一種先頂后切的鋼箱梁頂升工藝以及鋼箱梁結構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及道路施工技術，具體涉及既有跨線橋的頂升施工技術。
【背景技術】
[0002] 世界上早期建筑物移位工程是1873年新西蘭新普利茅斯的一所一層農宅的移位， 當時使用蒸汽機車作為牽引裝置;而現代移位技術始于二十世紀初的1901年美國依阿華大 學由于校園擴建，將重約60000kN三層高的科學館進行了移位，而且在移動的過程中，為了 繞過另一棟樓，采用了轉向技術，將其旋轉了45°。該工程采用的是圓木做滾動裝置，螺旋千 斤頂提供頂升力和水平牽引力。隨后的一百多年里，該技術在許多國家得到應用。90年代初 該技術在國內得到應用。1991年首次采用滑動平移方法進行樓房平移，該方法的主要思路 是在建筑物基礎下部修建新基座，基座下修建滑道，然后頂推平移到新位置。1992年提出了 將上部結構和基礎分離的方法，由于該方法適用性廣，迅速取代了原平移方法。進入21世 紀，移位技術得到迅速發展，在文物古建筑領域、高層建筑及高聳結構、橋梁改造工程、盾構 調頭、古樹名木保護中等各領域得到推廣應用。
[0003] 隨著中國經濟和交通運輸事業的快速發展，中國許多城市市政建設跟不上生產和 生活發展的需要，需對既有城市橋梁進行改造，以滿足發展需求。城市既有橋梁的移位技術 是近幾年發展的新技術，具有施工周期短、經濟適用、建筑能耗低、城市生態環境質量得以 保障等特點，為此，得到越來越廣泛的應用。
[0004] 考慮到既有跨線橋建成時間較短，結構較新，為節省工程投資，本次施工圖設計在 保證結構安全、運營后行車舒適的前提下，按照盡量利用既有橋梁結構、減少橋梁拆除數量 的原則進行。
[0005] 結合改造后的縱斷面設置情況和既有橋梁結構形式，既有橋改造的主要內容包含 橋梁頂升、橋梁加固重建、橋梁拼寬和橋面鋪裝調整等，具體改造思路如下：
[0006] (1)當一聯箱梁范圍內新的橋面設計高程與現狀橋面高程差值在-5~+18cm范圍 內時，通過增加混凝土調平層或減少現有橋面鋪裝厚度來滿足設計要求。
[0007] (2)當一聯箱梁范圍內新的橋面設計高程比現狀橋面高程高出18cm以上，且通過 設置空心管材和調平層混凝土后仍難以滿足設計要求時，則對現狀橋梁進行頂升處理。
[0008] (3)對于經頂升處理且通過設置空心管材和調平層混凝土后不能滿足結構受力要 求的的箱梁，則對現狀橋梁進行加固處理。
[0009] (4)對于橋面寬度不足之處，通過在現狀橋梁外側進行拼寬處理來滿足橋梁寬度 要求，拼寬采用上、下均不相連的方式，新、舊橋梁結構間設置縱向伸縮縫。
[0010] 其中的橋梁頂升施工工藝，在進行頂升時都是采用整體頂升的方式，該整體頂升 工藝在面臨待頂升多跨連續鋼箱梁所需頂升高度較高，且大部分位于豎曲線上，橋梁結構 為向上的拱形的情況時，將無法有效控制頂升姿態，影響頂升施工的安全性，同時在落梁時 其線性無法滿足設計要求。
【發明內容】
[0011] 針對現有鋼箱梁整體頂升技術所存在的問題，本發明的主要目的在于提供一種能 夠保證頂升姿態受控且落梁的線性滿足規范要求的鋼箱梁頂升工藝。
[0012] 為了達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：
[0013] 提供一種先頂后切的鋼箱梁頂升工藝，所述頂升工藝首先將多跨連續鋼箱梁整體 頂升至預定高度，接著將多跨箱梁切割成若干分段，并分別進行調整，最后將調整后的若干 分段重新焊接成整體，使得鋼箱梁整體頂升受控。
[0014] 優選的，所述先頂后切的施工步驟如下：
[0015] (1)在頂升前將多跨連續鋼箱梁表面的鋪裝銑刨干凈；
[0016] (2)根據頂升要求，布置兩組千斤頂；
[0017] (3)對多跨連續鋼箱梁進行整體頂升，待多跨連續鋼箱最低點頂升至設計標高后， 將該點對應的墩柱與梁體進行連接，并在其余各墩處以及多跨連續鋼箱梁的中部位置設置 鋼支撐；
[0018] (4)將多跨連續鋼箱梁切割成若干分段，并對若干分段進行同步頂升調整標高；
[0019] (5)最后將頂升到位的若干分段箱梁新焊接加長形成完整的多跨連續鋼箱梁。
[0020] 優選的，所述步驟(3)在完成鋼支撐設置后，還預加50%的荷載。
[0021] 優選的，所述步驟(4)中對多跨連續鋼箱梁進行切割時，以多跨連續鋼箱梁的墩柱 為基準，切割出對應的鋼箱梁切割梁段，并預留相應的預留梁段，待分段鋼箱梁調整到位后 進行二次精切。
[0022] 優選的，所述步驟(4)中通過如下施工工序完成多跨連續鋼箱梁的切割：
[0023] (4-1)鋼箱梁橋體頂升后精密測量、放樣、劃線，劃出切割位置；
[0024] (4-2)安裝臨時吊點、頂板上開設進人孔；
[0025] (4-3)按照板肋、T肋-頂板-底板-腹板的順序進行鋼梁切割；
[0026] (4-4)切割梁段吊運。
[0027] 優選的，切割梁段的切割吊運過程中，首先將鋼箱梁的切割梁段分段或分塊切割， 切割時各個塊體在頂、底板及腹板預留一定的連接點，長度不小于100mm;待吊車吊鉤受力 后，在依次將底板、腹板的連接部位切割分離;最后再將頂板的接部位切割分離。
[0028] 針對上述的先頂后切的鋼箱梁頂升工藝，本發明還提供一種基于上述先頂后切的 鋼箱梁頂升工藝形成的鋼箱梁結構，所述鋼箱梁結構包括若干箱梁分段，所述若干箱梁分 段依次焊接形成鋼箱梁。
[0029] 優選的，所述若干箱梁分段由一多跨連續鋼箱梁切除相應的切割梁段形成。
[0030] 優選的，所述多跨連續鋼箱梁以墩柱為基準，切除相應的切割梁段形成若干箱梁 分段。
[0031] 優選的，所述的切割梁段為喇叭口形式。
[0032] 本發明提供的采用先頂后切的施工技術，具有以下優點：
[0033 ] (1)整聯頂升，整體性較好，平面位置控制較好；
[0034] (2)鋼箱梁和混凝土梁共同作用在過渡墩，能減少頂升過程中對過渡墩的偏心影 響；
[0035] (3)整體頂升設備投入較少，調整階段可分段調整，總體設備投入較少；
[0036] (4)整聯三跨鋼箱梁頂升、切割、調整、再焊接成型的質量控制得以有效保障。
【附圖說明】
[0037] 以下結合附圖和【具體實施方式】來進一步說明本發明。
[0038] 圖1為本實例中既有跨線橋的第一~四聯箱梁改造前、后橋面示意圖；
[0039]圖2為本實例中既有跨線橋L3、L4聯平面布置圖；
[0040]圖3為本實例中既有跨線橋L3、L4聯立面布置圖；
[0041]圖4為本實例中既有跨線橋L3的橫斷面圖；
[0042] 圖5為本實例中既有跨線橋L4的橫斷面圖；
[0043] 圖6為本實例中既有跨線橋L3聯頂升時的節段劃分示意圖；
[0044] 圖7為本實例中既有跨線橋L4聯頂升改造示意圖；
[0045] 圖8為本實例中既有跨線橋L3-L4聯施工步驟一的示意圖；
[0046] 圖9為本實例中既有跨線橋L3-L4聯施工步驟二的示意圖；
[0047]圖10為本實例中既有跨線橋L3-L4聯施工步驟三的示意圖；
[0048] 圖11為本實例中既有跨線橋L3-L4聯施工步驟四的示意圖；
[0049] 圖12為本實例中既有跨線橋L3-L4聯施工步驟五的示意圖；
[0050] 圖13為本實例中既有跨線橋L3-L4聯施工步驟六的示意圖；
[0051 ]圖14為本實例中既有跨線橋L3聯頂升前的示意圖；
[0052]圖15為本實例中既有跨線橋L3聯頂升置換后的示意圖；
[0053]圖16為本實例中既有跨線橋L3聯切割時切割梁段的切割分段示意圖；
[0054]圖17為本實例中既有跨線橋L3聯切割時切割示意圖。
【具體實施方式】
[0055] 為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0056] 本實例中涉及的既有跨線橋為城市I級主干道，橋梁為整幅橋、寬25m、雙向六車 道。基于全線高架橋的建立，需對既有線橋上、下橋處的橋梁結構進行改造處理。為節省工 程投資和減少拆除重建產生的社會影響，本實例對既有跨線橋終點處兩聯箱梁采取頂升的 方式調整現有跨線橋的標高或曲線，與新建高架橋相接，以求最大程度上節約資金，保護環 境，將交通的影響降到最低。
[0057]該既有跨線橋第五、六聯(L1、L2)聯橋梁均為4X36m預應力混凝土箱梁，第七聯為 36+45+36m鋼箱梁(L3)，第八聯為3\36111預應力混凝土箱梁〇^4)兒3、1^4聯總長為225111，橋寬 25m，總頂升面積為5625m 2,最高頂升高度達11.261m。其中L3聯為25m寬鋼箱梁，橋面雙向6 車道，頂升段長117m，頂升面積達2925m 2，頂升高度3.369m; L4聯為25m寬預應力混凝土箱 梁，橋面雙向6車道，頂升段長108m，頂升面積達2700m2,頂升高度11.261。其中Ll聯位于R = 600m平曲線上；同時LI、L2聯位于R= 15000m的凸形豎曲線上，L3、L4聯位于R = 3000m的凸形 豎曲線上，其后接縱坡為4.53%的下坡。
[0058]參見圖1，改造后，L1、L2聯位于拼寬段上。改造后的L3聯起點處橋面比現有橋面高 出0.00 Im，L4聯止點處橋面比現有橋面高出11.261m。
[0059] 其中，L3、L4聯的平立面見圖2和圖3;L3、L4兩聯箱梁的橫斷面見圖4和圖5。
[0060] 對于本實例涉及的既有跨線橋中的L3聯箱梁，其現狀橋面比擴建后的橋面低得多 (起點低0.001m，終點低3.522m)，且大部分位于豎曲線上，橋梁結構為向上的拱形，若整體 頂升，則鋪裝調平層最厚處需增設97cm，無法滿足結構布置及受力要求。
[0061] 為此，本實例中采用首先對上部鋼箱梁進行整體頂升，然后切割成3段分段調整的 改造方案，最后將3段鋼梁重新焊接成整體的施工方案。
[0062] L3聯鋼箱梁頂升施工前，將16cm橋面鋪裝銑刨干凈，全橋總頂升重量為鋼箱梁自 重2443t(實際稱重值），考慮頂升荷載及平衡布置，共配置千斤頂52臺（分為A、B組），單組總 頂力520(^，千斤頂的安全系數2.13。
[0063] 參見圖6,其所示為本實例中L3聯的階段劃分示意圖。首先，將L3聯先進行整體頂 升，待P6節點頂升到設計標高后，將該點與墩柱連接。其余在各墩處及3跨跨中位置設置鋼 支撐，預加載50%荷載后，根據如圖6所示的階段劃