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一种用于旧桥安全拆除的复合型升拉移动机构及施工方法

摘要

一种用于旧桥安全拆除的复合型升拉移动机构,在待拆除的桥梁结构上布置吊杆装置和水平张拉装置,千斤顶设置于桥梁结构和桥台之间,盖梁滑动装置设置于桥梁结构和桥盖梁的之间,工作塔设置在竖向卷扬机系统和桥梁结构之间,埋设在原土基础内部,通过吊索与桥梁结构上设置的吊杆装置进行连接且与竖向卷扬机系统进行有效连接;竖向卷扬机系统锚固埋设在原土基础内部,通过电机牵引拉动吊索;水平卷扬机设置在竖向卷扬机系统的后方,通过拉索与桥梁结构上的水平张拉装置进行有效连接;主滑动装置设置在桥梁结构和工作塔之间的原土基础和桥台上,监测测量控制装置设置于工作塔顶部。以及提供一种施工方法。本发明保证旧桥拆除工作的安全性和准确性。

著录项

  • 公开/公告号CN114960480A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2022-08-30

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 浙江交通职业技术学院;

    申请/专利号CN202210591730.8

  • 发明设计人 开永旺;李明;

    申请日2022-05-27

  • 分类号E01D24/00(2006.01);

  • 代理机构杭州斯可睿专利事务所有限公司 33241;

  • 代理人王利强

  • 地址 311112 浙江省杭州市余杭区良渚街道莫干山路1515号

  • 入库时间 2023-06-19 16:33:23

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-09-16

    实质审查的生效 IPC(主分类):E01D24/00 专利申请号:2022105917308 申请日:20220527

    实质审查的生效

说明书

技术领域

本发明涉及公路、市政和铁路中桥梁结构拆除施工领域,尤其是一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法。

背景技术

随着国民经济持续不断地发展,高速公路和铁路的投资和建设规模亦随之不断地扩大。国民对我国的交通设施的要求越来越高,高速公路和铁路上原有的桥梁面临了多重的问题:

其一,在经济日益快速增长的大背景下,我国需要更坚固、更宽的桥梁,大多数原有桥梁的车道和承载量均不能满足要求;

其二,大多数桥梁均带损伤工作,承载能力下降,已经不能满足当前的基本交通需求。甚至有些桥梁在加固后仍不能满足安全通行的条件,对这些桥梁进行加固,在浪费资源的同时,还无法达到最终目的,安全情况并不乐观。

因此,对这些桥梁进行拆除、重建很有必要。现有旧桥梁拆除常用的技术方法包括爆破拆除法、机械破碎拆除法和搭设支架拆除法等。在拆除和重建工程时,最常见的施工方法是对桥梁进行爆破,用这种方式可以更迅速地完成桥梁拆除施工工程,然而该种拆除方法比较危险,手续繁琐,存在爆炸后的碎片清理困难等问题。机械破碎拆除法在拆除过程中主要以机械凿除为主,以人工清理为辅,然而和爆破拆除法一样,也会面临拆除碎渣难以清理的情况,并且此方法的周期较长、工程量较大。在使用搭设支架拆除法时,需要在桥梁上方搭设一个支架,使用凿除或切割的方式切除桥梁,此方法在跨河,跨江、跨海或者跨线时不容易保证施工的安全性和有效性。

发明内容

为了克服已有技术的不足,本发明提供了一种用于旧桥安全拆除的复合型升拉移动机构及施工方法,采用水平和横向拉索有效地进行旧桥的拆除工作,且能实时监控拆除施工时桥的前进路线和桥梁竖向变形,保证旧桥拆除工作的安全性和准确性,可以避免常规拆除方法对周围环境引起的安全隐患,例如碎块坠落和清理。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种用于旧桥安全拆除的复合型升拉移动机构,待拆除的桥梁结构位于桥台和桥盖梁之上,所述桥梁结构和桥台以及桥盖梁之间设置垫块,在所述桥盖梁布置盖梁桩基;所述复合型升拉移动机构包括吊杆装置、水平张拉装置、千斤顶、盖梁滑动装置、工作塔、竖向卷扬机系统、水平卷扬机、主滑动装置和监测测量控制装置,在待拆除的桥梁结构上布置吊杆装置和水平张拉装置,用于为桥梁拆除施工提供竖向和横向支点,所述千斤顶设置于所述桥梁结构和所述桥台之间,用于所述桥梁的顶升;所述盖梁滑动装置设置于所述桥梁结构和所述桥盖梁的之间,用于支撑所述桥梁结构且所述桥梁结构可以在所述盖梁滑动装置上进行滑动行走;所述工作塔设置在所述竖向卷扬机系统和所述桥梁结构之间,埋设在原土基础内部,通过吊索与所述桥梁结构上设置的所述吊杆装置进行连接,并通过吊索与所述竖向卷扬机系统进行有效连接;所述竖向卷扬机系统锚固埋设在原土基础内部,通过电机牵引拉动吊索;所述水平卷扬机设置在所述竖向卷扬机系统的后方,通过拉索直接与所述桥梁结构上的所述水平张拉装置进行有效连接;所述主滑动装置设置在所述桥梁结构和所述工作塔之间的所述原土基础和桥台上,用于支撑所述桥梁结构且所述桥梁结构可以在所述滑动装置上进行滑动行走;所述监测测量控制装置设置于工作塔顶部,用于监控所述桥梁结构在拆除施工过程中的行走路线和桥竖向变形,保证桥轴线和与行走路线保持一致。

进一步,所述吊杆装置包括吊杆、锚固板和锚具,所述锚固板紧贴与所述桥梁结构,所述锚固板和所述桥梁结构上开设有与所述吊杆尺寸配套的孔洞;所述吊杆依次穿过所述锚固板和所述桥梁结构上的孔洞,并采用锚具进行固定。

优选的,在最外侧的所述吊杆的顶端固定有拉环。

再进一步,所述水平张拉装置包括固定螺栓、端部加强柱和吊环,所述水平张拉装置处的所述锚固板紧贴与所述桥梁结构,在上下所述锚固板之间设置所述端部加强柱,将上下所述锚固板与所述端部加强柱连接成整体;所述吊环设置在所述端部加强柱的侧面,所述端部加强柱内部设有与所述固定螺栓配套的螺纹;通过所述固定螺栓进行进一步紧固所述上下所述锚固板与所述端部加强柱。

所述工作塔包含工作塔底座、绳索固定装置、吊索、连接梁和桩基础,所述工作塔底座埋设于所述原土基础;所述工作塔底座下部设置所述桩基础,采用所述连接梁将所述工作塔的立柱连接成整体,所述工作塔上固定有所述绳索固定装置,所述吊索设置于所述桥梁结构上设置的所述吊杆装置和所述工作塔上所述绳索固定装置之间,并穿过所述工作塔的立柱,与所述竖向卷扬机系统的卷扬机进行连接。

所述竖向卷扬机系统包括竖向卷扬机底座板、竖向卷扬机基础预埋板、竖向卷扬机锚栓和竖向卷扬机混凝土基底,所述竖向卷扬机系统的每个卷扬机的承载力不小于所述桥梁结构重量/拉环个数;所述竖向卷扬机底座板设置与所述竖向卷扬机系统卷扬机的下方进行连接,并预先开设与所述竖向卷扬机锚栓配套的孔洞;所述竖向卷扬机基础预埋板预先埋设于所述竖向卷扬机混凝土基底的上部,并预先开设与所述竖向卷扬机锚栓配套的孔洞;所述竖向卷扬机锚栓穿过所述竖向卷扬机底座板和所述竖向卷扬机基础预埋板上预先开设孔洞,将所述竖向卷扬机群固定在所述竖向卷扬机混凝土基底上。

所述水平卷扬机包括水平卷扬机底座板、水平卷扬机基础预埋板、水平卷扬机锚栓、水平卷扬机混凝土基底、水平卷扬机滑轮装置和水平拉索;所述水平卷扬机底座板设置与所述水平卷扬机的下方进行连接,并预先开设与所述水平卷扬机锚栓配套的孔洞;所述水平卷扬机基础预埋板预先埋设于所述水平卷扬机混凝土基底的上部,并预先开设与所述水平卷扬机锚栓配套的孔洞;所述水平卷扬机锚栓穿过所述水平卷扬机底座板和所述水平卷扬机基础预埋板上预先开设孔洞,将所述竖向卷扬机群固定在所述水平卷扬机混凝土基底上;所述水平卷扬机滑轮装置设置与所述水平卷扬机的上方,用于调整所述水平拉索的方向,保证所述水平拉索与所述水平卷扬机可以平顺连接;所述水平拉索设置与连接所述桥梁结构和所述水平卷扬机。

所述主滑动装置固定于所述桥梁结构和所述工作塔之间的所述原土基础和桥台上,所述滑动装置的顶部还包括滑轮,用于在所述桥梁结构移动过程中减小摩擦力;所述主滑动装置可以分为两种模式,通过简单的制动杠杆可以使实现,第一种为静摩擦模式:制动杠杆制动滑轮,在所述桥梁结构与所述滑轮之间为静摩擦力控制;第二种为滚动摩擦模式:打开制动杠杆,释放滑轮约束,在所述桥梁结构与所述滑轮之间为滚动摩擦力控制,滚动摩擦力远小于静摩擦力。静摩擦系数为0.7~0.8,滚动摩擦系数约为0.07~0.12,滚动摩擦力远小于静摩擦力。

所述监测测量控制装置设置于所述工作塔立柱的顶端,实时监控所述桥梁结构的移动路线和桥体竖向变形;

所述监测测量控制装置可以采用全站仪,通过人工进行读数,也可以采用全自动监测仪器进行测量,例如图像识别技术等。

所述机构还包括堆载物,所述堆载物设置于所述桥梁结构移动方向处55~70mm,所述桥梁结构的移动采用位移控制,每次移动的行程为30~60mm,移动速度控制在1mm/min;

所述堆载物采用重量不应小于30吨,每次桥梁结构移动后,应将所述堆载物往前移动30~60mm,保证堆载物与所述桥梁结构之间间距为55~70mm。

一种用于旧桥安全拆除的复合型升拉移动机构的施工方法,所述施工方法包括以下步骤:

第一步,将吊杆装置和水平张拉装置分别安装在桥梁结构上;

第二步,开挖放置工作塔的工作塔底座、竖向卷扬机混凝土基底、水平卷扬机混凝土基底的基坑;

第三步,在放置工作塔的工作塔底座的基坑打桩基础,并将工作塔底座放置于桩基础上方,形成有效连接;

第四步,将绳索固定装置固定与所述工作塔上,并在工作塔立柱的侧面焊接绳索固定装置的位置开设孔洞,方便吊索的穿过;

第五步,在所述工作塔立柱的顶部设置监测测量控制装置;

第六步,采用连接梁将所述工作塔立柱连接成整体;

第七步,将第六步中的工作塔固定于工作塔底座上,形成有效地连接;

第八步,在第二步开挖的基坑中,预制竖向卷扬机混凝土基底、水平卷扬机混凝土基底;

第九步,将竖向卷扬机系统中的竖向卷扬机和水平卷扬机固定安装于竖向卷扬机混凝土基底、水平卷扬机混凝土基底上,形成有效连接;

第十步,通过吊索连接桥梁结构上的吊杆装置、工作塔上的绳索固定装置,并穿过在工作塔立柱的侧面固定绳索固定装置处开设的孔洞,并连接于竖向卷扬机系统中的竖向卷扬机上;

第十一步,将主滑动装置均匀设置在所述桥梁结构和所述工作塔之间的所述原土基础和桥台上,并形成有效连接;如果在施工过程中存在不均匀沉降,可以在发生不均沉降的主滑动装置下方垫设钢板;

第十二步,在桥台和桥盖梁与桥梁结构之间设置多个千斤顶,通过千斤顶将桥梁结构顶至设计标高;

第十三步,设置盖梁滑动装置,依次撤出在桥盖梁与桥梁结构之间的千斤顶,将桥梁结构落于所述盖梁滑动装置上;

第十四步,通过水平拉索连接桥梁结构上的水平张拉装置与水平卷扬机上的水平卷扬机滑轮装置,通过水平卷扬机滑轮装置可以使水平拉索可以平滑稳定地连接于所述水平卷扬机;

第十五步,启动竖向卷扬机系统,保证吊索紧绷,此时吊索给桥梁结构提供了竖向力和水平力,水平力小于桥梁结构与盖梁滑动装置和滑动装置之间的摩擦力;

第十六步,在桥梁结构移动路线前方处,对称放置堆载物,保证桥梁结构移动的安全性,启动水平卷扬机,为桥梁结构提供足够的拉力,是桥梁结构在盖梁滑动装置和滑动装置进行滑动,滑动采用位移控制;

第十七步,通过水平卷扬机拉动桥梁结构,向前滑移,将堆载物向前移动,保证堆载物与桥梁结构保持设定间距;

第十八步,桥梁结构移动稳定后,采用监测测量控制装置测量桥梁结构是否满足变形要求,是否处在设计移动路线上,所述变形要求是指桥梁结构悬臂端挠度控制在1/150悬臂总长度,相邻拉环或拉环与吊环之间局部桥梁段的变形控制在相邻拉环或拉环与吊环之间距离的1/300以内;所述设计移动路线是由桥梁拆除方案确定的方向直线,通过监控布置在桥梁结构上的吊环和拉环的位置确定中轴线是否与既定拆除方向直线是否重合,两侧误差应控制在±50mm内,如对周围环境的安全性有影响,两侧误差应控制在±15mm内;

第十九步,如果桥梁结构不满足要求,或者桥梁结构的移动路线发生偏移,则通过竖向卷扬机系统调整各条吊索的受力,使得桥梁结构满足变形要求,并保持桥梁结构中轴线与既定拆除方向直线重合,误差控制在±50mm内,要求严格时,需要控制在±15mm内;

第二十步,如果桥梁结构满足要求,竖向卷扬机系统和水平卷扬机需要按照计算值和现场情况以及监测结果实时调整功率,从而调整吊索和水平拉索的受力,保证桥梁结构拆除移动的安全性和稳定性;

第二十一步,采用切割方法或者吊装方法处理桥梁结构,完成旧桥的拆除工作;

第二十二步,拆卸吊杆装置、吊杆、千斤顶、盖梁滑动装置、工作塔、工作塔底座、吊索、竖向卷扬机系统、水平卷扬机、水平拉索、主滑动装置和监测测量控制装置,运往下一个桥梁拆除现场进行安装和施工。

本发明的技术构思为:采用千斤顶顶升原有桥梁至施工平面内;采用竖向卷扬机系统3可以为结构施加竖向和水平力,可以通过多条吊索调整拆除桥梁的路线和前进方向,竖向力可以减轻桥梁结构对盖梁滑动装置和主滑动装置的压力,减少摩擦力,可以有效防止主滑动装置在桥梁结构压力下产生的不均匀沉降,水平力可以为拆除桥梁提供一定的水平拉力(不超过拆除桥梁与盖梁滑动装置和主滑动装置之间的摩擦力),减轻水平卷扬机的工作强度;通过水平卷扬机给拆除桥梁提供拉力,保证拆除桥梁可以顺利按照移动路线进行前进,直到拆除位置;在拆除桥梁移动路线上设置盖梁滑动装置和主滑动装置,可以减少移动摩擦力;在拆除桥梁移动路线前端设置堆载物可以有效保证拆除桥梁移动时的安全性。

本发明的有益效果表现在:一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构,采用水平和横向拉索有效地进行旧桥的拆除工作,且能实时监控拆除施工时桥的前进路线和桥梁竖向变形,保证旧桥拆除工作的安全性和准确性,可以避免常用拆除方法对周围环境引起的安全隐患,例如碎块坠落和清理。

附图说明

图1为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的施工准备正面图;

图2为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的施工准备俯视图;

图3为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的顶升施工正面图;

图4为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的顶升施工俯视图;

图5为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的拆除拉拽施工正面图;

图6为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的拆除拉拽施工俯视图;

图7为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的拆除施工完成正面图;

图8为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的拆除施工完成俯视图;

图9为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的A1-A1剖面图;

图10为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的A2-A2剖面图;

图11为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的A3-A3剖面图;

图12为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的A4-A4剖面图;

图13为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的A5-A5剖面图;

图14为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的A6-A6剖面图;

图15为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的A7-A7剖面图;

图16为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的A8-A8剖面图;

图17为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的B1-B1剖面图;

图18为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的B2-B2剖面图;

图19为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的B3-B3剖面图;

图20为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的C1-C1剖面图;

图21为一种用于旧桥安全拆除的可实时监控的复合型升拉移动机构及施工方法的D1-D1剖面图。

图中,1为桥结构,11为垫块,12为桥台,13为桥盖梁,14为盖梁墩,15为吊杆装置,151为吊杆,152为锚固板,153为锚具,154为拉环,16为水平张拉装置,161为固定螺栓,162为端部加强柱,163为吊环,17为千斤顶;171为千金顶垫块,18为盖梁滑动装置,2为工作塔,21为工作塔底座,22为绳索固定装置,23为吊索,24为连接梁,25为桩基础,,3为竖向卷扬机系统,31为竖向卷扬机底座板,32为竖向卷扬机基础预埋板,33为竖向卷扬机锚栓,34为竖向卷扬机混凝土基底,4为水平卷扬机,41为水平卷扬机底座板,42为水平卷扬机基础预埋板,43为水平卷扬机锚栓,44为水平卷扬机混凝土基底,45为水平卷扬机滑轮装置,46为水平拉索,5为主滑动装置,51为滑轮,6为监测测量控制装置,7为原土基础,8为堆载物。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1~图21,一种用于旧桥安全拆除的复合型升拉移动机构,包括吊杆装置15、水平张拉装置16、千斤顶17、盖梁滑动装置18、工作塔2、竖向卷扬机系统3、水平卷扬机4、主滑动装置5和监测测量控制装置6,待拆除的桥梁结构1位于桥台12,桥盖梁13之上,所述桥梁结构1和桥台12以及桥盖梁13之间设置垫块11,在所述桥盖梁13布置盖梁桩基14;在所述桥梁结构1上布置吊杆装置15和水平张拉装置16,为桥梁拆除施工提供竖向和横向支点。所述千斤顶17设置于所述桥梁结构1和所述桥台12之间,用于所述桥梁1的顶升。所述盖梁滑动装置18设置于所述桥梁结构1和所述桥盖梁13的之间,可以起到支撑所述桥梁结构1的作用,并且所述桥梁结构1可以在所述盖梁滑动装置18上进行滑动行走。所述工作塔2设置在所述竖向卷扬机系统3和所述桥梁结构1之间,埋设在原土基础7内部,通过吊索与所述桥梁结构1上设置的所述吊杆装置15进行连接,并通过吊索与所述竖向卷扬机系统3进行有效连接。所述竖向卷扬机系统3锚固埋设在原土基础7内部,通过电机牵引拉动吊索。所述水平卷扬机4设置在所述竖向卷扬机系统3的后方,通过拉索直接与所述桥梁结构1上的所述水平张拉装置16进行有效连接。所述主滑动装置5设置在所述桥梁结构1和所述工作塔2之间的所述原土基础7和桥台12上,可以起到支撑所述桥梁结构1的作用,并且所述桥梁结构1可以在所述滑动装置5上进行滑动行走。所述监测测量控制装置6设置于工作塔2顶部,用于监控所述桥梁结构1在拆除施工过程中的行走路线和桥竖向变形,保证桥轴线和与行走路线保持一致。

进一步,所述吊杆装置15包括吊杆151、锚固板152和锚具153,材质采用高强度合金钢材;所述锚固板152紧贴与所述桥梁结构1,所述锚固板152和所述桥梁结构1上开设有与所述吊杆151尺寸配套的孔洞;所述吊杆151依次穿过所述锚固板152和所述桥梁结构1上的孔洞,并采用锚具153进行固定,其抗拉承载力应大于桥梁重量/拉环154个数;

在最外侧的所述吊杆151的顶端焊接有拉环154,该拉环应具有足够的承载力,其抗拉承载力应大于桥梁重量/拉环154个数。

再进一步,所述水平张拉装置16包括固定螺栓161、端部加强柱162和吊环163,材质采用高强度合金钢材;所述水平张拉装置16处的所述锚固板152紧贴与所述桥梁结构1,在上下所述锚固板152之间设置所述端部加强柱162,通过焊接将上下所述锚固板152与所述端部加强柱162连接成整体;所述吊环163设置在所述端部加强柱162的侧面,其抗拉承载力应大于桥梁重量/吊环163个数;

所述端部加强柱162内部设有与所述固定螺栓161配套的螺纹;通过所述固定螺栓161进行进一步紧固所述上下所述锚固板152与所述端部加强柱162。

更进一步,所述工作塔2包含工作塔底座21、绳索固定装置22、吊索23、连接梁24和桩基础25;所述工作塔2优先采用矩形管截面,采用高强度合金钢;

所述工作塔底座21埋设于所述原土基础7,埋设深度按计算设置,且不应小于20米;所述工作塔底座2优先采用钢结构,也可以采用钢筋混凝土结构或者组合结构,例如采用钢箱结构,内部灌注混凝土,其重量不应小于50吨;所述工作塔底座21下部设置所述桩基础25,防止所述工作塔底座21发生不均匀沉降;采用所述连接梁24将所述工作塔2的立柱连接成整体,保证工作塔2的刚度和稳定性,采用高强度合金钢;所述工作塔2上优先焊接有所述绳索固定装置22,采用高强度合金钢;所述吊索23设置于所述桥梁结构1上设置的所述吊杆装置15和所述工作塔2上所述绳索固定装置22之间,并穿过所述工作塔2的立柱,与所述竖向卷扬机系统3的卷扬机进行连接;

进一步,所述竖向卷扬机系统3包括竖向卷扬机底座板31、竖向卷扬机基础预埋板32、竖向卷扬机锚栓33和竖向卷扬机混凝土基底34;,所述竖向卷扬机系统3包括了多个卷扬机,每个卷扬机的承载力不应小于所述桥梁结构1重量/拉环154个数;所述竖向卷扬机底座板31设置与所述竖向卷扬机系统3卷扬机的下方,可以通过焊接进行连接,并预先开设与所述竖向卷扬机锚栓33配套的孔洞;所述竖向卷扬机基础预埋板32预先埋设于所述竖向卷扬机混凝土基底34的上部,并预先开设与所述竖向卷扬机锚栓33配套的孔洞;所述竖向卷扬机锚栓33穿过所述竖向卷扬机底座板31和所述竖向卷扬机基础预埋板32上预先开设孔洞,将所述竖向卷扬机群固定在所述竖向卷扬机混凝土基底34上;

所述水平卷扬机4包括水平卷扬机底座板41、水平卷扬机基础预埋板42、水平卷扬机锚栓43、水平卷扬机混凝土基底44、水平卷扬机滑轮装置45和水平拉索46;所述水平卷扬机底座板41设置与所述水平卷扬机4的下方,可以通过焊接进行连接,并预先开设与所述水平卷扬机锚栓43配套的孔洞;所述水平卷扬机基础预埋板42预先埋设于所述水平卷扬机混凝土基底44的上部,并预先开设与所述水平卷扬机锚栓43配套的孔洞;所述水平卷扬机锚栓43穿过所述水平卷扬机底座板41和所述水平卷扬机基础预埋板42上预先开设孔洞,将所述竖向卷扬机群固定在所述水平卷扬机混凝土基底44上;所述水平卷扬机滑轮装置45设置与所述水平卷扬机4的上方,用于调整所述水平拉索46的方向,保证所述水平拉索46与所述水平卷扬机4可以平顺连接;所述水平拉索46设置与连接所述桥梁结构1和所述水平卷扬机4,优先采用高强度合金钢材料。

所述水平卷扬机4的极限拉伸力不应小于所述桥梁结构1重量*滑轮摩擦系数/2的1.5倍;

所述主滑动装置5固定于所述桥梁结构1和所述工作塔2之间的所述原土基础7和桥台12上,相邻所述滑动装置5的横向间距不应大于3m,纵向间距不应大于5m,所述滑动装置5的顶部还包括滑轮51,可以在所述桥梁结构移动过程中减小摩擦力,滑轮51采用高强度橡胶材料,抗压强度为200Mpa以上。所述主滑动装置5可以分为两种模式,通过简单的制动杠杆可以使实现,第一种为静摩擦模式:制动杠杆制动滑轮,在所述桥梁结构1与所述滑轮51之间为静摩擦力控制;第二种为滚动摩擦模式:打开制动杠杆,释放滑轮约束,在所述桥梁结构1与所述滑轮51之间为滚动摩擦力控制。静摩擦系数为0.7~0.8,滚动摩擦系数约为0.07~0.12,滚动摩擦力远小于静摩擦力。

所述监测测量控制装置6设置于所述工作塔2立柱的顶端,实时监控所述桥梁结构1的移动路线和桥体竖向变形;

所述监测测量控制装置6可以采用全站仪,通过人工进行读数,也可以采用全自动监测仪器进行测量,例如图像识别技术等。

所述机构还包括堆载物8,所述堆载物8设置于所述桥梁结构1移动方向处55~70mm,所述桥梁结构的移动采用位移控制,每次移动的行程为30~60mm,移动速度控制在1mm/min;

所述堆载物8采用重量不应小于30吨,每次桥梁结构1移动后,应将所述堆载物8往前移动30~60mm,保证堆载物8与所述桥梁结构之间间距为55~70mm。

本实施例中,采用千斤顶顶升原有桥梁至施工平面内;采用竖向卷扬机系统3可以为结构施加竖向和水平力,可以通过多条吊索调整拆除桥梁的路线和前进方向,竖向力可以减轻桥梁结构1对盖梁滑动装置18和主滑动装置5的压力,减少摩擦力,可以有效防止主滑动装置5在桥梁结构1压力下产生的不均匀沉降,水平力可以为拆除桥梁提供一定的水平拉力(不超过拆除桥梁与盖梁滑动装置18和主滑动装置5之间的摩擦力),减轻水平卷扬机4的工作强度;通过水平卷扬机4给拆除桥梁提供拉力,保证拆除桥梁可以顺利按照移动路线进行前进,直到拆除位置;在拆除桥梁移动路线上设置盖梁滑动装置18和主动滑动装置5,可以减少移动摩擦力;在拆除桥梁移动路线前端设置堆载物可以有效保证拆除桥梁移动时的安全性。

实施例2

参照图1~图21,一种用于旧桥安全拆除的复合型升拉移动机构的施工方法,包括以下步骤:

第一步,将吊杆装置15和水平张拉装置16分别安装在桥梁结构1上;

第二步,开挖放置工作塔2的工作塔底座21、竖向卷扬机混凝土基底34、水平卷扬机混凝土基底44的基坑;

第三步,在放置工作塔2的工作塔底座21的基坑打桩基础25,并将工作塔底座21放置于桩基础25上方,形成有效连接;

第四步,将绳索固定装置22焊接与所述工作塔2上,并在工作塔2立柱的侧面焊接绳索固定装置22的位置开设孔洞,方便吊索23的穿过;

第五步,在所述工作塔2立柱的顶部设置监测测量控制装置6;

第六步,采用连接梁24将所述工作塔2立柱连接成整体,优先选用螺栓连接的方式;

第七步,将第六步中的工作塔焊接或者栓接于工作塔底座21上,形成有效地连接;

第八步,在第二步开挖的基坑中,预制竖向卷扬机混凝土基底34、水平卷扬机混凝土基底44;

第九步,将竖向卷扬机系统3中的竖向卷扬机和水平卷扬机4通过锚栓安装于竖向卷扬机混凝土基底34、水平卷扬机混凝土基底44上,形成有效连接;

第十步,通过吊索23连接桥梁结构上的吊杆装置15、工作塔2上的绳索固定装置22,并穿过在工作塔2立柱的侧面焊接绳索固定装置22处开设的孔洞,并连接于竖向卷扬机系统3中的竖向卷扬机上;

第十一步,将主滑动装置5均匀设置在所述桥梁结构1和所述工作塔2之间的所述原土基础7和桥台12上,并形成有效连接,注意不能出现太过明显的不均匀沉降,如果在施工过程中存在不均匀沉降,可以在发生不均沉降的主滑动装置5下方垫设钢板;

第十二步,在桥台12和桥盖梁13与桥梁结构1之间设置多个千斤顶17,通过千斤顶17将桥梁结构1顶至设计标高,单次千斤顶17的顶升如不能达到设计标高,可以采用千金顶垫块171配合双千斤顶17交替顶升;

第十三步,设置盖梁滑动装置18,依次撤出在桥盖梁13与桥梁结构1之间的千斤顶17,将桥梁结构1落于所述盖梁滑动装置18上;

第十四步,通过水平拉索46连接桥梁结构1上的水平张拉装置16与水平卷扬机4上的水平卷扬机滑轮装置45,通过水平卷扬机滑轮装置45可以使水平拉索46可以平滑稳定地连接于所述水平卷扬机4;

第十五步,启动竖向卷扬机系统3,保证吊索23紧绷,此时吊索23给桥梁结构1提供了竖向力和水平力,水平力小于桥梁结构1与盖梁滑动装置18和滑动装置5之间的摩擦力;

第十六步,在桥梁结构1移动路线前方55~70mm处,对称放置不小于30t的堆载物8,保证桥梁结构1移动的安全性,启动水平卷扬机4,为桥梁结构1提供足够的拉力,是桥梁结构1在盖梁滑动装置18和滑动装置5进行滑动,滑动采用位移控制,为保证安全,每次滑移的长度为30~50mm,移动速度控制在1mm/min;

第十七步,通过水平卷扬机4拉动桥梁结构1,向前滑移30~50mm,将堆载物8向前移动30~50mm,保证堆载物8与桥梁结构1保持55~70mm的间距;

第十八步,桥梁结构移动稳定后,采用监测测量控制装置测量桥梁结构是否满足变形要求,是否处在设计移动路线上,所述变形要求是指桥梁结构悬臂端挠度控制在1/150悬臂总长度,相邻拉环或拉环与吊环之间局部桥梁段的变形控制在相邻拉环或拉环与吊环之间距离的1/300以内;所述设计移动路线是由桥梁拆除方案确定的方向直线,通过监控布置在桥梁结构上的吊环和拉环的位置确定中轴线是否与既定拆除方向直线是否重合,两侧误差应控制在±50mm内,如对周围环境的安全性有影响,两侧误差应控制在±15mm内;

第十九步,如果桥梁结构不满足要求,或者桥梁结构的移动路线发生偏移,则通过竖向卷扬机系统调整各条吊索的受力,使得桥梁结构满足变形要求,并保持桥梁结构中轴线与既定拆除方向直线重合,误差控制在±50mm内,要求严格时,需要控制在±15mm内;

第二十步,如果桥梁结构1的竖向变形和移动路线均满足要求,竖向卷扬机系统3和水平卷扬机4需要按照计算值和现场情况以及监测结果实时调整功率,从而调整吊索23和水平拉索46的受力,保证桥梁结构1拆除移动的安全性和稳定性。

第二十一步,可以采用切割方法或者吊装方法处理桥梁结构1,完成旧桥的拆除工作;

第二十二步,拆卸吊杆装置15、吊杆151、千斤顶17、盖梁滑动装置18、工作塔2、工作塔底座21、吊索23、竖向卷扬机系统3、水平卷扬机4、水平拉索46、主滑动装置5和监测测量控制装置6,运往下一个桥梁拆除现场进行安装和施工。

本说明书的实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举,仅作说明用途。本发明的保护范围不应当被视为仅限于本实施例所陈述的具体形式,本发明的保护范围也及于本领域的普通技术人员根据本发明构思所能想到的等同技术手段。

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