一种既有桥梁墩柱纠偏施工系统的制作方法

1.本技术涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种既有桥梁墩柱纠偏施工系统。


背景技术：

2.在实际工程中，对墩柱偏位进行纠偏措施是针对地面以上外荷载原因造成墩柱混凝土强度偏低及局部混凝土有严重缺陷的加固处理，而对桥墩基础受外界因素导致桥墩偏位的工程中现有方法不能有效的纠偏。随着国内外桥梁数量的激增，桥梁已建设在更多复杂地质环境中。
3.在桥梁运营期间因地质因素导致桥墩移位的工程，现有加固处理是将桥梁全联顶升，对整个桥墩进行更换，使得工期较长，在施工期间交通需中断，同时工程费用较高。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种既有桥梁墩柱纠偏施工系统，解决了现有技术中桥墩偏移需要整体更换，工期长且工费高的技术问题，实现了不中断交通，低成本、快速消除桥墩偏移的危害。
5.本实用新型实施例提供了一种既有桥梁墩柱纠偏施工系统，包括支撑机构、第一调节机构和第二调节机构；所述支撑机构设置于墩柱的两侧，且所述支撑机构的底部连接于地基，所述支撑机构的顶部支撑第一调节机构；所述第一调节机构的底部连接于所述支撑机构的顶部；所述第一调节机构的顶部连接盖梁，并能够调节所述盖梁竖向偏移；所述第二调节机构设置于所述盖梁和箱梁之间，用于支撑所述箱梁，并与所述第一调节机构共同作用以调节所述盖梁横向偏移。
6.在一种可能的实现方式中，所述支撑机构包括短桩基、钢管柱、横梁和纵梁；多个所述短桩基的底部连接地基，所述钢管柱连接于所述短桩基的顶部，且所述钢管柱的下端嵌入所述短桩基；所述横梁连接于位于所述墩柱同侧的所述钢管柱的顶部；所述纵梁连接于所述横梁的顶部，且多个所述纵梁的顶部相连。
7.在一种可能的实现方式中，所述支撑机构还包括横撑和斜撑；在所述钢管柱的竖直方向上设有多个横撑，多个横撑的两端均分别连接于竖直方向上相邻的所述钢管柱；多个斜撑的两端分别连接于竖直方向上相邻的所述钢管柱，且与相邻的所述横撑连接。
8.在一种可能的实现方式中，所述第一调节机构包括第一水平顶推千斤顶，第一竖直顶推千斤顶和第一滑板；所述第一滑板设置于所述横梁和所述纵梁之间；所述第一水平顶推千斤顶设置于所述横梁的顶部，并作用于所述纵梁；多个所述第一竖直顶推千斤顶依次设置于多个所述纵梁的顶部，并作用于所述盖梁的底部。
9.在一种可能的实现方式中，所述第二调节机构包括第二水平顶推千斤顶、第二竖直顶推千斤顶和第二滑板；所述第二滑板设置于所述盖梁的顶部；所述第二竖直顶推千斤顶设置于所述第二滑板的顶部，并作用于所述箱梁；所述第二水平顶推千斤顶设置于所述第二滑板的顶部，并作用于位于所述盖梁和箱梁之间的垫石。
10.本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
11.本实用新型实施例通过采用了墩柱两侧设置支撑机构，用来支撑盖梁以及盖梁上方的箱梁和下方的部分墩柱，因此原来的剩余部分墩柱和基础可以凿除，使得桥墩的盖梁悬空，能够移动，支撑机构和盖梁之间的第一调节机构能够调节盖梁的竖向偏移；盖梁与箱梁之间的第二调节机构与支撑机构和盖梁之间的第一调节机构共同作用，能够调节盖梁的水平偏移。有效解决了桥墩偏移需要整体更换，工期长且工费高的技术问题，实现了不中断交通，低成本、快速消除桥墩偏移危害。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。
13.图1为本技术实施例提供的一种既有桥梁墩柱纠偏施工系统的结构示意图；
14.图2为图1的a-a剖面图；
15.图3为本技术实施例提供的第一调节机构的结构示意图；
16.图4为本技术实施例提供的第二调节机构的结构示意图；
17.图5为本技术实施例提供的新桩基以及新承台的结构示意图。
18.附图标记：1-支撑机构；11-短桩基；12-钢管柱；13-横撑；14-斜撑；15-横梁；16-纵梁；2-第一调节机构；21-第一水平顶推千斤顶；22-第一竖直顶推千斤顶；23-第一滑板；3-第二调节机构；31-第二水平顶推千斤顶；32-第二竖直顶推千斤顶；33-第二滑板；34-垫石；4-箱梁；5-盖梁；6-墩柱；7-新承台；8-新桩基。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型实施例和简化描述，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实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，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实用新型实施例中的具体含义。
21.本实施例提供了一种既有桥梁墩柱纠偏施工系统，请一并参照说明书附图中图1
至图5。
22.参照图1所示，一种既有桥梁墩柱纠偏施工系统，包括支撑机构1、第一调节机构2和第二调节机构3；支撑机构1设置于墩柱6的两侧，且支撑机构1的底部连接于地基，支撑机构1的顶部支撑第一调节机构2；第一调节机构2的底部连接于支撑机构1的顶部；第一调节机构2的顶部连接盖梁5，并能够调节盖梁5竖向偏移；第二调节机构3设置于盖梁5和箱梁4之间，用于支撑箱梁4，并与第一调节机构2共同作用以调节盖梁5横向偏移。
23.本实用新型实施例通过采用了墩柱6两侧设置支撑机构1，用来支撑盖梁5以及盖梁5上方的箱梁4和下方的部分墩柱6，因此原来的剩余部分墩柱6和基础可以凿除，使得桥墩的盖梁5悬空能够移动，支撑机构1和盖梁5之间的第一调节机构2能够调节盖梁5的竖向偏移；盖梁5与箱梁4之间的第二调节机构3与支撑机构1和盖梁5之间的第一调节机构2共同作用，能够调节盖梁5的水平偏移。有效解决了桥墩偏移需要整体更换，工期长且工费高的技术问题，实现了不中断交通，低成本、快速消除桥墩偏移危害。
24.继续参照图1所示，支撑机构1包括短桩基11、钢管柱12、横梁15和纵梁16；多个短桩基11的底部连接地基，钢管柱12连接于短桩基11的顶部，且钢管柱12的下端嵌入短桩基11；横梁15连接于位于墩柱6同侧的钢管柱12的顶部；纵梁16连接于横梁15的顶部，且多个纵梁16的顶部相连。
25.在墩柱6的两侧，盖梁5的下方开挖短桩基11，短桩基11在墩柱6的两侧各设置2排，同一排的短桩基11在盖梁5的两侧各设置一个，即共设置4排8个短桩基11。将钢管柱12插入短桩基11内，并向钢管柱12内浇筑混凝土至地基表面。短桩基11的其他部分采用黏土回填。待混凝土满足强度后，向上搭建横梁15和纵梁16。
26.横梁15设置于墩柱6同侧的横向相邻的两个钢管柱12上，即，共设置4个横梁15。纵梁16设置于同一侧的相邻的两个横梁15上，每侧的横梁15上设置1个纵梁16，即共设置2个纵梁16。钢管柱12的高度以搭建横梁15和纵梁16后，纵梁16距离盖梁5底端的距离能够使第一竖直顶推千斤顶22放入为依据。
27.参照图1和图2所示，支撑机构1还包括横撑13和斜撑14；在钢管柱12的竖直方向上设有多个横撑13，多个横撑13的两端均分别连接于竖直方向上相邻的钢管柱12；多个斜撑14的两端分别连接于竖直方向上相邻的钢管柱12，且与相邻的横撑13连接。
28.横撑13和斜撑14是为了增强支撑机构1的稳定性。横撑13连接于相邻的钢管柱12之间，包括同侧的钢管柱12之间和位于墩柱6两侧的钢管柱12之间，斜撑14连接于上下相邻的横撑13之间，两个斜撑14相互交叉，与横撑13组成三角支撑，增强相邻的钢管柱12之间的连接，增加支撑机构1的稳定性。横撑13和斜撑14在竖直方向上根据钢管柱12的高度可以设置多组。
29.参照图3所示，第一调节机构2包括第一水平顶推千斤顶21，第一竖直顶推千斤顶22和第一滑板23；第一滑板23设置于横梁15和纵梁16之间；第一水平顶推千斤顶21设置于横梁15的顶部，并作用于纵梁16；多个第一竖直顶推千斤顶22依次设置于多个纵梁16的顶部，并作用于盖梁5的底部。
30.第一滑板23为钢板，第一滑板23的底部与横梁15固定连接，第一滑板23的顶部与纵梁16相接触，第一水平顶推千斤顶21与横梁15固定并作用于纵梁16上，能够推动纵梁16在第一滑板23上移动。两个纵梁16的顶部相连接，且第一竖直顶推千斤顶22抵紧纵梁16和
盖梁5，因此纵梁16能够带动第一竖直顶推千斤顶22和盖梁5一同在第一水平顶推千斤顶21的作用下，横向运动。
31.参照图4所示，第二调节机构3包括第二水平顶推千斤顶31、第二竖直顶推千斤顶32和第二滑板33；第二滑板33设置于盖梁5的顶部；第二竖直顶推千斤顶32设置于第二滑板33的顶部，并作用于箱梁4；第二水平顶推千斤顶31设置于第二滑板33的顶部，并作用于位于盖梁5和箱梁4之间的垫石34。
32.第二调节机构3的作用原理与第一调节机构2相同。一般情况下，盖梁5的竖向偏移只需要第一调节机构2的第一竖直顶推千斤顶22调节即可。第二竖直顶推千斤顶32设置于盖梁5和箱梁4之间，第二竖直顶推千斤顶32向上顶起箱梁4，用于更换箱梁4的支座，同时有益于第二水平顶推千斤顶31作用时，盖梁5能够更轻松移动。第二水平顶推千斤顶31设置于第二滑板33上方，并作用于垫石34，垫石34的反作用力带动盖梁5横向移动。
33.既有桥梁墩柱纠偏施工系统的施工方法，包括以下步骤：
34.搭建支撑机构1：开挖短桩基11，向短桩基11内插入钢管柱12，向钢管柱12内浇筑混凝土，待强度满足后，焊接横撑13、斜撑14、横梁15和纵梁16；
35.安装第一调节机构2：第一滑板23的底部与横梁15焊接，两个纵梁16放置于第一滑板23上；
36.多个第一竖直顶推千斤顶22分别设置于纵梁16的两端，且向上抵紧盖梁5；
37.第一水平顶推千斤顶21设置于横梁15上，并横向作用于纵梁16；安装第二调节机构3：第二滑板33设置于盖梁5的顶部；第二竖直顶推千斤顶32连接于第二滑板33上，且向上抵紧箱梁4；第二水平顶推千斤顶31设置于第二滑板33上，并横向作用于垫石34；
38.拆除部分墩柱6：凿除标线以下的墩柱6和原有的扩大基础，使墩柱6的下部悬空，并受支撑机构1的支撑；
39.竖向调节：启动第一竖直顶推千斤顶22，修正盖梁5竖向偏移；
40.横向调节：启动第一水平顶推千斤顶21和第二水平顶推千斤顶31，修正盖梁5横向偏移；
41.浇筑新桩基8和新承台7：浇筑新桩基8，在新桩基8上浇筑新承台7，在新承台7上浇筑墩柱6至与剩余的墩柱6连接。
42.具体实施例：某高速上某大桥上部结构为2联5孔20米预应力混凝土先简支后连续的箱梁4，下部结构为独柱式的墩柱6，重力式桥台，墩台基础均为扩大基础。
43.由于极端天气引发地质相关灾害引起桥面向上拱起现象。经现场核查左右幅共有11个墩柱6上拱，最大上拱高出设计高程309mm，同时部分墩柱6出现横向偏位，最大偏位88mm。结合以上病害，急需对该桥进行桥面线性恢复处理。
44.具体施工方法是：通过墩柱6附近最新钻孔资料，确定人孔挖孔φ800短桩基11深8米。插入φ400钢管柱12同时浇筑c40混凝土到钢管柱12内，只需浇筑短桩基11部分，其余部分采用粘土回填，待强度满足要求后安装完成支撑机构1，采用16a槽钢安装水平的横撑13和交叉的斜撑14，以确保支撑机构1的稳定性。3片40b工字钢并排焊接于钢管柱12的顶部做为横梁15。横梁15上焊接第一滑板23，第一滑板23上并排防止4片63b工字钢做为纵梁16。横梁15的一侧安装150t的第一水平顶推千斤顶21。纵梁16上安装150t的第一竖直顶推千斤顶22。
45.每片箱梁4底设置两个150t的第二竖直顶推千斤顶32，三片箱梁4旁设置150t的第二水平顶推千斤顶31。
46.第一竖直顶推千斤顶22施加压力进行预顶。确保竖直顶推千斤顶完全起到支撑作用，千斤顶旁均设有百分表，及时观测桥梁位移变化。
47.对全桥运用有限元软件进行建模计算，以左幅8号墩为例，成桥状态下墩顶反力为3146.4kn，基础上拱后墩顶反力为6680.8kn,将左幅9号墩和10台主梁同时顶升350mm后，8号墩最大反力减小为4150.4kn，考虑到墩顶盖梁5及保留5米墩柱6，盖梁5和剩余部分墩柱6自重为(28.28 12.73)
×
26＝1066.3kn，总恒载反力为4150.4 1066.3＝5216.7kn，小于支撑系统的预压荷载6000kn。经计算，整个支撑系统满足受力要求。
48.保留盖梁5以下5m的墩柱6，其余墩柱6用绳锯锯除，人工凿除扩大基础。用第一水平顶推千斤顶21和第二水平顶推千斤顶31顶对墩柱6横向偏位超过30mm的病害盖梁5进行复位，确保新浇墩柱6轴线、盖梁5轴线及主梁轴线三者重合，避免产生附加的侧向倾覆力矩。用竖向恢复系统对桥墩垂直度和竖向标高进行调整，以左幅8号墩为例，调整分为三级，第一级：左侧下调11.3mm，右侧下调11.3mm；第二级：右侧下调10mm；第三级右侧下调8mm。
49.消除偏移病害后，浇筑新桩基8，桩长15m，桩间距为4m，浇筑新承台7，高度为182.5m，横向宽6.5m，纵向宽2.5m。浇筑新的墩柱6与原有墩柱6连接。将原墩柱6全部恒载由支撑机构1转移到墩柱6上，并拆除支撑机构1，撤除第一调节机构2和第二调节机构3。
50.本实施例在施工过程中可不中断交通，对交通进行限行即可，降低了运营道路的经济损失。
51.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
52.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术技术方案的范围。