CN109252448A - 一种桥梁塔柱横梁支架的预压施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁工程领域，公开了一种桥梁塔柱横梁支架的预压施工方法，适用于斜拉桥或悬索桥等桥梁，具体包括以下步骤：S1搭建由铰接斜撑A、铰接斜撑B、传力支座通过钢销连接组成的铰接预压传力结构；S2搭设塔柱以及支架；塔柱设有用于穿送钢丝绳的塔柱预留孔，塔柱位置预埋有支架牛腿，支架搭设于支架牛腿上；S3安装铰接预压传力结构，穿设钢丝绳；将铰接斜撑A与支架焊接固定，将铰接斜撑B与塔柱焊接固定，使用钢丝绳套牢铰接预压传力结构并穿过塔柱预留孔进行固定；S4使用千斤顶对钢丝绳施加的拉力，拉动铰接预压传力结构，间接对支架施加预压作用力；S5拆除铰接预压传力结构、千斤顶和钢丝绳，完成对支架的预压。

Description

一种桥梁塔柱横梁支架的预压施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，更具体地，涉及一种桥梁塔柱横梁支架的预压施工方法，适用于斜拉桥或悬索桥等桥梁。

背景技术

施工斜拉桥或悬索桥等桥梁的塔柱横梁时，一般需要搭设支架，预压支架后，再架设模板浇筑塔柱间的横梁。目前，横梁的支架预压常规方法为采用散装沙袋或水箱进行加载。但斜拉桥或悬索桥的塔柱横梁所处的位置高，有的甚至高达上百米，如采用上述常规方法进行支架预压，散装沙袋或水箱注水等上下传送的工作量大，施工困难。

实用新型CN201521107875.8提出了采用钢丝绳对支架进行加载预压的方法。通过张拉两端分别连接在承台和支架分配梁的钢丝绳，对支架进行预压。如采用该方法对支架进行预压，有些情况下需要向下垂放钢丝绳的单根钢丝绳达上百米，多点预压则需要更多的钢丝绳。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种桥梁塔柱横梁支架的预压施工方法，制作特定结构的施工件进行操作，操作简单方便，利于高空操作，解决了传统技术高空作业，散装沙袋或水箱注水等上下传送的工作量大，施工困难的技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种桥梁塔柱横梁支架的预压施工方法，包括以下步骤：

S1制作铰接预压传力结构，铰接预压传力结构由铰接斜撑A、铰接斜撑B、传力支座通过钢销连接组成；

S2施工塔柱以及搭设支架；所述塔柱设有用于穿送钢丝绳的塔柱预留孔，所述塔柱预埋有预埋钢板和支架牛腿，所述支架搭设于支架牛腿上；

S3安装铰接预压传力结构，穿设钢丝绳；将与铰接斜撑A相连的传力支座与支架焊接固定，将与铰接斜撑B相连的传力支座与塔柱上的预埋钢板焊接固定，使用钢丝绳套牢铰接预压传力结构并穿过塔柱预留孔；

S4安装千斤顶，使用千斤顶对钢丝绳施加拉力，拉动铰接预压传力结构，间接对支架施加预压作用力；

S5拆除铰接预压传力结构、千斤顶和钢丝绳，完成对支架的预压。

优选地，所述铰接斜撑A由两根型钢和阳头组成，型钢之间留有间隙，两根型钢通过钢板对应焊接形成一整体；型钢一端设有孔洞，另一端的间隙位置焊接有利用钢板制成的阳头，阳头上设有孔洞；所述铰接斜撑B由两根型钢组成，型钢之间留有间隙，两根型钢通过钢板对应焊接形成一整体；铰接斜撑B的两端均设有孔洞；所述传力支座由钢垫板与竖向钢板对应焊接形成，竖向钢板设有孔洞。

优选地，所述塔柱预埋有钢板，预埋钢板与支架顶面的距离为δ+H_h/tanθ，δ为传力支座的孔洞中心至钢垫板外边缘的距离；所述铰接斜撑A与铰接斜撑B两端孔距L_x按下式计算：

式中：

H_h为预埋钢板处传力支座的孔洞中心至支架加载点的水平距离，支架加载点距离塔柱为0.25a～0.4a，a为横梁长，单位为mm；

β为铰接预压传力结构在S4完成后，两个传力支座的孔洞中心连线与铰接斜撑B之间的夹角，其角度范围为5°～10°；

θ为铰接预压传力结构在S4完成后，两个传力支座的孔洞中心连线与垂直方向之间的夹角，其角度范围为25°～40°。

优选地，塔柱预留孔的水平夹角大小等于θ，所述塔柱预留孔顶端距离支架顶面的距离H_k按下式计算：

H_k＝H_h tan(90°-2θ)+δ(1-tanθ)，

式中：

优选地，所述千斤顶对钢丝绳施加的拉力F_n按以下公式计算：

式中：

γ_c为横梁混凝土的容重，单位为kN/m³，可按照26kN/m³取值；

V_c为横梁混凝土的体积，单位为m³；

A_vp为横梁的竖向投影面积，单位为m²；

q_s为施工荷载，单位为kN/m²，可按照8kN/m²取值；

N_num为对支架施加的竖向预压作用力的荷载点的个数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明提供的铰接预压传力结构可实现将千斤顶对钢丝绳施加的拉力向竖向预压作用力进行转换，更重要的是，由于角度β被限定在5°～10°，从而达到采用较小的千斤顶对钢丝绳施加的拉力即可取得较大吨位的竖向预压作用力，可达到“四两拨千斤”的效果，例如，当角度β取7.5°，θ取30°时，单个铰接预压传力结构施加F_n＝50.9kN，可获得竖向预压作用力180kN；

2.按照计算得出的千斤顶对钢丝绳施加的拉力F_n对铰接预压传力结构进行施压，可确保得到支架需要提供的竖向预压作用力，从而达到良好的预压效果；

3.本发明通过千斤顶对铰接预压传力结构施力，采用塔柱作为结构的支点，通过铰接斜撑A的竖向分力实现对支架的预压。本发明方法独特、制备简单、利于操作、施工简便，利于高空作业；从根本上解决了传统技术高空作业，散装沙袋或水箱注水等上下传送的工作量大，施工困难的技术缺陷和实用新型CN201521107875.8提供的方法需要过长钢丝绳的技术缺陷；且所用铰接预压传力结构等构件可重复利用；同时本发明给出的技术方案完整、独特、可行。

附图说明

图1为铰接斜撑A的结构示意图，其中图1a为铰接斜撑A的结构立面图，图1b为铰铰接斜撑A的结构平面图。

图2为铰接斜撑B的结构示意图，其中图2a为铰接斜撑B的结构立面图，图2b为铰接斜撑B的结构平面图。

图3为铰接预压传力结构的结构立面图。

图4为塔柱及横梁的结构示意图。

图5为横梁支架的预压立面图。

图6为横梁支架的预压半平面图。

其中，1–塔柱，2–横梁，3–支架，4–铰接预压传力结构，4a–铰接斜撑A，4b–铰接斜撑B，4c–阳头，4d–传力支座，4e–钢垫板，4f–竖向钢板，4g–钢销，5–塔柱预留孔，6–千斤顶，7–支架牛腿，8–预埋钢板，9–钢丝绳。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1

如图4所示，本实施例中斜拉桥的两个塔柱1间的横梁2的尺寸为：横梁长a＝6.0m，横梁宽b＝3.0m，横梁高h＝2.0m。横梁2距离桥面81.5m。为浇筑该横梁2的混凝土，需要对横梁2的支架3进行预压。

为简单、快速、有效地对横梁2的支架3进行预压，采用本发明方法进行支架3的预压，施工按下述步骤进行：

S1制作铰接预压传力结构4，铰接预压传力结构4由铰接斜撑A4a、铰接斜撑B4b、传力支座4d通过钢销4g连接组成。具体地，铰接斜撑A4a由两根型钢和阳头4c组成，型钢之间留有间隙，两根型钢通过钢板对应焊接形成一整体；型钢一端设有孔洞，另一端的间隙位置焊接有利用钢板制成的阳头4c，阳头4c上设有孔洞；铰接斜撑B4b由两根型钢组成，型钢之间留有间隙，两根型钢通过钢板对应焊接形成一整体；铰接斜撑B4b的两端均设有孔洞；传力支座4d由钢垫板4e与竖向钢板4f对应焊接形成，竖向钢板4f设有孔洞，在本例中，传力支座4d的孔洞中心至钢垫板4e外边缘的距离δ＝50mm。

同时，铰接斜撑A4a与铰接斜撑B4b两端孔距L_x按下式计算：

H_h为预埋钢板8处传力支座4d的孔洞中心至支架3加载点的水平距离，支架加载点距离塔柱为0.25a～0.4a，a为横梁长，本实施例取H_h＝1950mm；

β为铰接预压传力结构4在S4完成后，两个传力支座4d的孔洞中心连线与铰接斜撑B4b之间的夹角，本实施例取β＝7.5°；

θ为铰接预压传力结构4在S4完成后，两个传力支座4d的孔洞中心连线与垂直方向之间的夹角，本实施取θ＝30°。

带入可得，铰接斜撑A4a与铰接斜撑B4b两端孔距

S2施工塔柱1以及搭设支架3；塔柱1设有用于穿送钢丝绳9的塔柱预留孔5，塔柱1预埋有预埋钢板8和支架牛腿7，支架3搭设于支架牛腿7上。具体地，塔柱1上的预埋钢板8与支架3顶面的距离为：

δ+H_h/tanθ＝50+1950/tan30°＝3427.5mm。

其中，塔柱预留孔5的水平夹角大小等于30°，塔柱预留孔5顶端距离支架3顶面的距离为H_k按下式计算：

H_k＝H_h tan(90°-2θ)+δ(1-tanθ)＝1950×tan(90°-2×30°)+50×(1-tan30°)＝1147.0mm

S3安装铰接预压传力结构4，穿设钢丝绳9；将与铰接斜撑A4a相连的传力支座4d的钢垫板4e与支架3焊接固定，将与铰接斜撑B4b相连的传力支座4d的钢垫板4e与塔柱1上的预埋钢板8焊接固定，再使用钢丝绳9套牢铰接预压传力结构4并穿过塔柱预留孔5。

S4安装千斤顶6，使用千斤顶6对钢丝绳9施加的拉力，拉动铰接预压传力结构4，间接对支架3施加预压作用力。具体地，千斤顶6对钢丝绳9施加的拉力F_n按以下公式计算：

式中：

γ_c为横梁2混凝土的容重，本例按照26kN/m³取值；

V_c为横梁2混凝土的体积，由横梁给定尺寸得V_c＝axbxh＝6x3x2＝36m³；

A_vp为横梁2的竖向投影面积，A_vp＝axb＝6x3＝18m²；

q_s为施工荷载，本例按照8kN/m²取值；

N_num为对支架3施加的竖向预压作用力的荷载点的个数，本例中N_num＝6，带入，得千斤顶6对钢丝绳9施加的拉力：

S5拆除铰接预压传力结构4、千斤顶6和钢丝绳9，完成对支架3的预压。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种桥梁塔柱横梁支架的预压施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1搭建铰接预压传力结构(4)，铰接预压传力结构(4)由铰接斜撑A(4a)、铰接斜撑B(4b)、传力支座(4d)通过钢销(4g)连接组成；

S2搭设塔柱(1)以及支架(3)；所述塔柱(1)设有用于穿送钢丝绳(9)的塔柱预留孔(5)，所述塔柱(1)位置预埋有支架牛腿(7)，所述支架(3)搭设于支架牛腿(7)上；

S3安装铰接预压传力结构(4)，穿设钢丝绳(9)；将与铰接斜撑A(4a)相连的传力支座(4d)与支架焊接固定，将与铰接斜撑B(4b)相连的传力支座(4d)与塔柱(1)焊接固定，使用钢丝绳(9)套牢铰接预压传力结构(4)并穿过塔柱预留孔(5)进行固定；

S4安装千斤顶，使用千斤顶(6)对钢丝绳(9)施加的拉力，拉动铰接预压传力结构(4)，间接对支架(3)施加预压作用力；

S5拆除铰接预压传力结构(4)、千斤顶(6)和钢丝绳(9)，完成对支架(3)的预压。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁塔柱横梁支架的预压施工方法，其特征在于：所述铰接斜撑A(4a)由两根型钢和阳头(4c)组成，型钢之间留有间隙，两根型钢通过钢板对应焊接形成一整体；型钢分开一端设有孔洞，连接一端的间隙位置焊接有利用钢板制成的阳头(4c)，阳头(4c)上设有孔洞；所述铰接斜撑B(4b)由两根型钢和阳头(4c)组成，型钢之间留有间隙，两根型钢通过钢板对应焊接形成一整体；铰接斜撑B(4b)的两端均设有孔洞；所述传力支座(4d)由钢垫板(4e)与竖向钢板(4f)对应焊接形成，竖向钢板(4f)设有孔洞。

3.根据权利要求2所述的一种桥梁塔柱横梁支架的预压施工方法，其特征在于：所述塔柱(1)还有预埋钢板(8)，预埋钢板(8)与支架(3)顶面的距离为δ+H_h/tanθ，δ为传力支座(4d)的孔洞中心至钢垫板(4e)外边缘的距离；所述铰接斜撑A(4a)与铰接斜撑B(4b)两端孔距L_x按下式计算：

H_h为预埋钢板(8)处传力支座(4d)的孔洞中心至支架加载点的水平距离，支架加载点距离塔柱为0.25a～0.4a，a为横梁长；

β为铰接预压传力结构(4)在S4完成后，两个传力支座(4d)的孔洞中心连线与铰接斜撑B(4b)之间的夹角；

θ为铰接预压传力结构(4)在S4完成后，两个传力支座(4d)的孔洞中心连线与垂直方向之间的夹角。

4.根据权利要求3所述的一种桥梁塔柱横梁支架的预压施工方法，其特征在于：所述塔柱预留孔(5)顶端距离支架(3)顶面的距离为H_k按下式计算：

塔柱(1)预留孔的水平夹角大小等于θ；

δ为传力支座(4d)的孔洞中心至钢垫板(4e)外边缘的距离。

5.根据权利要求1所述的一种桥梁塔柱横梁支架的预压施工方法，其特征在于：所述千斤顶(6)对钢丝绳(9)施加的拉力F_n按以下公式计算：

F_n为千斤顶(6)对钢丝绳(9)施加的拉力；

γ_c为横梁(2)混凝土的容重，可按照26kN/m³取值；

V_c为横梁(2)混凝土的体积；

A_vp为横梁(2)的竖向投影面积；

q_s为施工荷载，可按照8kN/m²取值；

N_num为对支架(3)施加的竖向预压作用力的荷载点的个数。