本發明涉及橋梁施工，具體地說，涉及一種用于橋梁的同步頂升與動態調平系統及方法。

背景技術：

1、在橋梁養護與改造工程中，橋梁頂升及調平是一項關鍵技術，廣泛應用于支座更換、橋面標高調整、線路調坡等場景。該技術通過在橋墩或蓋梁上布置千斤頂等頂升設備，將上部箱梁結構整體或分段頂起，以便進行下部結構的維修或調整。

2、然而，傳統的橋梁頂升調平方法存在諸多局限性。首先，在頂升過程中，相鄰箱梁段在伸縮縫處缺乏有效的剛性連接與限位，容易因頂升不同步而產生橫向錯位或扭轉，對橋梁結構安全構成威脅。其次，傳統的標高監測多依賴于人工使用水準儀進行間斷測量，或使用量程有限的百分表，存在數據反饋滯后、精度不足、無法實現實時同步控制等問題，難以滿足高精度頂升與調平的要求。此外，傳統的支座安裝與調平通常在地面預先處理，一旦在頂升過程中或因基礎不均勻沉降導致支座受力不平，缺乏有效的在位調整手段，往往需要重新頂升并墊塞鋼板，工序繁瑣且效果不佳。最后，對于需要同步調整橋梁縱坡或橫坡的復雜工況，傳統方法主要依賴操作人員經驗，通過控制不同位置千斤頂的頂升量進行調整，整個過程可控性差、精度低，且易對梁體結構產生不利的內力重分布。

技術實現思路

1、本發明提供了一種用于橋梁的同步頂升與動態調平系統及方法，其能夠克服現有技術的某種或某些缺陷。

2、根據本發明的一種用于橋梁的同步頂升與動態調平系統，其包括：頂升執行模塊，橫向約束模塊、動態監測模塊、支座調平模塊、臨時支撐模塊及整體穩定模塊；

3、所述頂升執行模塊包括調坡組件主體，用于驅動箱梁局部升降；所述橫向約束模塊包括限位組件主體，用于在頂升過程中限制相鄰箱梁的橫向位移；所述動態監測模塊包括觀測組件主體，用于實時監測箱梁的豎向位移，并將監測數據反饋至頂升執行模塊和支座調平模塊；所述支座調平模塊包括輔助組件主體，用于在頂升過程中根據動態監測模塊的反饋調整支座的水平度；所述臨時支撐模塊包括臨時支撐組件，用于在頂升過程中提供臨時支撐，并與支座調平模塊協同工作以維持橋梁的臨時穩定；所述整體穩定模塊包括限位組件，用于在頂升過程中為橋梁結構提供側向支撐。

4、作為優選，限位組件主體包括2個分別設置于相鄰箱梁伸縮縫兩側的固定座，固定座包括與箱梁連接的底板，底板上端面處設有垂直于底板設置的豎板；所述2個固定座之間設有兩端分別穿過豎板的連接桿，連接桿與豎板的連接處設有調節固定機構，調節固定機構用于輔助連接桿穿過豎板，并連接2個固定座；

5、觀測組件主體包括用于與箱梁底部連接的伸縮桿，以及與蓋梁連接的導向座；導向座包括第一測量尺，第一測量尺兩側均設有沿第一測量尺長度方向設置的安裝板，第一測量尺和安裝板共同構成供伸縮桿伸入的導向槽；

6、輔助組件主體包括用于支撐支座的支撐架，支撐架包括形狀呈矩形的上支撐板，上支撐板與支座之間設有用于連接上支撐板與支座的連接機構；上支撐板的四個邊角處均設有垂直于上支撐板的支撐腿，支撐腿遠離上支撐板一端設有推動機構，推動機構用于與連接機構配合，調整支座水平度；

7、調坡組件主體包括2個用于位于箱梁兩側的連接件，連接件包括用于與箱梁底部側壁連接的連接座，連接座下方設有用于支撐鋼板的第一升降板，第一升降板與連接座之間設有提升機構，提升機構用于推動第一升降板向著箱梁底部移動。

8、作為優選，調節固定機構包括設置于豎板上的第一限位孔，第一限位孔處設有滑動座，滑動座包括穿過第一限位孔的第一套筒，第一套筒兩端側壁處均設有安裝環；第一套筒外徑與第一限位孔口徑之比為2∶3；豎板兩側均設有用于與連接桿螺紋配合的第一螺母。

9、作為優選，伸縮桿包括第一空心桿，第一空心桿內部設有沿第一空心桿長度方向設置的滑動桿；第一空心桿遠離第一測量尺的側壁處設有沿第一空心桿長度方向設置的條形通孔，滑動桿側壁處設有穿過條形通孔的第一螺紋桿，第一螺紋桿穿過條形通孔的一端設有與第一螺紋桿螺紋配合的第二螺母。

10、作為優選，第一空心桿一端設有用于連接箱梁與第一空心桿的連接塊；連接塊包括第一平板，第一平板一端面處設有2個垂直于第一平板設置的第一夾板，2個第一夾板與第一平板共同構成供第一空心桿一端伸入的夾持區間；第一空心桿伸入夾持區間內的側壁處設有第一螺栓孔，2個第一夾板側壁處均設有與第一螺栓孔對應設置的第二螺栓孔；第一平板處設有多個第三螺栓孔。

11、作為優選，限位組件包括組件主體，組件主體包括用于與橋梁底座連接的穩定座，穩定座上方設有斜撐機構，斜撐機構包括用于支撐橋梁的第一斜撐板，以及用于支撐第一斜撐板的第二斜撐板；穩定座處設有多個沿穩定座長度方向間隔設置的限位機構，限位機構用于對第一斜撐板和第二斜撐板進行固定；

12、臨時支撐組件包括設置于梁板和墩臺之間的支撐組件主體，支撐組件主體包括多個沿墩臺高度方向間隔設置的支撐座，支撐座頂部設有用于調節支撐角度的旋轉球頭；所述多個連接的支撐座的高度自下而上逐漸減小；相鄰支撐座之間固定連接。

13、作為優選，第一斜撐板和第二斜撐板橫截面呈u形，第二斜撐板兩端側壁處均設有第一通孔，第一斜撐板側壁處設有與第一通孔對應設置的第二通孔，第一斜撐板處設有沿第一斜撐板寬度方向設置，并且穿過第一通孔和第二通孔的第一螺紋桿，第一螺紋桿兩端均設有與第一螺紋桿螺紋配合的第一螺母。

14、作為優選，穩定座包括橫截面呈u形的滑動板，限位機構包括多個設置于滑動板兩側側壁處的第三通孔，所述多個第三通孔沿滑動板長度方向間隔設置；第一斜撐板靠近滑動板的一端側壁處設有與第三通孔對應設置的第四通孔，第一斜撐板靠近第四通孔的一端設有沿第一斜撐板寬度方向設置，并且兩端均穿過第四通孔和第三通孔的第二螺紋桿，第二螺紋桿兩端均設有與第二螺紋桿螺紋配合的第二螺母；

15、第二斜撐板靠近滑動板的一端設有沿第二斜撐板寬度方向設置的第三螺紋桿，第三螺紋桿兩端均穿過第一通孔和第三通孔，第三螺紋桿兩端均設有與第三螺紋桿螺紋配合的第三螺母。

16、作為優選，滑動板兩側均設有沿滑動板長度方向設置的連接板，連接板兩端均設有用于連接滑動板和連接板的連接塊；連接塊、滑動板和連接板共同構成供第三螺母和第二螺母伸入的存放區間；連接板處設有多個沿連接板長度方向間隔設置的第五通孔。

17、通過本發明，該系通過集成化設計與數據閉環控制，將頂升施工從高風險的經驗作業轉變為可精確調控的工業化流程，實現了安全、質量與效率的提升；通過多模塊協同主動預防結構風險，單次作業中同步完成頂升、調坡與精準安裝，優化了橋梁的最終受力狀態與全生命周期。

18、本發明提供了一種用于橋梁的同步頂升與動態調平方法，由上述一種用于橋梁的同步頂升與動態調平系統所實現，步驟如下，

19、s1、施工準備與場地布置

20、在待頂升的梁板下方確定頂升點位與限位點位，所述頂升點位設置于梁板原有支座或主梁腹板的正下方，用于安裝頂升設備；所述限位點位位于橋梁底座兩端及相鄰梁板接縫處，用于安裝限位組件與限位組件主體；在橋梁底座兩端的側壁打設多個沿其長度方向間隔分布的通孔；在橋墩處搭設腳手架并滿鋪踏板構成施工界面，并在蓋梁擋塊處安裝防側滑擋板；

21、s2、安裝限位與約束系統

22、在橋梁底座的限位點位安裝限位組件，將穩定座通過螺栓與所述通孔固定連接，并調整其上的斜撐機構，使第一斜撐板與梁板的底面或側面緊密接觸，形成空間約束；在相鄰箱梁的伸縮縫處安裝限位組件主體，在伸縮縫兩側的梁板表面分別安裝固定座，并將連接桿穿過兩側固定座的豎板，通過調節固定機構鎖緊，形成橫向約束；

23、s3、構建頂升執行與臨時支撐體系

24、在頂升點位安裝主千斤頂，在千斤頂旁側，于橋梁底座與梁板之間自下而上依次堆疊并固定連接多個支撐座，構成臨時支撐組件；通過調節最頂部支撐座上的旋轉球頭使其與梁板底面充分貼合；

25、s4、構建多維動態監測網絡

26、在橋面關鍵截面標記觀測點，作為宏觀高度與位移的基準及人工復核點；在主千斤頂附近安裝數碼位移傳感器，并將其接入中央plc主控系統；安裝觀測組件，將伸縮桿上端固定于梁板底部，將導向座固定于蓋梁，并使伸縮桿下端伸入導向座的導向槽內，覆蓋第一測量尺刻度，形成實時豎向位移監測點；

27、s5、協同頂升與動態調坡

28、啟動所有主千斤頂，將梁板整體同步頂升至一個基準高度，使梁體平穩脫離原支座，進入可控懸浮狀態；此后進行階梯式差異頂升，中央plc主控系統根據多維監測網絡反饋的數據，指令各主千斤頂進行不同行程的頂升，每次頂升行程不超過2厘米，通過控制各支點的差異抬升量，在頂升過程中同步完成梁板坡度的動態調整；在每一級頂升完成后，立即檢查并調整限位組件的斜撐機構以及臨時支撐組件的旋轉球頭，確保其與梁板保持緊密接觸，提供持續約束與輔助支撐；

29、s6、荷載轉移與循環頂升

30、當梁板被頂升高度累積達到一個支撐座的單元高度時，將新的支撐座連接至已建立的臨時支撐組件頂部，并調節其旋轉球頭；

31、將主千斤頂的荷載完全轉移至該層臨時支撐組件上，隨后下降千斤頂，進行下一個頂升循環；重復步驟s5和s6，直至梁板到達預定標高；

32、s7、支座系統調平與改造

33、頂升調坡到位后，進行支座系統的更換與調平，首先，在梁板底面下方沿其長度方向間隔安裝調坡組件主體，將調平鋼板放置于第一升降板上，通過提升機構將調平鋼板提升至與梁板底面貼合并固定；隨后，使用輔助組件主體支撐新的支座，通過其支撐腿底部的推動機構精細調整支座的水平角度，使其與梁板底面的調平鋼板完全貼合后焊接固定；最后，進行支座墊石的改造施工，包括鑿除舊墊石、接長鋼筋、預埋地腳螺栓及澆筑高性能灌漿料；

34、s8、系統回落與工后恢復

35、按照與頂升過程相反的序列，分級、緩慢地回油落梁，使梁板荷載平穩轉移至新的支座系統上；驗收確認后，依次拆除主千斤頂、臨時支撐組件、所有限位組件及其他施工裝置，恢復橋梁正常狀態。

36、通過本發明，在橋墩側壁鉆孔，用螺栓安裝帶斜撐板的限位裝置，相比傳統焊接，不僅不傷原結構，而且形成剛性連接，能主動頂緊梁體，有效防止偏移和滑落；

37、使用一套高度遞減、可固定連接的模塊化支撐座，頂升過程可以按標準步驟循環作業，效率高；頂部的旋轉球頭能自動適應不平整的梁底，實現全面積支撐，避免了局部壓碎的風險；通過方法與裝置的結合，進一步提升施工效率，縮短了施工周期。

38、通過組件化裝置的系統集成，實現了頂升調平施工的流程標準化與操作精準化，將傳統依賴經驗的粗放式作業轉變為可控的工業化流程，在提升施工安全性與質量的同時，顯著降低了人為因素的不確定性。