CN104005338A - 一种大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构，包括两个塔柱、固定在塔柱之间的横梁和固结在横梁上端面的钢箱梁，所述钢箱梁的端部设有横向固结装置和纵向固结装置，所述钢箱梁的底部设有竖向固结装置，所述竖向固结装置包括若干竖向锚固件，所述各竖向锚固件的多根预应力锚索的两端分别锚固在钢箱梁底部和横梁底部。本发明竖向临时固结采用预应力锚索张拉锚固钢箱梁底部和横梁底部，包含预应力锚索的竖向锚固件结构简单、施工方便，减少了常规竖向临时固结时大型预埋件的安装、大量焊缝的焊接及后期钢箱梁与混凝土下横梁顶面混凝土修补的工作，从而提高了工作效率。本发明可应用于桥梁施工中。

Description

一种大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构

技术领域

本发明涉及桥梁施工，特别是涉及一种大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构。

背景技术

随着我国公路、铁路交通网的大规模建设，大跨度斜拉桥的建设也随之频繁出现，由于钢箱梁重量轻、跨越性能好，因此大跨度斜拉桥均是采用钢箱梁作为主梁结构，钢箱梁悬臂安装施工也将是大跨度斜拉桥主梁施工中最常见的一种施工方式。在钢箱梁悬臂安装施工过程中，索塔两侧的钢箱梁在架梁吊机起吊过程中总会出现起吊不同步，且随着两端悬臂安装距离索塔越来越远时，钢箱梁两端所受的不平衡荷载作用越来越明显，以及斜拉索挂设不对称张拉或其它临时荷载等影响下，钢箱梁与索塔之间会产生一定的位移。钢箱梁架设周期长，沿海沿江的斜拉桥钢箱梁施工时经常会受到台风、强对流天气的影响，也会使钢箱梁受到临时不平衡荷载作用，从而会使钢箱梁与索塔之间产生一定的位移，严重时甚至会发生倾覆等安全事故。因此在大跨度钢箱梁悬臂安装施工时，为了确保钢箱梁架设施工阶段的结构稳定和施工安全，需将钢箱梁与索塔进行临时固结，以防钢箱梁在安装过程中发生不可逆位移甚至倾覆，给后续施工造成困难。

钢箱梁架设时塔梁临时固结主要有竖向、横向、桥梁纵向三个方向的限位，其竖向限位固结的常规施工方法是：

竖向限位采用在下横梁顶面预埋大型预埋件，然后在钢箱梁底板底面焊接大型钢结构（兼做钢箱梁竖向支撑结构）将钢梁与下横梁顶面预埋件连接起来。然而为防止钢梁震动甚至倾覆，需要焊接大量的焊缝才能满足受力要求，故而在下横梁混凝土施工时，需预埋较多大型预埋件，在安装竖向锚固焊接大量焊缝时需要花费较多的人工和时间，待全桥合龙后竖向锚固拆除，还需对下横梁预埋件部位进行修补，钢箱梁底板底面焊缝部位需要进行焊除、打磨和涂装，后期修补工作量大。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种施工方便、提高工作效率的大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构。

本发明所采用的技术方案是：

一种大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构，包括两个塔柱、固定在塔柱之间的横梁和固结在横梁上端面的钢箱梁，所述钢箱梁的端部设有横向固结装置和纵向固结装置，所述钢箱梁的底部设有竖向固结装置，所述竖向固结装置包括若干竖向锚固件，所述各竖向锚固件的多根预应力锚索的两端分别锚固在钢箱梁底部和横梁底部。

作为上述技术方案的进一步改进，所述各竖向锚固件沿横梁长度方向和宽度方向呈矩阵排列布置，保证竖向锚固件均布于钢箱梁上，保证钢箱梁与横梁锚固的稳定性和均匀性。

作为上述技术方案的进一步改进，所述横梁底部接有若干锚具，经过张拉的所述预应力锚索竖直地由上至下穿过横梁后与对应锚具的夹片连接，该结构简单方便，有效的起到竖向锚固的作用。

作为上述技术方案的进一步改进，由于锚具夹片位于横梁底部，为防止夹片松脱，所述锚具夹片的下端接有限位板，所述限位板的下端接有限位管，所述预应力锚索穿过限位板和限位管后被从限位管侧端旋入的紧固螺栓锁紧，待预应力锚索张拉至设计吨位锚固后，利用限位板、限位管和紧固螺栓将夹片定位。

作为上述技术方案的进一步改进，所述竖向锚固件包括安装在钢箱梁底部的锚固座、通过销轴连接锚固座的钢制件，所述钢制件的中部固接有锚板，所述预应力锚索的顶端连接锚板。锚固座在钢箱梁预制时安装，并用高强度螺栓连接在钢箱梁上，避免后期拆除时对钢箱梁底板底面的割除、打磨和涂装修补工作。

作为上述技术方案的进一步改进，所述竖向固结装置包括临时支撑垫，所述临时支撑垫包括由下至上依次连接的阻尼垫石、抄垫砼块、抄垫钢板和橡胶块，所述阻尼垫石放置在横梁顶面，所述橡胶块与钢箱梁底端连接。 

作为上述技术方案的进一步改进，所述横向固结装置包括连接在钢箱梁端部的横向抗风支座，所述横向抗风支座抵靠预埋在相应塔柱的支座垫石。

目前传统技术中的横向限位一般采用在两索塔塔柱内侧与钢箱梁横向侧壁之间抄垫钢垫块，为防止抄垫的钢垫块向下滑落，需将钢垫块与钢梁焊接起来，后期拆除后需打磨修补花费较多的人工和时间。为了避免横向限位时抄垫钢垫块位置后期焊缝修补工作，利用横向抗风支座进行横向固结限位。

作为上述技术方案的进一步改进，所述纵向固结装置包括连接在钢箱梁上的两件限位钢结构，所述两件限位钢结构沿纵向水平布置并位于横向抗风支座和支座垫石两侧，所述各限位钢结构与支座垫石的空隙处设有抄垫物。

目前桥梁纵向限位一般采用预应力钢束将钢箱梁与索塔横梁顶面沿桥梁纵向方向斜向下的交错张拉连接，预应力钢束一端锚固在钢箱梁底板底面焊接的预应力张拉锚固基座上面，另一端锚固在混凝土下横梁顶面的预应力张拉锚固基座上，通过沿桥梁纵向的预应力钢束斜向下交错张拉，使钢箱梁纵向限位。然而为了使预应力钢束两端分别锚固在钢箱梁底板底面、下横梁顶面上，在钢箱梁底板底面相应位置需焊接专门的张拉锚固基座，后期临时锚固拆除后，需对钢箱梁底板底面再进行焊缝割除、打磨和涂装；在下横梁混凝土施工时，需在下横梁顶面预埋张拉锚固预埋件，待后期拆除后需对下横梁表面的预埋件位置进行混凝土修补，因此其工作量相当大。为了避免桥梁纵向限位时在下横梁混凝土顶面安装的预埋件后期修补和钢箱梁底板底面焊缝割除、打磨和涂装等工作，减少混凝土表面外观缺陷，采用高强度螺栓将限位钢结构固定在钢箱梁上位于支座垫石纵向的两侧，通过限位钢结构、抄垫物和支座垫石之间相互抵靠进行纵向限制固结。

作为上述技术方案的进一步改进，所述抄垫物为中间向两侧依次连接的橡胶垫和抄垫板，橡胶垫主要起缓冲作用。

本发明的有益效果是：本发明竖向临时固结采用预应力锚索张拉锚固在钢箱梁底部和横梁底部，其中预应力锚索的竖向锚固件结构简单、施工方便，减少了常规竖向临时固结时大型预埋件的安装、大量焊缝的焊接及后期钢箱梁与混凝土下横梁顶面混凝土修补的工作，从而提高了工作效率。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是斜拉桥的主视图；

图2是斜拉桥的侧视图；

图3是本发明中竖向锚固件立面布置图；

图4是图3中B部分的放大示意图；

图5是图3中C部分的放大示意图；

图6是本发明中竖向锚固件平面布置图；

图7是本发明临时支撑垫的结构示意图；

图8是图1中A部分的放大示意图，也是本发明横向固结装置的立面示意图；

图9是本发明横向固结装置和纵向固结装置的平面布置图。

具体实施方式

如图1至图9所示的大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构，包括两个塔柱1、固定在塔柱1之间的横梁2和固结在横梁2上端面的钢箱梁3，钢箱梁3的端部设有横向固结装置和纵向固结装置，钢箱梁3的底部设有竖向固结装置，竖向固结装置包括若干竖向锚固件，各竖向锚固件的多根预应力锚索41的两端分别锚固在钢箱梁3底部和横梁2底部。

本实施例中的竖向固结装置通过如下方式实现：

竖向固结装置包括多个竖向锚固件。如图3和图4所示，每个竖向锚固件包括预先安装在钢箱梁3底部的锚固座47、通过销轴48连接锚固座47的钢制件49、预应力锚索41和安装在横梁2底部的锚具42。钢制件49的中部固接有锚板491，预应力锚索41的顶端连接锚板491，底端经过张拉后竖直地由上至下穿过横梁2后与锚具42的夹片43连接。锚固座47在钢箱梁3预制时安装，并用高强度螺栓连接在钢箱梁3上，避免后期拆除时对钢箱梁3底板底面的割除、打磨和涂装修补工作。

如图5所示，由于夹片43位于横梁2底部，为防止夹片43松脱，夹片43的下端接有限位板44，限位板44的下端接有限位管45，预应力锚索41穿过限位板44和限位管45后被从限位管45侧端旋入的紧固螺栓46锁紧，待预应力锚索41张拉至设计吨位锚固后，利用限位板44、限位管45和紧固螺栓46将夹片43定位。

各竖向锚固件沿横梁2长度方向（横向）和宽度方向（纵向）呈矩阵排列布置，保证竖向锚固件均布于钢箱梁3上，保证钢箱梁3与横梁2锚固的稳定性和均匀性。如图6所示，图中的圆孔为供各预应力锚索41穿过的预应力孔道。

如图6和图7所示，竖向固结装置还包括临时支撑垫5，临时支撑垫5包括由下至上依次连接的阻尼垫石51、抄垫砼块52、抄垫钢板53和橡胶块54，阻尼垫石51布置于横梁2顶面，橡胶块54与钢箱梁3底端连接，通过临时支撑垫5临时支撑钢箱梁3。

本实施例中的横向固结装置通过如下方式实现：

如图8和图9所示，横向固结装置包括连接在钢箱梁3端部的横向抗风支座61，横向抗风支座61抵靠预埋在相应塔柱1的支座垫石62上。

本实施例中的纵向固结装置通过如下方式实现：

如图9所示，纵向固结装置包括通过高强度螺栓连接在钢箱梁3上的两件限位钢结构71，两件限位钢结构71沿纵向水平布置并位于横向抗风支座61和支座垫石62两侧，各限位钢结构71与支座垫石62的空隙处设有抄垫物，抄垫物为中间向两侧依次连接的橡胶垫72和抄垫板73，橡胶垫72主要起缓冲作用。

本实施例中的临时固结结构施工方法如下：

1、索塔横梁2施工时，预埋供预应力锚索41穿过的预应力孔道；

2、钢箱梁3的0#节段在工厂加工时提前安装好锚固座47，为减少后期拆除后对钢箱梁3底板底面的割除、打磨和涂装修补工作，锚固座47与钢箱梁3之间采用高强度螺栓连接。

3、钢箱梁3的0#节段水运至墩位、大型浮吊安装、滑移到位后，千斤顶顶起钢箱梁3，调整钢箱梁3平面位置及高程，并在阻尼垫石51上面抄垫抄垫砼块52、抄垫钢板53和安装高强度的橡胶块54至设计标高作为钢箱梁3临时支撑，千斤顶油泵回油下落，钢箱梁3荷载由临时支撑垫5承担；

4、钢箱梁3的0#节段调整至设计位置落梁后，安装预应力锚索41，预应力锚索41上端锚固在钢制件49上，钢制件49通过销轴48与钢箱梁3底部锚固座47连接起来，预应力锚索41下端穿过横梁2，经过千斤顶张拉后，利用夹片43锚固于横梁2底部。由于夹片43位于横梁2底部，为防止夹片43松脱，待预应力锚索41张拉至设计吨位锚固后，设置限位板44和限位管45；

5、提前在塔柱1上浇筑支座垫石62，钢箱梁3上安装横向抗风支座61并灌浆，作为钢箱梁3横向限位。在横向抗风支座61纵向的前、后两侧安装限位钢结构71。限位钢结构71与支座垫石62之间空隙采用抄垫板73和高强度橡胶垫72抄垫，为方便施工及后期处理修复，限位钢结构71采用螺栓与抄垫板73连接。

以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构，包括两个塔柱(1)、固定在塔柱(1)之间的横梁(2)和固结在横梁(2)上端面的钢箱梁(3)，其特征在于：所述钢箱梁(3)的端部设有横向固结装置和纵向固结装置，所述钢箱梁(3)的底部设有竖向固结装置，所述竖向固结装置包括若干竖向锚固件，所述各竖向锚固件的多根预应力锚索(41)的两端分别锚固在钢箱梁(3)底部和横梁(2)底部。

2.根据权利要求1所述的大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构，其特征在于：所述各竖向锚固件沿横梁(2)长度方向和宽度方向呈矩阵排列布置。

3.根据权利要求1所述的大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构，其特征在于：所述横梁(2)底部接有若干锚具(42)，经过张拉的所述预应力锚索(41)由上至下穿过横梁(2)后与对应锚具(42)的夹片(43)连接。

4.根据权利要求3所述的大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构，其特征在于：所述夹片(43)的下端接有限位板(44)，所述限位板(44)的下端接有限位管(45)，所述预应力锚索(41)穿过限位板(44)和限位管(45)后被从限位管(45)侧端旋入的紧固螺栓(46)锁紧。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构，其特征在于：所述竖向锚固件包括安装在钢箱梁(3)底部的锚固座(47)、通过销轴(48)连接锚固座(47)的钢制件(49)，所述钢制件(49)的中部固接有锚板(491)，所述预应力锚索(41)的顶端连接锚板(491)。

6.根据权利要求1所述的大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构，其特征在于：所述竖向固结装置包括临时支撑垫(5)，所述临时支撑垫(5)包括由下至上依次连接的阻尼垫石(51)、抄垫砼块(52)、抄垫钢板(53)和橡胶块(54)，所述阻尼垫石(51)放置在横梁(2)顶面，所述橡胶块(54)与钢箱梁(3)底端连接。

7.根据权利要求1或6所述的大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构，其特征在于：所述横向固结装置包括连接在钢箱梁(3)端部的横向抗风支座(61)，所述横向抗风支座(61)抵靠预埋在相应塔柱(1)的支座垫石(62)。

8.根据权利要求7所述的大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构，其特征在于：所述纵向固结装置包括连接在钢箱梁(3)上的两件限位钢结构(71)，所述两件限位钢结构(71)沿纵向水平布置并位于横向抗风支座(61)和支座垫石(62)两侧，所述各限位钢结构(71)与支座垫石(62)的空隙处设有抄垫物。

9.根据权利要求8所述的大跨斜拉桥塔梁三向临时固结结构，其特征在于：所述抄垫物为中间向两侧依次连接的橡胶垫(72)和抄垫板(73)。