CN108435973B - 桥梁预制空心板铰缝钢筋调直装置及操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桥梁预制空心板铰缝钢筋调直装置及操作方法，属于桥梁预制空心板施工领域，其结构包括钢管和压杆等，该压杆顶端与钢管中部之间设有铰接点，压杆底端设有端叉，钢管一端设有端钩，另一端设为人工加力端；使用时将端钩与空心板的上铰缝钢筋作可卸式钩连，端叉可卸式抵在空心板的下铰缝钢筋顶端，此时人工加力端给予人工加力后，就能将下铰缝钢筋朝相邻空心板的横断面外边缘弯转平置，达到调直目的。这种调直装置具有构造简单、作业方便、省力快速、费用节约、安全可靠等优点，结合相应的操作方法能将空心板的上铰缝钢筋、下铰缝钢筋等进行优质、快速、准确、方便地连接成整体桥面，确保工程质量和安全，经济效益和社会效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种桥梁预制空心板施工领域，具体是指桥梁预制空心板铰缝钢筋调直装置及操作方法。
背景技术
装配式桥梁是当今桥梁建设施工发展方向。空心板是桥梁上部结构的构造之一，多块空心板预制完成后运输至桥墩上，再通过铰缝钢筋和企口铰缝混凝土连接成整体。单块铰缝钢筋一般设置三种：一是上铰缝钢筋，设置在空心板顶面两侧，预制空心板时，朝空心板横断面中心方向平放，连成整体时上铰缝钢筋朝相邻空心板1800翻转；二是下铰缝钢筋，设置在空心板两侧企口处，预制空心板时，朝空心板企口向上紧贴，连成整体时下铰缝钢筋朝相邻空心板900转平；三是在上铰缝钢筋、下铰缝钢筋处沿空心板纵向设置纵向钢筋。在多块空心板接成整体时，上述三种铰缝钢筋中最难施工的是下铰缝钢筋，这是因为下铰缝钢筋所处企口狭小，人工操作费工费时。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种构造简单、作业方便、省力快速、费用节约、安全可靠的桥梁预制空心板铰缝钢筋调直装置及操作方法。
本发明的技术问题通过以下技术方案实现：
一种桥梁预制空心板铰缝钢筋调直装置，包括呈T字型设置的钢管和压杆，所述的压杆顶端与钢管中部之间设有相互转动的铰接点，钢管一端设有端钩，该端钩与空心板的上铰缝钢筋作可卸式钩连，钢管另一端设为悬空的人工加力端；所述的压杆底端设有端叉，该端叉可卸式抵在空心板的下铰缝钢筋顶端。
所述的下铰缝钢筋直径为，压杆直径为/>，下铰缝钢筋与空心板企口的混凝土粘结处设为E；所述的人工加力端受到人工加力/>时，该下铰缝钢筋在E处受弯产生塑性变形，其受弯极限塑性弯矩/>；压杆的两端形成铰接，该压杆稳定极限压力为/>；人工加力端的人工加力/>和压杆直径/>由如下公式计算：
公式一、
公式二、
在公式一、公式二中
——钢管中部铰接点至安装端钩的钢管端部之间的长度，/>；
——钢管中部铰接点至人工加力端的端部之间的长度，/>；
——压杆长度，/>；
——下铰缝钢筋绕E处向外倾斜而与垂直面之间的倾角，/>；
——钢管与水平线之间的倾角，/>；
——下铰缝钢筋绕E处向外倾斜而与垂直面之间形成/>夹角后，该E处与压杆所受的压力/>之间的水平距离，/>；
——下铰缝钢筋绕E处向外倾斜而与垂直面之间形成/>夹角后，下铰缝钢筋的垂直长度，/>；
——压杆直径，/>；
——下铰缝钢筋直径，/>；
——压杆的弹性模量，/>；
——压杆的惯性矩，/>；
——下铰缝钢筋的屈服强度，/>；
——钢管的人工加力端的人工加力，下铰缝钢筋在初始位置即与垂直面之间形成/>夹角时为最大，下铰缝钢筋弯转平置时为最小，/>；
——压杆所受的压力，/>；
——压杆的稳定极限压力，/>；
——压杆对下铰缝钢筋在E处的力矩，/>；
——下铰缝钢筋在E处产生塑性变形的极限塑性弯矩，/>。
所述的上铰缝钢筋沿空心板纵向设有多个，该多个上铰缝钢筋间距设置在空心板的顶面两侧，每个上铰缝钢筋均呈倒U型；所述的上铰缝钢筋在预制空心板时，朝空心板的横断面中心方向平放；调直下铰缝钢筋期间暂转弯90°向上呈竖直状，并供所述钢管一端的端钩作可卸式钩连；相邻空心板连成整体时，上铰缝钢筋再朝相邻空心板90°翻转平置。
所述的下铰缝钢筋沿空心板纵向设有多个，该多个下铰缝钢筋间距设置在空心板的两侧企口处，每个下铰缝钢筋均呈倒U型；所述的下铰缝钢筋在预制空心板时，朝空心板企口向上紧贴与空心板混凝土浇筑一体；调直下铰缝钢筋时，下铰缝钢筋向外倾斜与垂直面呈角，该下铰缝钢筋的顶端供所述端叉作可卸式抵住；相邻空心板连成整体时，该下铰缝钢筋顶端受端叉的向下压力而朝相邻空心板的横断面外边缘弯转平置。
所述的钢管中部铰接点至安装端钩的钢管端部之间设为长度，该长度/>比空心板的宽度长10cm~20cm；所述的钢管中部铰接点至人工加力端的端部之间设为长度/>，该长度/>比空心板的宽度长20cm~30cm；所述的钢管中部铰接点至抵住端叉的下铰缝钢筋顶端之间为压杆长度/>。
所述的空心板为钢筋混凝土的中空条形构造，两侧设有企口，在上铰缝钢筋、下铰缝钢筋处沿空心板纵向设置纵向钢筋，该纵向钢筋为直线形，分别与上铰缝钢筋、下铰缝钢筋相连接，并与相邻空心板的企口铰缝混凝土浇筑一体形成整体桥面。
一种桥梁预制空心板铰缝钢筋调直装置的操作方法，其特征在于该操作方法包括如下步骤：
步骤一、预制空心板并运输至现场
①根据设计要求下料、绑扎空心板包括上铰缝钢筋、下铰缝钢筋的各种钢筋，要求钢筋规格、尺寸、数量和位置准确；
②安装模板、浇筑空心板混凝土，并养护合格运输至现场；
步骤二、制作装配桥梁空心板的下铰缝钢筋调直装置
①按照空心板和下铰缝钢筋的规格和尺寸，由公式一、公式二计算桥梁空心板的下铰缝钢筋调直装置各个部件的材料和尺寸；
②焊接装配桥梁空心板的下铰缝钢筋调直装置；
步骤三、调直空心板的上铰缝钢筋、下铰缝钢筋和安装纵向钢筋
①将原预制时朝空心板横断面中心方向平放的上铰缝钢筋逐个暂转弯900向上呈竖直状；
②逐个凿开每块空心板企口处与下铰缝钢筋粘结的混凝土，人工撬开下铰缝钢筋使之向外倾斜而与垂直面之间呈角，其顶端D不超过空心板的横断面外边缘水平宽度，以免影响空心板的安装；
③钢管的端钩勾住一个倒U型的上铰缝钢筋，压杆底端的端叉抵在相应的倒U型的下铰缝钢筋顶端D；在钢管的人工加力端给予人工加力，使下铰缝钢筋顶端绕E处、即下铰缝钢筋与空心板企口连接处E朝相邻空心板的横断面外边缘弯转平置；
④两块空心板相邻企口铰缝的所有下铰缝钢筋相互弯转平置后，将所有上铰缝钢筋也朝两块空心板相邻企口翻转平置；
⑤分别在平置的上铰缝钢筋和下铰缝钢筋处放置并焊接纵向钢筋；
⑥待一跨所有空心板的上铰缝钢筋、下铰缝钢筋和纵向钢筋均完成施工后，浇筑企口铰缝混凝土，并养护合格。
与现有技术相比，本发明主要设计了一种用于调直桥梁预制空心板铰缝钢筋的调直装置，其结构主要是由压杆和钢管等构成，该压杆顶端与钢管中部之间设有相互转动的铰接点，压杆底端设有端叉，而钢管一端设有端钩，钢管另一端设为悬空的人工加力端；使用时将端钩与空心板的上铰缝钢筋作可卸式钩连，再将端叉可卸式抵在空心板的下铰缝钢筋顶端，此时人工加力端给予人工加力后，就能经压杆和端叉将下铰缝钢筋朝相邻空心板的横断面外边缘弯转平置，从而达到下铰缝钢筋的调直目的。这种调直装置具有构造简单、作业方便、省力快速、费用节约、安全可靠等优点，其结合相应的操作方法能将空心板的上铰缝钢筋、下铰缝钢筋等进行优质、快速、准确、方便地连接成整体桥面，确保工程质量和安全，经济效益和社会效益显著。
附图说明
图1为本发明的结构立面示意图。
图2为图1的左视图。
图3为铰缝钢筋调直装置计算图式。
具体实施方式
下面将按上述附图对本发明实施例再作详细说明。
如图1~图3所示，1.空心板、11.企口铰缝混凝土、2.上铰缝钢筋、21.平置上铰缝钢筋、3.下铰缝钢筋、31.平置下铰缝钢筋、4.纵向钢筋、51.钢管、52.压杆、53.铰接点、54.端叉、55.端钩。
桥梁预制空心板铰缝钢筋调直装置及操作方法，如图1所示，主要适用于装配式桥梁预制空心板1时进行下铰缝钢筋3的调直，其结构包括呈T字型设置的钢管51和压杆52等，且压杆顶端与钢管51中部之间设有相互转动的铰接点53，故压杆52可绕铰接点53转动；所述的钢管51一端、即图1所示左端设有端钩55，钢管另一端、即图1所示右端设为悬空的人工加力端；所述的压杆52底端设有端叉54，该端叉呈倒V型。
所述的装配式桥梁是桥梁上部结构，空心板1为钢筋混凝土的中空条形构造，如中空条形或中空矩形构造，两侧设有企口，多块空心板1预制完成后运输至桥墩上再通过上铰缝钢筋2、下铰缝钢筋3、纵向钢筋4和企口铰缝混凝土11连接成整体桥面；所述的企口铰缝混凝土11是在相邻空心板1两两相接的企口铰缝内浇筑混凝土，并起到连接相邻空心板1和三种铰缝钢筋的作用。
所述的上铰缝钢筋2沿空心板1纵向设有多个，该多个上铰缝钢筋2按照一定的间距设置在空心板1的顶面两侧，每个上铰缝钢筋2均呈倒U型，上铰缝钢筋2在预制空心板1时，朝空心板的横断面中心方向平放；调直下铰缝钢筋3期间暂转弯90°向上呈竖直状，并供钢管51左端的端钩55作可卸式钩连；相邻空心板1连成整体时，上铰缝钢筋2再朝相邻空心板90°翻转平置，即图1所示的平置上铰缝钢筋21。
所述的下铰缝钢筋3沿空心板1纵向设有多个，该多个下铰缝钢筋3也按照一定的间距设置在空心板1的两侧企口处，每个下铰缝钢筋3均呈倒U型，下铰缝钢筋3在预制空心板1时，朝空心板企口向上紧贴与空心板1混凝土浇筑一体；调直下铰缝钢筋3时，空心板1运输至现场起吊就位前，凿开空心板企口处与下铰缝钢筋3粘结的混凝土，人工撬开下铰缝钢筋3使之向外倾斜与垂直面呈角，其顶端不超过空心板1横断面外边缘水平宽度，以免影响空心板安装，该下铰缝钢筋3的顶端供端叉54作可卸式抵住；空心板1吊装完成后，相邻空心板1连成整体时，该下铰缝钢筋3顶端受端叉54的向下压力而朝相邻空心板1的横断面外边缘弯转平置，即图1所示的平置下铰缝钢筋31。
所述的上铰缝钢筋2、下铰缝钢筋3处沿空心板1纵向设置纵向钢筋4，该纵向钢筋为直线形，分别与上铰缝钢筋2、下铰缝钢筋3相连接，并与相邻空心板1的企口铰缝混凝土11浇筑一体形成整体桥面。
所述的调直装置为调直下铰缝钢筋3形成平置下铰缝钢筋31的结构装置，本实施例是将钢管51中部铰接点53至安装端钩55的钢管51端部之间设为长度，即图3所示A点至B点为长度/>，该长度/>比空心板1的宽度长10cm~20cm；钢管51中部铰接点53至人工加力端的端部之间设为长度/>，即图3所示A点至C点为长度/>，该长度/>比空心板1的宽度长20cm~30cm，其长度视人工加力的大小和方便操作而定，钢管51长度/>越长越省力；所述的钢管51中部铰接点53至抵住端叉54的下铰缝钢筋3顶端之间为压杆52长度/>，即图3所示A点至D点为压杆长度/>。
另外，为了便于理解，还将下铰缝钢筋3直径设为，压杆52直径设为/>，下铰缝钢筋3与空心板1企口的混凝土粘结处设为E；所述的人工加力端受到人工加力/>时，该下铰缝钢筋3在E处受弯产生塑性变形，其受弯极限塑性弯矩/>；压杆52的两端形成铰接，该压杆稳定极限压力为/>；人工加力端的人工加力/>和压杆直径/>由如下公式计算：
公式一、
公式二、
在公式一、公式二中
——钢管51中部铰接点53至安装端钩55的钢管51端部之间的长度，/>；
——钢管51中部铰接点53至人工加力端的端部之间的长度，/>；
——压杆52长度，/>；
——下铰缝钢筋3绕E处向外倾斜而与垂直面之间的倾角，/>；
——钢管51与水平线之间的倾角，/>；
——下铰缝钢筋3绕E处向外倾斜而与垂直面之间形成/>夹角后，该E处与压杆52所受的压力/>之间的水平距离，/>；
——下铰缝钢筋3绕E处向外倾斜而与垂直面之间形成/>夹角后，下铰缝钢筋3的垂直长度，/>；
——压杆52直径，/>；
——下铰缝钢筋3直径，/>；
——压杆52的弹性模量，/>；
——压杆52的惯性矩，/>；
——下铰缝钢筋3的屈服强度，/>；
——钢管51的人工加力端的人工加力，下铰缝钢筋3在初始位置即与垂直面之间形成/>夹角时为最大，下铰缝钢筋3弯转平置时为最小，/>；
——压杆52所受的压力，/>；
——压杆52的稳定极限压力，/>；
——压杆52对下铰缝钢筋3在E处的力矩，/>；
——下铰缝钢筋3在E处产生塑性变形的极限塑性弯矩，/>。
所述的桥梁预制空心板铰缝钢筋调直装置的操作方法，其包括如下步骤：
步骤一、预制空心板并运输至现场
①根据设计要求下料、绑扎空心板包括上铰缝钢筋2、下铰缝钢筋3的各种钢筋，要求钢筋规格、尺寸、数量和位置准确；
②安装模板、浇筑空心板混凝土，并养护合格运输至现场；
步骤二、制作装配桥梁空心板的下铰缝钢筋调直装置
①按照空心板1和下铰缝钢筋3的规格和尺寸，由公式一、公式二计算桥梁空心板的下铰缝钢筋调直装置各个部件的材料和尺寸；
②焊接装配桥梁空心板的下铰缝钢筋调直装置；
步骤三、调直空心板的上铰缝钢筋、下铰缝钢筋和安装纵向钢筋
①将原预制时朝空心板横断面中心方向平放的上铰缝钢筋2逐个暂转弯900向上呈竖直状；
②逐个凿开每块空心板企口处与下铰缝钢筋3粘结的混凝土，人工撬开下铰缝钢筋3使之向外倾斜而与垂直面之间呈角，其顶端D不超过空心板1的横断面外边缘水平宽度，以免影响空心板的安装；
③钢管51的端钩55勾住一个倒U型的上铰缝钢筋2，压杆52底端的端叉54抵在相应的倒U型下铰缝钢筋3顶端D；在钢管51的人工加力端给予人工加力，使下铰缝钢筋3顶端绕E处、即下铰缝钢筋3与空心板企口连接处E朝相邻空心板的横断面外边缘弯转平置；
④两块空心板1相邻企口铰缝的所有下铰缝钢筋3相互弯转平置后，将所有上铰缝钢筋2也朝两块空心板相邻企口翻转平置；
⑤分别在平置的上铰缝钢筋2和下铰缝钢筋3处放置并焊接纵向钢筋4；
⑥待一跨所有空心板1的上铰缝钢筋2、下铰缝钢筋3和纵向钢筋4均完成施工后，浇筑企口铰缝混凝土11，并养护合格。
本发明所述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外还应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种桥梁预制空心板铰缝钢筋调直装置，包括呈T字型设置的钢管（51）和压杆（52），其特征在于所述的压杆（52）顶端与钢管（51）中部之间设有相互转动的铰接点（53），钢管（51）一端设有端钩（55），该端钩与空心板（1）的上铰缝钢筋（2）作可卸式钩连，钢管（51）另一端设为悬空的人工加力端；所述的压杆（52）底端设有端叉（54），该端叉可卸式抵在空心板（1）的下铰缝钢筋（3）顶端；所述的下铰缝钢筋（3）直径为，压杆（52）直径为/>，下铰缝钢筋（3）与空心板（1）企口的混凝土粘结处设为E；所述的人工加力端受到人工加力/>时，该下铰缝钢筋（3）在E处受弯产生塑性变形，其受弯极限塑性弯矩/>；压杆（52）的两端形成铰接，该压杆（52）稳定极限压力为/>；人工加力端的人工加力/>和压杆（52）直径/>由如下公式计算：
公式一、
公式二、
在公式一、公式二中
——钢管（51）中部铰接点（53）至安装端钩（55）的钢管（51）端部之间的长度，/>；
——钢管（51）中部铰接点（53）至人工加力端的端部之间的长度，/>；
——压杆（52）长度，/>；
——下铰缝钢筋（3）绕E处向外倾斜而与垂直面之间的倾角，/>；
——钢管（51）与水平线之间的倾角，/>；
——下铰缝钢筋（3）绕E处向外倾斜而与垂直面之间形成/>夹角后，该E处与压杆（52）所受的压力/>之间的水平距离，/>；
——下铰缝钢筋（3）绕E处向外倾斜而与垂直面之间形成/>夹角后，下铰缝钢筋（3）的垂直长度，/>；
——压杆（52）直径，/>；
——下铰缝钢筋（3）直径，/>；
——压杆（52）的弹性模量，/>；
——压杆（52）的惯性矩，/>；
——下铰缝钢筋（3）的屈服强度，/>；
——钢管（51）的人工加力端的人工加力，下铰缝钢筋（3）在初始位置即与垂直面之间形成/>夹角时为最大，下铰缝钢筋（3）弯转平置时为最小，/>；
——压杆（52）所受的压力，/>；
——压杆（52）的稳定极限压力，/>；
——压杆（52）对下铰缝钢筋（3）在E处的力矩，/>；
——下铰缝钢筋（3）在E处产生塑性变形的极限塑性弯矩，/>。
2.根据权利要求1所述的桥梁预制空心板铰缝钢筋调直装置，其特征在于所述的上铰缝钢筋（2）沿空心板（1）纵向设有多个，该多个上铰缝钢筋（2）间距设置在空心板（1）的顶面两侧，每个上铰缝钢筋（2）均呈倒U型；所述的上铰缝钢筋（2）在预制空心板（1）时，朝空心板的横断面中心方向平放；调直下铰缝钢筋（3）期间暂转弯90°向上呈竖直状，并供所述钢管（51）一端的端钩（55）作可卸式钩连；相邻空心板（1）连成整体时，上铰缝钢筋（2）再朝相邻空心板90°翻转平置。
3.根据权利要求1所述的桥梁预制空心板铰缝钢筋调直装置，其特征在于所述的下铰缝钢筋（3）沿空心板（1）纵向设有多个，该多个下铰缝钢筋（3）间距设置在空心板（1）的两侧企口处，每个下铰缝钢筋（3）均呈倒U型；所述的下铰缝钢筋（3）在预制空心板（1）时，朝空心板企口向上紧贴与空心板混凝土浇筑一体；调直下铰缝钢筋时，下铰缝钢筋（3）向外倾斜与垂直面呈角，该下铰缝钢筋（3）的顶端供所述端叉（54）作可卸式抵住；相邻空心板（1）连成整体时，该下铰缝钢筋（3）顶端受端叉（54）的向下压力而朝相邻空心板（1）的横断面外边缘弯转平置。
4.根据权利要求1所述的桥梁预制空心板铰缝钢筋调直装置，其特征在于所述的钢管（51）中部铰接点（53）至安装端钩（55）的钢管（51）端部之间设为长度，该长度/>比空心板（1）的宽度长10cm~20cm；所述的钢管（51）中部铰接点（53）至人工加力端的端部之间设为长度/>，该长度/>比空心板的宽度长20cm~30cm；所述的钢管（51）中部铰接点（53）至抵住端叉（54）的下铰缝钢筋（3）顶端之间为压杆（52）长度/>。
5.根据权利要求1所述的桥梁预制空心板铰缝钢筋调直装置，其特征在于所述的空心板（1）为钢筋混凝土的中空条形构造，两侧设有企口，在上铰缝钢筋（2）、下铰缝钢筋（3）处沿空心板（1）纵向设置纵向钢筋（4），该纵向钢筋为直线形，分别与上铰缝钢筋（2）、下铰缝钢筋（3）相连接，并与相邻空心板（1）的企口铰缝混凝土（11）浇筑一体形成整体桥面。
6.一种桥梁预制空心板铰缝钢筋调直装置的操作方法，其特征在于该操作方法包括如下步骤：
步骤一、预制空心板并运输至现场
①根据设计要求下料、绑扎空心板包括上铰缝钢筋（2）、下铰缝钢筋（3）的各种钢筋，要求钢筋规格、尺寸、数量和位置准确；
②安装模板、浇筑空心板混凝土，并养护合格运输至现场；
步骤二、制作装配桥梁空心板的下铰缝钢筋调直装置
①按照空心板（1）和下铰缝钢筋（3）的规格和尺寸，由公式一、公式二计算桥梁空心板（1）的下铰缝钢筋调直装置各个部件的材料和尺寸；
②焊接装配桥梁空心板的下铰缝钢筋调直装置；
步骤三、调直空心板的上铰缝钢筋、下铰缝钢筋和安装纵向钢筋
①将原预制时朝空心板横断面中心方向平放的上铰缝钢筋（2）逐个暂转弯90°向上呈竖直状；
②逐个凿开每块空心板（1）企口处与下铰缝钢筋（3）粘结的混凝土，人工撬开下铰缝钢筋（3）使之向外倾斜而与垂直面之间呈角，其顶端D不超过空心板（1）的横断面外边缘水平宽度，以免影响空心板（1）的安装；
③钢管（51）的端钩（55）勾住一个倒U型的上铰缝钢筋（2），压杆（52）底端的端叉（54）抵在相应的倒U型的下铰缝钢筋（3）顶端D；在钢管（51）的人工加力端给予人工加力，使下铰缝钢筋（3）顶端绕E处、即下铰缝钢筋与空心板企口连接处E朝相邻空心板（1）的横断面外边缘弯转平置；
④两块空心板（1）相邻企口铰缝的所有下铰缝钢筋（3）相互弯转平置后，将所有上铰缝钢筋（2）也朝两块空心板（1）相邻企口翻转平置；
⑤分别在平置的上铰缝钢筋（2）和下铰缝钢筋（3）处放置并焊接纵向钢筋（4）；
⑥待一跨所有空心板（1）的上铰缝钢筋（2）、下铰缝钢筋（3）和纵向钢筋（4）均完成施工后，浇筑企口铰缝混凝土（11），并养护合格。
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