CN109252536B - 一种长细钢拉杆群精确定位系统及其定位方法 - Google Patents

Abstract

一种长细钢拉杆群精确定位系统及其定位方法，定位系统包括由若干个格构柱支撑单元通过连接支撑拼装而成格构柱群和自下而上铺设在格构柱群上的反力梁和至少两层定位板，反力梁和每层定位板上均设有穿孔，且每层定位板上的穿孔与反力梁上的穿孔一一对应设置，格构柱支撑单元拼接形状与长细钢拉杆群的每个长细钢拉杆所处坐标组成的形状相适应；格构柱支撑单元包括四根立柱，相邻立柱之间竖向均匀间隔设有水平连接杆，上下相邻水平连接杆之间设有斜向连接杆，定位板水平固定在格构柱群的水平连接杆上，长细钢拉杆竖向穿过定位板，并与反力梁固定。本发明格构柱群的整体稳定性及精度要求非常高，要求能抵抗大体积混凝土浇筑施工中带来冲击荷载、侧压力。

Description

一种长细钢拉杆群精确定位系统及其定位方法

技术领域

本发明属于钢拉杆安装技术领域，具体涉及一种长细钢拉杆群精确定位系统及其定位方法。

背景技术

首节钢塔和基础连接采用螺栓锚固法，即将钢塔柱底节通过预埋在基础中的大型锚固螺栓群将塔柱和基础连接。高塔有两个柱脚，每个柱脚用85根或多根钢拉杆锚固，矮塔有两个柱脚，每个柱脚用34根或多根钢拉杆锚固，钢拉杆规格为D70等强钢拉杆，有效长度8m，张拉预应力为1285KN。由于钢拉杆数量多，定位精度要求非常高，另外单根钢拉杆长度达到8m，对于D70的钢拉杆来说，刚度比较小，混凝土浇筑会对钢拉杆造成扰动，需要采取可靠的措施确保钢拉杆的位置不发生偏移或者偏移值在控制范围以内。

目前桥梁基座与塔柱锚固区的钢拉杆安装采用的是固定钢支架的方法。有以下两者安装思路：

1）工厂组拼方案：在工厂精确加工钢拉杆和格构柱群， 组装成整体运输到现场后整体吊装定位；

2）现场组拼方案：在现场先安装定位支架, 然后钢拉杆逐根进行吊装定位。

发明内容

本发明的目的是提供一种长细钢拉杆群精确定位系统及其定位方法，要解决现有技术只能定位34根以下的钢拉杆群的技术问题；并解决现有技术易破坏杆外壁的无粘结层，影响张拉的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种长细钢拉杆群精确定位系统，其特征在于：所述定位系统包括由若干个格构柱支撑单元通过连接支撑拼装而成格构柱群和自下而上铺设在格构柱群上的反力梁和至少两层定位板，反力梁和每层定位板上均设有穿孔，且每层定位板上的穿孔与反力梁上的穿孔一一对应设置，格构柱支撑单元拼接形状与长细钢拉杆群的每个长细钢拉杆所处坐标组成的形状相适应；所述格构柱支撑单元包括四根立柱，相邻立柱之间竖向均匀间隔设有水平连接杆，上下相邻所述水平连接杆之间设有斜向连接杆，所述定位板水平固定在格构柱群的水平连接杆上，所述长细钢拉杆竖向穿过定位板，并与反力梁固定。

进一步优选地，所述定位板为两层，包括自下而上顺次设置的中层定位板和顶层定位板，所述反力梁为定位槽钢，所述定位槽钢固定在最底层水平连接杆上，所述定位槽钢距地面420mm~620mm，其中，用于固定带有测力计的长细钢拉杆的定位槽钢距地面比用于固定没有带测力计的长细钢拉杆的定位槽钢高200mm。

进一步地，所述连接支撑包括竖向均匀间隔设置在相邻格构柱支撑单元立柱之间的水平连接支撑，上下相邻水平连接支撑之间设有斜向支撑。

进一步地，所述长细钢拉杆包括拉杆和设于拉杆端部的螺旋筋套，所述拉杆露出螺旋筋套的端部穿过反力梁并通过垫板、垫片和螺母固定。

进一步地，穿孔直径为130mm。

进一步地，所述立柱底部与预埋在混凝土内的预埋件焊接固定，所述预埋件包括预埋板和并排设置在预埋板底部的至少三排预埋钢筋，所述预埋钢筋为几字形。

此外，所述立柱为HW200*200工字钢，所述连接支撑、水平连接杆和斜向连接杆均为L90角钢。

更加优选地，每个格构柱支撑单元内设置一个长细钢拉杆，格构柱支撑单元截面为正方形，高8.5~10m。

一种长细钢拉杆群精确定位系统定位长细钢拉杆群的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、 安装预埋件和反力梁：根据设计需要在混凝土层内预埋预埋件，混凝土浇筑养护完成后，测量人员根据长细钢拉杆坐标放点放线，在钢拉杆孔位处布置垫块，吊装反力梁至垫块上就位，并用5mm钢垫片调平；

S2、安装格构柱支撑单元：将未焊接固定最底层水平连接杆的格构柱支撑单元吊装至施工地，确保每个格构柱支撑单元的立柱对应一个预埋件放置，测量各立柱位置的标高，以最高的位置为标准，用钢垫片将各个立柱调平，并将中层定位板和顶层定位板根据设计标高水平放置在格构柱支撑单元的格构柱群上；

S3、模块焊接：由测量人员及技术人员复检格构柱群整体水平方向误差、高程误差及中层定位板和顶层定位板安装所在的水平连接杆的高程误差，确认后方将立柱与预埋件进行可靠焊接，同时将相邻格构柱支撑单元通过连接支撑焊接形成格构柱群；

S4、最底层水平连接杆焊接：将最底层水平连接杆焊接固定，以支撑定位槽钢，同时去除定位槽钢下方的垫块；

S5、安装定位板：将中层定位板和顶层定位板吊装至设计位置，使用铅锤工具确保定位槽钢、中层定位板和顶层定位板的孔位一致且孔位坐标与设计长细钢拉杆坐标相符后，进行可靠焊接工作，所述中层定位板和顶层定位板的穿孔内均设有用于调整长细钢拉杆的卡板，所述卡板为楔形，用于卡固在穿孔内壁与长细钢拉杆之间；

S6、逐个安装长细钢拉杆，将拉杆穿过定位槽钢、中层定位板和顶层定位板的穿孔，当拉杆端部距定位槽钢800mm时，将螺旋筋套套装在拉杆上继续下方拉杆，待拉杆穿过定位槽钢的穿孔后，在拉杆端部顺次放置垫板和垫片后用螺母固定，对长细钢拉杆进行调整校正，直至所有长细钢拉杆安装完毕，一种长细钢拉杆群精确定位系统定位长细钢拉杆群完毕。

更加优选地，所述步骤S1钢垫片选用5mm和10mm两种规格，并控制各立柱标高误差在5mm以内。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明可荷载大体量长细钢拉杆群；格构柱群的整体稳定性及精度要求非常高，要求能抵抗大体积混凝土浇筑施工中带来冲击荷载、侧压力。

本发明具有局部调整功能；长细型钢拉杆柔性较大，在大体积混凝土施工中由于振捣、工人操作等会对其造成扰动；中层及上层定位板设有卡板可以在混凝土分层施工过程中，针对钢拉杆的偏位进行调整。

本发明格构柱群架设至钢拉杆顶端，本发明格构柱群一直架设到钢拉杆顶端的位置，最上层有定位板，可以保证在全过程施工中，保证稳定，并在大体积混凝土整体施工完成后，再切割顶部格构柱群。

本发明中层及上层定位板孔径较大，避钢拉杆在安装过程中发生钢拉杆外壁的碰撞，造成无粘结层的损伤，保证张拉顺利进行。

本发明具有安全、适用等特点，有很好的推广和实用价值，广泛的推广应用后会产生良好的经济效益。

附图说明

图1为本发明一种长细钢拉杆群精确定位系统的结构示意图；

图2为本发明定位槽钢底部垫设垫块的结构示意图；

图3为本发明涉及的格构柱支撑单元为焊接最底层水平连接杆的结构示意图；

图4为本发明涉及的定位槽钢固定在最底层水平连接杆的结构示意图；

图5为本发明涉及的拉杆初始向定位槽钢方向穿插的结构示意图；

图6为本发明涉及的拉杆与定位槽钢固定后的结构示意图；

图7为本发明涉及的拉杆与穿孔之间垫设卡板的结构示意图；

图8为本发明涉及的具体实施例的结构示意图。

附图标记：1-立柱；2-水平连接杆；3-斜向连接杆；4-预埋件；41-预埋板；42-预埋钢筋；5-中层定位板；6-顶层定位板；7-水平连接支撑；8-斜向支撑；9-拉杆；10-螺旋筋套；11-垫板；12-垫块；13-螺母；14-定位槽钢；15-穿孔；16-卡板；17-垫片。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

一种长细钢拉杆群精确定位系统，如图1所示，定位系统包括由若干个格构柱支撑单元通过连接支撑拼装而成格构柱群和自下而上铺设在格构柱群上的反力梁和至少两层定位板，反力梁和每层定位板上均设有穿孔15，且每层定位板上的穿孔15与反力梁上的穿孔15一一对应设置，格构柱支撑单元拼接形状与长细钢拉杆群的每个长细钢拉杆所处坐标组成的形状相适应；格构柱支撑单元包括四根立柱1，相邻立柱1之间竖向均匀间隔设有水平连接杆2，上下相邻水平连接杆2之间设有斜向连接杆3，定位板水平固定在格构柱群的水平连接杆2上，长细钢拉杆竖向穿过定位板，并与反力梁固定。定位板优选为两层，包括自下而上顺次设置的中层定位板5和顶层定位板6，反力梁为槽口向上的定位槽钢14，定位槽钢14固定在最底层水平连接杆2上，定位槽钢14距地面420mm~620mm，其中，用于固定带有测力计的长细钢拉杆的定位槽钢14距地面比用于固定没有带测力计的长细钢拉杆的定位槽钢14高200mm。连接支撑包括竖向均匀间隔设置在相邻格构柱支撑单元立柱1之间的水平连接支撑7，上下相邻水平连接支撑7之间设有斜向支撑8。长细钢拉杆包括拉杆9和设于拉杆端部的螺旋筋套10，拉杆9露出螺旋筋套10的端部穿过反力梁并通过垫板11、垫片17和螺母13固定，穿孔15直径为130mm。

立柱1底部与预埋在混凝土内的预埋件4焊接固定，所述预埋件4包括预埋板41和并排设置在预埋板41底部的至少三排预埋钢筋42，预埋钢筋42呈对称形的几字形，400mm*400mm*15mm钢板和HRB400-φ16mm，预埋钢筋42与混凝土构造筋焊接，使得底部与混凝土层连成整体，立柱1选用HW200*200工字钢，连接支撑、水平连接杆2和斜向连接杆3选用为L90角钢。每个格构柱支撑单元内设置一个长细钢拉杆，格构柱支撑单元截面为正方形，高8.5~10m。

一种长细钢拉杆群精确定位系统定位长细钢拉杆群的方法，包括以下步骤：

S1、安装预埋件4和反力梁：根据设计需要在混凝土层内预埋预埋件4，预埋件4使用HRB400-φ12的预埋钢筋42与预埋板41焊接固定，预埋钢筋42呈几字形，弯钩处角度可调，混凝土浇筑养护完成后，测量人员根据长细钢拉杆坐标放点放线，在钢拉杆孔位处布置垫块12，如图2所示，吊装反力梁至垫块12上就位，垫块12由2个250mm长的HW200工字钢叠合而成，并用5mm钢垫片调平；

S2、安装格构柱支撑单元：采用130T汽车吊进行吊装。由钢结构加工厂加工成多个模块采用130T汽车吊进行吊装。由钢结构加工厂加工成多个；具体步骤为，如图3所示，将未焊接固定最底层水平连接杆2的格构柱支撑单元吊装至施工地，确保每个格构柱支撑单元的立柱1对应一个预埋件4进行安装，做简易固定，且预埋件和立柱1共享一个中心，测量各立柱1位置的标高，以最高的位置为标准，用钢垫片将各个立柱1调平，钢垫片选用5mm和10mm两种规格，并控制各立柱1标高误差在5mm以内；并将中层定位板5和顶层定位板6根据设计标高水平放置在格构柱支撑单元的格构柱群上；

S3、模块焊接：由测量人员及技术人员复检格构柱群整体水平方向误差、高程误差及中层定位板5和顶层定位板6安装所在的水平连接杆2的高程误差，确认后方将立柱1与预埋件4进行可靠焊接，同时将相邻格构柱支撑单元通过连接支撑焊接形成格构柱群；

S4、最底层水平连接杆2焊接：如图4所示，将最底层水平连接杆2焊接固定，以支撑定位槽钢14，同时去除定位槽钢14下方的垫块12；

S5、安装定位板：将中层定位板5和顶层定位板6吊装至设计位置，使用铅锤工具确保定位槽钢14、中层定位板5和顶层定位板6的孔位一致且孔位坐标与设计长细钢拉杆坐标相符后，进行可靠焊接工作，中层定位板5和顶层定位板6的穿孔15内均设有用于调整长细钢拉杆的卡板16，如图7所示，卡板16为楔形，用于卡固在穿孔15内壁与长细钢拉杆之间，卡板16个数根据需要设置；

S6、逐个安装长细钢拉杆，吊装前的准备工作包括顶部、中部和底部定位。在钢板上预先开洞，各洞口的水平位置和钢拉杆的水平位置一致，以确保钢板铺设完毕以后，孔洞的位置和图纸钢拉杆位置重合，开孔直径为130mm，钢拉杆中部粗70mm，端粗85mm。格构柱群设有两道定位板，第一层定位板布置在最顶层，即顶层定位板6，钢拉杆最先穿过，第二层定位板设于混凝土面以下2m处，进行中间定位，即为中层定位板5，在格构柱群底部设有的定位槽钢，作为第三道就位保障。如图5所示，将拉杆9穿过定位槽钢14、中层定位板5和顶层定位板6的穿孔15，当拉杆9端部距定位槽钢14为800mm时，将螺旋筋套10套装在拉杆9上继续下方拉杆9，待拉杆9穿过定位槽钢14的穿孔15后，如图6所示，在拉杆9端部顺次放置垫板11和垫片17后用螺母13固定，对长细钢拉杆进行调整校正，直至所有长细钢拉杆安装完毕，一种长细钢拉杆群精确定位系统定位长细钢拉杆群完毕。

在具体实施时，可以将格构柱群分区布设，如图8所示，按照图示中的A、B、C、D、E、F1和F27个区分区施工，7个区均为长方形或正方区分区，分区后可以各分区同时施工，有利于加快施工进度；同时由于钢拉杆位置分布不均匀，为使受力更均匀、结构更合理，格构柱群立柱间距不同呈非对称形式，三维模型与有限元计算软件无缝结合。施工荷载主要考虑混凝土对支撑架的侧压力，偏于保守按照混凝土对模板的侧压力进行计算，另外考虑混凝土浇筑对支架的冲击力。

荷载取值：混凝土对支架的侧压力，由于支架两侧均有混凝土，可以认为格构柱群立柱两侧的侧压力相等，但由于混凝土不可能特别均匀，在浇筑时难免产生部分 压力差，该差值暂时按每个点100kg计算。另外混凝土浇筑对支架的冲击力，该冲击力对支撑架来说，数量和泵站的数量相同，一次应该不会超过4个点，即每个点承受一组冲击力，按照100kg混凝土从6m高处冲击架体，速度约为11m/s，产生的冲击荷载约为200kg~500kg。按此数据对架体施加集中节点荷载。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种长细钢拉杆群精确定位系统定位长细钢拉杆群的方法，其特征在于，

所述定位系统包括由若干个格构柱支撑单元通过连接支撑拼装而成格构柱群和自下而上铺设在格构柱群上的反力梁和至少两层定位板，反力梁和每层定位板上均设有穿孔（15），且每层定位板上的穿孔（15）与反力梁上的穿孔（15）一一对应设置，格构柱支撑单元拼接形状与长细钢拉杆群的每个长细钢拉杆所处坐标组成的形状相适应；所述格构柱支撑单元包括四根立柱（1），相邻立柱（1）之间竖向均匀间隔设有水平连接杆（2），上下相邻所述水平连接杆（2）之间设有斜向连接杆（3），所述定位板水平固定在格构柱群的水平连接杆（2）上，所述长细钢拉杆竖向穿过定位板，并与反力梁固定，所述穿孔（15）直径为130mm；

所述定位板为两层，包括自下而上顺次设置的中层定位板（5）和顶层定位板（6），所述反力梁为定位槽钢（14），所述定位槽钢（14）固定在最底层水平连接杆（2）上，所述定位槽钢（14）距地面 420mm~620mm，其中，用于固定带有测力计的长细钢拉杆的定位槽钢（14）距地面比用于固定没有带测力计的长细钢拉杆的定位槽钢（14）高 200mm；所述长细钢拉杆包括拉杆（9）和设于拉杆端部的螺旋筋套（10），所述拉杆（9）露出螺旋筋套（10）的端部穿过反力梁并通过垫板（11）、垫片（17）和螺母（13）固定；包括以下步骤：

S1、 安装预埋件（4）和反力梁：根据设计需要在混凝土层内预埋预埋件（4），混凝土浇筑养护完成后，测量人员根据长细钢拉杆坐标放点放线，在钢拉杆孔位处布置垫块（12），吊装反力梁至垫块（12）上就位，并用5mm钢垫片调平，钢垫片选用5mm和10mm两种规格，并控制各立柱（1）标高误差在5mm以内；

S2、安装格构柱支撑单元：将未焊接固定最底层水平连接杆（2）的格构柱支撑单元吊装至施工地，确保每个格构柱支撑单元的立柱（1）对应一个预埋件（4）放置，测量各立柱（1）位置的标高，以最高的位置为标准，用钢垫片将各个立柱（1）调平，并将中层定位板（5）和顶层定位板（6）根据设计标高水平放置在格构柱支撑单元的格构柱群上；

S3、模块焊接：由测量人员及技术人员复检格构柱群整体水平方向误差、高程误差及中层定位板（5）和顶层定位板（6）安装所在的水平连接杆（2）的高程误差，确认后方将立柱（1）与预埋件（4）进行可靠焊接，同时将相邻格构柱支撑单元通过连接支撑焊接形成格构柱群；

S4、最底层水平连接杆（2）焊接：将最底层水平连接杆（2）焊接固定，以支撑定位槽钢（14），同时去除定位槽钢（14）下方的垫块（12）；

S5、安装定位板：将中层定位板（5）和顶层定位板（6）吊装至设计位置，使用铅锤工具确保定位槽钢（14）、中层定位板（5）和顶层定位板（6）的孔位一致且孔位坐标与设计长细钢拉杆坐标相符后，进行可靠焊接工作，所述中层定位板（5）和顶层定位板（6）的穿孔（15）内均设有用于调整长细钢拉杆的卡板（16），所述卡板（16）为楔形，用于卡固在穿孔（15）内壁与长细钢拉杆之间；

S6、逐个安装长细钢拉杆，将拉杆（9）穿过定位槽钢（14）、中层定位板（5）和顶层定位板（6）的穿孔（15），当拉杆（9）端部距定位槽钢（14）800mm时，将螺旋筋套（10）套装在拉杆（9）上继续下方拉杆（9），待拉杆（9）穿过定位槽钢（14）的穿孔（15）后，在拉杆（9）端部顺次放置垫板（11）和垫片（17）后用螺母（13）固定，对长细钢拉杆进行调整校正，直至所有长细钢拉杆安装完毕，一种长细钢拉杆群精确定位系统定位长细钢拉杆群完毕。

2.如权利要求 1 所述的一种长细钢拉杆群精确定位系统定位长细钢拉杆群的方法，其特征在于：所述连接支撑包括竖向均匀间隔设置在相邻格构柱支撑单元立柱（1）之间的水平连接支撑（7），上下相邻水平连接支撑（7）之间设有斜向支撑（8）；所述立柱（1）底部与预埋在混凝土内的预埋件（4）焊接固定，所述预埋件（4）包括预埋板（41）和并排设置在预埋板（41）底部的至少三排预埋钢筋（42），所述预埋钢筋（42）为几字形；所述立柱（1）为HW200*200工字钢，所述连接支撑、水平连接杆（2）和斜向连接杆（3）均为 L90 角钢。

3.如权利要求 1 所述的一种长细钢拉杆群精确定位系统定位长细钢拉杆群的方法，其特征在于：每个格构柱支撑单元内设置一个长细钢拉杆，格构柱支撑单元截面为正方形，高 8.5~10m。

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