CN110067208A - 双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于桥梁施工技术领域，具体公开了双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法，包括以下步骤：步骤一、墩柱预埋安装件；步骤二、钢系梁现场拼装；步骤三、将钢系梁起吊至安装位置；步骤四、滑动支系梁，使得支系梁外侧面与墩柱相贴，然后连接安装件与吊挂件。本发明采用钢系梁现场拼装然后吊装的施工方法，解决了现有钢筋混凝土系梁施工时人员高空作业时间长的问题，并且能够起到抗震的作用。

Description

双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法。

背景技术

我国西部地区地势险峻，地形多为沟壑、陡坡，出现了大量高墩甚至是超高墩大跨连续刚构桥，其中双肢薄壁墩(简称双肢墩)是此类桥梁的常用墩型。为了使双肢墩的整体刚度加强，会在两个墩柱中间加一根系梁，起到起拉杆作用，把两个墩柱连成整体进行受力。

现有的系梁通常为钢筋混凝土系梁，传统的钢筋混凝土系梁具有以下缺点：1、钢筋混凝土系梁均为现浇，需要进行支模、钢筋绑扎、浇筑混凝土、拆模等一系列工序，而在超高墩上进行上述的长时间作业，对作业人员的安全十分不利；2、由于钢筋混凝土系梁工序多，施工时间长，施工进度慢；3、钢筋混凝土系梁抗震能力较弱，钢筋混凝土系梁在地震中容易破坏失效是双肢高墩桥梁的常见震害，并且一旦钢筋混凝土系梁发生地震破坏后，无法修复。

发明内容

本发明的目的在于提供双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法，以解决现有钢筋混凝土系梁施工时人员高空作业时间长的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法，包括以下步骤：

步骤一、墩柱预埋安装件；

步骤二、钢系梁现场拼装：

(1)钢系梁由一根主系梁和两根支系梁组成，主系梁为长方体结构，支系梁连有竖向的连接板，先在主系梁侧壁上开设横向的导向槽，导向槽两端开设与导向槽连通的弧形槽，并使得弧形槽的弧心与导向槽端部同心，在弧形槽内连接弹性件，然后在导向槽两端均卡入转动销和滑动销，使得转动销位于滑动销外侧，然后将支系梁的连接板覆盖主系梁，将转动销和滑动销焊接在支系梁的连接板内侧，保持转动销和滑动销之间的距离与弧形槽的半径相等，再在支系梁外端连接吊挂件；

(2)滑动两根支系梁，支系梁的外端靠近主系梁的外端，使得两根支系梁外端的距离小于两根墩柱之间的距离；

步骤三、将钢系梁起吊至安装位置；

步骤四、滑动支系梁，使得支系梁外侧面与墩柱相贴，然后连接安装件与吊挂件。

本方案的原理在于：

将传统的钢筋混凝土系梁改进为由一根主系梁和两根支系梁组成的钢系梁，支系梁的连接板上的转动销和滑动销与主系梁上的导向槽滑动连接，通过转动销和滑动销与导向槽的配合，使得两根支系梁与主系梁为滑动连接，吊装钢系梁时，可以先将两根支系梁向内滑动，减小整个钢系梁的长度至小于两根墩柱的间距，目的是能够使得吊装的钢系梁能够穿过两根钢系梁之间的空间到达安装位置；主系梁上弧形槽的设置是为了在支系梁上的转动销滑动至导向槽端部时，滑动销能够恰好位于导向槽内，如此一来，支系梁便可以以转动销中心为轴旋转，当发生地震时，墩柱会发生弯曲，带动与墩柱连接的支系梁端部运动，支系梁会以转动销中心为轴旋转，带动支系梁上的滑动销在弧形槽内运动，弧形槽内的弹性件能够吸收部分地震能，减小地震响应，降低整个结构的地震损坏程度。

采用本方案能达到如下技术效果：

1、将传统的钢筋混凝土系梁改进为钢系梁，钢系梁可以在地面进行整体拼装，然后整体吊装到双肢薄壁墩之间，减少人员高空作业时间。

2、转动销和滑动销具有两个作用：一是转动销和滑动销在导向槽内滑动时，能够对支系梁的滑动起到导向的作用，使得支系梁与主系梁处于滑动连接状态；二是当转动销滑动至导向槽端部时，支系梁能够以转动销中心为轴旋转，支系梁上的滑动销在弧形槽内运动配合弹性件能够起到减震的作用。

3、采用钢系梁现场拼装然后起吊安装的施工方式，与传统现浇钢筋混凝土系梁的方式相比，施工效率得到极大提高。

4、当钢系梁损坏后，可以将钢系梁进行整体更换。

进一步，步骤二中，支系梁外侧面与墩柱外壁形状配合。采用此种结构能够使得支系梁与墩柱贴合更加紧密，连接整体性更好。

进一步，步骤二中，支系梁外侧面呈弧形。弧形能够配合圆柱墩。

进一步，步骤一中，安装件包括预埋在墩柱内的两个内螺纹套。采用两个内螺纹套的预埋件能够与吊挂件连接更加牢固。

进一步，步骤二中，吊挂件包括焊接在支系梁外端的两个弧形板，弧形板上开设有与两个螺纹套对应的螺孔，通过紧固螺栓穿过螺孔并旋进内螺纹套内实现支系梁与墩柱之间的连接固定。采用紧固螺栓与内螺纹套的螺纹配合，连接方便且连接强度高。

进一步，步骤二中，主系梁由四块钢板焊接而成，且主系梁内焊接有加强筋，钢板和加强筋的焊接在施工现场完成。采用此种空心网状的主系梁结构，主系梁自重小，且强度高。

进一步，步骤二中，弹性件为弯曲弹簧，弯曲弹簧的形状与弧形槽形状配合。弯曲弹簧伸缩时，能够沿着弧形槽的形状发生变形。

进一步，步骤二中，弧形槽内的弯曲弹簧数目为两根，且两根弯曲弹簧分别位于导向槽两侧。采用两根弯曲弹簧，能够适应支系梁的顺时针或逆时针旋转。

进一步，步骤二中，支系梁上的连接板为两块，使得支系梁呈“U”形。两块连接板能够覆盖主系梁的两个相对的侧面，主系梁与支系梁的滑动是在主系梁的两个侧面上进行的，滑动更加平稳。

进一步，步骤二中，导向槽端部还连通有竖孔，竖孔内滑动连接有伸入导向槽内的楔块，楔块与竖孔的底壁之间连有复位件。转动销向导向槽端部滑动时，挤压楔块，楔块被挤入竖孔内，当转动销离开楔块到达导向槽端部时，楔块在复位件的作用下回弹，对转动销形成阻挡，即楔块与导向槽端部形成一个供转动销只能转动的空间。

附图说明

图1为本发明实施例的主视图；

图2为图1中主系梁的主视图；

图3为图1中主系梁的侧视图；

图4为图1中支系梁的俯视图；

图5为图1中支系梁与墩柱连接的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：墩柱1、主系梁2、支系梁3、导向槽4、紧固螺栓5、弧形板6、螺孔60、弧形槽7、弯曲弹簧8、楔块9、竖孔10、复位弹簧11、加强筋12、转动销13、滑动销14、内螺纹套15。

如图1所示，本实施例的双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法，包括以下步骤：

步骤一、墩柱1内预埋安装件，安装件的结构如图5所示，包括预埋在墩柱1内的两个内螺纹套15；

步骤二、钢系梁现场拼装：

(1)如图1所示，钢系梁由一根主系梁2和两根支系梁3组成，主系梁2结构如图2和图3所示，为四块钢板焊接而成的长方体结构，且主系梁2内焊接有加强筋12，钢板和加强筋12的焊接在施工现场完成。支系梁3的结构如图4和图5所示，支系梁3外侧面呈与墩柱1外壁形状配合的弧形，支系梁3连有两块竖向的连接板，使得支系梁3呈“U”形，支系梁3在图4中左端为外端、右端为内端。先在主系梁2两个相对的侧壁上开设横向的导向槽4，导向槽4两端均开设与导向槽4连通的弧形槽7，并使得弧形槽7的弧心与导向槽4端部同心，导向槽4端部还连通有竖孔10，竖孔10内滑动连接有伸入导向槽4内的楔块9，楔块9与竖孔10的底壁之间连有复位弹簧11。在弧形槽7内焊接两个弯曲弹簧8(弯曲弹簧是指弹簧整体形状呈弯曲状)，焊接的具体方式为弯曲弹簧8的一端与弧形槽7的端部焊接，且两根弯曲弹簧8分别位于导向槽4两侧，然后在导向槽4两端均卡入转动销13和滑动销14，使得转动销13位于滑动销14外侧，然后将支系梁3的连接板覆盖主系梁2，将转动销13和滑动销14焊接在支系梁3的连接板内侧，保持转动销13和滑动销14之间的距离与弧形槽7的半径相等，再在支系梁3外端连接吊挂件，吊挂件包括焊接在支系梁3外端的两个弧形板6，弧形板6上开设有与两个螺纹套对应的螺孔60；

(2)滑动两根支系梁3，支系梁3的外端靠近主系梁2的外端运动，使得两根支系梁3外端的距离小于两根墩柱1之间的距离；

步骤三、通过塔吊将拼装好的钢系梁起吊至安装位置；

步骤四、滑动支系梁3，使得支系梁3外侧面与墩柱1相贴，通过紧固螺栓5穿过螺孔60并旋进内螺纹套15内实现安装件与吊挂件之间的连接，从而实现支系梁3与墩柱1之间的连接固定，整个钢系梁安装即完成。

本发明的优点如下：

1、将传统的钢筋混凝土系梁改进为钢系梁，钢系梁可以在地面进行整体拼装，然后整体吊装到双肢薄壁墩之间，减少人员高空作业时间。

2、将钢系梁设置为由一根主系梁2和能够沿主系梁2滑动的两根支系梁3组成的结构，能够在吊装前滑动两根支系梁3，使得整个钢系梁长度减小，便于将钢系梁吊装至两根墩柱1之间的空间内进行安装，在钢系梁就位后，再将两根支系梁3滑出与墩柱1相贴，从而便于支系梁3与墩柱1之间的连接安装。

3、转动销13和滑动销14具有两个作用：一是转动销13和滑动销14在导向槽4内滑动时，能够对支系梁3的滑动起到导向的作用，使得支系梁3与主系梁2处于滑动连接状态；二是当转动销13滑动至导向槽4端部时，支系梁3能够以转动销13中心为轴旋转，当发生地震时，墩柱1会发生弯曲，带动与墩柱1连接的支系梁3端部运动，支系梁3会以转动销13中心为轴旋转，带动支系梁3上的滑动销14在弧形槽7内运动，弧形槽7内的弯曲弹簧8能够吸收部分地震能，减小地震响应，降低整个结构的地震损坏程度。

4、采用钢系梁现场拼装然后起吊安装的施工方式，与传统现浇钢筋混凝土系梁的方式相比，施工效率得到极大提高。

5、当钢系梁损坏后，可以将钢系梁进行整体更换。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、墩柱预埋安装件；

步骤二、钢系梁现场拼装：

(1)钢系梁由一根主系梁和两根支系梁组成，主系梁为长方体结构，支系梁连有竖向的连接板，先在主系梁侧壁上开设横向的导向槽，导向槽两端开设与导向槽连通的弧形槽，并使得弧形槽的弧心与导向槽端部同心，在弧形槽内连接弹性件，然后在导向槽两端均卡入转动销和滑动销，使得转动销位于滑动销外侧，然后将支系梁的连接板覆盖主系梁，将转动销和滑动销焊接在支系梁的连接板内侧，保持转动销和滑动销之间的距离与弧形槽的半径相等，再在支系梁外端连接吊挂件；

(2)滑动两根支系梁，支系梁的外端靠近主系梁的外端，使得两根支系梁外端的距离小于两根墩柱之间的距离；

步骤三、将钢系梁起吊至安装位置；

步骤四、滑动支系梁，使得支系梁外侧面与墩柱相贴，然后连接安装件与吊挂件。

2.根据权利要求1所述的双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法，其特征在于：所述步骤二中，支系梁外侧面与墩柱外壁形状配合。

3.根据权利要求2所述的双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法，其特征在于：所述步骤二中，支系梁外侧面呈弧形。

4.根据权利要求1所述的双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法，其特征在于：所述步骤一中，安装件包括预埋在墩柱内的两个内螺纹套。

5.根据权利要求4所述的双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法，其特征在于：所述步骤二中，吊挂件包括焊接在支系梁外端的两个弧形板，弧形板上开设有与两个螺纹套对应的螺孔，通过紧固螺栓穿过螺孔并旋进内螺纹套内实现支系梁与墩柱之间的连接固定。

6.根据权利要求1所述的双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法，其特征在于：所述步骤二中，主系梁由四块钢板焊接而成，且主系梁内焊接有加强筋，钢板和加强筋的焊接在施工现场完成。

7.根据权利要求1所述的双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法，其特征在于：所述步骤二中，弹性件为弯曲弹簧，所述弯曲弹簧的形状与弧形槽形状配合。

8.根据权利要求7所述的双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法，其特征在于：所述步骤二中，弧形槽内的弯曲弹簧数目为两根，且两根弯曲弹簧分别位于导向槽两侧。

9.根据权利要求1-8任一项所述的双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法，其特征在于：所述步骤二中，支系梁上的连接板为两块，使得支系梁呈“U”形。

10.根据权利要求1所述的双肢薄壁超高墩临时钢系梁施工方法，其特征在于：所述步骤二中，导向槽端部还连通有竖孔，所述竖孔内滑动连接有伸入导向槽内的楔块，楔块与竖孔的底壁之间连有复位件。