CN110900820B - 自适应后张拉法预制箱梁的施工装置及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应后张拉法预制箱梁的施工装置及施工方法,施工装置包括固定台座和两个分设于固定台座两端的可调台座,可调台座包括台座基础、上铰接台座、下铰接台座、台座平移轨道和,所述台座平移轨道设于台座基础上,下铰接台座可移动的设于台座平移轨道上,上铰接台座与下铰接台座之间通过铰接轴铰接,且上铰接台座与下铰接台座之间还配有一限制二者相对转动的锁定组件,台座基础与固定台座抵靠,上铰接台座的顶面为平面。施工方法包括台座安装、上铰接台座定位、模板安装、浇筑混凝土、模板拆除和张拉。本发明可确保张拉前后梁底始终为面接触受荷状态,有效解决了张拉过程中梁端混凝土应力集中、开裂的问题。

Description

自适应后张拉法预制箱梁的施工装置及施工方法
技术领域
本发明涉及高速公路后张法预应力混凝土预制箱梁的施工,尤其涉及一种可调台座及自适应后张拉法预制箱梁的施工方法。
背景技术
高速公路后张法预应力箱梁300的梁体截面小,刚度低。如图1所示,梁体张拉起拱后,梁体跨中部位底壁逐渐脱离固定台座200,梁体自重由底壁承担逐渐转化为梁体两端端部棱边承担,即梁体端部由面支撑转化为点支撑(图1中P处),梁体两端距离变短,加之梁体有压缩趋势,固定台座底部的摩擦约束梁体压缩,从而使梁体端部(P处)处于三向应力状态,作用位置集中于梁端棱边,端部受荷集中,极易导致混凝土开裂的发生。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种确保张拉前后梁底始终为面接触受荷状态,有效解决了张拉过程中梁端混凝土应力集中、开裂的问题的可调台座及自适应后张拉法预制箱梁的施工方法。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种自适应后张拉法预制箱梁的施工装置,包括固定台座和两个分设于固定台座两端的可调台座,所述可调台座包括台座基础、上铰接台座、下铰接台座和台座平移轨道,所述台座平移轨道设于台座基础上,所述下铰接台座可移动的设于台座平移轨道上,所述上铰接台座与下铰接台座之间通过铰接轴铰接,且上铰接台座与下铰接台座之间还配有一限制二者相对转动的锁定组件,所述台座基础与固定台座抵靠,所述上铰接台座的顶面为平面,当上铰接台座的顶面水平时,与固定台座的顶面平齐。
作为上述技术方案的进一步改进:
所述可调台座还包括两个调坡装置,所述调坡装置包括平板和设于平板下端的高度调节组件,所述上铰接台座的顶面设有用于容纳调坡装置的凹槽,两个凹槽分设于下铰接台座平移方向的两侧。
所述锁定组件为两个锁定销,两个锁定销分别位于铰接轴的两侧,所述上铰接台座、下铰接台座对应设有用于安装锁定销的锁定孔。
所述下铰接台座的底部设有可在台座平移轨道上移动的滚轮,所述滚轮通过滚轮销轴安装于下铰接台座的底部。
所述台座平移轨道包括两个子轨道,所述下铰接台座包括两个下铰接子台座,各下铰接子台座设于各子轨道上;所述下铰接子台座包括下铰接底板和两个下铰接侧板,所述下铰接底板固定于两个下铰接侧板之间,两个下铰接侧板之间于下铰接底板上方设有多个第一加劲板,所述滚轮设于两个下铰接侧板之间且位于下铰接底板的下方,所述下铰接侧板顶部设有可供铰接轴穿过的铰接轴孔。
所述上铰接台座包括上铰接顶板、上铰接底板和两组分别固定于上铰接顶板两端的上铰接侧板,各组上铰接侧板对应各下铰接子台座,每组上铰接侧板包括两个上铰接侧板,每组中的两个上铰接侧板之间设有多个第二加劲板,最外侧的上铰接侧板与上铰接顶板之间设有多个第三加劲板,所述上铰接底板固定于内侧的两个上铰接侧板之间,且上铰接底板与上铰接顶板之间设有多个第四加劲板,所述上铰接侧板的底部设有可供铰接轴穿过的铰接轴孔。
所述高度调节组件包括四个调节螺柱,所述平板的底部对应设有四个螺栓套,所述调节螺柱位于螺栓套内且二者螺纹配合。
一种自适应后张拉法预制箱梁的施工方法,所述施工方法采用上述的施工装置,所述施工方法包括以下步骤:
S1、台座安装:设置固定台座,并在固定台座的两端安装可调台座,且使台座基础与固定台座抵靠;
S2、上铰接台座定位:根据预制箱梁的长度,调节并确定上铰接台座的位置,将上铰接台座的顶面调至水平位置并利用锁定组件防止上铰接台座相对下铰接台座转动,同时限制下铰接台座与台座平移轨道之间相对移动;
S3、模板安装:在上铰接台座与固定台座之间的间隙内设置封补模板,且使封补模板的顶面与固定台座共面,安装预制箱梁四周的侧模,各侧模与固定台座以及上铰接台座之间围成浇筑空腔,在浇筑空腔内绑扎的梁体钢筋;
S4、浇筑混凝土以形成预制箱梁;
S5、模板拆除:待混凝土强度满足张拉要求时,拆除封补模板和侧模,同时拆除锁定组件;
S6、张拉:安装预制箱梁的梁体钢绞线,进行张拉作业,张拉过程中,预制箱梁的梁体跨中逐渐起拱并脱离固定台座,上铰接台座随梁体端部发生转动,下铰接台座沿台座平移轨道向跨中移动,整个张拉过程中梁体端部始终支撑于上铰接台座上。
作为上述技术方案的进一步改进:
所述步骤S2中,利用一个楔块插入滚轮与台座平移轨道之间以阻止滚轮滚动;所述步骤S3中,封补模板下端设有支撑件,所述步骤S5中,拆除封补模板的同时拆除所述支撑件。
所述预制箱梁的底面需要预留四个安装槽,所述步骤S2中,先根据安装槽的槽底面要求,调节并确定各平板的高度与水平度,再根据预制箱梁的长度以及沿长度方向上安装槽之间的间距,调节并确定上铰接台座的位置。与现有技术相比,本发明的优点在于:
(1)本发明的自适应后张拉法预制箱梁的施工装置,将现有技术中的固定台座的梁端部分改为活动形式的可调台座,在浇筑过程中可锁定上铰接台座与下铰接台座,确保混凝土浇筑时可调台座(端部台座)稳定,同时可以确保张拉前后梁底始终为面接触受荷状态,有效解决了张拉过程中梁端混凝土应力集中、开裂的问题,此外,可调台座的设置,还可以使该施工装置适用于不同跨度的预制梁体,操作简单,便于施工,实用性强、适应范围广可重复周转使用,减少固定台座施工长度,有效降低了施工成本。
(2)本发明的自适应后张拉法预制箱梁的施工方法,采用上述的施工装置,同样的,梁体张拉起拱时,支撑梁体端部的上铰接台座可随梁体底部的移动而转动,以适应梁体张拉起拱过程中的梁底倾角和长度的变化,有效释放了张拉过程中台座对梁体的约束,消除了梁体端部应力集中现象,避免了梁端开裂情况的发生,解决了现有技术中的台座无法适应梁体张拉过程中的线型变化,端部台座对梁体的约束致使梁体产生较大内应力,端部受荷集中,极易导致崩边、开裂等现象的发生。
附图说明
图1是现有技术中预制箱梁的张拉状态示意图。
图2是本发明自适应后张拉法预制箱梁的施工装置的结构示意图。
图3是本发明中可调台座的的结构示意图。
图4是本发明中可调台座的的立体分解示意图。
图5是本发明中上铰接台座的立体分解示意图。
图6是本发明中下铰接台座的立体分解示意图。
图7是本发明中调坡装置的结构示意图。
图8是本发明自适应后张拉法预制箱梁的张拉状态示意图。
图中各标号表示:
1、固定台座;100、可调台座;101、锁定孔;102、铰接轴孔;110、台座基础;120、上铰接台座;121、凹槽;122、上铰接顶板;123、上铰接底板;124、上铰接侧板;125、第二加劲板;126、第三加劲板;127、第四加劲板;130、下铰接台座;131、下铰接子台座;132、下铰接侧板;133、下铰接底板;134、第一加劲板;135、滚轮销孔;140、台座平移轨道;141、子轨道;150、调坡装置;151、平板;152、高度调节组件;153、调节螺柱;154、螺栓套;160、铰接轴;170、锁定组件;171、锁定销;180、滚轮;190、滚轮销轴;200、固定台座;300、预制箱梁;400、封补模板。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图2至图8所示,本实施例的自适应后张拉法预制箱梁的施工装置,包括固定台座200和两个分设于固定台座200两端的可调台座100,可调台座100包括台座基础110、上铰接台座120、下铰接台座130和台座平移轨道140,台座平移轨道140设于台座基础110上,下铰接台座130可移动的设于台座平移轨道140上,上铰接台座120与下铰接台座130之间通过铰接轴160铰接,且上铰接台座120与下铰接台座130之间还配有一限制二者相对转动的锁定组件170,台座基础110与固定台座200抵靠,上铰接台座120的顶面为平面,当上铰接台座120的顶面水平时,与固定台座200的顶面平齐。
在预制箱梁300的制作时,中间设置固定台座200,两端设置可调台座100,可调台座100的台座基础110与固定台座200抵靠,上铰接台座120与固定台座200之间具有一定间隙,将上铰接台座120的顶面调整为水平,然后用封补模板400斜街上铰接台座120与固定台座200,使三者之间无缝对接,之后在安装预制箱梁300浇筑需要的侧模,围成一个预制箱梁300浇筑空腔之后进行浇筑得到预制箱梁300的梁体,之后便进行张拉,在张拉过程中,预制箱梁300的梁体跨中逐渐起拱并脱离固定台座200时,上铰接台座120随梁体端部发生转动,下铰接台座130沿台座平移轨道140向跨中移动(两端的下铰接台座130向中间靠近),整个张拉过程中梁体端部始终支撑于上铰接台座120上,可调台座100对梁体无位移约束,梁体亦无因位移约束产生的内应力,消除了梁体端部应力集中现象,避免了梁体端部开裂情况的发生。
本发明将现有技术中的固定台座200的梁端部分改为活动形式的可调台座100,在浇筑过程中可锁定上铰接台座120与下铰接台座130,确保混凝土浇筑时可调台座100(端部台座)稳定,同时可以确保张拉前后梁底始终为面接触受荷状态,有效解决了张拉过程中梁端混凝土应力集中、开裂的问题,此外,可调台座100的设置,还可以使该施工装置适用于不同跨度的预制梁体300,操作简单,便于施工,实用性强、适应范围广可重复周转使用,减少固定台座施工长度,有效降低了施工成本。
本实施例中,可调台座100还包括两个调坡装置150,优选的,调坡装置150包括平板151和设于平板151下端的高度调节组件152,上铰接台座120的顶面设有用于容纳调坡装置150的凹槽121,两个凹槽121分设于下铰接台座130平移方向的两侧。高度调节组件152包括四个调节螺柱153,平板151的底部对应设有四个螺栓套154,调节螺柱153位于螺栓套154内且二者螺纹配合。
调坡装置150的设置的目的为:预制箱梁300制作完成后需要安装在一个支座上,因此预制箱梁300底部需要预留一个安装面,且该安装面是低于预制箱梁300底面的,因此需要在预制箱梁300底面设置一个安装槽,该安装面即为安装槽的槽底面,这样便可实现了安装面低于预制箱梁300底面。安装槽需要在预制箱梁300浇筑时一起成型,而上铰接台座120是直接与预制后的预制箱梁300接触的,因此,在上铰接台座120上需要设置与安装槽底面对应的平板151,且平板151是凸出于上铰接台座120的,而高度调节组件152用来调节平板151的高度和水平度(坡度),以便调节预制箱梁300底部安装面(安装槽底面)的深度和水平度。将旋转调节螺柱153,使其相对螺栓套154伸出或缩回,至合适位置后,将平板151放入上铰接台座120的凹槽121,且调节螺柱153在下面。
本实施例中,台座平移轨道140包括两个子轨道141,下铰接台座130包括两个下铰接子台座131,各下铰接子台座131设于各子轨道141上。
下铰接台座130的底部设有可在台座平移轨道140上移动的滚轮180,滚轮180通过滚轮销轴190安装于下铰接台座130的底部。下铰接子台座131包括下铰接底板133和两个下铰接侧板132,下铰接底板133固定于两个下铰接侧板132之间,两个下铰接侧板132之间于下铰接底板133上方设有多个第一加劲板134,滚轮180设于两个下铰接侧板132之间且位于下铰接底板133的下方,下铰接侧板132上设有安装滚轮销轴190的滚轮销孔135,下铰接侧板132顶部设有可供铰接轴160穿过的铰接轴孔102。
上铰接台座120包括上铰接顶板122、上铰接底板123和两组分别固定于上铰接顶板122两端的上铰接侧板124,各组上铰接侧板124对应各下铰接子台座131,每组上铰接侧板124包括两个上铰接侧板124,每组中的两个上铰接侧板124之间设有多个第二加劲板125,最外侧的上铰接侧板124与上铰接顶板122之间设有多个第三加劲板126,上铰接底板123固定于内侧的两个上铰接侧板124之间,且上铰接底板123与上铰接顶板122之间设有多个第四加劲板127,上铰接侧板124的底部设有可供铰接轴160穿过的铰接轴孔102。其中,调节螺柱153支撑在上铰接侧板124和第二加劲板125上。
本实施例中,锁定组件170为两个锁定销171,两个锁定销171分别位于铰接轴160的两侧,上铰接侧板124和下铰接侧板132对应设有用于安装锁定销171的锁定孔101。在浇筑过程需要锁定销171一直插在锁定孔101内,防止上铰接台座120与下铰接台座130之间相对转动,在张拉时拔出锁定销171,确保上铰接台座120可随梁体转动。
本实施例的自适应后张拉法预制箱梁的施工方法,采用了上述的施工装置,包括以下步骤:
S1、台座安装:设置固定台座200,并在固定台座200的两端安装可调台座100,且使台座基础110与固定台座200抵靠;
S2、上铰接台座定位:根据预制箱梁300的长度,调节并确定上铰接台座120的位置,将上铰接台座120的顶面调至水平位置并利用锁定组件170防止上铰接台座120相对下铰接台座130移动,同时限制下铰接台座130与台座平移轨道140之间相对移动;
S3、模板安装:在上铰接台座120与固定台座200之间的间隙内设置封补模板400,且使封补模板400的顶面与固定台座200共面,安装预制箱梁300四周的侧模,各侧模与固定台座200以及上铰接台座120之间围成浇筑空腔,在浇筑空腔内绑扎的梁体钢筋;
S4、浇筑混凝土以形成预制箱梁300;
S5、模板拆除:待混凝土强度满足张拉要求时,拆除封补模板400和侧模,同时拆除锁定组件170;
S6、张拉:安装预制箱梁300的梁体钢绞线,进行张拉作业,张拉过程中,预制箱梁300的梁体跨中逐渐起拱并脱离固定台座200,上铰接台座120随梁体端部发生转动,下铰接台座130沿台座平移轨道140向跨中移动,整个张拉过程中梁体端部始终支撑于上铰接台座120上。
采用上述的施工方法,梁体张拉起拱时,支撑梁体端部的上铰接台座120可随梁体底部的移动而转动,以适应梁体张拉起拱过程中的梁底倾角和长度的变化,有效释放了张拉过程中台座对梁体的约束,消除了梁体端部应力集中现象,避免了梁端开裂情况的发生,解决了现有技术中的台座无法适应梁体张拉过程中的线型变化,端部台座对梁体的约束致使梁体产生较大内应力,端部受荷集中,极易导致崩边、开裂等现象的发生。
本实施例中,步骤S2中,利用一个楔块(图中未示出)插入滚轮180与台座平移轨道140之间以阻止滚轮180滚动。
本实施例中,步骤S3中,封补模板400下端设有支撑件(图中未示出),支撑件用以对封补模板400提供支撑,台座底面平整不漏浆,步骤S5中,拆除封补模板400的同时拆除支撑件。
本实施例中,由于预制箱梁300的底面需要预留四个安装槽的,因此在上述步骤S2中,先根据安装槽的槽底面要求,调节并确定各平板151的高度与水平度,再根据预制箱梁300的长度,调节并确定上铰接台座120的位置。在确定位置时,优选的,固定台座200长度=梁长-上铰接台座120长度-预留上铰接台座120滑移长度。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围的情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种自适应后张拉法预制箱梁的施工装置,包括固定台座(200)和两个分设于固定台座(200)两端的可调台座(100),其特征在于:所述可调台座(100)包括台座基础(110)、上铰接台座(120)、下铰接台座(130)和台座平移轨道(140),所述台座平移轨道(140)设于台座基础(110)上,所述下铰接台座(130)可移动的设于台座平移轨道(140)上,所述上铰接台座(120)与下铰接台座(130)之间通过铰接轴(160)铰接,且上铰接台座(120)与下铰接台座(130)之间还配有一限制二者相对转动的锁定组件(170),所述台座基础(110)与固定台座(200)抵靠,所述上铰接台座(120)的顶面为平面,当上铰接台座(120)的顶面水平时,与固定台座(200)的顶面平齐,在预制箱梁(300)的制作时,中间设置固定台座(200),两端设置可调台座(100),可调台座(100)的台座基础(110)与固定台座(200)抵靠,上铰接台座(120)与固定台座(200)之间具有一定间隙,将上铰接台座(120)的顶面调整为水平,在上铰接台座(120)与固定台座(200)之间的间隙内设置封补模板(400),之后再安装预制箱梁(300)浇筑需要的侧模,围成一个预制箱梁(300)浇筑空腔之后进行浇筑得到预制箱梁(300)的梁体,待混凝土强度满足张拉要求时,拆除封补模板(400)和侧模,同时拆除锁定组件(170)之后便进行张拉,在张拉过程中,预制箱梁(300)的梁体跨中逐渐起拱并脱离固定台座(200)时,上铰接台座(120)随梁体端部发生转动,下铰接台座(130)沿台座平移轨道(140)向跨中移动,整个张拉过程中梁体端部始终支撑于上铰接台座(120)上。
2.根据权利要求1所述的自适应后张拉法预制箱梁的施工装置,其特征在于:所述可调台座(100)还包括两个调坡装置(150),所述调坡装置(150)包括平板(151)和设于平板(151)下端的高度调节组件(152),所述上铰接台座(120)的顶面设有用于容纳调坡装置(150)的凹槽(121),两个凹槽(121)分设于下铰接台座(130)平移方向的两侧。
3.根据权利要求1所述的自适应后张拉法预制箱梁的施工装置,其特征在于:所述锁定组件(170)为两个锁定销(171),两个锁定销(171)分别位于铰接轴(160)的两侧,所述上铰接台座(120)、下铰接台座(130)对应设有用于安装锁定销(171)的锁定孔(101)。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的自适应后张拉法预制箱梁的施工装置,其特征在于:所述下铰接台座(130)的底部设有可在台座平移轨道(140)上移动的滚轮(180),所述滚轮(180)通过滚轮销轴(190)安装于下铰接台座(130)的底部。
5.根据权利要求4所述的自适应后张拉法预制箱梁的施工装置,其特征在于:所述台座平移轨道(140)包括两个子轨道(141),所述下铰接台座(130)包括两个下铰接子台座(131),各下铰接子台座(131)设于各子轨道(141)上;所述下铰接子台座(131)包括下铰接底板(133)和两个下铰接侧板(132),所述下铰接底板(133)固定于两个下铰接侧板(132)之间,两个下铰接侧板(132)之间于下铰接底板(133)上方设有多个第一加劲板(134),所述滚轮(180)设于两个下铰接侧板(132)之间且位于下铰接底板(133)的下方,所述下铰接侧板(132)顶部设有可供铰接轴(160)穿过的铰接轴孔(102)。
6.根据权利要求5所述的自适应后张拉法预制箱梁的施工装置,其特征在于:所述上铰接台座(120)包括上铰接顶板(122)、上铰接底板(123)和两组分别固定于上铰接顶板(122)两端的上铰接侧板(124),各组上铰接侧板(124)对应各下铰接子台座(131),每组上铰接侧板(124)包括两个上铰接侧板(124),每组中的两个上铰接侧板(124)之间设有多个第二加劲板(125),最外侧的上铰接侧板(124)与上铰接顶板(122)之间设有多个第三加劲板(126),所述上铰接底板(123)固定于内侧的两个上铰接侧板(124)之间,且上铰接底板(123)与上铰接顶板(122)之间设有多个第四加劲板(127),所述上铰接侧板(124)的底部设有可供铰接轴(160)穿过的铰接轴孔(102)。
7.根据权利要求2所述的自适应后张拉法预制箱梁的施工装置,其特征在于:所述高度调节组件(152)包括四个调节螺柱(153),所述平板(151)的底部对应设有四个螺栓套(154),所述调节螺柱(153)位于螺栓套(154)内且二者螺纹配合。
8.一种自适应后张拉法预制箱梁的施工方法,其特征在于,所述施工方法采用权利要求1至7任一项的施工装置,所述施工方法包括以下步骤:
S1、台座安装:设置固定台座(200),并在固定台座(200)的两端安装可调台座(100),且使台座基础(110)与固定台座(200)抵靠;
S2、上铰接台座定位:根据预制箱梁(300)的长度,调节并确定上铰接台座(120)的位置,将上铰接台座(120)的顶面调至水平位置并利用锁定组件(170)防止上铰接台座(120)相对下铰接台座(130)转动,同时限制下铰接台座(130)与台座平移轨道(140)之间相对移动;
S3、模板安装:在上铰接台座(120)与固定台座(200)之间的间隙内设置封补模板(400),且使封补模板(400)的顶面与固定台座(200)共面,安装预制箱梁(300)四周的侧模,各侧模与固定台座(200)以及上铰接台座(120)之间围成浇筑空腔,在浇筑空腔内绑扎的梁体钢筋;
S4、浇筑混凝土以形成预制箱梁(300);
S5、模板拆除:待混凝土强度满足张拉要求时,拆除封补模板(400)和侧模,同时拆除锁定组件(170);
S6、张拉:安装预制箱梁(300)的梁体钢绞线,进行张拉作业,张拉过程中,预制箱梁(300)的梁体跨中逐渐起拱并脱离固定台座(200),上铰接台座(120)随梁体端部发生转动,下铰接台座(130)沿台座平移轨道(140)向跨中移动,整个张拉过程中梁体端部底面始终以面接触支撑于上铰接台座(120)上。
9.根据权利要求8所述的自适应后张拉法预制箱梁的施工方法,其特征在于:所述步骤S2中,利用一个楔块插入滚轮(180)与台座平移轨道(140)之间以阻止滚轮(180)滚动;所述步骤S3中,封补模板(400)下端设有支撑件,所述步骤S5中,拆除封补模板(400)的同时拆除所述支撑件。
10.根据权利要求8所述的自适应后张拉法预制箱梁的施工方法,其特征在于:所述可调台座(100)还包括两个调坡装置(150),所述调坡装置(150)包括平板(151)和设于平板(151)下端的高度调节组件(152),所述预制箱梁(300)的底面需要预留四个安装槽,所述步骤S2中,先根据安装槽的槽底面要求,调节并确定各平板(151)的高度与水平度,再根据预制箱梁(300)的长度以及沿长度方向上安装槽之间的间距,调节并确定上铰接台座(120)的位置。
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