CN107702703A - 一种拱上立柱安装预偏仪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拱上立柱安装预偏仪，包括上支架、引线、铅锤以及下支架；上支架包括上支架本体和卡标，上支架本体上设有第一刻度尺，卡标能够沿第一刻度尺的刻度方向水平移动，卡标的下端与引线的上端连接，引线的下端与铅锤连接，铅锤的锥尖指向下支架；下支架包括下支架本体，下支架本体上设有第二刻度尺和第三刻度尺，第二刻度尺的刻度方向与第二刻度尺的刻度方向相互垂直。解决了现有技术中无法对拱桥拱上立柱的安装预偏值进行有效控制的问题。本发明可以对拱桥拱上立柱的安装预偏值进行有效控制，设计合理，易于操作。

Description

一种拱上立柱安装预偏仪及其使用方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其涉及一种拱上立柱安装预偏仪。

背景技术

我国桥梁事业高速发展，其中上承式钢管混凝土拱桥凭借其良好的受力性能、较为便捷的施工过程、具有较大的跨径和美观的线形等一系列优点，在桥梁建设中占有重要的地位。近年，国内上承式钢管混凝土拱桥修建的数量越来越多，且跨径越来越大。随着拱桥跨径的增大，拱上立柱的高度也随之增高。

上承式钢管混凝土拱桥拱上立柱的安装是拱桥施工控制性工序之一，立柱安装对精度的要求较高，立柱安装主要控制其高程与竖直度。然而，立柱的安装会导致主拱线形产生变化，同时主拱线形的变化对立柱安装将产生影响。若立柱全部采用竖直安装，则立柱全部安装完成之后，由于主拱线形的变化会导致部分立柱不再处于竖直状态，且会绕着立柱柱脚向拱桥跨中方向偏移，立柱顶偏移值最大。立柱的偏移会导致盖梁安装困难，并且对立柱受力产生不利影响。

因此，在立柱安装过程中，要通过有限元模拟计算出立柱安装对主拱线形的影响，以及主拱线形变化对立柱竖直度的影响，从而在立柱安装过程中预先设置与立柱偏移方向相反的预偏值，以达到立柱全部安装完成之后所有的立柱都能处于竖直状态。立柱安装过程中的预偏值控制显得尤为重要。

现有的立柱控制方法主要是对立柱竖直度的控制，如激光垂直度仪，该种方法对立柱竖直度的控制有一定的作用，但对需要进行预偏的立柱无法进行控制。采用靠尺能够控制立柱垂直度，但同样无法对立柱预偏值进行控制，且受操作人员的技术水平影响较大。利用全站仪可以控制立柱的预偏值，但上承式钢管混凝土拱桥多修建在山区峡谷，在某些地形条件下全站仪的架设困难，且立柱安装控制属于动态控制，控制周期长，同时需要不断调整立柱安装位置，测量精度较难保证。

因此，如何对拱上立柱安装预偏值进行有效地控制，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拱上立柱安装预偏仪，解决了现有技术中无法对拱桥拱上立柱的安装预偏值进行有效控制的问题。本发明可以对拱桥拱上立柱的安装预偏值进行有效控制，设计合理，易于操作。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种拱上立柱安装预偏仪，包括上支架、引线、铅锤以及下支架；

上支架包括上支架本体和卡标，上支架本体上设有第一刻度尺，卡标能够沿第一刻度尺的刻度方向水平移动，卡标的下端与引线的上端连接，引线的下端与铅锤连接，铅锤的锥尖指向下支架；

下支架包括下支架本体，下支架本体上设有第二刻度尺和第三刻度尺，第二刻度尺的刻度方向与第二刻度尺的刻度方向相互垂直。

更进一步地，本发明的特点还在于：

第一刻度尺的零刻度线位于第一刻度尺的中部，零刻度线两侧的刻度值相对于零刻度线对称设置；

第二刻度尺和第三刻度尺的零刻度线位于第二刻度尺和第三刻度尺的相交位置处，第二刻度尺和第三刻度尺的零刻度线两侧的刻度值均相对于零刻度线对称设置。

上支架本体为中空结构，第一刻度尺位于上支架本体的上表面一侧，卡标位于上支架的中空位置。

第一刻度尺的刻度刻置在上支架本体上，第二刻度尺和第三刻度尺的刻度刻置在下支架本体上。

第一刻度尺、第二刻度尺以及第三刻度尺均采用独立板尺结构，第一刻度尺与上支架本体可拆卸式连接，第二刻度尺和第三刻度尺分别与下支架本体的上表面可拆卸式连接。

上支架与立柱的顶部可拆卸式连接，下支架与立柱的底部可拆卸式连接。

上支架和下支架均为金属支架。

本发明还提供了一种拱上立柱安装预偏仪的使用方法，包括以下步骤：

步骤1)：在立柱表面定位出安装上支架的上定位点和安装下支架的下定位点，保证上定位点和下定位点的连线与立柱的底面垂直；在上定位点处安装用于固定上支架的第一固定装置，在下定位点处安装用于固定下支架的第二固定装置；

步骤2)：将上支架固定于第一固定装置上，将下支架固定于第二固定装置上；

步骤3)：将立柱预偏值换算成上支架的第一刻度尺对应的刻度，将卡标拨至相应的刻度值处；

根据铅锤的锥尖指向下支架的位置对立柱的偏位进行微调，使锥尖与下支架零刻度线的距离在误差范围内；

步骤4)：立柱安装调整到位后，焊接立柱柱脚，最后拆除预偏仪。

更进一步地，本发明的特点还在于：

上定位点与立柱顶端的距离为0.4m—0.6m，下定位点与立柱底端的距离为0.4m—0.6m。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的一种拱上立柱安装预偏仪及其使用方法，通过在上支架本体上设置第一刻度尺，卡标能够沿第一刻度尺的刻度方向水平移动，卡标的下端与引线的上端连接，引线的下端与铅锤连接，铅锤的锥尖指向下支架。通过在下支架本体上设有相互垂直的第二刻度尺和第三刻度尺。使用时，通过将立柱预偏值换算成上支架的第一刻度尺对应的刻度，并将卡标拨至相应的刻度值处，从而通过第一刻度尺控制立柱安装预偏值；通过铅锤的锥尖指向下支架的位置对立柱的安装位置进行微调，使得锥尖尽可能处于下支架上的零刻度线处，从而通过下支架的第二刻度尺和第三刻度尺控制和调整立柱的安装误差。本发明结构简单，设计合理且易于操作，适用于上承式钢管混凝土拱桥拱上立柱安装过程中的预偏值控制，能够有效地提高立柱安装预偏值控制精度与施工效率，加快立柱安装进度，节约成本。

附图说明

图1为上承式拱桥的结构示意图；

图2为本发明进行立柱预偏值测量时的示意图；

图3为图2中A的局部放大图；

图4为图2中B的局部放大图。

图中标号代表为：1为上支架，1-1为第一刻度尺，1-2为卡标，2为下支架，2-1为第三刻度尺，2-2为第二刻度尺，3为引线，4为铅锤，5为立柱，6为拱肋，7为桥道系。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1、2，本发明提供了一种拱上立柱安装预偏仪，包括上支架1、引线3、铅锤4以及下支架2。参见图3，上支架1包括上支架本体和卡标1-2，上支架本体上设有第一刻度尺1-1，卡标1-2能够沿第一刻度尺1-1的刻度方向水平移动，卡标1-2的下端与引线3的上端连接，引线3的下端与铅锤4连接，铅锤4的锥尖指向下支架2。参见图4，下支架2包括下支架本体，下支架本体上设有第二刻度尺2-2和第三刻度尺2-1，第二刻度尺2-2的刻度方向与第二刻度尺2-2的刻度方向相互垂直。

在这里，上支架1的第一刻度尺1-1用于控制立柱5安装预偏值，下支架2的第二刻度尺2-2和第三刻度尺2-1用于控制和调整立柱5的安装误差。

在本实施例中，第一刻度尺1-1的零刻度线位于第一刻度尺1-1的中部，零刻度线两侧的刻度值相对于零刻度线对称设置；

在本实施例中，第二刻度尺2-2和第三刻度尺2-1的零刻度线位于第二刻度尺2-2和第三刻度尺2-1的相交位置处，第二刻度尺2-2和第三刻度尺2-1的零刻度线两侧的刻度值均相对于零刻度线对称设置。

在本实施例中，上支架本体为中空结构，第一刻度尺1-1位于上支架本体的上表面一侧，卡标1-2位于上支架1的中空位置。

在本发明中，第一刻度尺1-1的刻度可以直接刻置在上支架本体上，第二刻度尺2-2和第三刻度尺2-1的刻度可以直接刻置在下支架本体上。

或者，第一刻度尺1-1、第二刻度尺2-2以及第三刻度尺2-1亦可采用独立板尺结构，通过铆钉或者螺钉可拆卸式固定设置在上支架1或下支架2的表面，第一刻度尺1-1、第二刻度尺2-2以及第三刻度尺2-1的量程可根据立柱5安装所需量程进行更换。

在本实施例中，上支架1和下支架2均为金属支架。

本发明还提供了一种拱上立柱安装预偏仪的使用方法，包括以下步骤：

步骤1)：立柱5安装前通过全站仪放样，在立柱5表面定位出安装上支架1的上定位点和安装下支架2的下定位点，保证上定位点和下定位点的连线与立柱5的底面垂直；在上定位点处焊接用于固定上支架1的第一固定装置，在下定位点处焊接用于固定下支架2的第二固定装置；

步骤2)：在立柱5运送至桥位现场后，将上支架1固定于第一固定装置上，将下支架2固定于第二固定装置上；

步骤3)：将有限元模拟计算得到的立柱5预偏值换算成上支架1的第一刻度尺1-1对应的刻度，将卡标1-2拨至相应的刻度值处；

立柱5安装过程中，根据引线3连接的圆锥形铅锤4的锥尖在下支架2刻度尺上方的位置对立柱5的偏位进行微调，使得圆锥形铅锤4的锥尖尽可能处于下支架2上的第二刻度尺2-2与第三刻度尺2-1的零刻度处，或在规范规定的容许误差范围内即可；

步骤4)：立柱5安装调整到位后，焊接立柱5柱脚，最后拆除预偏仪。

优选地，在步骤1)中，上定位点与立柱5顶端的距离约为0.5m，下定位点与立柱5底端的距离约为0.5m。

需要说明的是，本发明不仅可以对上承式钢管混凝土拱桥拱上立柱的安装预偏值进行有效控制，还可对其它类型拱桥拱上立柱的安装预偏值进行有效控制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种拱上立柱安装预偏仪，其特征在于，包括上支架(1)、引线(3)、铅锤(4)以及下支架(2)；

上支架(1)包括上支架本体和卡标(1-2)，上支架本体上设有第一刻度尺(1-1)，卡标(1-2)能够沿第一刻度尺(1-1)的刻度方向水平移动，卡标(1-2)的下端与引线(3)的上端连接，引线(3)的下端与铅锤(4)连接，铅锤(4)的锥尖指向下支架(2)；

下支架(2)包括下支架本体，下支架本体上设有第二刻度尺(2-2)和第三刻度尺(2-1)，第二刻度尺(2-2)的刻度方向与第二刻度尺(2-2)的刻度方向相互垂直。

2.根据权利要求1所述的拱上立柱安装预偏仪，其特征在于，第一刻度尺(1-1)的零刻度线位于第一刻度尺(1-1)的中部，零刻度线两侧的刻度值相对于零刻度线对称设置。

3.根据权利要求1所述的拱上立柱安装预偏仪，其特征在于，第二刻度尺(2-2)和第三刻度尺(2-1)的零刻度线位于第二刻度尺(2-2)和第三刻度尺(2-1)的相交位置处，第二刻度尺(2-2)和第三刻度尺(2-1)的零刻度线两侧的刻度值均相对于零刻度线对称设置。

4.根据权利要求1所述的拱上立柱安装预偏仪，其特征在于，上支架本体为中空结构，第一刻度尺(1-1)位于上支架本体的上表面一侧，卡标(1-2)位于上支架(1)的中空位置。

5.根据权利要求1所述的拱上立柱安装预偏仪，其特征在于，第一刻度尺(1-1)的刻度刻置在上支架本体上，第二刻度尺(2-2)和第三刻度尺(2-1)的刻度刻置在下支架本体上。

6.根据权利要求1所述的拱上立柱安装预偏仪，其特征在于，第一刻度尺(1-1)、第二刻度尺(2-2)以及第三刻度尺(2-1)均采用独立板尺结构，第一刻度尺(1-1)与上支架本体可拆卸式连接，第二刻度尺(2-2)和第三刻度尺(2-1)分别与下支架本体的上表面可拆卸式连接。

7.根据权利要求1所述的拱上立柱安装预偏仪，其特征在于，上支架(1)与立柱(5)的顶部可拆卸式连接，下支架(2)与立柱(5)的底部可拆卸式连接。

8.根据权利要求1所述的拱上立柱安装预偏仪，其特征在于，上支架(1)和下支架(2)均为金属支架。

9.一种基于权利要求1所述的拱上立柱安装预偏仪的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：在立柱(5)表面定位出安装上支架(1)的上定位点和安装下支架(2)的下定位点，保证上定位点和下定位点的连线与立柱(5)的底面垂直；在上定位点处安装用于固定上支架(1)的第一固定装置，在下定位点处安装用于固定下支架(2)的第二固定装置；

步骤2)：将上支架(1)固定于第一固定装置上，将下支架(2)固定于第二固定装置上；

步骤3)：将立柱(5)预偏值换算成上支架(1)的第一刻度尺(1-1)对应的刻度，将卡标(1-2)拨至相应的刻度值处；

根据铅锤(4)的锥尖指向下支架(2)的位置对立柱(5)的偏位进行微调，使锥尖与下支架(2)零刻度线的距离在误差范围内；

步骤4)：立柱(5)安装调整到位后，连接立柱(5)柱脚，最后拆除预偏仪。

10.根据权利要求9所述的拱上立柱安装预偏仪的使用方法，其特征在于，上定位点与立柱(5)顶端的距离为0.4m—0.6m，下定位点与立柱(5)底端的距离为0.4m—0.6m。