CN104404884A - 用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架，包括设置在相邻两根水中墩柱之间的两个呈八字形布置的钢斜撑以及布设在每根所述水中墩柱周围的四根钢管立柱；在每个所述撑杆的底端连接有销铰及其支座，所述钢斜撑底端的销铰支座通过预埋钢板Ⅱ与相应所述水中墩柱的承台连接；所述钢斜撑的撑杆的顶端和每根所述钢管立柱的顶端均设有等高的水平支撑盖板，在纵向相对的每两个所述水平支撑盖板上固定有一纵向支撑梁；所有所述钢管立柱和所有所述钢斜撑通过水平连接构件连接在一起。本发明承载能力强，稳定性高，能够适用长度超过40m、安装高度大于8m，墩身间净距大于18m的超长水中墩盖梁施工支撑体系。

Description

用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架

技术领域

本发明涉及一种建筑施工支撑体系，特别是一种用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架。

背景技术

目前，国内大型市政、公路桥梁设计多为双向六车道或八车道，单向三车道或四车道，墩柱盖梁的长度多数在40m以下，少数长度在40m以上，盖梁施工普遍采用支架法和无支架法两种方式。支架法对地基的承载力要求高，地基处理费用高，工期受限，施工稍有不慎，即可造成支架整体下沉，严重影响盖梁的施工质量，且对于水中桥墩不适用；无支架法施工常见的有：预埋法、横穿法和抱箍法，虽然适用于高墩盖梁和水中盖梁，但三种方法各有利弊，每种方法的优点均不能兼顾保证盖梁支撑体系对施工进度、质量及成本等多方面的整体控制要求。

苏州市中环快速路工业园区段工程吴淞江大桥，为单跨双幅简支钢桁架桥，总重约4410t，跨径119m，单幅宽22.8m，属国内单幅宽度之最、苏州市及江苏省跨径之最，盖梁：长54.2m，宽3.6m，高2.5m，亦为国内同类型桥梁长度之最，单个盖梁总重可达1300t，盖梁下墩柱与墩柱之间净距为20.2m，且位于水上施工，吴淞江南岸存在超过20m深的淤泥质土层，传统的支架法施工和无支架法施工均不适用于此工程。同时这个工程对支架的承载能力、稳定性提出的要求非常高。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架，该支架承载能力强，稳定性高，能够适用长度超过40m、安装高度大于8m，墩身间净距大于18m的超长水中墩盖梁施工支撑体系。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架，所述盖梁下部设有至少两根水中墩柱，该支架包括设置在相邻两根水中墩柱之间的两个呈八字形布置的钢斜撑以及布设在每根所述水中墩柱周围的四根钢管立柱；对应每一根所述水中墩柱的四根所述钢管立柱的底端通过预埋钢板Ⅰ固定在该水中墩柱的承台的四个角部；每个所述钢斜撑设有两根撑杆，每个所述钢斜撑的两根所述撑杆在该支架横向立面上的投影重合，且纵向间距与纵向相邻的两根钢管立柱的间距相同，每个所述钢斜撑的两根所述撑杆通过钢结构连接在一起，在每个所述撑杆的底端连接有销铰及其支座，所述钢斜撑底端的销铰支座通过预埋钢板Ⅱ与相应所述水中墩柱的承台连接，所述预埋钢板Ⅱ位于与其靠近的所述预埋钢板Ⅰ的外侧；呈八字形布置的两个所述钢斜撑的顶部通过横向连接梁连接；每根所述撑杆的顶端和每根所述钢管立柱的顶端均设有等标高的水平支撑盖板，在纵向相对的每两个所述水平支撑盖板上固定有一纵向支撑梁；所有所述钢管立柱和所有所述钢斜撑通过水平连接构件Ⅰ连接在一起。

在所述预埋钢板Ⅰ和所述预埋钢板Ⅱ的下面焊接有倒U形锚固钢筋和水平加强钢筋网，所述水平加强钢筋网与所述倒U形锚固钢筋连接。

所述预埋钢板Ⅱ和与其靠近的所述预埋钢板Ⅰ是一整块钢板。

所述横向连接梁和所述纵向支撑梁以及所述钢斜撑的构件均采用双拼工字钢结构。

对应每一根所述水中墩柱的四根所述钢管立柱的底部通过水平连接构件Ⅱ形成一体。

所述钢斜撑底端的销铰支座与靠近该销铰支座的所述钢管立柱的底部采用水平钢板连接。

在所述钢管立柱的底部设有与所述预埋钢板Ⅰ焊接的加强筋板。

每个所述钢斜撑的两根所述撑杆通过米字形钢结构连接在一起。

本发明具有的优点和积极效果是：采用墩柱的承台作为着力点，将结构承受荷载传递至永久结构，打破了目前国内市政及公路桥梁领域内超长水中墩盖梁支架法和无支架法施工的限制。在水中墩柱承台施工期间预埋钢板，待水中墩柱施工完成后，将钢斜撑和钢管立柱连接在预埋钢板上，拔除用于墩柱及承台施工的拉森桩，将钢斜撑转到设定倾角，即可进行下一步的施工，能够缩短盖梁支撑体系的安装工期，节省成本。原因在于：利用销铰结构，使钢斜撑可以进行角度调整。由于墩柱施工用的围堰拉森桩与支架的钢斜撑是交叉的，安装支架时必须先拔出交叉部位的拉森桩。如果采用钢斜撑与承台预埋钢板直接焊接的架设方式，施工难度大，承台离江岸较远、又有水下障碍物，故改为在钢斜撑的底脚处增加一个铰接结构与承台预埋钢板连接，使用该铰接结构可以不受现场环境条件和拉森桩交叉的影响，钢斜撑与承台预埋钢板连接后，采用手拉葫芦牵住穿过钢斜撑上部耳板的钢丝绳与墩柱临时固定，使钢斜撑垂直于承台，待拉森桩拔除后再按照斜向角度进行安装。如不设置销铰可转动结构，则需整体打设拉森桩围堰，将所有墩柱承台形成封闭的整体。设置销铰节点，可提前拔除部分承台施工用拉森桩，同时减少了整体打设拉森桩的成本和工期，缩短了支架安装时间，节省了拉森桩的租赁费用。本发明利用已有的承台作为结构的基础，减少了地基处理的工艺环节，并且结构所用钢构件还可以循环利用，能够节约大量成本。与传统的支架法和无支架法相比，本发明避免了支架法施工需对地基进行处理或打设钢管桩、承载力和稳定性不足的缺点，并且采用型钢支承，刚度大，承载能力强，相对无支架法施工盖梁而言，避免了预埋法、横穿法、抱箍法的各项缺陷，对永久结构墩身质量及外观无影响，能够适用长度超过40m、安装高度大于8m，墩身间净距大于18m的超长水中墩盖梁施工支撑体系，并且能够适用于非圆柱形墩柱的盖梁施工支撑体系。

附图说明

图1为本发明的立面图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的Ⅲ-Ⅲ剖视图；

图4为本发明的承台预埋钢板Ⅰ和承台预埋钢板Ⅱ的立面图；

图5为本发明的承台预埋钢板Ⅰ和承台预埋钢板Ⅱ的锚固钢筋结构示意图。

图中：1、钢管立柱；2、水中墩柱；31、撑杆；32、钢结构；4、横向连接梁；5、纵向支撑梁；6、水平连接构件Ⅰ；7、预埋钢板Ⅰ；8、预埋钢板Ⅱ；9、水平连接构件Ⅱ；10、销铰；11、销铰支座；12、承台；13、水平支撑盖板；14、拉森桩；15、承台顶层钢筋；16、水平加强钢筋网；17、倒U形锚固钢筋。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图5，一种用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架，所述盖梁下部设有至少两根水中墩柱2，该支架包括设置在相邻两根水中墩柱2之间的两个呈八字形布置的钢斜撑以及布设在每根水中墩柱周围的四根钢管立柱1；对应每一根所述水中墩柱2的四根所述钢管立柱1的底端通过预埋钢板Ⅰ7固定在该水中墩柱2的承台12的四个角部；每个所述钢斜撑设有两根撑杆31，每个所述钢斜撑的两根所述撑杆31在该支架横向立面上的投影重合，且纵向间距与纵向相邻的两根钢管立柱1的间距相同；每个所述钢斜撑的两根所述撑杆31通过钢结构32连接在一起，在每个撑杆31的底端连接有销铰10及其支座11，所述钢斜撑底端的销铰支座11通过预埋钢板Ⅱ8与相应所述水中墩柱2的承台12连接，所述预埋钢板Ⅱ8位于与其靠近的所述预埋钢板Ⅰ1的外侧；呈八字形布置的两个所述钢斜撑的顶部通过横向连接梁4连接；每根所述撑杆31的顶端和每根所述钢管立柱2的顶端均设有等标高的水平支撑盖板13，在纵向相对的每两个所述水平支撑盖板13上固定有一纵向支撑梁5；所有所述钢管立柱1和所有所述钢斜撑通过水平连接构件Ⅰ6连接在一起。

在本实施例中，中间的墩柱2的截面为椭圆形。墩柱施工用的围堰拉森桩14桩长18m，设河床顶标高为0.00m，则水面标高是1.5m，墩柱承台顶标高为-2.8m。钢管立柱1承压，底部与承台12连接部位局部受压，钢斜撑底部铰接节点与承台12连接部位受压并抗剪，因此在预埋钢板Ⅰ7和预埋钢板Ⅱ8下面焊接倒U形锚固钢筋17与承台永久结构相连，并在预埋钢板Ⅰ7和预埋钢板Ⅱ8下面设置三层水平加强钢筋网16，所述水平加强钢筋网16位于承台顶层钢筋15的下方，与倒U形锚固钢筋17和承台内钢筋分别连接。钢筋焊接网的纵筋与横筋形成网状结构，与混凝土粘结锚固性好，承受的载荷均匀扩散分布，能够明显提高钢筋混凝土结构的抗震裂性能。能够减少混凝土的裂缝，能够提高抗剪能力和局部抗压承载力。所述钢斜撑位于与其靠近的所述钢管立柱1的外侧，所述预埋钢板Ⅱ8和与其靠近的所述预埋钢板Ⅰ7是一整块钢板，以进一步方便施工。为了加强结构的稳定性，所述钢斜撑底端的销铰支座与靠近该销铰支座的所述钢管立柱的底部采用水平钢板连接。为了在满足结构强度和刚度的情况下，减轻结构重量，所述横向连接梁4和所述纵向支撑梁5以及所述钢斜撑的构件均采用双拼工字钢结构。为了进一步增强结构刚度，对应每一根所述水中墩柱2的四根所述钢管立柱1的底部通过水平连接构件Ⅱ9形成一体。为了确保钢管立柱1和预埋钢板Ⅰ7连接可靠，在所述钢管立柱1的底部设有与所述预埋钢板Ⅰ7焊接的加强筋板。每个所述钢斜撑的两根所述撑杆31通过米字形钢结构连接在一起，施工方便，结构可靠。

综上所述，钢管立柱及钢斜撑与墩柱承台预埋钢板连接，水平方向采用连接构件按工艺先后顺序与钢管立柱及钢斜撑焊接，在钢管立柱及钢斜撑顶端焊接水平支撑盖板，在水平支撑盖板上安装纵向支撑梁，形成水平支撑平面。

由钢管立柱及钢斜撑形成的这种结构体系承担盖梁自重及施工荷载传递下来的竖向荷载，并将作用力传递至永久结构承台基础上，对永久结构影响较小，结构受力均匀，支撑稳固。且该结构体系，能够很好地解决其它支架体系由于钢管桩承受竖向荷载并通过与河床的摩擦力作用下导致钢管桩加长、从而造成基础稳定性能不足的现象。适用于淤泥质土层比较深的，在不加长支撑高度的情况下，满足承载力的要求。另外，在钢管立柱顶端焊接水平支撑盖板，一是可以在单点起吊时用于钢丝绳悬挂围绕，二是可以增大接触面积，使从上部传递下来的作用力能够均匀通过水平支撑盖板竖直传递给钢管立柱。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架，所述盖梁下部设有至少两根水中墩柱，其特征在于，该支架包括设置在相邻两根水中墩柱之间的两个呈八字形布置的钢斜撑以及布设在每根所述水中墩柱周围的四根钢管立柱；对应每一根所述水中墩柱的四根所述钢管立柱的底端通过预埋钢板Ⅰ固定在该水中墩柱的承台的四个角部；每个所述钢斜撑设有两根撑杆，每个所述钢斜撑的两根所述撑杆在该支架横向立面上的投影重合，且纵向间距与纵向相邻的两根钢管立柱的间距相同，每个所述钢斜撑的两根所述撑杆通过钢结构连接在一起，在每个所述撑杆的底端连接有销铰及其支座，所述钢斜撑底端的销铰支座通过预埋钢板Ⅱ与相应所述水中墩柱的承台连接，所述预埋钢板Ⅱ位于与其靠近的所述预埋钢板Ⅰ的外侧；呈八字形布置的两个所述钢斜撑的顶部通过横向连接梁连接；每根所述撑杆的顶端和每根所述钢管立柱的顶端均设有等标高的水平支撑盖板，在纵向相对的每两个所述水平支撑盖板上固定有一纵向支撑梁；所有所述钢管立柱和所有所述钢斜撑通过水平连接构件Ⅰ连接在一起。

2.根据权利要求1所述的用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架，其特征在于，在所述预埋钢板Ⅰ和所述预埋钢板Ⅱ的下面焊接有倒U形锚固钢筋和水平加强钢筋网，所述水平加强钢筋网与所述倒U形锚固钢筋连接。

3.根据权利要求2所述的用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架，其特征在于，所述预埋钢板Ⅱ和与其靠近的所述预埋钢板Ⅰ是一整块钢板。

4.根据权利要求3所述的用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架，其特征在于，所述横向连接梁和所述纵向支撑梁以及所述钢斜撑的构件均采用双拼工字钢结构。

5.根据权利要求1所述的用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架，其特征在于，对应每一根所述水中墩柱的四根所述钢管立柱的底部通过水平连接构件Ⅱ形成一体。

6.根据权利要求5所述的用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架，其特征在于，所述钢斜撑底端的销铰支座与靠近该销铰支座的所述钢管立柱的底部采用水平钢板连接。

7.根据权利要求1所述的用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架，其特征在于，在所述钢管立柱的底部设有与所述预埋钢板Ⅰ焊接的加强筋板。

8.根据权利要求1所述的用于水中墩超长预应力盖梁施工支撑体系的支架，其特征在于，每个所述钢斜撑的两根所述撑杆通过米字形钢结构连接在一起。