CN108755395A - 一种球形支座安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种球形支座安装装置，该装置包括墩柱和球形支座，所述墩柱四个角点设有四个支座锚固螺栓孔，所述球形支座包括支座上座板和支座下座板，所述支座上座板和支座下座板垂直连接，所述支座下座板设有四个与四个支座锚固螺栓孔相对应的支座地脚螺栓，所述支座地脚螺栓通过支座锚固螺母将支座下座板固定在墩柱上方，所述支座地脚螺栓与周围设有定位组件，所述定位组件包括定位杆和定位斜杆，所述定位杆围设在四个地脚螺栓外侧，所述定位斜杆位于相对的两个的支座地脚螺栓之间。利用该装置避免了常规工艺支座后装时需对垫石顶面打磨处理工序，有效缩短作业时间，提高了工作效率。

Description

一种球形支座安装方法
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种球形支座安装方法。
背景技术
球形支座因其承载力高、转角大、转动灵活、转动力矩与转角无关等优点而广泛应用于大跨度桥梁及宽桥、曲线桥等构造复杂的桥梁。球形支座由下座板、球面四氟板、密封裙、中间座板、平面四氟板、上滑板和上座板组成。常规支座安装流程为墩台预留孔留置→支座垫石浇筑→垫石顶面磨平→预留孔清洗、吹干→支座吊装→调平、临时固定→重力注浆→撤除临时固定。即在进行墩台和支座垫石钢筋绑扎时，预留支座锚固螺栓孔，浇筑支座垫石养护至龄期后，对支座垫石顶面进行打磨处理并清理预留螺栓孔杂物，然后再安装支座，重力灌浆完成安装。由于球形支座设计平面位置及标高精度要求高，在具体工程实践中，采用此方法进行球形支座安装，支座地脚螺栓埋设精度和支座顶面平整度控制难度非常大。主要体现在：一是支座预留螺栓孔的平面位置精确放样到位后，在墩台或垫石混凝土浇筑过程中很难采取有效措施保持精确定位，而球形支座本身平面尺寸和自重均较大，在整体吊装安装时，调位难度大，耗时长，工效底；二是支座垫石顶面平整度难以控制(一般大吨位球形支座，垫石顶面四角高差要求控制在2mm内)，往往需对垫石顶面进行打磨处理，费工费时，而且安装质量也很难保证，直接影响支座的传力性能和受力状态。
发明内容
本发明的目的在于针对目前球形支座安装存在的预留锚固螺栓孔精确定位难度大、支座垫石顶面打磨耗时、平整度难以控制和安装工效底、耗时长、施工进度慢的问题，提供一种球形支座安装方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：墩柱钢筋绑扎时，采用塑料管预留支座锚固螺栓孔后，完成墩柱混凝土浇筑和养护，初凝后拔出塑料管；
步骤二：在墩柱顶进行支座垫石平面位置的放样，定出支座垫石周边线，然后沿支座垫石周边线各外延放出四个角点，所述四个角点用于放置千斤顶基座，四角点拉对角线十字交点即为垫石和球形支座中心，同时放出垫石设计顶标高；
步骤三：加工支座安装定位框架，定位框架包括矩形骨架，定位框架的平面尺寸与支座垫石周边线外延放出四个角点围成的四边形尺寸相同；所述框架内设置位移微调装置；所述位移微调装置包括沿垫石短边的平面X方向位移微调装置，沿垫石长边的平面Y方向位移微调装置以及沿支座高度方向的竖向Z方向位移调整装置；
步骤四：定位框架安装就位后，采用起重设备吊起支座，先将4个地脚螺栓对应插入预留支座锚固螺栓孔中，然后将下座板搁置在骨架井之型框架上，完成支座的初步就位，通过平面X方向位移微调装置，沿垫石长边的平面Y方向位移微调装置以及沿支座高度方向的竖向Z方向位移调整装置对支座三个方向进行精确定位后，对地脚螺栓进行定位杆焊接固定，并采用对角定位斜杆加强，支座地脚螺栓周侧设有四根螺纹钢筋形成井型定位框架，采用两道限高螺纹钢筋进行支座顶标高的标记；
步骤五：当支座4个地脚螺栓平面位置和高度锚固定位及进行支座底标高的精确定位后，松开下座板上的四个相应锚固螺母，将支座吊离；
步骤六：测量放样，进行支座钢筋绑扎，并在支座平面位置内的垫石钢筋骨架中加密焊接竖向限高螺纹钢筋，其顶标高为支座设计底标高；根据垫石平面位置，立垫石模板，模板顶标高比垫石设计底标高高5cm以上，在模板内侧四周标记垫石设计标高线，用于混凝土浇筑标高控制；
步骤七：垫石混凝土浇筑，完成后使混凝土顶面标高略高于垫石设计标高，采用吊机将支座再次吊装就位于已精确提前锚固定位的地脚螺栓上，并重新拧上锚固螺栓，支座落在限高螺纹钢筋上；
步骤八：养护拆模。
作为优选，所述步骤三中平面X方向位移微调装置通过以下步骤安装完成：位于下翼板上方设有两根支撑杆和四根调节杆，所述支撑杆和调节杆均具有外螺纹，所述支撑杆一端与调节杆通过设有内螺纹的套筒连接，所述支撑杆的另一端与具有内螺纹的托座连接所述平面Y方向位移微调装置通过以下步骤安装完成：在支撑杆上沿垫石长边方向平等铺设两道四氟板滑道，组成井之形内框架，且其理论中心为垫石或支座中心；在每道四氟板滑道延长线与矩形骨架相交点焊接竖向调节板，在与支座的上座板高度相匹配的位置开设螺栓孔，通过调节螺栓推动支座进行Y方向的移动；所述竖向Z方向位移调整装置通过以下步骤安装完成：通过在定位框架四个支点中心上设千斤顶底座，底座上放千斤顶，再在千斤顶上安装定位框架，通过千斤顶的升降来调整支座的标高，使之达到设计标高；所述步骤四中通过手动调节杆进行X方向的微调，然后通过调节螺栓进行Y方向的微调，最后通过千斤顶进行Z方向的微调到位。
作为优选，所述四个角点距离支座垫石周边线30cm。
作为优选，所述塑料管直径比支座地脚螺栓直径大30mm。
本发明还提供一种球形支座安装装置，该装置包括墩柱和球形支座，所述墩柱四个角点设有四个支座锚固螺栓孔，所述球形支座包括支座上座板和支座下座板，所述支座上座板和支座下座板垂直连接，所述支座下座板设有四个与四个支座锚固螺栓孔相对应的支座地脚螺栓，所述支座地脚螺栓通过支座锚固螺母将支座下座板固定在墩柱上方，所述支座地脚螺栓与周围设有定位组件，所述定位组件包括定位杆和定位斜杆，所述定位杆围设在四个地脚螺栓外侧，所述定位斜杆位于相对的两个的支座地脚螺栓之间。优选地，所述定位杆为四根，所述四根定位杆焊接围合形成矩形定位支架，所述定位斜杆为两根，所述两根定位斜杆的端部焊接在支座地脚螺栓周边。优选地，支座地脚螺栓周侧设有四根螺纹钢筋形成井型定位框架；进一步优选地，所述支座下方设有垫石，在垫石钢筋骨架中加密焊接竖向的限高螺纹钢筋，优选地，所述限高螺纹钢筋高出垫石钢筋骨架部分涂刷环氧树脂。
本发明还提供一种支座定位装置，该装置包括定位框架和球形支座，所述球形支座设置在定位框架上侧，所述定位框架包括矩形骨架和下翼板，所述矩形骨架内侧两两相对设有四个托座，所述托座具有内螺纹，所述矩形骨架设有平面X方向位移微调装置，平面Y方向位移微调装置以及竖向Z方向位移调整装置；所述平面X方向位移微调装置包括位于下翼板上方的两根支撑杆和四根调节杆，所述支撑杆和调节杆均具有外螺纹，所述支撑杆一端与调节杆通过设有内螺纹的套筒连接，所述支撑杆的另一端与具有内螺纹的托座连接，所述平面Y方向位移微调装置包括在调节杆上平等铺设的两道四氟板滑道，每道四氟板滑道延长线与骨架相交点焊接竖向调节板，在与支座上座板高度相匹配的位置开设螺栓孔，所述竖向Z方向位移调整装置包括设置在定位框架四个支点下方的千斤顶，所述千斤顶下部相应设有千斤顶底座。优选地，所述骨架为型钢骨架，所述型钢骨架与托座焊接。
本发明提供的球形支座安装方法的工艺流程为：支座锚固螺栓孔预留→垫石钢筋绑扎→支座精确定位→支座地脚螺栓锚固→支座吊离→垫石砼模板安装→支座限高承重钢筋布设→垫石砼浇注→支座重新就位(限高钢筋控制支座底标高半承重)→垫石砼养护、拆除模板。采用此安装方法，在垫石砼浇筑前，先将支座精确就位，并进行地脚螺栓的精确定位锚固，然后吊离支座，在支座范围内布设限高和承重钢筋，然后立模进行垫石砼的浇筑，等砼浇筑完成至略高于限位钢筋顶标高，即进行支座的安装(由于地脚螺栓已先行就位锚固，安装时使支座下垫板四个孔对应地脚螺栓插入即可)，保证了支座底板与垫石砼顶面的密实，避免了常规工艺支座后装时需对垫石顶面打磨处理工序，有效缩短作业时间，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明提供的球形支座安装工艺流程图；
图2为本发明提供的支座安装装置的立体图；
图3为本发明提供的支座安装装置的平面图；
图4为本发明提供的支座定位装置的结构示意图；
其中，1-墩柱；2-支座锚固螺栓预留孔；3-支座地脚螺栓；4-定位杆；5-定位斜杆；6-球形支座；7-定位框架型钢骨架；8-支撑杆(螺纹杆或带有螺纹的圆钢)；9-调节杆；10-四氟板滑轨；11-千斤顶；12-千斤顶底座；13-调节板；14调节螺栓；15-定片；16-支座锚固螺母；17-支座下座板；18-支座上座板；20-螺纹钢筋；22-套筒；23-托座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的说明。
实施例球形支座安装方法
材料准备：支座地脚螺栓预留空塑料管、支座定位框架I30型钢、10mm厚钢板，双螺旋手动调节杆制作、四氟滑道采购或制作，四个千斤顶、千斤顶底座(主要调节高度，使千斤顶行程与垫石高度相适应)、定位Φ28螺纹钢筋、模板、球形支座等。
参考附图，具体步骤如下：
步骤一：墩柱1钢筋绑扎时，采用塑料管预留支座锚固螺栓孔2，所述塑料管直径比支座地脚螺栓大30mm，预留支座锚固螺栓孔2后，完成墩柱1混凝土浇筑和养护，初凝后拔出塑料管；
步骤二：测量放样，首先，在墩柱顶进行支座垫石平面位置的放样，定出支座垫石周边线，然后沿垫石周边线各外延30cm放出四个角点(用于放置千斤顶基座12)，四角点拉对角线十字交点即为垫石和支座中心。同时放出垫石设计顶标高；
步骤三：加工支座安装定位框架，定位框架为矩形框架，矩形框架采用采用I30型钢骨架7制作而成，平面尺寸为支座垫石周边线外延30cm。在框架内设置平面X(沿垫石短边方向)、Y方向(沿垫石长边方向)位移微调装置。
(1)平面X(沿垫石短边)方向位移微调装置
平行垫石短边方向，在I30型钢骨架内侧下翼板上设置两根可调节长度的支撑杆8，支撑杆8具有外螺纹，且其外螺纹与一根手动螺纹调节杆9的外螺纹通过设内螺纹的套筒22连接，螺纹调节杆9外端与具有内螺纹的托座23连接，托座与型钢骨架7焊接，要注意螺纹调节杆9必须设置在支座平面位置以外(近骨架侧)。
(2)平面Y(沿垫石长边)方向位移微调装置
在支撑杆8上沿垫石长边方向平等铺设两道四氟板滑道10，组成井之形内框架(两端不与定型骨架连接固定)，其理论中心为垫石或支座中心。在每道四氟板滑道延长线与框架I30型钢骨架7相交点焊接竖向调节板13，在与支座6的上座板18高度相匹配的位置开设螺栓孔，通过调节螺栓14(设垫片15)推动支座进行Y方向的移动，每侧设两个调节板13，共4个。
(3)竖向Z方向调整(支座高度调整)
通过在定位框架四个支点中心上设千斤顶底座，底座上放千斤顶，再在千斤顶上安装定位框架，通过千斤顶的升降来调整支座的标高，使之达到设计标高。
步骤四：支座精确定位。支座定位框架安装就位后，采用起重设备吊起支座6，先将4个地脚螺栓对应插入预留孔中，然后将下座板搁置在骨架井之型框架上，完成支座的初步就位。此时，支座平面位置与设计位置必然会有一个误差，首先进行平面位置(X、Y方向)的调整。先通过调节杆9手动进行X方向的微调，然后通过调节螺栓进行Y方向的微调，最后通过千斤顶进行Z方向的微调到位，当支座三个方向精确定位后，对地脚螺栓进行定位杆焊接固定4，并采用对角定位斜杆5加强；支座地脚螺栓周侧设有四根螺纹钢筋20形成井型定位框架。同时，采用两道限高螺纹钢筋进行支座顶标高的标记。
步骤五：支座吊离。
当支座4个地脚螺栓平面位置和高度锚固定位及进行支座底标高的精确定位后，松开下座板17上的四个相应锚固螺母16，将支座吊离。
步骤六：垫石钢筋绑扎、立模砼浇筑。测量放样，进行支座钢筋绑扎，并在支座平面位置内的垫石钢筋骨架中加密焊接竖向限高螺纹钢筋，其顶标高为支座设计底标高。限高螺纹钢筋高出垫石钢筋骨架部分涂刷环氧树脂，以防止生锈。根据垫石平面位置，立垫石模板，模板顶标高比垫石设计底标高高5cm以上，在模板内侧四周标记垫石设计标高线，用于混凝土浇筑标高控制。
步骤七：垫石混凝土浇筑完成后(使混凝土顶面标高略高于垫石设计标高)，采用吊机将支座再次吊装就位于已精确提前锚固定位的地脚螺栓上，并重新拧上锚固螺栓此时，支座将同时稳稳地落在限高螺纹钢筋上，由其承受支座全部自重。由于支座直接安放在先浇筑混凝土面上，其下座板钢板与混凝土面紧密相贴，形成一个整体。
步骤八：养护拆模。混凝土硬化后，就可将支座牢牢地固定在垫石上。
由于球形支座平面尺寸和自重均较大，平面位置和标高要求精度高，现场采用吊机安装，定位调位难度大。本发明一是通过先进行支座地脚螺栓定位再进行垫石混凝土浇筑工艺，解决了支座地脚螺栓定位困难问题，达到了施工简单、易操作，工效高。二是该安装工艺通过支座安装与垫石同步施工，确保支座下座板和垫石砼顶面的密贴，保证了支座的传力性能和改善支座自身受力状态。避免了常规支座安装时需对垫石混凝土进行顶面打磨和压浆工艺，费工费时难题。

Claims (4)

1.一种球形支座安装方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤一：墩柱钢筋绑扎时，采用塑料管预留支座锚固螺栓孔后，完成墩柱混凝土浇筑和养护，初凝后拔出塑料管；
步骤二：在墩柱顶进行支座垫石平面位置的放样，定出支座垫石周边线，然后沿支座垫石周边线各外延放出四个角点，所述四个角点用于放置千斤顶基座，四角点拉对角线十字交点即为垫石和球形支座中心，同时放出垫石设计顶标高；
步骤三：加工支座安装定位框架，定位框架包括矩形骨架，定位框架的平面尺寸与支座垫石周边线外延放出四个角点围成的四边形尺寸相同；所述框架内设置位移微调装置；所述位移微调装置包括沿垫石短边的平面X方向位移微调装置，沿垫石长边的平面Y方向位移微调装置以及沿支座高度方向的竖向Z方向位移调整装置；
步骤四：定位框架安装就位后，采用起重设备吊起支座，先将4个地脚螺栓对应插入预留支座锚固螺栓孔中，然后将下座板搁置在骨架井之型框架上，完成支座的初步就位，通过平面X方向位移微调装置，沿垫石长边的平面Y方向位移微调装置以及沿支座高度方向的竖向Z方向位移调整装置对支座三个方向进行精确定位后，对地脚螺栓进行定位杆焊接固定，并采用对角定位斜杆加强，支座地脚螺栓周侧设有四根螺纹钢筋形成井型定位框架，采用两道限高螺纹钢筋进行支座顶标高的标记；
步骤五：当支座4个地脚螺栓平面位置和高度锚固定位及进行支座底标高的精确定位后，松开下座板上的四个相应锚固螺母，将支座吊离；
步骤六：测量放样，进行支座钢筋绑扎，并在支座平面位置内的垫石钢筋骨架中加密焊接竖向限高螺纹钢筋，其顶标高为支座设计底标高；根据垫石平面位置，立垫石模板，模板顶标高比垫石设计底标高高5cm以上，在模板内侧四周标记垫石设计标高线，用于混凝土浇筑标高控制；
步骤七：垫石混凝土浇筑，完成后使混凝土顶面标高略高于垫石设计标高，采用吊机将支座再次吊装就位于已精确提前锚固定位的地脚螺栓上，并重新拧上锚固螺栓，支座落在限高螺纹钢筋上；
步骤八：养护拆模。
2.根据权利要求1所述的球形支座安装方法，其特征在于：所述步骤三中平面X方向位移微调装置通过以下步骤安装完成：位于下翼板上方设有两根支撑杆和四根调节杆，所述支撑杆和调节杆均具有外螺纹，所述支撑杆一端与调节杆通过设有内螺纹的套筒连接，所述支撑杆的另一端与具有内螺纹的托座连接所述平面Y方向位移微调装置通过以下步骤安装完成：在支撑杆上沿垫石长边方向平等铺设两道四氟板滑道，组成井之形内框架，且其理论中心为垫石或支座中心；在每道四氟板滑道延长线与矩形骨架相交点焊接竖向调节板，在与支座的上座板高度相匹配的位置开设螺栓孔，通过调节螺栓推动支座进行Y方向的移动；所述竖向Z方向位移调整装置通过以下步骤安装完成：通过在定位框架四个支点中心上设千斤顶底座，底座上放千斤顶，再在千斤顶上安装定位框架，通过千斤顶的升降来调整支座的标高，使之达到设计标高；所述步骤四中通过手动调节杆进行X方向的微调，然后通过调节螺栓进行Y方向的微调，最后通过千斤顶进行Z方向的微调到位。
3.根据权利要求1所述的球形支座安装方法，其特征在于：所述四个角点距离支座垫石周边线30cm。
4.根据权利要求1所述的球形支座安装方法，其特征在于：所述塑料管直径比支座地脚螺栓直径大30mm。
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