本发明属于桥梁维修,具体涉及跨铁路系杆拱桥吊杆更换用临时兜吊系统和吊杆更换方法。
背景技术:
1、系杆拱桥是拱桥中一种典型桥型,它以外部静定,内部超静定,在横向力作用下,拱脚无水平推力,两端引桥高度低,对地质条件要求不高等优点而得到广泛运用。吊杆是系杆拱桥的主要受力构件之一,下端连接着横梁,上端连接着拱肋,扮演着将桥面荷截传递给拱肋的重要作用。在长期的使用过程中,吊杆会出现各种各样的病害,如上、下锚头防护混凝土开裂、脱落;锚固松动、失效、滑丝;吊杆钢绞线或钢丝受力不均匀等。系杆拱桥这些病害的存在,使桥梁的安全存在严重隐患。因此,在吊杆长时间使用后要进行吊杆的更换。
2、系杆拱桥应用在较多的场合下,如城市交通要道、高速公路、铁路、河流等。现有技术中较为常见的系杆拱桥吊杆更换方式如授权公告号为cn102286942b的中国发明专利公开的系杆拱桥吊杆更换装置,其采用螺纹杆、贝雷桁架梁、扁担梁、分配梁、穿心式液压千斤顶、穿心式传感器等构件,其中,扁担梁设置在待更换吊杆下方横梁的下面,贝雷桁架梁位于桥上设置的垫梁上方并架设在相邻吊杆之间。由于扁担梁在实际使用时大多采用工字钢,工字钢的高度较高。本技术所需更换吊杆的系杆拱桥位于多道铁路干线之上,铁路围墙内的多股道接触网承力索及回流线与桥下横梁的横向及垂直距离较近,桥下施工需要在天窗点实施,施工难度大,安全风险高,铁路围墙内桥下施工同时需接触网停电配合。采用现有技术中的装置和方式较容易与铁路接触网承力索及回流线发生碰撞,安全风险较大、影响铁路运输。
技术实现思路
1、本发明提供一种跨铁路系杆拱桥吊杆更换用临时兜吊系统和吊杆更换方法,以解决现有的吊杆更换装置和结构难以适用跨铁路系杆拱桥上的吊杆更换的技术问题。
2、为解决上述问题,本发明提供的跨铁路系杆拱桥吊杆更换用临时兜吊系统采用如下技术方案:
3、跨铁路系杆拱桥吊杆更换用临时兜吊系统,其特征在于,包括第一临时吊杆、第二临时吊杆、支撑组件、第一临时钢横梁、第二临时钢横梁、临时锚具和下兜吊钢板底托;所述支撑组件设有四组,沿系杆拱桥的上弦钢管间隔布置,包括用于箍紧在上弦钢管上的箍紧件和连接在箍紧件上的调平垫块;
4、所述第一临时钢横梁平行间隔布置有两个且位于待更换吊杆的两侧,每个第一临时钢横梁安装在对应的两个调平垫块上表面;所述第二临时钢横梁与第一临时钢横梁上下对应布置并且延伸方向相同,第二临时钢横梁用于设置在系杆拱桥的桥面板和下弦钢管之间;每个第一临时钢横梁与对应的第二临时钢横梁之间均连接有两个所述第一临时吊杆,第一临时吊杆的顶端均连接有用于对第一临时吊杆进行张拉的所述临时锚具;
5、所述下兜吊钢板底托沿第二临时钢横梁的延伸方向设有两个,包括底板、连接在底板两侧的侧板、垂直连接在每块侧板顶部的固定板,固定板位于对应的第二临时钢横梁的下方,底板用于与桥下横梁的底面贴合,侧板用于与桥下横梁的侧面贴合;每个第二临时钢横梁和位于其下方的两个固定板之间均对应紧固连接有穿过桥面板的第二临时吊杆,以使第二临时吊杆以待更换吊杆为中心呈矩形分布。
6、进一步的,固定板与对应的侧板之间连接有多个在桥下横梁的延伸方向间隔布置的加强筋板。
7、进一步的,所述固定板与桥面板的下表面贴合。
8、进一步的,所述箍紧件包括两个半圆形箍体,每个半圆形箍体的径向两侧均连接有沿半圆形箍体的轴线方向延伸的紧固板,紧固板与半圆形箍体之间连接多块沿半圆形箍体的轴线方向间隔布置的加固肋,紧固板上设有多个沿半圆形箍体的轴线方向间隔布置的紧固孔。
9、进一步的,所述第二临时吊杆为精轧螺纹钢筋。
10、本发明跨铁路系杆拱桥吊杆更换用临时兜吊系统的有益效果是:本发明在对第二临时钢横梁进行固定时采用下兜吊钢板底托,下兜吊钢板底托包括与桥下横梁的底面贴合的底板、与桥下横梁的侧面贴合的侧板以及安装第二临时吊杆的固定板,相较于现有技术中的扁担梁,底板和侧板的厚度更薄,与扁担梁的高度以及扁担梁伸出桥下横梁两侧的长度相差较远;另外,下兜吊钢板底托与桥下横梁的接触面积也比现有技术中的扁担梁更大,因此能够适应于桥下净空高度低、接触网承力索及回流线与桥下横梁的横向及垂直距离较近的跨铁路系杆拱桥的吊杆更换,在铁路图定天窗点施工时,能够保持铁路的正常运营,安全性更高。
11、本发明的跨铁路系杆拱桥吊杆更换方法的技术方案是:
12、跨铁路系杆拱桥吊杆更换方法,包括以下步骤:
13、步骤一、吊杆原始索力及桥面标高测定;
14、步骤二、拱肋搭设栏杆以形成施工平台;
15、步骤三、在铁路天窗点时间利用接触网作业梯车进行承力索及回流线护线条安装;
16、步骤四、临时兜吊系统安装,临时兜吊系统为权利要求1-5任意一项所述的跨铁路系杆拱桥吊杆更换用临时兜吊系统;
17、步骤五、将旧吊杆索力转换至临时兜吊系统并拆除旧吊杆;
18、步骤六、安装新吊杆,并将临时兜吊系统索力转移至新吊杆;
19、步骤七、全桥索力调整和全桥标高复测;
20、步骤八、拆除临时兜吊系统,对拱肋进行防腐加固,对桥下面板及横梁进行修补。
21、进一步的,步骤五中,采用四台千斤顶对临时兜吊系统中的四根第一临时吊杆同时进行张拉分级加载、旧吊杆进行分步割断;第一临时吊杆按总索力的10%分级加载,然后利用砂轮锯切割割断10%的钢丝,在该工况完成后,对该第一临时吊杆及与待更换旧吊杆相邻的两根旧吊杆的基准标高点进行量测,通过相对标高的变化值,来判断第一批钢丝切割后桥面的线性变化,同时对待更换旧吊杆的索力进行监测,通过监测值判断出待更换旧吊杆还有多少索力,寻找出体系转换过程中千斤顶的顶升力和旧吊杆索力之间的关系,现场监测桥面标高及应力无数据异常变化后,之后重复上述步骤,共进行10次循环,直至将旧吊杆换下。
22、进一步的,步骤六中,临时兜吊系统索力逐步转移到新吊杆的转换过程也采用分级进行,第一临时吊杆索力的放松是通过千斤顶逐步回程实现的,新吊杆张拉力达到设计索力的10%,然后临时兜吊系统卸载到设计索力的90%,现场桥面标高及索力监测观察无数据异常变化后,进行下一步张拉新吊杆到至20%设计索力,第一临时吊杆卸载到80%设计索力,采用这种逐级加载、卸载的方法进行,共进行10次。
23、进一步的,临时兜吊系统中的下兜吊钢板底托采用2cm厚的钢板弯曲焊接制成,下兜吊钢板底托外涂3um防电绝缘胶。
24、进一步的,在旧吊杆切割前,在切割部位的上下两侧分别用钢制套管压接。
25、本发明的跨铁路系杆拱桥吊杆更换方法的有益效果是:本发明在施工时采用由钢板弯折并焊接形成的下兜吊钢板底托实现整个临时兜吊系统的固定,相较于现有技术中的扁担梁,钢板的厚度更薄,与扁担梁的高度以及扁担梁伸出桥下横梁两侧的长度相差较远;而且下兜吊钢板底托包围在桥下横梁的外侧,与桥下横梁的接触面积也比现有技术中的扁担梁更大,固定更牢靠,因此能够适应于桥下净空高度低、接触网承力索及回流线与桥下横梁的横向及垂直距离较近的跨铁路系杆拱桥的吊杆更换,在铁路图定天窗点施工时,能够保持铁路的正常运营,安全性更高。
1.跨铁路系杆拱桥吊杆更换用临时兜吊系统,其特征在于,包括第一临时吊杆、第二临时吊杆、支撑组件、第一临时钢横梁、第二临时钢横梁、临时锚具和下兜吊钢板底托;
2.根据权利要求1所述的跨铁路系杆拱桥吊杆更换用临时兜吊系统,其特征在于,固定板与对应的侧板之间连接有多个在桥下横梁的延伸方向间隔布置的加强筋板。
3.根据权利要求1所述的跨铁路系杆拱桥吊杆更换用临时兜吊系统,其特征在于,所述固定板与桥面板的下表面贴合。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的跨铁路系杆拱桥吊杆更换用临时兜吊系统,其特征在于,所述箍紧件包括两个半圆形箍体,每个半圆形箍体的径向两侧均连接有沿半圆形箍体的轴线方向延伸的紧固板,紧固板与半圆形箍体之间连接多块沿半圆形箍体的轴线方向间隔布置的加固肋,紧固板上设有多个沿半圆形箍体的轴线方向间隔布置的紧固孔。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的跨铁路系杆拱桥吊杆更换用临时兜吊系统,其特征在于,所述第二临时吊杆为精轧螺纹钢筋。
6.跨铁路系杆拱桥吊杆更换方法,其特征在于,包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的跨铁路系杆拱桥吊杆更换方法,其特征在于,步骤五中,采用四台千斤顶对临时兜吊系统中的四根第一临时吊杆同时进行张拉分级加载、旧吊杆进行分步割断;第一临时吊杆按总索力的10%分级加载,然后利用砂轮锯切割割断10%的钢丝,在该工况完成后,对该第一临时吊杆及与待更换旧吊杆相邻的两根旧吊杆的基准标高点进行量测,通过相对标高的变化值,来判断第一批钢丝切割后桥面的线性变化,同时对待更换旧吊杆的索力进行监测,通过监测值判断出待更换旧吊杆还有多少索力,寻找出体系转换过程中千斤顶的顶升力和旧吊杆索力之间的关系,现场监测桥面标高及应力无数据异常变化后,之后重复上述步骤,共进行10次循环,直至将旧吊杆换下。
8.根据权利要求7所述的跨铁路系杆拱桥吊杆更换方法,其特征在于,步骤六中,临时兜吊系统索力逐步转移到新吊杆的转换过程也采用分级进行,第一临时吊杆索力的放松是通过千斤顶逐步回程实现的,新吊杆张拉力达到设计索力的10%,然后临时兜吊系统卸载到设计索力的90%,现场桥面标高及索力监测观察无数据异常变化后,进行下一步张拉新吊杆到至20%设计索力,第一临时吊杆卸载到80%设计索力,采用这种逐级加载、卸载的方法进行,共进行10次。
9.根据权利要求6所述的跨铁路系杆拱桥吊杆更换方法,其特征在于,临时兜吊系统中的下兜吊钢板底托采用2cm厚的钢板弯曲焊接制成,下兜吊钢板底托外涂3um防电绝缘胶。
10.根据权利要求6所述的跨铁路系杆拱桥吊杆更换方法,其特征在于,在旧吊杆切割前,在切割部位的上下两侧分别用钢制套管压接。
