁内。 10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：所顶升桥梁上部结构的顶升高度大于2m，每幅所述拱桥上部结构(23)的多个所述横梁(26)中位于最前侧的横梁(26)为前端横梁，多个所述横梁(26)中位于最后侧的横梁(26)为后端横梁；所述前端横梁连接于拱桥上部结构(23)中两个所述主梁(24)的前端之间，所述前端横梁连接于拱桥上部结构(23)中两个所述主梁(24)的后端之间；所述前端横梁位于所述前端盖梁上方，所述后端横梁位于所述后端盖梁上方；每个所述主桥液压顶升机构中均包括前后两组所述竖向液压顶升机构，两组所述竖向液压顶升机构对称布设于端部横梁的两侧下方，所述端部横梁为所述前端横梁或所述后端横梁；每组所述竖向液压顶升机构均包括多个由前至后布设于同一竖直面上的所述竖向液压顶升机构，每个所述竖向液压顶升机构中的竖向顶升装置(30)和辅助支撑结构(31)均布设于拱桥上部结构(23)的同一个横断面上；步骤一中进行顶升装置安装时，所述主桥顶升装置中每组所述竖向液压顶升机构均包括两个所述竖向液压顶升机构，每个所述竖向液压顶升机构中均包括左右两个辅助支撑结构(31)和三个均布设于两个所述辅助支撑结构(31)之间的竖向顶升装置(30)，两个所述辅助支撑结构(31)均为所述拼装式支撑结构且二者对称支撑于一个所述主梁(24)的左右两侧下方，三个所述竖向顶升装置(30)包括一个支撑于主梁(24)中部下方的中部顶升装置和左右两个对称布设于所述中部顶升装置两侧的侧部顶升装置；步骤二中进行顶升时，包括以下步骤：步骤201、第一次顶升：采用步骤一中两个所述主桥顶升装置对所顶升桥梁上部结构的左右两幅所述拱桥上部结构(23)同步进行竖向顶升，左右两幅所述拱桥上部结构(23)向上顶升的高度均为h，h的取值范围为50cm～80cm；步骤202、主桥顶升装置更换，过程如下：步骤2021、第一次更换：待步骤201中左右两幅所述拱桥上部结构(23)均顶升到位后，通过步骤一中两个所述主桥顶升装置中的所有辅助支撑结构(31)对顶升到位的左右两幅所述拱桥上部结构(23)进行支撑；同时，对步骤一中两个所述主桥顶升装置中每个所述竖向液压顶升机构的三个所述竖向顶升装置(30)分别进行替换；对步骤一中两个所述主桥顶升装置中任一个所述竖向液压顶升机构的三个所述竖向顶升装置(30)进行替换时，将该竖向液压顶升机构的三个所述竖向顶升装置(30)均替换为两个所述随动支撑结构，并使两个所述随动支撑结构对称布设于主梁(24)的左右两侧下方，同时使两个所述随动支撑结构与该竖向液压顶升机构中的两个所述辅助支撑结构(31)均位于拱桥上部结构(23)的同一个横断面上；步骤2022、第二次更换：待步骤一中两个所述主桥顶升装置中每个所述竖向液压顶升机构的三个所述竖向顶升装置(30)均替换完成后，通过两个所述主桥顶升装置中的所有随动支撑结构对顶升到位的左右两幅所述拱桥上部结构(23)进行支撑；同时，对步骤一中两个所述主桥顶升装置中每个所述竖向液压顶升机构的两个所述辅助支撑结构(31)分别进行替换；对步骤一中两个所述主桥顶升装置中任一个所述竖向液压顶升机构的两个所述辅助支撑结构(31)进行替换时，将该竖向液压顶升机构的两个所述辅助支撑结构(31)均替换为两个所述竖向顶升装置(30)，并使每个所述竖向顶升装置(30)均布设于该竖向液压顶升机构中一个被所替换的辅助支撑结构(31)所处位置上；待步骤一中两个所述主桥顶升装置中每个所述竖向液压顶升机构的两个所述辅助支撑结构(31)均替换完成后，获得替换后的两个所述主桥顶升装置；步骤203、第二次顶升：采用步骤202中替换后的两个所述主桥顶升装置对所顶升桥梁上部结构的左右两幅所述拱桥上部结构(23)同步进行竖向顶升，直至将左右两幅所述拱桥上部结构(23)均顶升到位；步骤三中和步骤四中两个所述主桥顶升装置均为步骤202中替换后的两个所述主桥顶升装置。
所属类别：	发明专利