CN104032678A - H型塔柱内力可调的临时横撑结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种H型塔柱内力可调的临时横撑结构，包括横撑和分别固定在两侧塔柱上的牛腿，所述横撑搭载在牛腿上，所述横撑包括与一侧塔柱抵接的抵接端和与抵接端相对的顶推端，所述顶推端与另一侧塔柱之间活动处插装有抄垫物，所述顶推端设有受力后使横撑向抵接端发生位移的顶推部。本发明还涉及上述临时横撑结构的施工方法。本发明减少了临时水平横撑安装时塔吊占用使用时间，方便施工期间对顶推力的调整，加快索塔施工工期，减少临时水平横撑高空焊接工作量，降低临时水平横撑拆除难度，降低高空作业安全风险。本发明可应用于桥梁施工中水平临时横撑施工。

Description

H型塔柱内力可调的临时横撑结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工，特别是涉及一种H型塔柱内力可调的临时横撑结构及其施工方法。

背景技术

随着我国公路、铁路快速路网的大规模建设，大量跨江、河、海桥梁纷纷兴建，斜拉桥是大跨度桥梁的最主要桥型之一。对于H型高塔倾斜塔柱施工，随着倾斜塔柱施工高度的增加，塔柱悬臂部分下根部外侧混凝土的拉应力逐渐增大，同时向内倾斜塔柱施工的悬臂端由于重力作用，向外产生位移也越来越大，为控制塔柱线形、内力满足设计要求并保证施工期间结构安全，在倾斜塔柱施工过程中，应分高度设置临时水平横撑，控制塔柱悬臂施工高度。

目前，H型索塔倾斜中塔柱施工临时水平横撑设置常规施工方法如下：利用塔吊在塔柱内侧相应位置水平吊装水平横撑结构，水平横撑的一端直接与索塔预埋件焊接，待焊接完毕后在水平横撑另一端结构钢管柱前端两边布置千斤顶和油泵，并按设计或监控单位要求，启动油泵使千斤顶沿水平方向向外顶推至设计吨位，然后在临时水平横撑与索塔塔柱内侧预埋件之间空隙内抄垫钢板，并将横撑与抄垫钢板、预埋件之间焊接起来，最后千斤顶卸载完成临时横撑安装。临时横撑拆除时再根据安装顶推力及施工工况变化情况重新计算拆除时水平横撑顶推力，利用千斤顶先向外顶推至计算力值，然后割除焊缝，再抽出抄垫钢板，千斤顶回油卸载后利用塔吊拆除临时水平横撑钢结构。

但是上述施工方法存在以下不足：

1、焊接完毕塔吊方可松构，整个吊装过程占用塔吊时间较长，严重影响主塔塔柱施工，延误施工工期。

2、临时水平横撑两端需与抄垫钢板、索塔预埋件全部焊接起来，焊接工作量较大，且均在高空施焊，存在高空作业安全风险。

3、临时水平横撑安装完成后，难以调整顶推力。随着索塔的施工，测量监控单位会对索塔线型及内力进行测量监控，并随时根据测量结果对临时水平横撑顶推力进行调整，以控制索塔偏位及内力值处于允许范围内。而常规的临时水平横撑端头与抄垫钢板、索塔预埋件都焊接起来了，进行顶推力调整前需将焊缝割除，待顶推力调整完毕后再焊接起来，工序繁琐，工作量大，且割除焊缝操作时安全风险较大。

4、临时水平横撑拆除时由于横撑两端均与索塔预埋件焊接起来，且拆除与安装时施工工况变化较大，难以准确计算拆除时水平横撑内力，故而难以采用油顶进行先卸载后拆除方法，拆除工作存在较大的难度，而且安全风险较大。

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安全、方便的H型塔柱内力可调的临时横撑结构及其施工方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种H型塔柱内力可调的临时横撑结构，其特征在于：包括横撑和分别固定在两侧塔柱上的牛腿，所述横撑搭载在牛腿上，所述横撑包括与一侧塔柱抵接的抵接端和与抵接端相对的顶推端，所述顶推端与另一侧塔柱之间相对活动且插装有抄垫物，所述顶推端设有受力后使横撑向抵接端发生位移的顶推部。

作为上述技术方案的进一步改进，所述顶推端为阶梯轴结构，所述阶梯轴结构的轴头搭载在牛腿上，所述阶梯轴结构的轴肩构成所述顶推部。通过将顶推端设置成阶梯轴结构并由顶推装置直接顶推轴肩，可以保证顶推轴向力的均匀平衡，保证顶推的效果。

作为上述技术方案的进一步改进，所述塔柱上设有预埋件，所述牛腿通过螺栓与预埋件连接并固定在塔柱上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述预埋件包括在塔柱内的预埋螺杆和过渡螺母，所述预埋螺杆的一端连接位于塔柱内的锚固件，另一端螺纹连接过渡螺母的前部，所述牛腿通过螺栓连接过渡螺母的后部。牛腿在空中安装只需套上螺栓，拧紧即可，操作简单，安全风险小。

作为上述技术方案的进一步改进，所述过渡螺母为由前至后直径递增的锥台螺母，所述锥台螺母的后端面与塔柱端面平齐。常规临时横撑预埋件为预埋大块钢板，横撑的端部需要焊接在预埋板上，焊接工作量大。本临时横撑的预埋件包括预埋螺杆和锥台螺母，预埋工作与塔柱液压爬架施工一样，其安装简单，方便施工人员熟练。由于锥台螺母由前至后直径递减，在需要拆除时，只需将其反向拧出，向预埋孔中填入修饰用的混凝土即可完成塔柱表面的修饰工作，预埋螺杆和锚固件无需理会，其工作量小，操作简单，外观质量良好。

本发明还包括上述临时横撑结构的施工方法，包括以下步骤：

a. 塔柱施工通过横撑预设安装位置后，在塔柱内壁安装牛腿；

b. 吊装横撑使其两端分别直接搁置在牛腿上；

c. 在横撑的顶推端布置千斤顶，启动千斤顶向外顶推顶推部使横撑向抵接端轴向位移并达到设计吨位，在顶推端与塔柱之间空隙处设置抄垫物，直到抄垫密实；

d. 在继续向上施工塔柱过程中，采用千斤顶向外顶推顶推部，使顶推端与塔柱之间出现空隙，增加或减少抄垫物，从而对横撑进行内力调整。

上述施工的方法在拆除横撑时，在原安装顶推千斤顶的位置重新布置千斤顶，利用千斤顶向外顶推使顶推端与塔柱之间出现空隙后，抽出抄垫物，卸载后再进行横撑拆除，大大降低了拆除时安全风险。

作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤a中，塔柱施工过程中安装预埋件，牛腿与预埋件通过螺栓固定连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤b中，搭载抵接端的牛腿上设置限位装置，防止抵接端径向位移。

本发明的有益效果是：

1、 横撑安装时两端直接搁置在牛腿上面，安装方便，操作简单，大大减少了塔吊占用时间，加快了索塔施工工期；

2、 横撑顶推到位后，在顶推端与塔柱之间空隙设置抄垫物，直至抄垫密实，无需焊接，减少了高空焊接工作量，降低了高空作业风险；

3、 施工过程中进行横撑顶推力调整时，只需在顶推部利用千斤顶先顶推开横撑，通过增加或减少抄垫物数量，然后千斤顶回油即可达到调整顶推力的目的，无需进行高空焊缝割除及焊接作业，工序简单，工作量较小，降低了高空作业风险，且加快了施工工期。

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是本发明横撑结构的立面布置图；

图2是本发明横撑结构的俯视示意图；

图3是图1中A部分的放大示意图；

图4是图3的俯视示意图；

图5是图3中B部分的放大示意图。

具体实施方式

如图1至图5所示的H型塔柱内力可调的临时横撑结构，包括横撑1和分别固定在两侧塔柱2上的牛腿3，横撑1搭载在牛腿3上，横撑1包括与一侧塔柱2抵接的抵接端和位于抵接端相对端的顶推端，顶推端与另一侧塔柱2之间活动处插装有抄垫物，本实施例中为抄垫钢板（图中未示出），顶推端设有顶推部5，顶推部5受顶推力后横撑1向抵接端发生位移。

优选的，顶推端为阶梯轴结构，阶梯轴结构的轴头搭载在牛腿3上，阶梯轴结构的轴肩构成顶推部5。通过将顶推端设置成阶梯轴结构并由顶推装置直接顶推轴肩。可以保证顶推轴向力的均匀平衡，保证顶推的效果。

优选的，塔柱2上设有预埋件，牛腿3通过螺栓与预埋件连接并固定在塔柱2上。

优选的，预埋件包括在塔柱2内的预埋螺杆6和过渡螺母7，预埋螺杆6的一端连接位于塔柱2内的锚固件8，另一端螺纹连接过渡螺母7的前部，牛腿3通过螺栓连接过渡螺母7的后部。牛腿3在空中安装只需套上螺栓，拧紧即可，操作简单，安全风险小。

优选的，过渡螺母7为由前至后直径递增的锥台螺母，锥台螺母的后端面与塔柱2端面平齐。常规设计中临时横撑预埋件为预埋大块钢板，横撑的端部需要焊接在预埋板上，焊接工作量大。本实施例中的预埋件包括预埋螺杆6和锥台螺母，预埋工作与塔柱液压爬架施工一样，其安装简单，方便施工人员熟练。由于锥台螺母由前至后直径递减，在需要拆除时，只需将其反向拧出，向预埋孔中填入修饰用的混凝土即可完成塔柱表面的修饰工作，预埋螺杆6和锚固件8无需理会，其工作量小，操作简单，外观质量良好。

上述临时横撑结构的施工方法如下：

（1） 先在地面将横撑1及预埋件加工成型，在索塔塔柱2施工到相应高度时先进行预埋件安装。

（2） 待塔柱2施工通过横撑1位置后，在横撑1安装位置下方先安装施工操作平台，然后在预埋件位置安装支撑用的牛腿3，采用螺栓穿过牛腿3附墙板上螺孔后拧紧在预埋在塔柱2内的锥台螺母上。由于牛腿3重量较轻，为避免安装牛腿3占用塔吊较长使用时间，可在爬模爬架下方悬挂一台2吨倒链，利用倒链吊装支撑牛腿3并栓接牢固。

（3） 利用塔吊吊装横撑1，横撑1两端分别直接搁置在两塔柱2内侧壁上的牛腿3上面，2台塔吊松构后转而投入索塔塔柱2施工。

（4） 在横撑1的顶推端布置千斤顶9和油泵，按设计或监控单位要求，启动油泵将千斤顶9向外顶推到设计吨位，并在临时水平横撑1钢管柱前端与索塔塔柱2之间空隙处抄垫钢板（钢板立于牛腿3顶面），直到抄垫密实（无需焊接），完成横撑1安装。为防止在施工过程中横撑1移位，可在牛腿3顶面横撑抵接端的两侧设置限位挡块，或将横撑抵接端与牛腿3顶面焊接起来，而另一端设置限位。

（5） 在继续向上施工塔柱2过程中，需要对横撑1进行内力调整时，只需要采用千斤顶9向外顶推，使横撑1顶推与塔柱2混凝土壁之间出现空隙，增加或减少抄垫钢板即可，千斤顶9回油卸载，完成横撑1的内力调整。

（6） 拆除横撑1时，在原安装顶推千斤顶9的位置重新布置千斤顶9，利用千斤顶9先向外顶推，使横撑1顶推端与塔柱2混凝土壁之间出现空隙，抽出抄垫钢板，千斤顶9回油卸载使横撑1不受内力作用直接支撑在牛腿3顶面，再用2台塔吊水平抬吊回地面，完成横撑1的拆除工作。

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 (8)

1.一种H型塔柱内力可调的临时横撑结构，其特征在于：包括横撑和分别固定在两侧塔柱上的牛腿，所述横撑搭载在牛腿上，所述横撑包括与一侧塔柱抵接的抵接端和与抵接端相对的顶推端，所述顶推端与另一侧塔柱之间相对活动且插装有抄垫物，所述顶推端设有受力后使横撑向抵接端发生位移的顶推部。

2.根据权利要求1所述的H型塔柱内力可调的临时横撑结构，其特征在于：所述顶推端为阶梯轴结构，所述阶梯轴结构的轴头搭载在牛腿上，所述阶梯轴结构的轴肩构成所述顶推部。

3.根据权利要求1或2所述的H型塔柱内力可调的临时横撑结构，其特征在于：所述塔柱上设有预埋件，所述牛腿通过螺栓与预埋件连接并固定在塔柱上。

4.根据权利要求3所述的H型塔柱内力可调的临时横撑结构，其特征在于：所述预埋件包括在塔柱内的预埋螺杆和过渡螺母，所述预埋螺杆的一端连接位于塔柱内的锚固件，另一端螺纹连接过渡螺母的前部，所述牛腿通过螺栓连接过渡螺母的后部。

5.根据权利要求4所述的H型塔柱内力可调的临时横撑结构，其特征在于：所述过渡螺母为由前至后直径递增的锥台螺母，所述锥台螺母的后端面与塔柱端面平齐。

6.权力要求1至5所述临时横撑结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.塔柱施工通过横撑预设安装位置后，在塔柱内壁安装牛腿；

b.吊装横撑使其两端分别直接搁置在牛腿上；

c.在横撑的顶推端布置千斤顶，启动千斤顶向外顶推顶推部使横撑向抵接端轴向位移并达到设计吨位，在顶推端与塔柱之间空隙处设置抄垫物，直到抄垫密实；

d.在继续向上施工塔柱过程中，采用千斤顶向外顶推顶推部，使顶推端与塔柱之间出现空隙，增加或减少抄垫物，从而对横撑进行内力调整。

7.根据权利要求6所述的临时横撑结构的施工方法，其特征在于：所述步骤a中，塔柱施工过程中安装预埋件，牛腿与预埋件通过螺栓固定连接。

8.根据权利要求6或7所述的临时横撑结构的施工方法，其特征在于：所述步骤b中，搭载抵接端的牛腿上设置限位装置，防止抵接端径向位移。