CN106284079A - 一种桥梁断柱交替分级同步整体顶升的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁断柱交替分级同步整体顶升的施工方法，本发明的关键技术在于采用多种安全支撑、限位结构；多方位的同步监控、监测手段；多种安全保险装置；高精密电子自动计算修正***，全过程、全方位的同步协作完成整体顶升。同时采用国内先进的全自动180台高精度、大行程的PLC液压同步顶升控制***作业，同步控制精度达到±2毫米，PLC液压同步控制配置有液压锁和机械锁双重保险装置，并且在各部件关键位置安装设置精密的测量及监控***，全过程、高精度实现对顶升高度及位移的同步控制，能够高效、安全的实现高净空、大面积、大重量的桥梁整体同步顶升作业，也可作为桥梁顶升、顶推、纠偏的施工借鉴，具有良好的社会及经济价值。

Description

一种桥梁断柱交替分级同步整体顶升的施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种桥梁整体同步顶升的施工方法。

背景技术

由于我国改革开放和经济快速增长的需要，上世纪九十年代中后期开始大规模的基础设施建设，绝大多数道路桥梁兴建于该时期，基于当时的设计技术、施工作业技术、施工设备、车流量、城市发展规划的影响和局限，尤其是城市建设的投资力度，桥梁设计等级、线性以及线路纵坡设计都普遍偏低。

但随着中国综合国力的增强，世界多极化、经济全球化、文化多样化、社会信息化的深入发展，公路事业无论是建设规模还是建设标准都有一个大跨度、超常规的发展，由于旧有桥梁承载力降低、桥梁沉降、交通量的迅猛增长、通航等级提高、下穿道路等级提高、路线改造等引起桥下净空不足，桥梁使用功能便不能满足要求。如果仅因为线性不满足、桥下净空不满足要求就拆除重建，会造成巨大的浪费。为了满足城市道路快速建设、快速通车，避免道路拥堵、减少重复投资，桥梁顶升技术也应运而生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥梁断柱交替分级同步整体顶升的施工方法，该施工方法解决了桥梁梁体整体顶、落过程中的同步移位难题，对桥梁的整体顶升起到了关键性的作用。

为实现上述目的，本发明提供一种桥梁断柱交替分级同步整体顶升的施工方法，其特征在于，施工方法包括：

(1)、施工前准备；

(2)、交通封闭，封闭桥梁周围的交通；

(3)、顶升支架的反力基础施工；

(4)、顶升支撑体系安装和限位装置安装，顶升支撑体系用于支撑顶升***，限位装置用于防止桥梁横向和纵向位移；

(5)、顶升控制***和监控***安装，顶升控制***包括PLC顶升***，PLC顶升***包括第一组千斤顶、第二组千斤顶和位移传感器，第一组千斤顶和第二组千斤顶位于顶升支撑体系和桥梁盖梁之间；

(6)、将桥梁的墩柱截断；

(7)、交替分级整体同步顶升，包括：a、试顶升，b、驱动第一组千斤顶同步顶升桥梁，在顶升过程中在千斤顶的液压缸下方加垫钢板，同时采用位移传感器测量桥梁的顶升高度，桥梁顶升一个行程后，取出钢板并在第二组千斤顶的液压缸下方垫设钢支撑垫块，使第二组千斤顶的液压缸的顶部与第一组千斤顶的液压缸的顶部齐平；c、驱动第二组千斤顶顶升桥梁，桥梁顶升一个行程，并控制第一组千斤顶收缸，在第一组千斤顶液压缸的下方垫设钢支撑垫块，使第一组千斤顶的液压缸的顶部与第二组千斤顶的液压缸的顶部齐平；d、重复步骤b和步骤c直至顶升至设计的顶升高度；

(8)、墩柱加高；

(9)、拆卸所有设备。

优选地，步骤(3)中的反力基础为多种形式，桥台位置采用承台扩大混凝土基础作为格构钢管的着力基础，采用预埋法兰盘与格构钢管柱栓接；桥墩立柱高度较小处格构钢管柱采用现浇柱式混凝土基础；桥墩立柱高度较大处直接采用下蝶翼形钢抱箍作为反力基础。

优选地，步骤(4)中顶升支撑体系包括蝶翼形钢抱箍支撑体系、蝶翼形钢抱箍及格构钢管柱组合支撑体系和格构钢管柱条形支撑体系。

优选地，步骤(4)中碟翼形钢抱箍支撑体系中钢抱箍采用36组高强螺栓紧固，共设计4个蝶翼以便安装2组同步千斤顶，上下支撑主钢板焊接多条劲肋保证其承载能力，下钢抱箍蝶翼上方安装钢垫板，钢垫板上再安装加固支撑钢柱，钢柱上方支点钢板后安装顶升装置，其上安放钢垫板并支撑于上钢抱箍形成受力体系。

优选地，步骤(4)中蝶翼形钢抱箍及格构钢管柱组合支撑体系上受力***为蝶翼形钢抱箍，单个蝶翼下方采用3根Φ609钢管加劲钢管通过槽钢横撑及斜撑焊接形成稳定的格构体系作为受力***，各构件接触位置均安装钢垫板。

优选地，步骤(4)中格构钢管柱条形支撑***，下受力***采用多组Φ609钢管格构体系，上方安装顶升***，顶升***上方安装60#加劲工字钢横梁，各构件接触位置均安装钢垫板。

优选地，步骤(4)中安装纵向限位装置，首先在桥面凿除后将梁端头截除2cm，并在两跨梁之间安装纵向限位拉杆(采用预应力预张拉)，减少顶升过程中梁体水平投影增加量，限位装置采用高强螺栓安装于设计梁顶面位置，两侧限位孔穿钢绞线并用穿心千斤顶锚固。

优选地，步骤(4)中横向限位装置包括混凝土基础、钢管格构限位主体、梁端限位卡槽、钢管顶端钢绞线限位器及钢绞线，钢管格构限位主***于盖梁两侧，并用高强螺栓在盖梁侧端安装限位卡槽卡住钢管主管，钢管主管上焊接限位器，两侧限位器穿钢绞线用千斤顶锚固，形成横向限位体系。

优选地，步骤(5)中顶升控制***主要由油泵、溢流阀、换向阀、压力表、分流块、高压软管、控制阀组、液控单向阀、顶升缸、千斤顶、压力传感器、位移传感器、信号线、显示器、控制器、电源箱、分控箱、自锁装置及警报装置组成，可以全自动完成同步位移，实现力和位移控制、操作闭锁、过程显示、故障报警等多种功能。

优选地，步骤(5)中顶升控制***采用单体600T，最大300mm行程的千斤顶共计180台，每处桥台布置8台千斤顶共设16台；矮墩每根盖梁布置16台千斤顶共布设128台；高墩每根盖梁布置18台千斤顶共布设36台；总计千斤顶180台，共分两组交替进行同步顶升，顶升时按照顶升行程，直到设计要求的位置。

优选地，步骤(5)中顶升控制***随着顶升高度的增加，千斤顶出现偏心受压，方法采用以下措施保证千斤顶垂直受压：①千斤顶自身进行3°～5°倾角调节，②桥台位置增设球形铰，③桥墩顶升时同步位移，④千斤顶与反力架和分配梁连接法兰盘采用顺桥向条形孔，保证可滑移，可进行微量调节。

优选地，步骤(5)中监测***是指桥梁顶升过程中为保证桥梁的整体姿态控制在预期的目标状态内所进行的技术监测，以及施工过程中对各种可能产生的意外不利影响的安全监测，是一个动态过程，随着梁的提升，梁的纵横向偏差等会发生较大变化，梁的支承点的相对变化对梁受力状态将会发生变化。为此要设置一整套监测***，并要设定必要的预警值和极限值，以便将姿态数据反馈给施工加载过程，更有效地保证顶升施工质量和施工安全。包括桥面标高监测；梁底面标高监测；梁纵横向位移观测；梁体应力；支撑体系的监测；气象监测。

优选地，步骤(5)中桥面标高监测在桥面布设48个静力水准仪，使之与基准监测仪相通，作为静力水准仪监测的基准点，并与多煤体网络监测***及远程控制***连接进行全自动的数据监测及计算。

优选地，步骤(5)中梁底面标高监测是为了更为精确地检测顶升标高，在桥各个梁支座位置的上下游各布置一个拉线式传感器，共24个测点，采用全站仪和拉线式传感器，跟踪测量顶升精确高度，为顶升作业提供依据，并可以对桥面标高测试进行补充复核。

优选地，步骤(5)中梁纵横向位移观测，在梁体一侧共布置14个监测点，采用全站仪在顶升全阶段进行跟踪监测，利用坐标法计算梁的纵横向位移，通过对顶升过程中梁纵横向水平位移的监测，确保梁的水平位移偏差在可控范围内。

优选地，步骤(5)中梁体应力监测，即在选择在支座和跨中截面布设振弦式应力计，梁体跨中截面，每个截面布置12个纵向应变测点，两个横向应变测点，共计13个截面，156个测点，对振弦式应力计进行实时监控。通过对梁体应力监控，可以掌握梁体在顶升过程中的支撑点不均匀受力状态，以控制顶升姿态。

优选地，步骤(5)中梁支撑体系监测，对于每个千斤顶底的支撑体系布设4处振弦式应力计，通过监测，能及时掌握支撑体系的受力和变形情况及时采取措施控制支撑体系的变形量，使施工在安全可控的环境下进行。可以采用振弦式应力计进行跟踪监测，并辅助外观变形检测，及时准确地掌握支架体系的工作状态。

优选地，步骤(5)中气象监测，由于主梁在顶升过程中，处于运动的自由状态，水平方向的约束仅受顶升处的摩阻力。在横向风作用是否会发生侧移或侧倾，需要对风力进行实时监测。在桥面上布置智能风压测试仪，对顶升作业全过程进行风压测试，根据风压计算公式，换算出桥梁侧向风力值，有效地指导顶升施工作业。

优选地，步骤(6)中墩柱切割采用金刚石链锯切割技术，即金刚石绳索在液压马达驱动下绕切割面高速运动研磨墩柱，完成切割工作，墩柱能在几乎无扰动的状态下被切割分离，切割过程中高速运转的金刚石绳索靠水冷却，并将研磨碎屑带走，将顶升着力点设置在盖梁底面，通过顶升盖梁来抬高桥面，顶升完成后再接高墩身。

优选地，步骤(7)中0#～4#墩阶梯型分级同步顶升程序为：①：4#、3#、2#、1#、0#墩同步进行4个循环顶升(25+25+25+15.2cm)，完成4#墩顶升，4#墩顶升***退出顶升工作。②：3#、2#、1#、0#墩同步进行5个顶升循环(25+25+25+25+10.8cm)，完成3#墩顶升，3#墩顶升***退出顶升工作。③：2#、1#、0#墩同步进行6个顶升循环(25+25+25+25+25+20.6cm)，完成2#墩顶升，2#墩顶升***退出顶升工作。④：1#、0#墩同步进行7个顶升循环(25+25+25+25+25+25+6.6cm)，完成1#墩顶升，1#墩顶升***退出顶升工作。⑤：将0#墩同步进行7个顶升循环(25+25+25+25+25+25+16.8cm)，完成0#墩顶升，完成全桥顶升。

优选地，步骤(7)中在顶升的过程中，由于引桥主梁需调整纵坡、顶升高度较高，因此，顶升过程中的梁体安全稳定性以及梁体的平衡性就成了一个必须确保的问题，否则会引起梁体平面扭曲，导致梁体的失稳和开裂，引起结构的永久性损伤。施工方法通过采用专业的PLC控制***，它具有自动补偿功能，该装置同步补偿千斤顶，采用PLC控制液压同步***是一种力和位移双控制***，同步精度为±2.0mm，起到位移补偿的作用，监督整个移梁过程梁体是否处于三点平衡状态，并维持三点平衡状态，这样就可以很好的保证顶举过程的同步性，保证结构的安全性。

本发明桥梁断柱交替分级同步整体顶升的施工方法具有如下优点：

“断柱分级同步顶升”的工作原理是将顶升着力点设置在盖梁底面，先切断墩柱，通过顶升盖梁来抬高桥面，顶升完成后再接高墩身。分级同步顶升是把引桥作为整体，将顶升高度划分为多级行程，每个千斤顶均按照相同的形成同步平行顶升。顶升过程中，顶升高度最小的一跨绕旋转轴旋转，直至顶升到位，同时其它垮同步顶升；当一跨到位后，则以刚顶升到位跨的盖梁中心为旋转轴，下一跨旋转顶升到位，同时其它同步顶升；以此类推。直到最后一跨顶升到位。

“交替分级同步顶升”工作原理是采用的是PLC液压同步交替顶升。交替顶升为每个支撑顶点布置处安装两组可主动施加顶升力的千斤顶，并由控制台控制液压泵站驱动两组千斤顶进行反复交替顶升，每25cm作为一个行程。实施过程中，先由第一组千斤顶顶升一个行程，同时在顶升过程中逐渐加垫钢板，以防千斤顶失效时梁体突然坠落。一个行程完成后，通过控制台控制液压泵站驱动第二组千斤顶，同时第一组千斤顶收缸，并在其活塞下垫设相应高度的钢垫块支撑。重复以上步骤，直至完成整个顶升过程。所有千斤顶通过PLC液压同步控制***进行控制顶升速度和行程，同步控制精度达到±2毫米。

“整体同步顶升”工作原理是在原有桥梁顶升的基础上采用红外线测距仪和激光传感器观测监控位移变化，并利用磁通量的变化进行无损检测，将现代先进的光纤和数字监控传输、液压传动控制、计算机型号处理技术整合，并将机械设备***和传统的桥梁结构分析和养护技术向结合，解决了桥梁梁体整体顶、落过程中的移位同步难题，对桥梁的整体顶升起到了关键性的作用。

附图说明

图1是本发明施工方法一种具体实施方式的流程示意图；

图2是本发明蝶翼形抱箍支撑体系一种具体实施方式的结构示意图；

图3是本发明蝶翼形抱箍及格构钢管立柱组合支撑体系一种具体实施方式的结构示意图；

图4是本发明格构钢管桩条形支撑体系一种具体实施方式的结构示意图；

图5是本发明纵向限位装置一种具体实施方式的结构示意图；

图6是本发明横向限位装置一种具体实施方式的结构示意图；

图7是本发明静力水准仪一种具体实施方式的结构示意图；

图8是本发明桥面标高监控测点一种具体实施方式的布置示意图；

图9是本发明梁底标高监控测点一种具体实施方式的布置示意图；

图10是本发明箱梁纵横向位移观测点一种具体实施方式的布置示意图；

图11是本发明梁体应力监测点一种具体实施方式的布置示意图。

图2中：101.下蝶翼形钢抱箍 102.接高钢管立柱 103.下钢垫板 104.液压千斤顶升*** 105.上钢垫板 106.上蝶翼形钢抱箍 107.立柱 108.盖梁 109.振弦式应力计；

图3中：201.Φ609钢管柱 202.槽钢横撑及斜撑 203.下支垫钢板 204.液压千斤顶升*** 205.上支垫钢板 206.上蝶翼形钢抱箍 207.立柱 208.盖梁 209.振弦式应力计；

图4中：301.Φ609钢管柱 302.槽钢横撑及斜撑 303.下支垫钢板 304.液压千斤顶升*** 305.上支垫钢板 306.上工字钢横向分配梁 307.振弦式应力计；

图5中：401.梁板 402.伸缩缝 403.限位槽 404.锚固螺栓 405.千斤顶406.预应力钢绞线；

图6中：501.梁板 502.混凝土基础 503.Φ609钢管柱 504.槽钢横撑及斜撑 505.盖梁限位卡槽 506.横向限位器 507.千斤顶 508.预应力钢绞线509.盖梁；

图7中：1、液位传感器 2.保护罩 3.螺母 4.螺栓 5.液缸 6.浮筒 7.地脚螺栓 8.气管接头 9.液管接头 10.气管 11.液管 12.防冻液 13.导线14.PVC钢丝软管 15.气管堵头 16.液管堵头；

图8中：601、梁板 602.盖梁 603.静力水准仪布置点；

图9中：701、梁板 702.盖梁 703.立柱 704.拉线传感器；

图10中：801、梁板 802.盖梁 803.位移监控点；

图11中：901.梁板 902.桥梁下部结构 903.振弦式应力计。

具体实施方式

以下具体实施方式用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明中“较大”指大于50％，“较小”指小于50％。

本发明的施工方法的具体实施方式如下所示：

1、施工前准备

施工前准备是指将施工的设备、材料、人员和数据等准备齐全，通常可以包括如下常见步骤：测量复核、数据整理、技术准备、监控设备准备、顶升***准备、构配件加工准备、施工机械准备、运输准备、施工物资准备、安全设施准备。

2、交通封闭

交通封闭是出于安全起见，防止桥梁施工时发生交通事故，一般包括如下常见措施：联系交通主管部门进行交通封闭、安全围挡、安全标志牌设置安装、安全防护实施布置。

3、反力基础施工

反力基础是指防止顶升支架底部不稳固而产生塌陷或者偏移，常见的顶升支架的反力基础可以采用以下三种模式：

1)、条形扩大基础

以成都新北立交桥为例，在0#、22#桥台、1#、2#、21#墩左幅无承台墩台处，先进行地基承载力提高处理，再浇筑条形扩大基础，预埋支撑架地胶螺栓。

2)、增大截面承台基础

原有承台开挖、表面凿毛、植筋、绑扎钢筋、预埋地脚螺栓、混凝土浇筑，与原承台形成一体的扩大承台反力基础。用于1#、2#、21#墩右幅。

3)、蝶形钢抱箍

在承台顶面以上墩柱高度较大的圆墩柱，在墩柱截断位置上下安装钢抱箍，顶升支架钢管安装在钢抱箍之上，采用上下钢抱箍的摩阻力来承担顶升重量。

4、支撑体系、限位装置安装

支撑体系用于支撑顶升支架和截断后的墩柱，常见的为钢支撑托架体系和墩柱蝶形钢抱箍支撑体系。

1)、钢支撑托架体系可以包括：预埋底座、支撑钢管、临时垫块、水平连接系杆、顶部支撑分配梁。钢管支架采用三角形格构钢管柱，为增强其稳定性，上下两节钢管通过型钢平联法兰连接，整个支撑钢管及稳定钢管通过型钢平联形成格构，另外设计25cm高的标准钢支垫进行支撑***的加高。

2)、墩柱蝶形钢抱箍支撑体系

墩柱蝶形钢抱箍分为上、下两种，下钢抱箍相当于反力基础，上钢抱箍在盖梁底与墩柱结合处，钢抱箍采用钢管与钢板焊接形成钢结构，抱箍两半环间采用高强螺栓连接，抱箍钢管外设置四个钢牛腿，牛腿底板通过螺栓与千斤顶底座连接。

限位装置安装用于防止桥梁顶升时发生偏移，常见的主要包括纵向限位装置安装和横向限位装置安装。

1)、纵向限位装置安装

随着桥梁的顶升，桥梁投影变长，需要保证伸缩缝部位的宽度，同时保证桥不能无限制的纵向位移，在伸缩缝位置安装推拉装置。即在梁跨端每道伸缩缝设置多组纵向限位***，每道限位***由张拉座板、钢绞线、穿心式张拉千斤顶、油泵等组成，先将桥面凿除后，将梁端头截除2充cm，预留空隙，并在顶升过程中同步张拉纵向限位千斤顶，以控制水平投影增长，保证墩柱不错头，确保顶升安全。

2)、横向限位装置安装

桥梁顶升是一个动态的过程，需要实时保证梁体不产生横向水平位移，特别是在顶升高度最大的桥台部位。横向限位立柱由3根钢管立柱、型钢横联组成格构。同一盖梁两端的限位支架顶部采用钢绞线对拉成整体，顺桥向设置八字拉风，限位装置设置在盖梁端头，限位立柱安装嵌入限位槽内，确保上部构造在顶升过程中横桥向不出现偏移。

5、顶升控制***、监控***安装

1)、同步顶升***安装

多点同步顶升***主要由控制箱、液压泵站、位移传感器、压力传感器、高速电液阀、切换阀、千斤顶组成。在支撑***安装时即安装千斤顶，完成后进行顶升***油路、测量、控制回路配置安装、泵站安装。

①.千斤顶安装：由于梁体转向伸长，千斤顶中心会偏离支撑中心，需要将千斤顶调整对中支撑中心，同时梁体旋转时，千斤顶同时有旋转，需要在千斤顶上下设置钢板垫块分散集中力，并在尾部增加楔形块调平千斤顶。

整体同步顶升千斤顶及油泵布置：0#、22#桥台每处桥台布置8台千斤顶共设16台；1#～4#墩和19#～21#墩，每根盖梁布置16台千斤顶共布设128台；5#～6#墩和7#～8#墩，每根盖梁布置18台千斤顶共布设36台；总计千斤顶180台千斤顶，0#～4#、19#～22#墩每个墩配备两台油泵，共计18台油泵。共分两组交替同步顶升。

②.PLC顶升***安装调试：PLC控制液压同步顶升是一种力和位移综合控制的顶升***，由高压液压千斤顶，精确地按照梁的实际荷重，平稳地顶举梁体，使顶升过程中梁体受到的附加内应力下降至最低，同时液压千斤顶根据分布位置分成组，与位移传感器组成位置闭环，以便控制顶升的位移和姿态，保证顶升过程的同步性，保证结构的安全性。***由液压***(油泵、油缸等)、检测传感器、计算机控制***等几个部分组成。液压***由计算机控制，可以全自动完成同步位移，实现力和位移控制、操作闭锁、过程显示、故障报警等多种功能。

2)、监控***安装

①.桥面标高监测装置

桥面高程观测点用来推算每个桥墩的实际顶升高度。设置桥面标高观测点可以精确的知道每个桥墩的实际顶升高度，使顶升到位后桥面标高得到有效控制，并在顶升施工工程中有效地监控桥梁线形偏差。

如图3所示，桥面标高监控主要采用静力水准仪进行桥面标高监控。采用静力水准仪可以对桥面标高全天24小时实时监控，读数方便、快捷，且其精度高，最高可达到0.01mm。

②.梁底面标高监测装置

对桥梁底标高的测试，主要采用全站仪和拉线式传感器，跟踪测量顶升精确高度，为了顶升作业提供依据，并可以对桥面标高测试进行补充复核。

拉线位移传感器是将机械位移量转换成可计量的、成线性比例的电信号。当被测物体产生位移时，拉动与其相连接的传感器绳索，绳索带动传感器传动机构与编码器同步转动；当位移反向移动时，传感器内部的自动回旋装置将自动收回绳索，并在绳索伸收过程中保持其张力不变；从而输出一个与绳索移动量成正比例的电信号。为了更为精确地检测顶升标高，我们在桥各个梁支座位置的上下游各布置一个拉线式传感器，共24个测点。

③.梁纵横向位移观测装置

通过全站仪对顶升过程中梁纵横向水平位移的监测，确保梁的水平位移偏差在可控范围内。采用全站仪在顶升全阶段进行跟踪监测，利用坐标法计算梁的纵横向位移。

④.梁体应力监测装置

梁体应力监测采用布置应力传感器进行实时监控。传感器由一根长度、面积和质量都确定的钢丝组成，在一定预拉力的情形下，该传感器有一个基本频率。当被测物受力产生变形时传感器会一起变形，其时钢丝的拉力产生变化，从而传感器的频率发生了变化，从而传感器的频率发生了变化，读这个频率变化值，就可以换算成被测应力。通过对梁体应力监控，可以掌握梁体在顶升过程中的支撑点不均匀受力状态，以控制顶升姿态。

根据桥梁结构形式和主梁的界面特征，选择在支座和跨中截面布点，梁体跨中截面，每个截面布置12个纵向应变测点，两个横向应变测点，共计13个截面，156个测点。

⑤.支撑体系的监测装置

支撑体系应力监测采用布置应力传感器进行实时监控。通过监测，能及时掌握支撑体系的受力和变形情况及时采取措施控制支撑体系的变形量，使施工在安全可控的环境下进行。可以采用振弦式应力计进行跟踪监测，并辅助外观变形检测，及时准确地掌握支架体系的工作状态。

⑥.气象监测装置

由于主梁在顶升过程中，处于运动的自由状态，水平方向的约束仅受顶升处的摩阻力。在横向风作用是否会发生侧移或侧倾，需要对风力进行实时监测。需在桥面上布置智能风压测试仪，对顶升作业全过程进行风压测试，根据风压计算公式，换算出桥梁侧向风力值，有效地控制顶升施工作业精度。

6、墩柱截断

墩柱切割采用金刚石链锯切割技术，即金刚石绳索在液压马达驱动下绕切割面高速运动研磨墩柱，完成切割工作，墩柱能在几乎无扰动的状态下被切割分离，切割过程中高速运转的金刚石绳索靠水冷却，并将研磨碎屑带走。

7、交替分级整体同步顶升

利用支架同步顶升以“顶升位移控制为主顶升压力控制为辅“的方法严格控制。直到设计要求的位置，顶升过程中应随时注意观察点位的高程变化和力的变化是否满足要求，并观察梁体等结构物有无开裂现象直至梁体顶升至设计位置。

1)、试顶升

在正式顶升前进行试顶升，为观察和考核整个顶升施工***的工作状态，在正式顶升之前，进行试顶升，试顶升高度为20cm,观察各工作组件的工作性能是否满足要求，检查整个顶升控制***是否控制有效。

①.人员、材料及设备准备情况检查，对施工人员和管理人员进行安全教育，并对顶升过程中的注意事项进行交底，对托转设备的准备情况进行检查，对顶升***和监控***进行调试。

②.顶升前切断桥面间联系，确保支座更换不影响到相邻跨的结构，排查桥梁联系解除情况符合要求。

③.对横向限位和纵向限位装置进行检查，在试顶阶段进行严密观察，检查限位体系是否正常运行。

④.对搭设的顶升支架提携进行检查，保证其足够的强度、刚度、稳定性、支架跨中挠度要<10mm，确保梁被顶起时支架不倒塌、不倾斜、沉降较小且均匀。

2)、顶升单行程作业流程

顶升准备：对讲机调试、顶升***调试、顶升分组编号、顶升压力、位移设定及记录表；

顶升操作人员及检测人员就位：监理就位、检测人员就位、顶升应急组就位；

顶升指挥呼唤应答确认：行程中如有压力位移异常立即停顿、按顶升表格分级加载并记录压力位移，跟随项有脱空立即停顿；

顶升后桥梁姿态记录；

第二行程顶升准备；

第一行程落项；

加高第一行程支撑体系；

下一行程交替顶升。

3)、顶升单行程作业原理

桥梁整体同步顶升处于2组千斤顶交替支撑的状态：

①.在需顶升桥梁结构的底部安装2组千斤顶，使千斤顶的活塞朝下设置，活塞底部垫置等高的钢支撑垫块。

②.在该桥梁结构上设置多个位移传感器，用以实时测量桥梁结构的顶升高度。

③.通过控制台控制液压泵站，驱动第1组千斤顶进行顶升桥梁结构的一个行程，同时在顶升过程中逐步加垫钢板千斤顶失效时支架的稳定，顶升到一个行程完成后，取出钢板并在第2组千斤顶的活塞下端垫设相应高度的钢支撑垫块。

④.通过控制台控制液压泵站，驱动第2组千斤顶进行顶升桥梁结构的下一个行程，同时控制第1组千斤顶收缸，并在收缸的第1组千斤顶的活塞下垫设相应高度的钢支撑垫块。

⑤.重复步骤3、4，以进行反复交替顶升，直至将桥梁结构顶升至设计高程，在施工中上下叠置垫设的钢支撑垫块之间通过连接螺栓连接固定，相邻的钢支撑垫块之间还通过连接杆件连接加固成格构形式。

4)、阶梯型分级同步顶升，

①.0#～4#墩阶梯型分级同步顶升：

第一步：将4#墩顶升到位；4#墩顶升高度为90.2cm，划分为4个顶升循环(25+25+25+15.2)，4#、3#、2#、1#、0#墩同步进行以上4个循环顶升，完成4#墩顶升，4#墩顶升***退出顶升工作。

第二步：将3#墩顶升到位；3#墩剩余顶升高度为110.8cm，划分为5个顶升循环(25+25+25+25+10.8)，3#、2#、1#、0#墩同步进行以上5个循环顶升，完成3#墩顶升，3#墩顶升***退出顶升工作。

第三步：将2#墩顶升到位；2#墩剩余顶升高度为145.6cm，划分为6个顶升循环(25+25+25+25+25+20.6)，2#、1#、0#墩同步进行以上6个循环顶升，完成2#墩顶升，2#墩顶升***退出顶升工作。

第四步：将1#墩顶升到位；1#墩剩余顶升高度为156.6cm，划分为7个顶升循环(25+25+25+25+25+25+6.6)，1#、0#墩同步进行以上7个循环顶升，完成1#墩顶升，1#墩顶升***退出顶升工作。

第五步：将0#墩顶升到位；0#墩剩余顶升高度为166.8cm，划分为7个顶升循环(25+25+25+25+25+25+16.8)，0#墩同步进行以上7个循环顶升，完成0#墩顶升，0#墩顶升***退出顶升工作。

②.19#～22#墩阶梯型分级同步顶升：

第一步：将19#墩顶升到位；19#墩顶升高度为112.4cm，划分为5个顶升循环(25+25+25+25+12.4)，19#、20#、21#、22#墩同步进行以上5个循环顶升，完成19#墩顶升，19#墩顶升***退出顶升工作。

第二步：将20#墩顶升到位；20#墩剩余顶升高度为125.9cm，划分为5个顶升循环(25+25+25+25+25.9)，最后一个循环顶升高度为25.9cm，超出既定行程0.9cm，在完成最后一个循环之前预先在千斤顶下方支垫0.9cm钢垫块，再进行顶升，20#、21#、22#墩同步进行以上5个循环顶升，完成19#墩顶升，20#墩顶升***退出顶升工作。

第三步：将21#墩顶升到位；21#墩剩余顶升高度为148.4cm，划分为6个顶升循环(25+25+25+25+25+23.4)，21#、22#墩同步进行以上6个循环顶升，完成21#墩顶升，21#墩顶升***退出顶升工作。

第四步：将22#墩顶升到位；22#墩剩余顶升高度为152.6cm，划分为7个顶升循环(25+25+25+25+25+25+2.6)，22#墩同步进行以上7个循环顶升，完成22#墩顶升，22#墩顶升***退出顶升工作。

8、墩柱加高

桥梁整体同步顶升完成后，进行墩柱接高，墩柱内增设支撑钢管，上下截断处钢筋凿毛，接长处主筋与原墩柱钢筋直径一致，采用双面帮条焊与上下钢筋焊接成型，支立模板，浇筑自密式高性能泵送混凝土，外包钢管进行加固处理。

9.墩柱与盖梁接高施工。

10、同步卸载及其余工程施工

1)、5#、6#、17#、18#墩更换支座完成后拆除千斤顶及同步顶升***等所有设备；

2)、0#～4#墩、19#～22#墩等墩柱砼强度达到要求后千斤顶同步整体卸载，拆除千斤顶及同步顶升***等所有设备和钢管支架等；

3)、进行0#墩、22#墩相邻跨新预制箱梁安装施工，进行桥面铺装、伸缩缝等桥面系及附属工程施工。

下面将结合附图进一步说明本发明，但是并不因此而限制本发明。

图2是本发明蝶翼形抱箍支撑体系一种具体实施方式的结构示意图。如图2所示，盖梁108下方立柱107周围有多根接高钢管立柱102，接高钢管立柱102上部有上蝶翼形钢抱箍106将接高钢管立柱102与立柱107抱紧，接高钢管立柱102下部有下蝶翼形钢抱箍101将接高钢管立柱102与立柱107抱紧，下蝶翼形钢抱箍101与上蝶翼形钢抱箍106之间设置有下钢垫板103、液压千斤顶升***104和上钢垫板105。接高钢管立柱102上还设置有振弦式应力计109。

图3是本发明蝶翼形抱箍及格构钢管立柱组合支撑体系一种具体实施方式的结构示意图。如图3所示，图3中将下蝶翼形钢抱箍101替换为多根由槽钢横撑及斜撑202连接的Φ609钢管柱201。

图4是本发明格构钢管桩条形支撑体系一种具体实施方式的结构示意图。如图4所示，上工字钢横向分配梁306的下方由Φ609钢管柱301所支撑，Φ609钢管柱301上方有液压千斤顶升***304。

图5是本发明纵向限位装置一种具体实施方式的结构示意图。如图5所示，相邻梁板401之间的伸缩缝402由预应力钢绞线406、限位槽403相连，预应力钢绞线406通过锚固螺栓404固定在限位槽403上。

图6是本发明横向限位装置一种具体实施方式的结构示意图。如图6所示，梁板501相对两侧通过横向限位器506连接有预应力钢绞线508。

图7是本发明静力水准仪一种具体实施方式的结构示意图。如图7所示，所示静力水准仪包括液位传感器1、保护罩、螺母、螺栓、液缸、浮筒、地脚螺栓、气管接头、液管接头、气管、液管、防冻液、导线、PVC钢丝软管、气管堵头、液管堵头。

图8是本发明桥面标高监控测点一种具体实施方式的布置示意图。通过静力水准仪布置点603上布置静力水准仪监控桥面标高。

图9是本发明梁底标高监控测点一种具体实施方式的布置示意图。如图9所示，通过拉线传感器704监控梁底标高。

图10是本发明箱梁纵横向位移观测点一种具体实施方式的布置示意图。如图10所示，通过位移监控点上设置位移观测装置观测箱梁纵横向位移。

图11是本发明梁体应力监测点一种具体实施方式的布置示意图。如图11所示，在梁板901上分布振弦式应力计903监控梁体应力。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种桥梁断柱交替分级同步整体顶升的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括：

(1)、施工前准备；

(2)、交通封闭，封闭桥梁周围的交通；

(3)、顶升支架的反力基础施工；

(4)、顶升支撑体系安装和限位装置安装，顶升支撑体系用于支撑顶升***，限位装置用于防止桥梁横向和纵向位移；

(5)、顶升控制***和监控***安装，顶升控制***包括PLC顶升***，所述PLC顶升***包括第一组千斤顶、第二组千斤顶和位移传感器，第一组千斤顶和第二组千斤顶位于所述顶升支撑体系和桥梁盖梁之间；

(6)、将桥梁的墩柱截断；

(7)、交替分级整体同步顶升，包括：a、试顶升，b、驱动第一组千斤顶同步顶升桥梁，在顶升过程中在千斤顶的液压缸下方加垫钢板，同时采用位移传感器测量桥梁的顶升高度，桥梁顶升一个行程后，取出钢板并在第二组千斤顶的液压缸下方垫设钢支撑垫块，使第二组千斤顶的液压缸的顶部与第一组千斤顶的液压缸的顶部齐平；c、驱动第二组千斤顶顶升桥梁，桥梁顶升一个行程，并控制第一组千斤顶收缸，在第一组千斤顶液压缸的下方垫设钢支撑垫块，使第一组千斤顶的液压缸的顶部与第二组千斤顶的液压缸的顶部齐平；d、重复步骤b和步骤c直至顶升至设计的顶升高度；

(8)、墩柱加高；

(9)、拆卸所有设备。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤(3)中所述的反力基础为多种形式，桥台位置采用承台扩大混凝土基础作为格构钢管的着力基础，采用预埋法兰盘与格构钢管柱栓接；桥墩立柱高度较小处格构钢管柱采用现浇柱式混凝土基础；桥墩立柱高度较大处直接采用下蝶翼形钢抱箍作为反力基础。

3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤(4)中所述顶升支撑体系包括蝶翼形钢抱箍支撑体系、蝶翼形钢抱箍及格构钢管柱组合支撑体系和格构钢管柱条形支撑体系；其中，蝶翼形钢抱箍支撑体系中钢抱箍采用36组高强螺栓紧固，共设计4个蝶翼以便安装2组同步千斤顶，上下支撑主钢板焊接多条劲肋，下钢抱箍蝶翼上方安装钢垫板，钢垫板上再安装加固支撑钢柱，钢柱上方支点钢板后安装顶升装置，其上安放钢垫板并支撑于上钢抱箍形成受力体系；蝶翼形钢抱箍及格构钢管柱组合支撑体系上受力***为蝶翼形钢抱箍，单个蝶翼下方采用3根Φ609钢管加劲钢管通过槽钢横撑及斜撑焊接形成稳定的格构体系作为受力***，各构件接触位置均安装钢垫板；格构钢管柱条形支撑***，下受力***采用多组Φ609钢管格构体系，上方安装顶升***，顶升***上方安装60#加劲工字钢横梁，各构件接触位置均安装钢垫板。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤(4)中所述安装纵向限位装置，首先在桥面凿除后将梁端头截除2cm，并在两跨梁之间采用预应力预张拉安装纵向限位拉杆，限位装置采用高强螺栓安装于设计梁顶面位置，两侧限位孔穿钢绞线并用穿心千斤顶锚固；横向限位装置包括混凝土基础、钢管格构限位主体、梁端限位卡槽、钢管顶端钢绞线限位器及钢绞线，钢管格构限位主***于盖梁两侧，并用高强螺栓在盖梁侧端安装限位卡槽卡住钢管主管，钢管主管上焊接限位器，两侧限位器穿钢绞线用千斤顶锚固，形成横向限位体系。

5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤(5)中所述顶升控制***包括油泵、溢流阀、换向阀、压力表、分流块、高压软管、控制阀组、液控单向阀、顶升缸、千斤顶、压力传感器、位移传感器、信号线、显示器、控制器、电源箱、分控箱、自锁装置及警报装置。

6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤(5)中所述顶升控制***采用单体600T、最大300mm行程的千斤顶共计180台，每处桥台布置8台千斤顶共设16台；矮墩每根盖梁布置16台千斤顶共布设128台；高墩每根盖梁布置18台千斤顶共布设36台；总计千斤顶180台，共分两组交替进行同步顶升，顶升时按照顶升行程，直到设计要求的位置。

7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤(5)中所述监测***包括桥面标高监测、梁底面标高监测、梁纵横向位移观测、梁体应力、支撑体系的监测和气象监测。

8.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，PLC顶升***同步精度为±2.0mm。