[发明专利]一种两次体系转换桩基托换结构

权利要求书

1.一种两次体系转换桩基托换结构，其特征在于：包括第一次体系转换托换结构和第二次体系转换托换结构，第一次体系转换托换结构包括预应力混凝土临时托换梁(2)，所述预应力混凝土临时托换梁(2)的两端底部设有垫石(3)，垫石(3)下设有系梁(4)，系梁(4)用于连接临时托换桩(5)，垫石(3)、系梁(4)、临时托换桩(5)用于支撑预应力混凝土临时托换梁(2)，预应力混凝土临时托换梁(2)的两端底部与垫石(3)之间设有预埋钢板，用于分离临时托换梁(2)与垫石(3)，所述临时托换桩(5)之间连接有钢抱箍钢管支撑(6)，用于增加临时结构稳定性，所述预应力混凝土临时托换梁(2)包裹既有桥墩(1)，在预应力混凝土临时托换梁(2)的两端底部与系梁(4)之间放置顶升千斤顶(11)；

第二次体系转换托换结构包括新建下穿隧道底板(7)、下穿隧道顶板(8)，所述新建下穿隧道底板(7)、下穿隧道顶板(8)及侧墙组成了整体下穿隧道，所述下穿隧道顶板(8)与永久托换梁(9)连接，永久托换梁(9)长度与下穿隧道宽度相同，下穿隧道底板(7)、下穿隧道顶板(8)、永久托换梁(9)以及抗压桩(12)组成了永久托换结构，在永久托换梁(9)施工完成后，进行后浇筑连接段(10)施工，最后拆除临时托换结构，完成最终托换施工；

所述临时托换梁(2)包括第一次顶升和第二次顶升；

第一次顶升的具体施工步骤如下：

（1）在系梁顶部安放千斤顶，每个垫石侧安放2个600T千斤顶，共计安放8个；

（2）安装PLC多点同步顶升系统、液压控制系统、油管顶升设备及监测设备，并调试好；

（3）预顶，监控测量同步开始，按设计提供的总荷载（1550T）进行分级加载顶升，加载至总荷载的80%时停止加载，沉降稳定后锁定千斤顶，顶升过程中应确保桥墩墩顶标高不发生变化、临时托换梁不发生变形、移位、开裂，否则应降低控制应力；

（4）截桩，将原桥墩沿承台顶面整体切割，监控测量同步进行；

（5）张拉第二批预应力钢束，完后对第一批、第二批预应力钢束进行注浆；

（6）再次分级加载顶升桥墩至基准标高，监控测量同步进行；

（7）锁定千斤顶，采用钢板将托换梁与垫石之间楔紧；

（8）千斤顶逐步回油卸载，完成第一次受力体系转换；

第二次顶升的具体施工步骤如下：

1）再次分级加载顶升桥墩至基准标高，监控测量同步进行；

2）锁定千斤顶，采用钢板将托换梁与垫石之间楔紧，并焊接；

3）千斤顶逐步回油卸载，完成第一次受力体系转换；

所述预应力混凝土临时托换梁(2)为预应力梁；

所述抗压桩(12)为 42 根直径 1.2m，长 50m 钻孔灌注桩；

该两次体系转换桩基托换结构进行桩基托换的施工方法，具体施工步骤如下：

步骤 1、施工准备：测量墩顶标高作为后续顶升基准标高，并对桥梁做结构性检测；

步骤 2、施工临时结构：安装临时托换桩(5)、桩顶系梁(4)、垫石(3)，临时托换桩(5)为4 根 1500mm钻孔灌注桩，桩顶系梁(4)为5650*1500*1500mm，垫石(3)为 1000*1000*400mm；

步骤 3、临时托换梁施工：

3.1、既有桥墩(1)抱箍范围凿毛，植筋，浇筑临时托换梁(2)；

3.2、待临时托换梁(2)混凝土强度达到设计强度的 95％，并不小于 10 天，张拉临时托换梁(2)第一批预应力钢束；

步骤 4、第一次体系转换：

4.1、千斤顶(11)及顶升系统的进场安装及调试；PLC 同步顶升液压系统为定制生产的PLC 多点同步顶升液压系统，千斤顶(11)作用，同步精度≤±1mm；

4.2、预顶，监控测量同步开始，按设计提供的 1100t 进行分级加载顶升，待临时托换桩(5)基沉降稳定后锁定千斤顶，三天累计不超过 1mm，顶升过程中应确保既有桥墩墩顶标高不发生变化、临时托换梁不发生变形，否则应降低控制应力，然后沿承台顶面整体切割桥墩，张拉第二批预应力钢束，再次逐步顶升桥墩至基准标高；

4.3、采用钢板将临时托换梁底与系梁顶垫石锲紧，千斤顶锁死机械锁，逐步回油卸载，完成第一次体系转换；

4.4、凿除承台及指定范围内桥墩混凝土，凿除过程中需保护桥墩的竖向主筋；

步骤 5、第二次体系转换：

5.1、基坑开挖，施工下部隧道结构与永久托换梁(9)；

5.2、在既有桥墩周边，永久托换梁(9)顶，放置 4 个千斤顶，分级加载顶升桥墩，对永久托换梁静压，千斤顶总反力为 1100t，同时需监控墩顶四个角点，确保墩顶水平，锁定千斤顶，静压不少于10 天，三天累计沉降不大于 1mm；

5.3、在系梁顶面千斤顶，逐步将墩顶标高顶升至基准标高以上 3mm，准备桥墩与永久托换梁的后浇筑连接段(10)；

5.4、采用泵送混凝土顶升压注法进行后浇筑连接段(10)的施工，混凝土采用 C50 低收缩、自密实混凝土，待混凝土强度及弹性模量达到设计要求的 100％，且不小于 14 天，千斤顶逐渐回油，完成第二次体系转换；

5.5、拆除临时托换梁、系梁及临时桩基，完成整个体系转换。