CN103194985A - 结构物顶升用垫块拼装结构及其顶升实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结构物顶升用垫块拼装结构及其顶升实施方法，所述拼装结构包括由若干异形垫块拼装形成的垫块层，若干所述垫块层纵向叠加形成所述结构物顶升用垫块拼装结构；所述异形垫块包括用于围合构筑所述异形垫块形状的围合板，所述围合板内填充有混凝土，且所述围合板的拼接面上设置有企口，处于同一所述垫块层上的相邻所述异形垫块之间设置企口式连接。实施时将若干所述异形垫块拼装成与安装墩柱截面相适应的垫块层；再将所述垫块层叠加到所述安装墩柱的顶升安装面上，完成对安装墩柱的顶升。本发明的制作精度高、运输和安装方便，而且可以保证使用安全和后期耐久性，具有极高的市场价值。

Description

结构物顶升用垫块拼装结构及其顶升实施方法

技术领域

本发明涉及模块化的建筑工程用辅助装置的技术领域，尤其涉及一种结构物顶升用垫块拼装结构及其顶升实施方法。

背景技术

目前的桥梁顶升垫块可大致分为木楔垫块、精加工钢管垫块和预制钢筋混凝土垫块等几种。木楔垫块虽然容易制作、质量轻，但强度低，变形大，不宜用于大荷载顶升环境；精加工钢管垫块加工精度较易控制，但承载力相对较低且平面密排布置对施工空间要求较高；整体式预制钢筋混凝土垫块强度较高，缺点是制作精度不易控制，而且重量大，现场搬运与吊装困难，容易在运输安装过程中导致前期变形。以上垫块通常只可满足一般荷载作用下的结构物顶升，如简支梁和中小跨度连续梁的顶升，对于大吨位结构如大跨度桥梁的顶升工程根本不适用。尽管已有分割成四边型的垫块为原型，但因尺寸和重要较大，仍较笨重且易变形，加工质量难以控制，而且摆放在一起后，由于各块可能受力不同，在异形垫块受压力可能发生变形后导致接缝间隙增大；对永久性的垫块将来作为桥墩的一部分，其缝隙对结构耐久性产生不利影响；或者由于各垫块间没有牵连作用，可能导致因千斤顶受力不均出现某些垫块的受力不均或滑动。

目前，对于大型桥梁的顶升，由于结构自重大，需要较多的千斤顶提供顶升力，为保证千斤顶共同受力，垫块的平整度要求较高；加上大型桥梁的现场操作空间有限，运输和安装垫块十分困难，尤其是大的整体垫块可能在制作、运输、吊装过程中的任一环节都可能发生变形，导致施工安全或质量无法使用。

因此，随着桥梁顶升改造工程的增加，尤其是大型桥梁工程的建设需要，一种制作精度高、运输和安装方便，而且可以保证使用安全和后期耐久性的结构物顶升用垫块拼装结构及其顶升实施方法具有极高的市场价值。

发明内容

有鉴于上述现有技术的不足，本发明为了克服现有顶升垫块加工制作难度、运输安装困难、后期耐久性质量保证困难而提出的一种轻型模块化集成的结构物顶升用垫块拼装结构及其顶升实施方法，实现能够用于桥梁等结构物顶升工程用垫块，尤其是大型桥梁顶升用垫块，为桥梁顶升安全施工甚至后期使用耐久性提供保障。

为实现上述目的，本发明提供了一种结构物顶升用垫块拼装结构，包括：由若干异形垫块拼装形成的垫块层，若干所述垫块层纵向叠加形成所述结构物顶升用垫块拼装结构；所述异形垫块包括用于围合构筑所述异形垫块形状的围合板，所述围合板内填充有混凝土，且所述围合板的拼接面上设置有企口，处于同一所述垫块层上的相邻所述异形垫块之间设置企口式连接。

作为本发明的进一步改进，所述垫块层内预埋有用于穿设预应力筋的孔道，所述孔道内设置有用于增强所述异形垫块间紧密性的预应力筋。加设孔道和预应力筋能有效地提高各异形垫块之间的连接和预压力，且结构简单有效，加工和安装便捷。

作为本发明的进一步改进，所述围合板的上下两端面均布置钢筋网片，所述混凝土填充在所述围合板和所述钢筋网片围合形成的腔室内。

作为本发明的进一步改进，所述异形垫块为相同的扇形垫块，由所述扇形垫块拼装形成圆形垫块层。采用模块化的扇形垫块，可进行工厂化批量生产，容易拼装形成圆形垫块层，尤其适用于圆形截面的安装墩柱。

作为本发明的进一步改进，所述异形垫块包括一圆形垫块和若干绕设在所述圆形垫块外圆周表面的扇环形垫块，所述圆形垫块设置在所述垫块层的中心部分，若干所述扇环形垫块拼装形成一套设在所述圆形垫块上的圆环，组合形成圆形截面的垫块层。采用圆形垫块和扇环形垫块组合拼装形成圆形垫块层，为圆形截面的安装墩柱提供了又一种垫块结构，进一步提高结构的可靠性，以及降低了垫块层的拼装和叠加难度。

作为本发明的进一步改进，所述异形垫块包括结构相互匹配的L形垫块和T形垫块，所述L形垫块和T形垫块相互扣合拼装形成一矩形截面的垫块层。采用模块化的L形垫块和T形垫块，扩展性好，可进行工厂化批量生产，容易拼装形成矩形垫块层，尤其适用于矩形截面的安装墩柱。

作为本发明的进一步改进，所述异形垫块包括结构相互匹配的锯齿形垫块和十字形垫块，所述十字形垫块设置在所述垫块层的中心部分，所述锯齿形垫块扣合拼装在所述十字形垫块的四周侧面上形成一矩形截面的垫块层。采用模块化的锯齿形垫块和十字形垫块，扩展性好，可进行工厂化批量生产，容易拼装形成矩形垫块层，且形成矩形垫块层结构更加牢固可靠，尤其适用于矩形截面的安装墩柱。

作为本发明的进一步改进，所述孔道垂直贯穿设置在所述矩形截面的垫块层的四周侧面，所述孔道内设置的预应力筋为螺纹钢筋拉杆。所述孔道加工更加简单，采用螺纹钢筋拉杆可直接进行张拉和锚固。如当垫块层拼接完成后，在预埋的孔道内穿入交叉螺纹钢筋拉杆，通过对拉杆张拉和锚固后，即可实现对各异形垫块间的预压力。

本发明还提出一种结构物顶升用垫块拼装结构的顶升实施方法，包括以下步骤：

步骤一：将若干所述异形垫块拼装成与安装墩柱截面相适应的垫块层；其中，相邻所述异形垫块之间通过围合板之间的企口实现紧密搭接和固定卡位，以及在预埋在所述垫块内的孔道张拉和锚固预应力筋，实现对各垫块间的预压力。

步骤二：将所述垫块层叠加到所述安装墩柱的顶升安装面上，完成对安装墩柱的顶升。

作为本发明的进一步改进，在步骤二完成后，还包括：若拼装后的垫块层截面小于原墩柱截面，则在需要确定增高部分与安装墩柱外型一致时，通过在所述异形垫块最外侧的围合板上点焊段钢筋作为销钉，然后浇筑外围混凝土，实现垫块层截面与安装墩柱截面保持一致；若拼装后的垫块层截面与原墩柱一致，则只需要对外侧接缝进行密封处理。

本发明的结构物顶升用垫块拼装结构的顶升实施方法，能有效的利用所述结构物顶升用垫块拼装结构在安装墩柱上施工，实现有效的顶升，施工安全性好，应用范围广阔，不局限于桥梁顶升用途，作为其他结构施工过程中的支撑垫块均可适用。

综上所述，本发明的结构物顶升用垫块拼装结构及其顶升实施方法克服了现有顶升垫块加工制作难度、运输安装困难、后期耐久性质量保证困难，是一种轻型模块化集成的结构物顶升用垫块拼装结构及其顶升实施方法，结构简单可靠，运输安装便捷，可批量模块化生产，实施方法简单便捷可靠，适用范围广，能够用于桥梁等结构物顶升工程用垫块，尤其是大型桥梁顶升用垫块，为桥梁顶升安全施工以及后期使用耐久性提供保障。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1a为实施例一的结构物顶升用垫块拼装结构的俯视图。

图1b为实施例一的结构物顶升用垫块拼装结构的立面图。

图1c为实施例一的结构物顶升用垫块拼装结构扩展模式的俯视图。

图2a为实施例二的结构物顶升用垫块拼装结构的附视图。

图2b为实施例二的结构物顶升用垫块拼装结构的立面图。

图2c为实施例二的结构物顶升用垫块拼装结构的扩展模式1的俯视图。

图2d为实施例二的结构物顶升用垫块拼装结构的扩展模式2的俯视图。

图2e为实施例二的结构物顶升用垫块拼装结构的扩展模式3的俯视图。

图2f为实施例二的结构物顶升用垫块拼装结构的扩展模式4的俯视图。

图2g为实施例二的结构物顶升用垫块拼装结构的扩展模式5的俯视图。

图3a为实施例三的结构物顶升用垫块拼装结构的附视图。

图3b为实施例二的结构物顶升用垫块拼装结构的立面图。

图3c为实施例二的结构物顶升用垫块拼装结构的扩展模式1的俯视图。

图3d为实施例二的结构物顶升用垫块拼装结构的扩展模式2的俯视图。

图4为异形垫块间的企口式接头结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图所示，本实施例提出一种结构物顶升用垫块拼装结构，包括：由若干异形垫块拼装形成的垫块层，若干所述垫块层纵向叠加形成所述结构物顶升用垫块拼装结构；所述异形垫块包括用于围合构筑所述异形垫块形状的围合板，所述围合板内填充有混凝土，且所述围合板的拼接面上设置有企口，处于同一所述垫块层上的相邻所述异形垫块之间设置企口式连接。

作为本实施例的进一步具体实施方式，所述垫块层内预埋有用于穿设预应力筋的孔道，所述孔道内设置有用于增强所述异形垫块间紧密性的预应力筋。所述围合板的上下两端面均布置钢筋网片，所述混凝土填充在所述围合板和所述钢筋网片围合形成的腔室内。

示例性的，本实施例的围合板可采用钢板。图4为异形垫块间的企口式接头结构示意图。如图4所示，对于同一所述垫块层上的相邻异形垫块401之间设置企口402。示例性的，企口402包括：在异形垫块401的下端面靠近连接面的部分设置有凹陷卡口404，以及在异形垫块401的连接面下端水平延伸设置有一向上的凸起卡口403，通过两卡口扣合实现企口式连接。当然了，在其他实施例中企口还可以为在围合板的两侧连接面上设置适配的凹槽和凸榫。

本实施例的结构物顶升用垫块拼装结构的顶升实施方法，包括以下步骤：

步骤一：将若干所述异形垫块拼装成与安装墩柱截面相适应的垫块层；其中，相邻所述异形垫块之间通过围合板之间的企口实现紧密搭接和固定卡位，以及在预埋在所述垫块内的孔道张拉和锚固预应力筋，实现对各垫块间的预压力。

步骤二：将所述垫块层叠加到所述安装墩柱的顶升安装面上，完成对安装墩柱的顶升。

作为本实施例的进一步具体实施方式，在步骤二完成后，还包括：若拼装后的垫块层截面小于原墩柱截面，则在需要确定增高部分与安装墩柱外型一致时，通过在所述异形垫块最外侧的围合板上点焊段钢筋作为销钉，然后浇筑外围混凝土，实现垫块层截面与安装墩柱截面保持一致；若拼装后的垫块层截面与原墩柱一致，则只需要对外侧接缝进行密封处理。

本实施例的顶升实施方法可根据现场施工条件进行调整，可采用在现场提前组装后整体吊装就位的施工方式。当现场施工条件允许情况下，可对上述异形垫块采用提前拼装成整片的垫块层，或采用提前部分拼装的模式，然后吊装到桥下再进一步拼装和安装，或整体拼装和叠加完成后直接进行吊装，从而减少桥下施工时间，提高施工效率。

具体的，图1a示出实施例一的结构物顶升用垫块拼装结构的俯视图。图1b示出实施例一的结构物顶升用垫块拼装结构的立面图。本实施例为了适配圆形截面的安装墩柱，采用如图1a所示的结构物顶升用垫块拼装结构，所述异形垫块采用相同的扇形垫块101，由扇形垫块101通过企口拼装形成圆形垫块层102。可采用圆心角为45°，半径与安装墩柱截面相等的8块圆形垫块进行拼装，扇形垫块101的厚度根据安装墩柱所需顶升的高度设定，可采用一层也可以分为数层进行叠加顶升。此外，还可以在扇形垫块101内预制一段圆弧孔道（图中未示出），保证多个扇形垫块101拼装完成后形成一个圆环形导通孔道（图中未示出），再往孔道内穿设预应力筋（图中未示出）进一步加强各扇形垫块之间的连接和提供预压力。

图1c示出实施例一的结构物顶升用垫块拼装结构扩展模式的俯视图。作为本实施例的进一步具体实施方式，与上述不同的是所述异形垫块包括一圆形垫块105和若干绕设在圆形垫块105外圆周表面的扇环形垫块104，圆形垫块105设置在垫块层的中心部分，若干扇环形垫块104拼装形成一套设在圆形垫块105上的圆环，组合形成圆形垫块层102。圆形垫块105的厚度可以和扇环形垫块104一致，也可以是几倍于扇环形垫块104的厚度，实现多层扇环形垫块104共同环绕在同一中心的圆形垫块105上，进一步提高结构的可靠性，以及降低了垫块层的拼装和叠加难度。

在具体应用中，根据顶升高度、千斤顶行程、墩柱截面尺寸，确定采用如图1a或者如图1c所示的异形垫块，当截面较相对较小时，适于采用图1c结构。

采用图1c结构时，根据千斤顶布置数量和位置、截面大小划分扇环形垫块104的数量与尺寸，并进行加工制作，扇环形垫块104划分原则是统一尺寸。

加工制作时需要在围合板高度顶面和底面内焊接钢筋间距100mm的钢筋网片，钢筋直径不得小于10mm，强度等级不限，充填混凝土强度不得低于C50。

安装时，首先安装中心部分的圆形垫块，然后布置四周的扇环形垫块；对有卡口的垫块，在安放下一块扇形时，需要适当敲击，以使相邻间的异形垫块卡死到位。全部模块拼接后，在外侧接口处，用钢筋或钢板对围合板焊接。对于加设了孔道和预应力筋的垫块层，应先进行预应力筋的张拉和锚固，然后在外侧接口处用钢筋或钢板对围合板焊接。其中，各异形垫块的平面平整度应达到正常顶升用垫块的要求，属于现有技术，此处不再赘述；同时各异形垫块间的厚度差不得大于0.2mm。在顶升过程中，异形垫块的形状尺寸和厚度根据制作经济性、运输方便性、千斤顶最大行程和顶升量要求，可设计确定为统一尺寸，由此可减少模块的种类，也可减少千斤顶回缸次数，提高施工安全性。

实施例2：

图2a为实施例二的结构物顶升用垫块拼装结构的附视图。图2b为实施例二的结构物顶升用垫块拼装结构的立面图。为了更好的适配非圆形截面的安装墩柱，与实施例一不同的是本实施例的结构物顶升用垫块拼装结构所述异形垫块包括：如图2a所示的结构相互匹配的L形垫块201和T形垫块202，L形垫块201和T形垫块202相互扣合拼装形成一矩形截面的垫块层203。具体的为两个L形垫块201和一个T形垫块202进行扣合，L形垫块201扣合在T形垫块202的左右两侧。

此外，在矩形截面的垫块层203中设置的孔道204垂直贯穿设置在所述矩形截面的垫块层203的四周侧面，孔道204内设置的预应力筋为螺纹钢筋拉杆（图中未示出）。采用直线状的孔道204其加工更加简单，采用螺纹钢筋拉杆可直接进行张拉和锚固。如图2b所示，在垫块层拼接完成后，往四周侧面的孔道204内穿入交叉螺纹钢筋拉杆，螺纹钢筋拉杆贯穿L形垫块201和T形垫块202，然后对螺纹钢筋拉杆进行张拉和锚固后，实现对各异形垫块间的预压力。

根据安装墩柱截面的大小，本实施例的结构物顶升用垫块拼装结构可扩展为图2c-图2g所示的结构，当然还可以根据需要进行调节和延伸扩展。

根据顶升高度、千斤顶行程、墩柱截面尺寸，确定采用图2a、图2c、图2d、图2e、图2f或图2g中的任一截面拼装结构，当安装墩柱截面较大时，优选图2c、图2d和图2e。

根据千斤顶布置数量和位置、截面大小划分模块单元尺寸，其原则是采用的异形垫块类型越少越有利。

加工制作时需要在围合板高度顶面和底面内焊接钢筋间距100mm的钢筋网片，钢筋直径不得小于10mm，强度等级不限，充填混凝土强度不得低于C50。

安装时，对采用图2a结构进行安装时，先安装中央的T形垫块202，然后安装其他异形垫块；也可根据安装空间要求随意拼装。对异形垫块接缝处设置有卡口（企口）的情况，在安放下一块异形垫块时，需要适当敲击，以使相邻间的异形垫块卡死到位。对更大墩柱截面可利用已拼接后的垫块按图2c～2e的方式扩展。

当异形垫块定位后，对需要设置卡口，或者设置有卡口仍需要预紧的异形垫块，按预埋的孔道穿螺纹钢筋并张拉锚固，然后在外侧接口处用钢筋或钢板对围合板焊接。

实施例3：

图3a为为实施例三的结构物顶升用垫块拼装结构的附视图。图3b为实施例二的结构物顶升用垫块拼装结构的立面图。本实施例与实施二的不同之处在于，本实施例的结构物顶升用垫块拼装结构所述异形垫块包括：如图3a所示的结构相互匹配的锯齿形垫块301和十字形垫块302，十字形垫块302设置在垫块层303的中心部分，锯齿形垫块301扣合拼装在十字形垫块302的四周侧面上形成一矩形截面的垫块层303。采用模块化的锯齿形垫块301和十字形垫块302，扩展性好，可进行工厂化批量生产，容易拼装形成矩形垫块层，且形成矩形垫块层结构更加牢固可靠，尤其适用于正方形截面的安装墩柱。其孔道304和预应力筋（图中未示出）的设置，以及实施方法可参照实施例二所述，此处不再进行赘述。

图3c和图3d为本实施例其中两种扩展模式的俯视图，尤其适用于截面较大的安装墩柱。当然本实施例还也可以根据施工需要进行其他的调整和扩展。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种结构物顶升用垫块拼装结构，其特征在于包括：由若干异形垫块拼装形成的垫块层，若干所述垫块层纵向叠加形成所述结构物顶升用垫块拼装结构；所述异形垫块包括用于围合构筑所述异形垫块形状的围合板，所述围合板内填充有混凝土，且所述围合板的拼接面上设置有企口，处于同一所述垫块层上的相邻所述异形垫块之间设置企口式连接。

2.如权利要求1所述的结构物顶升用垫块拼装结构，其特征在于：所述垫块层内预埋有用于穿设预应力筋的孔道，所述孔道内设置有用于增强所述异形垫块间紧密性的预应力筋。

3.如权利要求1或2所述的结构物顶升用垫块拼装结构，其特征在于：所述围合板的上下两端面均布置钢筋网片，所述混凝土填充在所述围合板和所述钢筋网片围合形成的腔室内。

4.如权利要求3所述的结构物顶升用垫块拼装结构，其特征在于：所述异形垫块为相同的扇形垫块，由所述扇形垫块拼装形成圆形垫块层。

5.如权利要求3所述的结构物顶升用垫块拼装结构，其特征在于：所述异形垫块包括一圆形垫块和若干绕设在所述圆形垫块外圆周表面的扇环形垫块，所述圆形垫块设置在所述垫块层的中心部分，若干所述扇环形垫块拼装形成一套设在所述圆形垫块上的圆环，组合形成圆形截面的垫块层。

6.如权利要求3所述的结构物顶升用垫块拼装结构，其特征在于：所述异形垫块包括结构相互匹配的L形垫块和T形垫块，所述L形垫块和T形垫块相互扣合拼装形成一矩形截面的垫块层。

7.如权利要求3所述的结构物顶升用垫块拼装结构，其特征在于：所述异形垫块包括结构相互匹配的锯齿形垫块和十字形垫块，所述十字形垫块设置在所述垫块层的中心部分，所述锯齿形垫块扣合拼装在所述十字形垫块的四周侧面上形成一矩形截面的垫块层。

8.如权利要求6或7所述的结构物顶升用垫块拼装结构，其特征在于：所述孔道垂直贯穿设置在所述矩形截面的垫块层的四周侧面，所述孔道内设置的预应力筋为螺纹钢筋拉杆。

9.一种结构物顶升用垫块拼装结构的顶升实施方法，包括以下步骤：

步骤一：将若干权利要求1-8中任一所述异形垫块拼装成与安装墩柱截面相适应的垫块层；其中，相邻所述异形垫块之间通过围合板之间的企口实现紧密搭接和固定卡位，以及在预埋在所述异形垫块内的孔道张拉和锚固预应力筋，实现对各垫块间的预压力；

步骤二：将所述垫块层叠加到所述安装墩柱的顶升安装面上，完成对安装墩柱的顶升。

10.如权利要求9所述的顶升实施方法，其中：在步骤二完成后，还包括：若拼装后的垫块层截面小于原墩柱截面，则在需要确定增高部分与安装墩柱外型一致时，通过在所述异形垫块最外侧的围合板上点焊段钢筋作为销钉，然后浇筑外围混凝土，实现垫块层截面与安装墩柱截面保持一致；若拼装后的垫块层截面与原墩柱一致，则只需要对外侧接缝进行密封处理。

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