1.本发明涉及桥梁技术领域，更具体地说，本发明涉及一种不中断交通条件下既有桥梁桥路过渡段加固方法。


背景技术：

2.桥路过渡段是道路与桥梁(涵洞)相连接的过渡部分，其在强度、刚度、材料方面有别于路基，是公路工程中的薄弱部位，不均匀沉降是该部位的主要病害，极易导致桥头跳车，严重影响行车安全和舒适性，控制填料沉降和减小地基沉降是解决桥路过渡段不均匀沉降的主要方法，但是控制填料用量只适用于在建的新桥，对于已经建成的桥梁则无法再进行填料用量的调整，在对既有桥梁进行填料控制的时候则需要封路对桥梁桥路过渡段进行全面改造。因此，有必要提出一种不中断交通条件下既有桥梁桥路过渡段加固方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

3.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
4.为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种不中断交通条件下既有桥梁桥路过渡段加固方法，具体步骤如下：
5.s1：测量放样；
6.s2：工作井施工；
7.s3：接收井施工；
8.s4：顶进准备；
9.s5：顶进施工，将替代填料的管道贯通路基；
10.s6：加固处理。
11.优选的是，步骤s1中还包括如下步骤：
12.s101：根据既有桥梁桥路过渡段现场的平面布置和空间位置，测放出工作井、接收井位置及替代填料的管道的位置和走向；
13.s102：设置临时水准点，测设出工作井、接收井的开挖范围及深度。
14.优选的是，步骤s2中还包括如下步骤：
15.s201：根据地质情况及现场条件，在确定的工作井位置和范围内进行开挖，并采用支护钢板进行即时支护；
16.s202：待开挖至设计标高时，用混凝土浇筑底板和壁板，同时确定混凝土和钢板垫块的厚度以满足顶进要求。
17.优选的是，步骤s3中还包括如下步骤：
18.s301：根据地质情况及现场条件，在确定的接收井位置和范围内进行开挖，并采用
支护钢板进行即时支护；
19.s302：待开挖至设计标高时，用混凝土浇筑底板和壁板，满足强度和稳定性要求即可。
20.优选的是，步骤s4中还包括如下步骤：
21.s401：在工作井内设置顶管机导轨和液压千斤顶；
22.s402：在替代填料的管道的最前端安装掘进机，根据填土性质、覆盖层厚度等进行掘进速度和顶进速度的选择和设置。
23.优选的是，步骤s5中还包括如下步骤：
24.s501：待准备工作完成后，开始掘进、顶管，替代填料的管道顶进时应根据地面监测数据及时调整顶进参数；
25.s502：在掘进过程中，将所掘填料输出到地面；
26.s503：在第一节替代填料的管道顶进后，与下一节替代填料的管道拼装从而延长替代填料的管道的长度，继而进行下一节顶进，周而复始，直至掘进机从工作井内穿过路基到达接收井内，将掘进机吊起回收；
27.s504：与此同时，紧随掘进机后的替代填料的管道埋设在工作井与接收井之间，且需把第一节替代填料的管道的端部从路基内推出到接收井内一定长度，整个顶进施工结束，替代填料的管道全线贯通。
28.优选的是，步骤s6中还包括如下步骤：
29.s601：待贯通完成后，在替代填料的管道和路基的填料之间进行灌浆处理，以加强替代填料的管道与填料的耦合；
30.s602：最后封堵替代填料的管道的端口，将路面恢复。
31.优选的是，步骤s501中还包括：初始顶进速度宜控制在10～20mm/min；正常顶进期间，顶进速度宜控制在20～30mm/min。
32.优选的是，所述替代填料的管道为钢波纹管；
33.由于钢波纹管的厚度较薄，需进行处理来进行顶进，在钢波纹管内部沿轴向对称布置若干根加强钢管以提高钢波纹管的轴线刚度，加强钢管与钢波纹管可拆卸连接；
34.每节钢波纹管长度根据具体情况设定，一般可设置为2～3m。
35.优选的是，所述钢波纹管之间通过连接件进行连接，
36.所述钢波纹管的端部设置有若干个爪扣，所述爪扣沿所述钢波纹管的径向向外凸起，若干个所述爪扣在所述钢波纹管的端部形成与所述钢波纹管的波峰相适应的环扣，相邻的两个所述钢波纹管通过所述环扣与所述连接件连接；
37.所述连接件包括管体，所述管体内设有阻尼管，所述阻尼管的外壁通过簧片与所述管体的内壁连接；所述簧片包括具有初始和拉伸两种状态的弹片，所述管体的外壁上设置有插接卡头和顶进卡头，所述插接卡头与所述管体的一端形成插入端，所述顶进卡头设置在所述管体的另一端，所述插接卡头和所述顶进卡头之间形成压合腔，所述相互插接的两个钢波纹管的所述环扣均卡接在所述压合腔内并压缩变形，所述插入端插入在先顶进的所述钢波纹管的末端，并且所述管体的端部与所述加强钢管抵接，在后顶进的所述钢波纹管内的所述加强钢管与所述顶进卡头抵接。
38.相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：
39.1、本发明所述的不中断交通条件下既有桥梁桥路过渡段加固方法，利用替代填料的管道所具有的良好的承载性能和变形能力，可以有效减小路基内填料的沉降，同时桥梁桥路过渡段通过替代填料的管道替代了部分路基内的填料，因此可以有效减少填料的自重从而降低地基上的载荷进而减少地基的沉降，并且通过上述方法不需要将路面全部挖开进行替代填料的管道的填埋工作，能够在不中断交通的条件下进行，并且还可以避免由于路基被挖开而引起的其他问题。
40.本发明所述的不中断交通条件下既有桥梁桥路过渡段加固方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
41.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
42.图1为本发明所述的加固方法的工艺流程图。
43.图2为本发明所述的加固方法施工后的桥梁桥路过渡段的剖视图。
44.图3为本发明所述的加固方法施工中的剖视图。
45.图4为本发明所述的加固方法中钢波纹管的结构示意图。
46.图5为本发明所述的加固方法中加强钢管的结构示意图。
47.图6为本发明所述的加固方法中连接件的局部剖视图。
48.图7为本发明所述的加固方法中连接件的插入端与钢波纹管插接的结构示意图。
49.图8为本发明所述的加固方法中两个钢波纹管连接时的剖视图。
50.图中：1替代填料的管道、2主梁、3支座、4桥台、5路基、6路面、7边坡、8支护钢板、9土体、10钢波纹管波峰、11钢波纹管波谷、12加强钢管、13连接件、14爪扣、15管体、16阻尼管、17簧片、18插接卡头、19顶进卡头、20插入端、21压合腔。
具体实施方式
51.下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
52.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
53.如图1-图8所示，本发明提供了一种不中断交通条件下既有桥梁桥路过渡段加固方法，具体步骤如下：
54.s1：测量放样；
55.s2：工作井施工；
56.s3：接收井施工；
57.s4：顶进准备；
58.s5：顶进施工，将替代填料的管道1贯通路基；
59.s6：加固处理。
60.上述技术方案的工作原理：在进行施工前首先需要对桥梁桥路过渡段周围的土质
进行采样及测量，以确定挖掘深度和挖掘范围，并对工作井和接收井进行放样规划；然后按照规划对工作井和接收井进行施工挖掘，将掘进机、顶进设备和替代填料的管道1设置在工作井内，准备齐全后便可以开始对路基进行挖掘并将替代填料的管道1随着掘进机顶入路基，直至替代填料的管道1贯穿路基为止，之后将替代填料的管道1与路基的填料之间进行浇筑加固处理后，封装替代填料的管道1的两端并将路面复原即可。
61.上述技术方案的有益效果：利用替代填料的管道1所具有的良好的承载性能和变形能力，可以有效减小路基内填料的沉降，同时桥梁桥路过渡段通过替代填料的管道1替代了部分路基内的填料，因此可以有效减少填料的自重从而降低地基上的载荷进而减少地基的沉降，并且通过上述方法不需要将路面全部挖开进行替代填料的管道1的填埋工作，能够在不中断交通的条件下进行，并且还可以避免由于路基被挖开而引起的其他问题。
62.在一个实施例中，步骤s1中还包括如下步骤：
63.s101：根据既有桥梁桥路过渡段现场的平面布置和空间位置，测放出工作井、接收井位置及替代填料的管道1的位置和走向；
64.s102：设置临时水准点，测设出工作井、接收井的开挖范围及深度。
65.上述技术方案的工作原理及有益效果：在进行测量放样的时候首先需要对既有桥梁桥路过渡段现场的平面布置和空间位置进行测算，并对工作井和接收井的位置进行放样规划，同时对替代填料的管道1的位置、长度及走向进行规划，随后设置临时水准点，并根据现场的环境、土质、地质计算出工作井和接收井的开挖范围和深度，以便后续的施工中可以根据土质和地质对工作井和接收井进行即时支护防止塌方。
66.在一个实施例中，步骤s2中还包括如下步骤：
67.s201：根据地质情况及现场条件，在确定的工作井位置和范围内进行开挖，并采用支护钢板8进行即时支护；
68.s202：待开挖至设计标高时，用混凝土浇筑底板和壁板，同时确定混凝土和钢板垫块的厚度以满足顶进要求。
69.步骤s3中还包括如下步骤：
70.s301：根据地质情况及现场条件，在确定的接收井位置和范围内进行开挖，并采用支护钢板8进行即时支护；
71.s302：待开挖至设计标高时，用混凝土浇筑底板和壁板，满足强度和稳定性要求即可。
72.上述技术方案的工作原理及有益效果：根据放样和规划的范围对工作井和接收井进行挖掘，同时对侧壁的土体9通过支护钢板8进行支护，避免在挖掘过程中出现塌方造成人员伤亡和设备损坏，在挖至设计标高时，对底板和壁板用混凝土进行浇筑，避免塌方，因为工作井中需要架设相关设备，所以需要在底部铺设钢板垫块，并确保钢板垫块的厚度可以满足设备需求，接收井仅用于设备的接收，所以浇筑的强度和稳定性满足相关地质情况和现场条件的要求即可。
73.在一个实施例中，步骤s4中还包括如下步骤：
74.s401：在工作井内设置顶管机导轨和液压千斤顶；
75.s402：在替代填料的管道1的最前端安装掘进机，根据填土性质、覆盖层厚度等进行掘进速度和顶进速度的选择和设置。
76.上述技术方案的工作原理及有益效果：在进行准备工作的时候需要将顶管机导轨和液压千斤顶提前在工作井内进行安装，然后将第一节替代填料的管道1的前端安装在掘进机上，并根据填土性质和覆盖层厚度等测算出掘进速度和顶进速度。
77.在一个实施例中，步骤s5中还包括如下步骤：
78.s501：待准备工作完成后，开始掘进、顶管，替代填料的管道1顶进时应根据地面监测数据及时调整顶进参数；初始顶进速度宜控制在10～20mm/min；正常顶进期间，顶进速度宜控制在20～30mm/min；
79.s502：在掘进过程中，将所掘填料输出到地面；
80.s503：在第一节替代填料的管道1顶进后，与下一节替代填料的管道1拼装从而延长替代填料的管道1的长度，继而进行下一节顶进，周而复始，直至掘进机从工作井内穿过路基到达接收井内，将掘进机吊起回收；
81.s504：与此同时，紧随掘进机后的替代填料的管道1埋设在工作井与接收井之间，且需把第一节替代填料的管道1的端部从路基内推出到接收井内一定长度，整个顶进施工结束，替代填料的管道1全线贯通。
82.上述技术方案的工作原理及有益效果：贯穿路基的替代填料的管道1是由若干根两两连接而成，这样替代填料的管道1便不会受总长度的限制，可以尽可能的减小工作井的面积，从而减少对附近道路或场地的占用，掘进的时候为避免掘进力量过大导致桥体发生垮塌，顶进速度不宜过快，当掘进机全部进入桥体的路基之后便可以适当加快顶进速度，当掘进机从接收井内取出之后，需要继续对替代填料的管道1进行顶进，直至第一节替代填料的管道1有一部分延伸至接收井内，由此可以确保替代填料的管道1将路基全线贯通，避免替代填料的管道1未将路基全部贯通，导致路基因缺少支撑或受力不均而塌方的情况出现。
83.在一个实施例中，步骤s6中还包括如下步骤：
84.s601：待贯通完成后，在替代填料的管道1和路基的填料之间进行灌浆处理，以加强替代填料的管道1与填料的耦合；
85.s602：最后封堵替代填料的管道1的端口，将路面恢复。
86.上述技术方案的工作原理及有益效果：贯通完成之后将替代填料的管道1和路基的填料之间进行灌浆处理，可以增加替代填料的管道1与填料之间的耦合，防止其发生位移同时通过灌浆与填料连接为整体可以使受力更加均匀，最后将替代填料的管道1的端口封闭并恢复路面。
87.在一个实施例中，所述替代填料的管道1为钢波纹管；
88.由于钢波纹管的厚度较薄，需进行处理来进行顶进，在钢波纹管内部沿轴向对称布置若干根加强钢管12以提高钢波纹管的轴线刚度，加强钢管12与钢波纹管可拆卸连接；
89.每节钢波纹管长度根据具体情况设定，一般可设置为2～3m。
90.上述技术方案的工作原理及有益效果：替代填料的管道1采用钢波纹管，由于钢波纹管的厚度较薄，所以在顶进的过程中需要在其内部设置加强钢管12来提高钢波纹管的轴向刚度避免在顶进的过程中钢波纹管出现破裂，在贯通之后将加强钢管12拆掉即可，钢波纹管具有较好的承载性能和变形能力，在汽车从过渡段路过的时候可以将汽车对路基的作用力通过钢波纹管的径向的变形起到分散应力的作用，当多辆汽车从过渡段路过的时候，钢波纹管通过波峰和波谷之间的挤压形变将轴向的应力进行分散，从而减少地基的沉降，
同时还减少了填料的质量。
91.在一个实施例中，所述钢波纹管之间通过连接件13进行连接，
92.所述钢波纹管的端部设置有若干个爪扣14，所述爪扣14沿所述钢波纹管的径向向外凸起，若干个所述爪扣14在所述钢波纹管的端部形成与所述钢波纹管的波峰相适应的环扣，相邻的两个所述钢波纹管通过所述环扣与所述连接件13连接；
93.所述连接件13包括管体15，所述管体15内设有阻尼管16，所述阻尼管16的外壁通过簧片17与所述管体15的内壁连接；所述簧片17包括具有初始和拉伸两种状态的弹片，所述管体15的外壁上设置有插接卡头18和顶进卡头19，所述插接卡头18与所述管体15的一端形成插入端20，所述顶进卡头19设置在所述管体15的另一端，所述插接卡头18和所述顶进卡头19之间形成压合腔21，所述相互插接的两个钢波纹管的所述环扣均卡接在所述压合腔21内并压缩变形，所述插入端20插入在先顶进的所述钢波纹管的末端，并且所述管体15的端部与所述加强钢管12抵接，在后顶进的所述钢波纹管内的所述加强钢管12与所述顶进卡头19抵接。
94.上述技术方案的工作原理：在两个钢波纹管进行连接的时候，首先将连接件13的插入端20插入在先的钢波纹管内，此时在先的钢波纹管的环扣会通过插接卡头18与管体15进行卡接，因为爪扣14上设置有凸起并且环扣与钢波纹管的波峰相适应，所以插接卡头18的外壁会卡接在环扣的内壁上，然后将在后的钢波纹管的环扣通过顶进卡头19进行卡接，此时两个钢波纹管的环扣均位于压合腔21内，在液压千斤顶的作用下，在后的钢波纹管内部的加强钢管12会抵接在顶进卡头19上，通过推动顶进卡头19来推动管体15进而推动插入端20更加深入在先的钢波纹管内，并使插入端20的管体15的端部与在先的钢波纹管内的加强钢管12的末端抵接进而推动在先的钢波纹管移动，在连接件13移动至掘进机挖开的隧道内的时候，隧道内壁会将压合腔21处凸出的爪扣14挤压变形，从而使两个钢波纹管的环扣因挤压变形而固定在压合腔21内从而实现两个钢波纹管的连接。
95.上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，在先的钢波纹管内的加强钢管12因已经被液压千斤顶挤压顶进过，所以会完美贴合在钢波纹管的内壁上不容易发生形变，所以仅靠管体15的端部便可以推动，在后的钢波纹管内的加强钢管12因为安装的时候并不能保证所有端面平齐且所有加强钢管12均处在与钢波纹管的中心轴线平行的位置上，所以挤压顶进时会与在后的钢波纹管之间出现相对移动，因此需要在后的钢波纹管内的加强钢管12的前端具有足够大的接触面积以防止与连接件13脱离，压合腔21可以利用环扣自身的性质在隧道的挤压下通过变形填满压合腔21从而实现两个钢波纹管的连接，当路面有车辆行驶的时候，汽车会对路基内的填料产生压力，压力经传导到达钢波纹管可以通过其自身的环形和波峰、波谷将径向和轴向的应力发散，连接件13则可以将受到的应力经由簧片17传递至阻尼管16上，通过阻尼管16的摆动将所受的应力进行发散，从而使连接件13也可以对所受的应力进行发散进而增加连接件13的使用寿命，避免长时间反复受力出现疲劳损坏的情况。
96.在一个实施例中，在选用替代填料的管道1的时候需要先根据过渡段的地理环境测算出填料对替代填料的管道1的管壁可以产生的径向弯曲最大应变值δ，然后通过如下公式计算出替代填料的管道1的直径r
97.r＝
±
(c/δ)((3δy/r)/1-(2δy/r))
98.其中r为替代填料的管道1的直径；c为替代填料的管道1的厚度；δ为管壁由于径向弯曲产生的最大应变值；δy为替代填料的管道1的管径的径向减值；
99.通过上述公式可以根据所需的直径计算出相对应厚度或者通过所需的厚度计算对应的直径。
100.上述技术方案的工作原理及有益效果：通过上述公式可以根据施工的需要选择对应的直径或者厚度，从而保证替代填料的管道1可以有足够的径向弯曲应变值，避免出现厚度和直径的选择无法满足应变值的需求，导致替代填料的管道1无法承受地基中填料的重量出现塌方。
101.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
102.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
103.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。