一种桥梁提升装置、改造系统及改造施工方法

摘要

本发明涉及桥梁加固技术领域，具体涉及一种桥梁提升装置、改造系统及改造施工方法。该方法包括以下步骤S1：利用设置在两台提梁机构提升端的起吊单元提升待提升的桥梁节段并临时支撑；S2：移动两台提梁机构至下一待提升桥梁节段两侧，直至完成所有桥梁节段的提升和临时支撑；S3：将两组半架体放置在已提升的桥梁节段两侧的地面上，提升装置至两组半架体上方；S4：提升装置吊起两组半架体至设定高度后，移动至施工吊架的安装位置，使两组半架体拼接后套设在桥墩上；S5：解除提升装置与半架体的连接，重复步骤S3‑S4安装下一施工吊架。能够解决现有技术中桥墩接高采用液压千斤顶，顶升行程有限，需采用专门设计的钢垫块，且施工效率低的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁加固技术领域，具体涉及一种桥梁提升装置、改造系统及改造施工方法。

背景技术

桥墩接高施工是桥梁改造施工中较为高效经济的一种施工方法，常见于城市立交桥改造，主要目的是为了调整既有桥梁标高。

现有的施工方法，在施工前，需要在既有桥墩设置底盘结构体系，主要用于承受顶升荷载，并将荷载传递到下部桥墩或者基础的结构；设置托盘结构体系，主要用于承托上部被顶升结构。底盘结构与托盘结构之间放置液压千斤顶，将既有桥墩切割后，采用液压千斤顶顶升上部分桥墩，顶升到位后重新植入或绑扎钢筋连接上下两部分桥墩，然后浇筑混凝土形成整体，最终实现抬高桥面高程的目的。

但是现有的方法中，桥墩接高需要设置底盘结构体系、托盘结构体系等传力结构，对于顶升重量较大的桥墩改造，通常需要将底盘设置在承台上或者地面上，对于穿越峡谷、重要泄洪通道、航道等桥梁不适用；采用抱柱梁、钢抱箍等结构作为底盘结构时，需要在墩身设置锚点会破坏原有结构，对于旧桥改造会产生不利影响；桥墩接高采用液压千斤顶，顶升行程有限，对于顶升高度较大的桥梁需要采用专门设计的钢垫块，用于千斤顶以及桥墩的抄垫，施工效率低。且顶升过程中，还需要严格控制千斤顶同步，避免桥墩结构失稳破坏。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种桥梁提升装置、改造系统及改造施工方法，能够解决现有技术中，桥墩接高采用液压千斤顶，顶升行程有限，需采用专门设计的钢垫块，且施工效率低的问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一方面，本发明提供一种桥梁提升装置，包括：

两台提梁机构，其用于分别设于待提升的桥梁节段两侧，每台提梁机构均包括，

提升架，其用于可移动地设置在待提升的桥梁节段一侧，所述提升架包括提升端，所述提升端用于设在待提升的桥梁节段一端的上方；

起吊单元，其分别设于所述提升架的提升端上，用于提升待提升的桥梁节段。

在上述技术方案的基础上，所述起吊单元包括：

连续千斤顶，其设于所述提升架的提升端上；

钢绞线，其穿设在所述连续千斤顶内，并与待提升的桥梁节段一端连接。

在上述技术方案的基础上，所述提升架还包括配重端，所述配重端上设有配重块。

在上述技术方案的基础上，还包括至少两组支撑结构，其用于设在桥墩上支撑提升后的桥梁节段。

另一方面，本发明提供一种桥梁改造系统，包括：

两台提梁机构，其用于分别设于待提升的桥梁节段两侧，每台提梁机构均包括：

-提升架，其用于可移动地设置在待提升的桥梁节段一侧，所述提升架均包括提升端，所述提升端用于设在待提升的桥梁节段一端的上方；

-起吊单元，其分别设于所述提升架的提升端上，用于提升待提升的桥梁节段；

至少两组施工吊架，每组所述施工吊架包括两块可拼接和拆分的半架体，每块所述半架体的拼接侧均设有凹槽；

提升装置，其用于可移动地设置在已提升的桥梁节段上，吊起两块拆分的所述半架体，并使两块所述半架体拼接后套设在桥墩上。

在上述技术方案的基础上，所述提升装置包括：

走行机构，其包括横向吊挂梁，所述横向吊挂梁用于可移动地设置在已提升的桥梁节段上，所述横向吊挂梁包括两端伸出桥梁节段的起吊端，所述起吊端下方设有轨道；

可滑动地设于所述起吊端下方轨道上的起吊机构，所述起吊机构用于吊起拆分的所述半架体，且所述起吊机构可在桥梁节段两侧的轨道上相向移动，以使两块所述半架体拼接后套设在桥墩上。

在上述技术方案的基础上，每组所述起吊机构包括至少一台的电动环链葫芦，所述电动环链葫芦的环链用于与其中一所述施半架体连接以提升所述施半架体。

在上述技术方案的基础上，所述走行机构还包括轨道平板车，其用于设在已提升的桥梁节段的滑道上，所述横向吊挂梁设置在所述轨道平板车上，所述轨道平板车的两侧还设有夹轨器，用于将所述轨道平板车固定在滑道上。

在上述技术方案的基础上，每组所述半架体均包括：

两根间隔设置的上横梁，其均包括上连接端；

至少两根间隔设置的上纵梁，其连接两根所述上横梁，且所述上连接端伸出所有的上纵梁；

两根间隔设置的下横梁，其对应设于所述上横梁的下方，且均包括下连接端；

至少两根间隔设置的下纵梁，其连接两根所述下横梁，且所述下连接端伸出所有的下纵梁；

至少跟立柱，其将对应的所述上横梁和下横梁连接；

所述凹槽设于上连接端和下连接端一侧，通过固定杆固定在上横梁、上纵梁、下横梁、下纵梁和立柱上。

另外，本发明提供一种桥梁改造施工方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：利用设置在两台提梁机构提升端的起吊单元提升待提升的桥梁节段并临时支撑；

S2：移动两台提梁机构至下一待提升桥梁节段两侧，提升下一待提升的桥梁节段，直至完成所有桥梁节段的提升和临时支撑；

S3：将两组半架体放置在已提升的桥梁节段两侧的地面上，提升装置在已提升后的桥梁节段上移动至两组半架体上方；

S4：提升装置吊起两组半架体至设定高度后，移动至施工吊架的安装位置，使两组所述半架体拼接后套设在桥墩上；

S5：解除提升装置与半架体的连接，重复步骤S3-S4安装下一施工吊架。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用该系统和方法可充分利用既有线路，无需搭设栈桥、支架等下部支撑，也无需在墩身设置底盘托盘结构，能够最大程度减少对既有结构的影响，施工过程安全高效。半架体的主体结构由工厂预制，现场地面拼装，安全高效，吊架合拢后整体性好，刚度大，变形小，承载能力高。施工吊架采用整体式悬吊拼装技术，整个安装、拆除及倒运过程机械化程度高，施工效率大幅提高，工期也大幅缩短，降低施工成本，特别适用于桥梁维修改造工期紧张的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中提梁机构的结构示意图；

图2为本发明实施例中提升装置及施工吊架连接的正视图；

图3为本发明实施例中提升装置及施工吊架连接的侧视图；

图4为本发明实施例中施工吊架俯视结构示意图；

图5为本发明实施例中施工吊架地面吊装准备示意图；

图6为本发明实施例中施工吊架地面起吊示意图；

图7为本发明实施例中施工吊架移动至桥墩示意图；

图8为本发明实施例中施工吊架与提升装置分离状态侧视图；

图9为本发明实施例中第二套施工吊架起吊示意图；

图10为本发明实施例中第二套施工吊架就位示意图。

图中：1、提梁机构；11、提升架；111、配重块；112、走行小车；113、抄垫型钢；12、起吊单元；121、连续千斤顶；122、钢绞线；2、桥梁节段；3、支撑结构；4、桥墩；5、提升装置；51、走行机构；511、横向吊挂梁；512、轨道；513、轨道平板车；52、起吊机构；521、电动环链葫芦；522、环链；6、施工吊架；61、半架体；611、凹槽；612、上横梁；613、上纵梁；614、下横梁；615、下纵梁；616、立柱。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供一种桥梁提升装置，包括：两台提梁机构1，其用于分别设于待提升的桥梁节段2两侧，每台提梁机构1均包括提升架11，其用于可移动地设置在待提升的桥梁节段2一侧，提升架11包括提升端，提升端用于设在待提升的桥梁节段2一端的上方；还包括起吊单元12，其分别设于提升架11的提升端上，用于提升待提升的桥梁节段2。

在使用该桥梁提升装置时，将两台提梁机构1设置在待提升的桥梁节段2两侧，利用设置在两台提梁机构1提升端的起吊单元12提升待提升的桥梁节段2并临时支撑；然后，移动两台提梁机构1至下一待提升桥梁节段2两侧，提升下一待提升的桥梁节段2，直至完成所有桥梁节段2的提升和临时支撑。采用该装置可充分利用既有线路，无需搭设栈桥、支架等下部支撑，也无需在墩身设置底盘托盘结构，能够最大程度减少对既有结构的影响，施工过程安全高效。避免了现有技术中的桥梁提升以及桥墩接高时，需要采用液压千斤顶，顶升行程有限，对于顶升高度较大的桥梁需要采用专门设计的钢垫块，用于千斤顶以及桥墩的抄垫，施工效率低。另外，该装置也不需要在墩身设置锚点会破坏原有结构，不会对于旧桥改造会产生不利影响。

在本实施例中，当待提升的桥梁节段2位于已提升的桥梁节段2和未提升的桥梁节段2之间时，使两台提梁机构1分别位于其两侧的已提升的桥梁节段2和未提升的桥梁节段2上。提升架11的的下方设有走行小车112和抄垫型钢113，使提升架11在桥梁节段2上平稳的移动。

在一些可选的实施例中，起吊单元12包括：连续千斤顶121，其设于提升架11的提升端上；还包括钢绞线122，其穿设在连续千斤顶121内，并与待提升的桥梁节段2一端连接。

在本实施例中，通过提梁机构1的提升架11的提升端上设置的连续千斤顶121以及钢绞线122提升待提升的桥梁节段2，可以一次性将待提升的桥梁节段2提升至设定的高度，不需要采用千斤顶多次的顶升即可完成桥梁节段提升施工。

在一些可选的实施例中，提升架11还包括配重端，配重端上设有配重块111。在本实施例中，提升架11的配重端设置配重块111，可以克服提升架11提升桥梁节段时的桥梁节段的重力，以使提升架11在提升桥梁节段时更加安全稳定。

在一些可选地实施例中，还包括至少两组支撑结构3，其用于设在桥墩4上支撑提升后的桥梁节段2。在本实施例中两组支撑结构3分别设于桥墩上，临时支撑起提升后的桥梁节段2，每一桥梁节段配备两组桥梁节段2，直至所有的桥梁节段2全部被提升。本例中采用一体式抄垫块作为支撑结构3。

如图1-图3所示，本发明还提供一种桥梁改造系统，包括：两台提梁机构1，其用于分别设于待提升的桥梁节段2两侧，每台提梁机构1均包括：提升架11，其用于可移动地设置在待提升的桥梁节段2一侧，提升架11均包括提升端，提升端用于设在待提升的桥梁节段2一端的上方；还包括起吊单元12，其分别设于提升架11的提升端上，用于提升待提升的桥梁节段2；该系统还包括至少两组施工吊架6，每组施工吊架6包括两块可拼接和拆分的半架体61，每块半架体61的拼接侧均设有凹槽611；还包括提升装置5，其用于可移动地设置在已提升的桥梁节段2上，吊起两块拆分的半架体61，并使两块半架体61拼接后套设在桥墩4上。

在使用该桥梁改造系统时，将两台提梁机构1设置在待提升的桥梁节段2两侧，利用设置在两台提梁机构1提升端的起吊单元12提升待提升的桥梁节段2并临时支撑；然后，移动两台提梁机构1至下一待提升桥梁节段2两侧，提升下一待提升的桥梁节段2，直至完成所有桥梁节段2的提升和临时支撑。

然后将两组半架体61放置在已提升的桥梁节段2两侧的地面上，提升装置5在已提升后的桥梁节段2上移动至两组半架体61上方；提升装置5吊起两组半架体61至设定高度后，移动至施工吊架6的安装位置，使两组半架体61拼接后套设在桥墩4上；解除提升装置5与半架体61的连接，再利用提升装置5安装下一施工吊架6。

采用该系统可充分利用既有线路，无需搭设栈桥、支架等下部支撑，也无需在墩身设置底盘托盘结构，能够最大程度减少对既有结构的影响，施工过程安全高效。避免了现有技术中的桥梁提升以及桥墩接高时，需要采用液压千斤顶，顶升行程有限，对于顶升高度较大的桥梁需要采用专门设计的钢垫块，用于千斤顶以及桥墩的抄垫，施工效率低。另外，该装置也不需要在墩身设置锚点会破坏原有结构，不会对于旧桥改造会产生不利影响。

半架体的主体结构由工厂预制，现场地面拼装，安全高效，吊架合拢后整体性好，刚度大，变形小，承载能力高。施工吊架采用整体式悬吊拼装技术，整个安装、拆除及倒运过程机械化程度高，施工效率大幅提高，工期也大幅缩短，降低施工成本，特别适用于桥梁维修改造工期紧张的特点。

在一些可选的实施例中，提升装置5包括：走行机构51，其包括横向吊挂梁511，横向吊挂梁511用于可移动地设置在已提升的桥梁节段2上，横向吊挂梁511包括两端伸出桥梁节段2的起吊端，起吊端下方设有轨道512；可滑动地设于起吊端下方轨道512上的起吊机构52，起吊机构52用于吊起拆分的半架体61，且起吊机构52可在桥梁节段2两侧的轨道512上相向移动，以使两块半架体61拼接后套设在桥墩4上。

该改造系统在吊架施工完成后，可以在拆除后通过可移动地走行机构51以及起吊机构52快速的移动施工吊架至下一个需要施工的墩柱，通过施工吊架的快速安装拆除以及移动，实现墩身模板的多次倒运，可提高施工效率。

在一些可选的实施例中，每组起吊机构52包括至少一台的电动环链葫芦521，电动环链葫芦521的环链522用于与其中一半架体61连接以提升施半架体61。

在本实施例中，横向吊挂梁511包括两条相互平行的横梁，并且横梁的两端伸出桥梁节段2的起吊端，每个起吊端下方均设有轨道512，所以桥梁节段2每一侧均设有两组起吊机构52。

本例中每组起吊机构52包括两台电动环链葫芦521，所以每一侧的半架体61采用四台电动环链葫芦521通过环链522连接，用于同步将半架体61提升。这样可以使整个上提半架体61的过程更加稳定。

在一些可选的实施例中，走行机构51还包括轨道平板车513，其用于设在已提升的桥梁节段2的滑道上，横向吊挂梁511设置在轨道平板车513上，轨道平板车513的两侧还设有夹轨器，用于将轨道平板车513固定在滑道上。

在本实施例中，将横向吊挂梁511设在轨道平板车513上，使横向吊挂梁511可以在桥梁节段2上的滑道移动。另外，在本实施例中，横向吊挂梁511包括两条相互平行的横梁，并且横梁的两端伸出桥梁节段2的起吊端，每个起吊端下方均设有轨道512。轨道平板车513的两侧设置夹轨器，可以在起吊机构52吊起两组拆分的半架体61移动到安装位置时，将轨道平板车513固定在滑道上。

在一些可选地实施例中，每组半架体61均包括：两根间隔设置的上横梁612，其均包括上连接端，还包括至少两根间隔设置的上纵梁613，其连接两根上横梁612，且上连接端伸出所有的上纵梁613；还包括两根间隔设置的下横梁614，其对应设于上横梁612的下方，且均包括下连接端；还包括至少两根间隔设置的下纵梁615，其连接两根下横梁614，且下连接端伸出所有的下纵梁615；还包括至少4跟立柱616，其将对应的上横梁612和下横梁614连接；凹槽611设于上连接端和下连接端一侧，通过固定杆固定在上横梁612、上纵梁613、下横梁614、下纵梁615和立柱616上。

在本实施例中，凹槽611通过连接支架固定在上横梁612、上纵梁613、下横梁614、下纵梁615和立柱616上。且凹槽611的形状与墩柱的形状相匹配。使上横梁612的上连接端穿过桥梁节段2的下弦杆，将合拢后的施工吊架6整体下放，并在上横梁612与桥梁节段2的下弦杆对应位置设置抄垫木块，使吊架平稳悬挂于桥梁节段2下弦杆处。

如图1结合图4-图10所示，本发明还提供一种桥梁改造施工方法，包括以下步骤：

S1：利用设置在两台提梁机构1提升端的起吊单元12提升待提升的桥梁节段2并临时支撑。

在本实施例种，首先将两台提梁机构1移动至待提升的桥梁节段2的两侧，用起吊单元12与待提升的桥梁节段2连接。

S2：移动两台提梁机构1至下一待提升桥梁节段2两侧，提升下一待提升的桥梁节段2，直至完成所有桥梁节段2的提升和临时支撑。

S3：将两组半架体61放置在已提升的桥梁节段2两侧的地面上，提升装置5在已提升后的桥梁节段2上移动至两组半架体61上方。

在本实施例中，在工厂预制半架体61，分杆件运输到现场后，在现场拼装，并沿桥梁中心线对称放置在地面。

S4：提升装置5吊起两组半架体61至设定高度后，移动至施工吊架6的安装位置，使两组半架体61拼接后套设在桥墩4上。

在本实施例中，走行机构51沿滑道走行到施工吊架6上方，同步下放吊钩，将施工吊架6吊起离开地面一定高度，检查两侧施工吊架6位置是否对称，底板是否水平，如有偏差应及时调整。确保无误后，同步上升至指定高度。走行机构51移动至施工吊架6安装位置，即两组所述半架体61的中心线与桥墩中心线重合，打开轨道车两端设置的夹轨器固定轨道平板车513。

上横梁612的上连接端穿过桥梁节段2的下弦杆内部进行对接，采用螺栓将法兰盘预紧。施工人员下到墩顶，将下横梁614对接法兰预紧，最后将上下横梁对接法兰螺栓复拧，使两侧半架体61形成一个整体结构。

S5：解除提升装置5与半架体61的连接，重复步骤S3-S4安装下一施工吊架6。

另外，还可以在施工吊架6使用完毕后的倒运步骤，吊架倒运只需要走行机构51移动至倒运吊架上方，设置好吊钩，解除吊架上下横梁对接螺栓，吊架起吊一定高度后分离即可运至其他墩顶进行安装。

综上所述，采用该系统和方法可充分利用既有线路，无需搭设栈桥、支架等下部支撑，也无需在墩身设置底盘托盘结构，能够最大程度减少对既有结构的影响，施工过程安全高效。半架体的主体结构由工厂预制，现场地面拼装，安全高效，吊架合拢后整体性好，刚度大，变形小，承载能力高。施工吊架采用整体式悬吊拼装技术，整个安装、拆除及倒运过程机械化程度高，施工效率大幅提高，工期也大幅缩短，降低施工成本，特别适用于桥梁维修改造工期紧张的特点。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。