抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法

抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法
【专利摘要】一种在桥梁的基础附近建造隧道时抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法，包括如下步骤：在开挖所述隧道到达桥梁的桩基之前，在所述基础上的桥墩附近构筑至少一个支撑架，在每个所述支撑架的上部放置起重设备，起动所述起重设备以顶起所述梁体到达第一预定高度；监测步骤：监测所述基础的沉降值；以及如果所述沉降值达到第一预定阈值，则再次提升所述梁体到达第二预定高度。在顶升步骤中，监测梁体和/或桥墩的主控参数的变化，并根据所述主控参数的变化调节起重设备的顶升力。根据桥梁上部结构为预应力砼结构，对上部结构实施结构进行顶升，确保桥梁上部结构裂缝不再发展，尽快恢复桥梁原来的性能，能够保证桥梁结构安全。
【专利说明】抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种抑制梁体裂缝扩大的方法，更具体地说，涉及一种在桥梁的基础附近(包括在基础之下)建造隧道过程中抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法。
【背景技术】
[0002]随着城市轨道交通的日益网络化、规模化，轨道交通和市政设施同步快速发展，轨道交通之间、市政隧道(如电力、热力隧道)与既有桥梁的基础之间的空间交叉不可避免，周围环境或者建筑设施等方面的限制又不得不使隧道与桥梁的位于地表以下的基础采用近距离或紧贴的交叉穿越方式。城市轨道交通的发展，使得对桥梁的各部分的沉降及变形提出了越来越严格的要求。在桥梁的基础附近(包括在基础之下附近)建造穿越桥梁的隧道时，如果设计或施工处理不当，则也可能降低桥梁的耐久性，甚至影响桥梁的正常使用或是沉降过大造成桥梁的坍塌。
[0003]已提出了一种在桥梁的基础附近建造隧道时控制桥梁变形的方法，包括如下步骤:在开挖所述隧道即将到达桥梁的桩基之前，从隧道的开挖断面对用于所述桥梁的桩基外侧以及所述桥梁的底部一定范围内的土体进行注浆预加固；在开挖所述隧道的同时，监测桥梁的梁体和/或基础的主控参数；如果被检测的主控参数达到预定的阈值，则升高用于支撑所述梁体的支座的高度，从而提升所述梁体到达预定的高度。
[0004]但是，实践证明，由于未能准确预估市政工程施工以及长期运行对桥梁产生的影响，因此在施工过程中尽管已采取了地层注浆加固及隔离桩等洞内加固措施，而且桥墩的最大沉降(例如0.97mm)仍在允许沉降值(例如5mm)范围内，但桥体仍然出现了面积较大裂缝。
[0005]因此，基于上述现有技术中存在的问题，有必要在桥梁的基础附近建造穿越桥梁的隧道时，尽量减小隧道施工使既有桥梁结构发生变形，从而既能使建造隧道的施工作业顺利进行，又使由隧道对桥梁结构的影响降到最低。

【发明内容】

[0006]为解决现有技术中存在的上述或其它技术问题，本发明提供一种基础附近建造隧道时抑制梁体产生裂缝或抑制梁体裂缝扩大的方法，根据桥梁上部结构为预应力砼结构，在隧道开挖至桥梁影响域或当梁体变形达到预警值时，对上部结构实施结构顶升，确保桥梁上部结构裂缝不再发展，尽快恢复桥梁原来的性能，能够保证桥梁结构安全。
[0007]根据本发明一个方面的实施例，提供一种在桥梁的基础附近建造隧道时抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法，包括如下步骤:第一顶升步骤:在开挖所述隧道到达桥梁的桩基之前，在所述基础上的桥墩附近构筑至少一个支撑架，在每个所述支撑架的上部放置起重设备，起动所述起重设备以顶起所述梁体到达第一预定高度；监测步骤:监测所述基础的沉降值；以及第二顶升步骤:如果所述沉降值达到第一预定阈值，则再次提升所述梁体到达第二预定高度。其中，在所述第一和第二顶升步骤中，监测梁体和/或桥墩的主控参数的变化，并根据所述主控参数的变化调节起重设备的顶升力。
[0008]在上述抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法中，所述的主控参数包括:桥墩倾斜量；以及
[0009]梁体和/或梁板中的高度变化量、裂缝的数量和大小、和预定部位的应力变化量，以及沉降量和相邻桥墩的沉降差值中的至少一个。
[0010]在上述抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法中，在第一顶升步骤之后，测量所述梁体的第一实际高度，计算所述第一实际高度与第一预定高度之间的比值，根据该比值确定第一顶升步骤中梁体将被顶升的第二实际高度，从而实现所述第二预定高度。
[0011]上述抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法进一步包括，在第二顶升步骤之后，起动所述起重设备使得所述梁体到达将被顶升的临界状态，在该临界状态下，测量梁体的高度作为基准高度；以及，执行施工顶升步骤，即:在开挖所述隧道的过程中，在所述基准高度的基础上监测所述梁体和/或所述桥墩的高度变化；如果所述高度变化达到第二预定阈值，则升高所述梁体到达第三预定高度。
[0012]在上述抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法中，在所述施工顶升步骤中，根据梁体和/或桥墩的主控参数调节所述起重设备的顶升力。
[0013]在上述抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法中，在所述施工顶升步骤和第一顶升步骤中的至少一个中，测量所述基础附近深层土体的土体变形，并根据所测量的土体变形确定所述第三预定高度和第一预定高度中的至少一个。
[0014]在上述抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法中，利用土体测量装置测量所述土体变形，所述土体测量装置包括:
[0015]导管；
[0016]环绕的导管远端外部的多个磁环；以及
[0017]封装在所述导管两端的盖体。
[0018]在上述抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法中，在所述施工顶升步骤中，在所述基础附近形成到达深层土体的钻孔，将导管的远端插入到钻孔的底部，填冲所述钻孔，并用保护盖盖住钻孔。
[0019]在上述抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法中，在所述施工顶升步骤中，根据桥梁的相邻桥墩的沉降差值是否超过控制标准来确定是否进行进一步的桥梁顶升。
[0020]在上述抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法中，在所述桥墩的两个相互垂直的两个表面上沿上下方向分别设置至少两个位移计，根据同一表面上的位移计的测量结果计算桥墩的倾斜量。
[0021]根据本发明的在桥梁的基础附近建造隧道时抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法的各种实施例，通过勘测该地质和水文情况，可以确定在构建桥梁和隧道时的沉降值，并根据桥梁上部结构为预应力砼结构，对上部结构实施结构顶升，确保桥梁上部结构裂缝不再发展，尽快恢复桥梁原来的性能，能够保证桥梁结构安全。一方面可补充沉降损失，桥梁病害得到处置，梁体从带病运行转入正常运行，安全风险得到根本消除；另一方面预留了再次沉降值，为后期开挖提供安全储备。【专利附图】

【附图说明】
[0022]本发明将参照附图来进一步详细说明，其中:
[0023]图1是示出在桥梁基础附近建造隧道时实施本发明的抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法的顶升系统的一种示例性实施例的原理示意图；
[0024]图2是图1的俯视图；
[0025]图3是图1左半部分的放大示意图；
[0026]图4是图1所示沿A-A线的截面示意图；
[0027]图5是示出测量梁体在桥墩处的绝对高度变化量的原理示意图；
[0028]图6是示出测量桥墩的沉降量的原理示意图；
[0029]图7是示出测量桥墩的倾斜量的原理示意图；
[0030]图8是示出测量梁体相对于桥墩的位移量的原理示意图；
[0031]图9是示出测量梁体的应力变化量的应力计的分布原理俯视图；
[0032]图10是示出测量梁体的应力变化量的应力计的在两侧桥墩处的分布原理截面图；
[0033]图11是示出测量梁体的纵向位移的原理示意图；
[0034]图12是示出测量梁体的裂缝的原理示意图；
[0035]图13是示出测量钢基梁的纵向位移的原理示意图；以及
[0036]图14是示出测量土体深层的变形量的原理示意图。
【具体实施方式】
[0037]虽然将参照含有本发明的较佳实施例的附图充分描述本发明，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的发明，同时获得本发明的技术效果。因此，须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本发明所描述的示例性实施例。
[0038]图1-3示出在桥梁基础附近建造隧道时实施本发明的抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法的顶升系统的一种示例性实施例的原理示意图。一般地，桥梁100主要包括:两排设置成的多个梁体1、用于支撑所述梁体I的通过浇筑形成的多个桥墩4、以及位于地表之下的用于分别支撑所述桥墩4的基础。基础主要包括:在地基300深处通过浇筑形成的多个桩基2以及形成在桩基2上并位于地表内的承台3。桥墩4被固定支撑在承台3上。图1示出了桥梁100的中间部分，也称做主梁体。例如，每个梁体I的长度为89米，宽度为13米。桥墩4包括位于中间的桥墩41和位于两侧的桥墩42。在一种示例性实施例中，如图5所示，在中间的桥墩41和梁体I之间进一步设有支座6。支座6包括大致圆柱形或长方体形的主体部、在主体部的两端径向突出形成的两个垫板、以及用于将垫板分别固定到桥墩41的上部和梁体I的下部的锚固装置。在一种示例性实施例中，锚固装置包括分别固定地插入桥墩41的上部和梁体I的下部的多个螺栓以及分别配合在螺栓上的多个螺母。通过这种螺栓和螺母配合的方式将支座6定位在桥墩41的上部和梁体I的下部。如果沿图1的B-B线截面示意图观察，可以得出图7的示意图。如图7所示，在两侧的桥墩42之间设有混凝土结构的盖梁7。梁体I直接安装在盖梁7上。在本发明中，中间的桥墩41和两侧的桥壤42也可以具有相同或者不相同的结构，并总称为桥壤4。[0039]当在已建成的具有上述结构的桥梁的基础的附近建造隧道时，具体而言，在基础的桩基附近(包括在桩基横向剖面附近和桩基的下部)建造隧道时，可能造成基础附近的地质结构发生变化，从而导致基础下沉，进而引起梁体的下沉、偏移、变形、裂缝，影响桥梁的正常使用，甚至会由于沉降过大而造成桥梁的坍塌。
[0040]根据本发明的一种示例性实施例，参照图1-3，提出一种在桥梁100的基础附近建造隧道200时抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法，包括如下步骤第一顶升步骤、监测步骤和第二顶升步骤。在第一顶升步骤中，在开挖隧道200到达桥梁100的桩基2之前，在基础上的桥墩4附近构筑至少一个支撑架43，在每个支撑架43的上部放置起重设备44，起动所述起重设备44以顶起梁体I到达第一预定高度。在监测步骤中，监测基础的沉降值。在第二顶升步骤中，如果所监测的沉降值达到第一预定阈值，则再次提升梁体I到达第二预定高度。在第一和第二顶升步骤中，检测梁体I和/或桥墩4的主控参数的变化，并根据主控参数的变化调节起重设备44的顶升力。
[0041]在一种示例性实施例中，在第一次顶升步骤中，可以根据以下几方面确定的顶升的高度:原有桥梁高度与现在观测高度的差值；其他工程对既有桥梁的影响，比如先前地铁对桥梁产生的影响等等；以及根据地质情况和施工工艺等预测隧道开挖引起的桥梁沉降量。
[0042]本领域的技术人员能够理解，所监测的沉降值与基础附近地基的地质、地下水文情况、以及土质所受的压力有关。通过勘测该地质和水文情况，可以确定在构建桥梁和隧道时的沉降值。根据本发明的抑制梁体裂缝扩大的方法考虑到了桥梁上部结构为预应力砼结构，对上部结构实施结构顶升，能够保证桥梁结构安全，确保桥梁上部结构裂缝不再发展，尽快恢复桥梁原来的性能。一方面可补充沉降损失，桥梁病害得到处置，梁体从带病运行转入正常运行，安全风险得到根本消除；另一方面预留了再次沉降值，为后期开挖提供安全储备。
[0043]在本发明的抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法中，被测量的主控参数包括桥墩倾斜量。进一步地，主控参数还包括梁体和/或梁板中的高度变化量、裂缝的数量和大小、和预定部位的应力变化量，以及桥墩沉降量和相邻桥墩的沉降差值中的至少一个。
[0044]在一种示例性实施例中，在中间的桥墩41上设置32组顶升支撑架43，在两侧的桥墩42上设置16组顶升支撑架，每个支撑架43放置I个起重装置，例如2000KN的千斤顶，共计48个千斤顶，总顶力为96000KN。根据工程经验，顶升的实际顶升值往往会低于目标顶升值，在第一顶升步骤之后，测量梁体I的第一实际高度，计算第一实际高度与第一预定高度之间的比值，根据该比值确定第二顶升步骤中梁体I将被顶升的第二实际高度，从而实现将梁体顶升到第二预定高度。例如，结合沉降值，如果希望顶升5mm,预先对梁体I向上顶升的第一预定高度为2.8mm，经过一段时间之后，测量第一实际顶升高度为2.5mm，第一实际高度与第一预定高度之间的比值为2.5/2.8，则即将顶升的第二实际高度为:
[0045](5-2.5) / (2.5/2.8) =2.8 (mm)。
[0046]在一种示例性实施例中，在开挖的隧道200距离桥梁3到5倍隧道的洞径时，根据桥梁墩柱的沉降值及土体变形实际情况，采用反分析(数学方法)等方法调整第二实际高度，从而实现所述第二预定高度中的计算参数，进而更准确的预测隧道可能引起的沉降值，最终确定本次顶升的顶升量。[0047]为实施第一和第二顶升步骤，首先将要安装支撑架43的位置开挖至桥墩4下部的承台3，开挖尺寸与承台3上需要放置钢支架、承重墩柱的所需尺寸相同，用例如c30混凝土调平，保证施工平面的平整度，确保承重墩柱能够稳定；之后，对于中间的桥墩41，支撑架43直接支承于承台上，而对于两侧的桥墩42，支撑架需通过钢基梁将梁体的荷载传至承台顶面，施工表面的平整度误差控制在2mm之内，支撑架43由钢管、连接构件(例如耳板、螺栓)组成，为方便定位及联结牢固，在每个钢管附近分别预埋4根Φ16?型钢筋；将支撑架与相邻桥梁的桥墩间用L8X10角钢采用抱箍形式联结，确保整个支撑架的稳定；例如用滑轮将作为起重装置的千斤顶提升到支撑架43的顶部，居中布置，在千斤顶的底座上同心设置两块Φ300圆形钢板，每块厚度30mm，其上再设置一块Φ300的圆板橡胶支座，厚度21mm,以此增大受力面积，降低梁体底部的应力，并且消除梁体坡度及不平度造成的应力集中，千斤顶用限位销卡住，不使其脱位、滑动；为便于操作，用钢管脚手架搭建施工及监测作业平台；在既有桥梁底部对应每台千斤顶的位置布置测点，根据既有桥梁结构的监测的沉降值实时调整顶力大小，保证既有桥梁结构的安全，同时在调整千斤顶顶升力的过程中加强对既有桥梁结构的监测；根据实际情况和相关工程经验，确定顶升过程中，单个桥墩最大顶力不能超过1250吨、位移不能超过8mm。
[0048]在起重装置顶升过程中，梁体的升高横向保持同步，同步精度控制在3mm以内，例如每次顶升的高度都为2.5_。沿桥梁中心线纵向方向则根据结构形式不同有所区别。例如，对于简支梁梁体结构，盖梁两侧主梁作为一个操作单元，同时升降；对于连续梁体，由于受力复杂，为保持结构受力平缓，尽量减少内应力，要求上部结构在保持横向同步的情况下，梁体的相关各跨也需根据差异沉降进行同步或异步升降，将该联连续梁作为一个操作单元。当达到顶升高度要求后，在桥墩的支座上加设垫板，完成支座垫高，使支座与桥梁底部结构密贴，支座均匀受力，从而将梁体支撑在第一顶升高度上。
[0049]在进一步的 实施例中，在第二顶升步骤之后，起动所述起重设备44使得梁体I到达将被顶升的临界状态，在该临界状态下，测量梁体I的高度作为基准高度；之后，执行施工顶升步骤，即:在开挖所述隧道200的过程中，在基准高度的基础上监测所述梁体I和/或所述桥墩4的高度变化；如果所述高度变化达到第二预定阈值，则升高所述梁体到达第
三预定高度。
[0050]详细而言，隧道200施工前再对梁体I向上施加临界顶力，顶住上部结构或异形板，使上部结构部分反力通过支撑架传到基础。此时，地基受到的反作用力很小，属于“临界”状态，测出此时的梁体I的高度作为监测基准点。隧道200的施工过程中应随时监测梁体I的高程，当梁体I下沉达5_时应用起重装置44顶起梁体I (每次顶起高度较下沉量加大2-3mm，以方便在梁体I下部和支座6之间插入不锈钢垫片)，并及时在梁体I与支座6间调整增加钢垫片厚度，确保梁体沉降小于5mm。
[0051]在施工顶升步骤中，根据梁体I和/或桥墩4的主控参数调节起重设备44的顶升力。可以人工或者利用控制器控制多个起重设备44单独或者同步提升梁体I。顶升时每侧桥面横向应保持为同步升降位移，桥墩横向不均匀沉降差不能超过控制值3_，而延桥梁中心线纵向方向则根据结构形式不同有所区别。连续梁由于受力复杂，为保持结构受力平缓，尽量减少内应力，要求上部结构在保持横向同步的情况下，相关各跨也需根据差异沉降进行同步或异步升降。由于梁体结构及地基、基础不均匀沉降等的影响，横向支撑架的反作用力会有所不同，可能导致临时基础的不均匀下沉，顶升时必须根据实际情况采取措施。另夕卜，起重装置44和桥梁底部的接触处应设置橡胶支垫板，防止局部承压损坏梁体。如果隧道施工过程中再次下沉，则再次顶起梁体1，再调整增加支座的高度，直到梁体I不再下沉。隧道施工结束后应继续观测梁体位移，如果仍有下沉时，继续顶起梁体，加垫支座垫片；待沉降稳定后应根据桥墩4累计产生的位移确定是否更换支座6。隧道施工时还应该监测墩顶的水平位移及基础不均匀沉降，超过规定时应采取措施。待沉降稳定后逐步卸载并拆除支撑柱。
[0052]在本发明中，所监测梁体1、桥墩4的主控参数主要包括:梁体高度变化量、裂缝的数量和大小、和预定部位的应力变化量；以及桥墩倾斜量、和沉降量。下面分别描述这些参数的测量点的布置方式。
[0053]图5是示出测量梁体在桥墩处的绝对高度变化量的原理示意图。在中间的桥墩41对应的梁体I底部的支座6上布置I个测量点81，例如安装用于测量绝对高度的高度测量仪，例如采用全站仪和贴片或棱镜方式进行测量。另一测量点设置在两侧桥墩42上(未示出)，因此，全桥共2个测点。
[0054]图6是示出测量桥墩的沉降量的原理示意图。在每个桥墩4的两个方向上设置用于测量桥墩的沉降量的测量点82。采用精密电子水准仪监测顶升、复位过程中墩底4的高度变化量，每个墩柱4的2个相互垂直的表面上分别设置一个测量点，全桥(包括两个并排布置的梁体)的桥墩4共设置16个测点。
[0055]图7是示出测量桥墩的倾斜量的原理示意图。每个桥墩4的上下部的两个相互垂直的表面上分别布置两组(4个)倾斜测量点83。在一种示例性实施例中，在桥墩4的两个相互垂直的两个表面上沿上下方向分别设置至少两个位移计，根据同一表面上的位移计的测量结果计算桥墩的倾斜量。
[0056]图8是示出测量梁体相对于桥墩的位移量的原理示意图。每个桥墩4的上部与梁体I之间设置4个用于测量梁体相对于桥墩的位移量的测量点84，例如安装位移计，测量点84共计32个，梁体顶升、复位过程中应进行实时监测。位移计精度为0.01mm，采集频率为每秒I次。测量点的布置位置需避开起重装置，并在施工时根据现场情况进行调整。
[0057]图9是示出测量梁体的应力变化量的应力计的分布原理示意图，图10是示出测量梁体的应力变化量的应力计的在两侧桥墩处的分布原理截面图。将整个并排布置的两个梁体I分成5个断面，共设置30个测量点85，例如安装用于测量梁体I的应力变化量的应力计。在另一种实施例中，并排布置的两个梁体I分成5个断面，共设置76个测量点85。通过监测梁体I各主控截面(例如负弯矩、中跨跨中的部位)的应力分布规律，及时发现不均匀顶升对梁体I造成的危害，确保应力I变化幅值满足设计要求，梁体I不出现损伤。梁体应力监测采用应力计，例如，振弦式表面应变计，其灵敏度为1μ ε，实时采集频率为每秒I次。在顶升前读取初始值，各级顶升后、顶升结束卸载稳定后读变化值，并采用数据采集仪进行应变采集和存储。
[0058]图11是示出测量梁体的纵向位移的原理示意图。在两侧的两个桥墩42处分别布置4个用于测量梁体I在纵向方向上的位移的测量点86，以测试顶升、复位过程中梁体I的纵向方向的位移变化量。
[0059]图12是示出测量梁体的裂缝的原理示意图。在梁体上通过设置裂缝测量点87对原有的裂缝作出标记，标示出裂缝起始端、终止端，各次检测日期及宽度、深度，便于观察裂缝是否发生了变化。在梁体I顶升前后以及整个顶升施工过程中，从中跨跨中、边跨跨中及顶升部位的底板、腹板和桥面选择有代表性的裂缝，并详细记录裂缝的位置、宽度、深度及走向，实时监测裂缝宽度的变化量。除上述特定裂缝的监测外，在顶升过程及顶升后对中跨的四分之一长度、二分之一长度、支点及边跨重点区域进行裂缝巡查，尤其注意顶升过程可能在桥面、梁体I的底板产生新的裂缝，检查是否有裂缝激增或原有裂缝急剧发展的情况。
[0060]图13是示出测量钢基梁的纵向位移的原理示意图。为了掌握顶升过程中钢基梁11的在纵向方向上的变形规律，设置位移测量点88，对桥墩处的钢基梁底部的纵向变形采用精密电子水准仪进行监测。
[0061]根据本发明的抑制梁体裂缝扩大的方法的进一步的实施例，在施工顶升步骤中，测量基础附近地基300的深层土体的土体变形，并根据所测量的土体变形确定第三预定高度。通过在对隧道200开挖过程中的深层土体变形进行监测，可以获得隧道200开挖过程中深层土体的变形规律以及桩与土层之间相互作用的机理。进一步地，在第一顶升步骤中也可以测量所述基础附近深层土体的土体变形，并根据所测量的土体变形确定所述第一预定高度。
[0062]图14是示出测量土体深层的变形量的原理示意图。进一步地，利用土体测量装置9测量土体变形，所述土体测量装置9包括:导管91、环绕的导管91远端外部的多个磁环92、以及封装在导管91两端的盖体93。在施工顶升步骤中，在基础附近形成到达深层土体的钻孔94，将导管91的远端插入到钻孔94的底部，填冲钻孔94，并用保护盖95盖住钻孔94。可以在基础附近设置I个钻孔94。在钻孔位置在尽量邻近桥区的前提下，可以根据现场场地情况设置钻孔94的位置。每个钻孔94埋设分层沉降磁环92，磁环92在上下方向上的间距为1.0米，以对土体进行深层变形监测。
[0063]根据本发明的另一种实施例，在施工顶升步骤中，根据桥梁的相邻桥墩的沉降差值是否超过控制标准来确定是否进行进一步的桥梁顶升。当桥墩的沉降差值超过一定的阈值后，对桥梁进行顶升。
[0064]根据本发明的一种示例性实施例，参见图4，提升步骤包括:在基础的附近(例如承台3上)构筑多个(例如均匀分布的4个或者8个)支撑架43 ;在每个支撑架43的上部放置起重设备44 ;释放位于梁体I与基础之间的支座6上的锚固装置的螺母63 ;起动起重设备44以使起重设备44的驱动部顶起梁体1，从而使支座6的垫板脱离桥墩4的上部并在二者之间形成提升空间；以及在提升空间内设置调整板，以通过调整板支撑所述支座6而将梁体I保持在预定的高度。在相邻的支撑架43之间设有连接件，这种连接件可以上水平连接件也可以是倾斜连接件。通过连接件，可以使多个支撑架43彼此牢固地连接成一个整体结构。
[0065]进一步地，在设置调整板之后，拆除起重设备44和支撑架43，并通过拧紧螺母而重新固定锚固装置。支撑架43可以通过浇筑形成，也可以通过采用钢管或者木材搭建而成。在本发明中，起重设备44可以是机械或者电力驱动的千斤顶或者电力控制的液压千斤顶、也可以是液压驱动设备。
[0066]根据本发明的一种示例性实施例，由于设置在各个测量点中用于测量主控参数的传感器可以是电子传感器，每个传感器连接并用于监控和显示由每个传感器测量的相应主控参数的监视器，设置控制器接收监视器发送来的主控参数，并且每个传感器都连接至监视器，以向监视器输送所测量的表示主控参数(例如梁体I的高度)的电信号。当控制器判断出主控参数达到预定的阈值时，则由控制器进一步控制起重设备44升高梁体I到达原来的高度。
[0067]可以根据位于不同位置的传感器检测的主控参数，由控制器控制多个起重设备44单独或者同步提升梁体1，从而使梁体I平稳地恢复到其原来的状态。进一步地，控制器可以控制多个起重设备43中的某些起重设备同步提升梁体1，即分组同步提升。
[0068]根据本发明的在桥梁的基础附近建造隧道时抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法的各种实施例，通过勘测该地质和水文情况，可以预测在构建桥梁和隧道时的沉降值，并根据桥梁上部结构为预应力砼结构，对上部结构实施结构预顶升，能够保证桥梁结构安全，确保桥梁上部结构裂缝不再发展，尽快恢复桥梁原来的性能。一方面可补充沉降损失，桥梁病害得到处置，梁体从带病运行转入正常运行，安全风险得到根本消除；另一方面预留了再次沉降值，为后期开挖提供安全储备。
[0069]根据本发明的抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法能有效减小施工过程中因土体沉降引起的桥梁结构产生裂缝，提高既有桥梁结构安全的可靠度。在修建地铁隧道、铁路隧道、城市地下管线隧道、或者其它地下空间设施时，本发明作为一种有效的抑制梁体裂缝扩大的方法可应用于这些隧道或者地下空间近距离下穿既有桥梁结构的工程实际中。
[0070]本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合，从而在解决本发明的技术问题的基础上，实现更多种抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法。
[0071]在详细说明本发明的较佳实施例之后，熟悉本领域的技术人员可清楚的了解，在不脱离随附权利要求的保护范围与精神下可进行各种变化与改变，且本发明亦不受限于说明书中所举示例性实施例的实施方式。
【权利要求】
1.一种在桥梁的基础附近建造隧道时抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法，包括如下步骤: 第一顶升步骤:在开挖所述隧道到达桥梁的桩基之前，在所述基础上的桥墩附近构筑至少一个支撑架，在每个所述支撑架的上部放置起重设备，起动所述起重设备以顶起所述梁体到达第一预定高度； 监测步骤:监测所述基础的沉降值；以及， 第二顶升步骤:如果所述沉降值达到第一预定阈值，则再次提升所述梁体到达第二预定高度， 其中，在所述第一和第二顶升步骤中，监测梁体和/或桥墩的主控参数的变化，并根据所述主控参数的变化调节起重设备的顶升力。
2.如权利要求1所述的抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法，其中，所述的主控参数包括: 桥墩倾斜量；以及 梁体和/或梁板中的高度变化量、裂缝的数量和大小、和预定部位的应力变化量，以及沉降量和相邻桥墩的沉降差值中的至少一个。
3.如权利要求2所述的抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法，其中，在第一顶升步骤之后，测量所述梁体的第一实际高度，计算所述第一实际高度与第一预定高度之间的比值，根据该比值确定第一顶升步骤中梁体将被顶升的第二实际高度，从而实现所述第二预定高度。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法，进一步包括，在第二顶升步骤之后，起动所述起重设备使得所述梁体到达将被顶升的临界状态，在该临界状态下，测量梁体的高度作为基准高度；以及 执行施工顶升步骤，即:在开挖所述隧道的过程中，在所述基准高度的基础上监测所述梁体和/或所述桥墩的高度变化；如果所述高度变化达到第二预定阈值，则升高所述梁体到达第三预定高度。
5.如权利要求4所述的抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法，其中，在所述施工顶升步骤中，根据梁体和/或桥墩的主控参数调节所述起重设备的顶升力。
6.如权利要求4所述的抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法，其中，在所述施工顶升步骤和第一顶升步骤中的至少一个中，测量所述基础附近深层土体的土体变形，并根据所测量的土体变形确定所述第三预定高度和第一预定高度中的至少一个。
7.如权利要求6所述的抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法，其中，利用土体测量装置测量所述土体变形，所述土体测量装置包括: 导管; 环绕的导管远端外部的多个磁环；以及 封装在所述导管两端的盖体。
8.如权利要求7所述的抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法，其中，在所述施工顶升步骤中，在所述基础附近形成到达深层土体的钻孔，将导管的远端插入到钻孔的底部，填冲所述钻孔，并用保护盖盖住钻孔。
9.如权利要求5所述的抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法，其中，在所述施工顶升步骤中，根据桥梁的相邻桥墩的沉降差值是否超过控制标准来确定是否进行进一步的桥梁顶升。
10.如权利要求2所述的抑制梁体产生裂缝和抑制梁体裂缝扩大的方法，其中，在所述桥墩的两个相互垂直的两个表面上沿上下方向分别设置至少两个位移计，根据同一表面上的位移计的测量结果 计算桥墩的倾斜量。
【文档编号】E01D22/00GK103741605SQ201310534575
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】杨广武, 王佳妮, 徐会杰, 宋国侠, 师小瑜, 苏洁, 杨三资, 台启民, 徐贺文 申请人:北京市重大项目建设指挥部办公室, 北京市地铁建筑安装工程公司, 北京交通大学