[发明专利]新增墩柱承载钢桁梁加固跨既有线桥梁的施工方法

权利要求书

1.新增墩柱承载钢桁梁加固跨既有线桥梁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在桥梁底部进行桥下支撑体系的施工；所述桥下支撑体系由桩基(35)、承台(36)、新增墩柱(26)、盖梁(40)以及支座(27)组成；所述新增墩柱(26)为钢管混凝土墩柱，由外侧的钢管(37)包裹混凝土(39)和钢筋(46)组成，所述钢管(37)通过导向定位支架(41)安装和接长；所述导向定位支架(41)由导向环(42)和定位架(43)组成，导向环(42)为一圆环形结构，其外径等于钢管(37)的内径，定位架(43)为十字形结构并固定在导向环(42)内，其上设置有钢筋孔(44)，所述导向环(42)的外侧设置有限位环(45)；所述新增墩柱(26)的第一节钢管(37)插入承台(36)内，通过导向定位支架(41)进行安装定位，新增墩柱(26)的纵向的钢筋(46)插入导向定位支架(41)的钢筋孔(44)中，钢管(37)插入导向定位支架(41)上，并在限位环(45)处施作焊缝(38)，并满焊连接；所述钢管(37)的接长通过在两节钢管(37)之间插入导向定位支架(41)，并在限位环(45)处施作焊缝(38)，并满焊连接；

步骤2：原桥梁结构包括混凝土纵梁(20)、混凝土横梁(21)、拱圈(28)和吊杆(29)，混凝土纵梁(20)和混凝土横梁(21)相互垂直布置，混凝土横梁(21)下部设有横梁牛腿(30)，横梁牛腿(30)端部通过锚固螺栓(32)固定连接吊杆(29)下端，吊杆(29)上端连接拱圈(28)；拆除原桥梁两侧人行道处的桥面铺装(33)、桥面板(31)及栏杆(34)；

步骤3：在桥梁下方进行预应力顶推体系的安装作业；所述顶推体系由水平预应力桁架支撑系统、水平顶推系统以及竖直钢管支墩支撑系统组成；所述水平预应力桁架支撑系统由贝雷架(1)拼接而成，贝雷架(1)的两端设置有导向垫板(5)，桁架预应力筋(2)穿过两导向垫板(5)和贝雷架(1)，桁架预应力筋(2)一端设置有锚栓(4)，另一端设置有张拉千斤顶(3)，通过对桁架预应力筋(2)进行张拉，对贝雷架(1)施加水平向预应力；所述水平顶推系统设置位于水平预应力桁架支撑系统上方，水平顶推系统主要由钢垫板(9)、螺旋千斤顶、楔块(6)和四氟滑板(10)组成，所述钢垫板(9)设置在贝雷架(1)上方，螺旋千斤顶由顶出的螺旋千斤顶一(7)和顶入的螺旋千斤顶二(8)组成，螺旋千斤顶一(7)和螺旋千斤顶二(8)相向设置，在螺旋千斤顶一(7)和螺旋千斤顶二(8)的背侧且与两端的导向垫板(5)之间设置有楔块(6)；所述竖直钢管支墩支撑系统主要由混凝土垫层(12)、混凝土条形扩大基础(13)以及钢管支墩(15)组成，钢管支墩(15)为两端带法兰盘的钢管结构，钢管支墩(15)通过紧固螺栓(16)接长，钢管支墩(15)两端的带法兰盘通过紧固螺栓(16)连接固定，钢管支墩底部采用紧固螺栓(16)与混凝土条形扩大基础(13)连接固定；钢管支墩(15)顶部设置有端板(18)，贝雷架(1)夹在端板(18)和钢管支墩(15)之间并通过紧固螺栓(16)连接固定；钢管预应力筋(17)一端连接在马蹄筋(14)上，另一端穿过钢管支墩(15)和端板(18)，端板(18)上设置有张拉千斤顶(3)，钢管预应力筋(17)上端连接张拉千斤顶(3)，通过对钢管预应力筋(17)进行张拉，对钢管支墩(15)施加竖向预应力；

所述钢垫板(9)的长度等于两导向垫板(5)之间的距离，两导向垫板(5)顶部的高度超出楔块(6)；所述四氟滑板(10)放置在钢垫板(9)上，顶推物体放置在四氟滑板(10)上，螺旋千斤顶一(7)和螺旋千斤顶二(8)通过顶推四氟滑板(10)将顶推物体顶出和顶入；所述马蹄筋(14)浇筑在混凝土条形扩大基础(13)内，其水平位置与钢管支墩(15)的轴线位置保持一致；所述水平顶推系统还包括板式千斤顶(19)，板式千斤顶(19)放置在四氟滑板(10)或者钢垫板(9)上，对物体进行竖向顶升；

步骤4：通过预应力顶推体系将桥梁两侧的混凝土纵梁(20)顶推出，并进行拆除；在四氟滑板(10)上放置板式千斤顶(19)，并对混凝土纵梁(20)进行竖向顶升，使混凝土纵梁(20)与混凝土横梁(21)分离；通过螺旋千斤顶一(7)对四氟滑板(10)进行横向顶出，将混凝土纵梁(20)横向顶出后，进行拆除；

步骤5：将钢纵梁(22)的下弦杆(23)通过顶推体系顶推至指定的位置，同时将上弦杆(24)与下弦杆(23)焊接，并对相邻节段的钢纵梁(22)进行焊接；将钢纵梁(22)的下弦杆(23)吊放至四氟滑板(10)上，通过螺旋千斤顶二(8)进行水平顶推，将下弦杆(23)顶推至于混凝土横梁(21)上设置的限位板(25)处，停止横向顶推；在下弦杆(23)与钢垫板(9)之间放入板式千斤顶(19)，对下弦杆(23)进行竖直顶升，至下弦杆(23)的表面与混凝土横梁(21)的底面接触停止顶升；将上弦杆(24)吊装至下弦杆(23)上方并进行焊接，并对邻近的钢纵梁(22)焊接，使之形成一个整体；所述下弦杆(23)与混凝土横梁(21)接触处设置加劲肋(47)；

步骤6：对钢纵梁(22)进行竖向顶升，在新增墩柱(26)上方的盖梁(40)上安装支座(27)，将钢纵梁(22)卸落至支座(27)上，使原桥梁结构体系由提篮拱桥转换成梁式桥；

步骤7：对桥面进行结构恢复，拆除顶推体系。

2.根据权利要求1所述的新增墩柱承载钢桁梁加固跨既有线桥梁的施工方法，其特征在于，所述步骤6中，在钢纵梁(22)合龙后，通过板式千斤顶(19)对钢纵梁(22)进行同步顶升，在新增墩柱(26)上安装支座(27)，然后将钢纵梁(22)卸落至支座(27)上，完成桥梁结构体系转换，使之由提篮拱桥转换成梁式桥。