CN111172877A - 一种墩柱导向限位装置及墩柱装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种墩柱导向限位装置及墩柱安装方法，其中，在承台上固定支撑座(12)；在支撑座(12)一侧布设钢横梁(15)，将顶推装置(11)固定在钢横梁(15)上方，将导向轮(13)固定在钢横梁(15)靠向承台插槽的一侧，顶推装置(11)的顶杆顶紧支撑座(12)；使卡具(14)方框架体底部抵住承台，使十字架体中心与承台插槽中心对中；调整导向轮(13)使其靠紧方框架体外侧；移除十字架体，在承台插槽内座浆；吊装预制墩柱，通过调节顶推装置(11)来调整导向轮(13)将墩柱引进方框架体内，并入位承台插槽内；通过斜拉撑完成墩柱的垂直调整；座浆初凝前完成插槽缝隙灌浆，完成预制墩柱安装。本发明用时少，装配精度高。

Description

一种墩柱导向限位装置及墩柱装配方法

技术领域

本发明涉及预制装配式桥梁技术领域，特别是涉及一种墩柱导向限位装置和墩柱装配技术。

背景技术

在桥梁建设领域，预制装配式桥梁能有效提高施工速度，保障结构构件的质量，提高结构耐久性，应用范围和前景广阔。根据国内外的研究进展，为桥梁快速建造提出了更高的要求，为此也对桥梁装配用设备以及装配方法提出更高的要求。

现有的预制装配式桥梁的结构一般包括:承台、墩柱、盖梁、箱梁和附属结构；承台和墩柱的配合结构如图1所示。

承台现场浇筑在地面上，承台上设置用于安装墩柱的插槽；预制的墩柱竖直插入承台的插槽内，在承台插槽内的缝隙灌浆固定；盖梁事先预制，其底部设有定位槽，通过该定位槽盖梁插入垂直于桥面方向的每对墩柱上，将槽内的缝隙灌浆固定，实现盖梁的架设；多个平行的预制箱梁，垂直安放在沿桥面方向的相邻两对墩柱上架设的预制盖梁之间。

上述结构中，墩柱的准确安装对整个桥梁的稳定性和寿命起着关键作用。

现有的墩柱安装方法中，首先将墩柱插入承台的插槽，然后调整好墩柱在承台插槽内的水平位置，随后对调整好的墩柱水平位置进行临时固定，最后对插槽内的缝隙进行灌浆使墩柱得以固定。

目前墩柱在承台插槽内的水平位置调整方法主要人工调整墩柱移动方法和在墩柱侧面设置水平液压顶推装置来调整预制墩柱在承台插槽内的水平位置。目前对调整好的墩柱水平位置进行临时固定的方法主要采用木楔或钢楔子插入墩柱和承台之间的缝隙处。

人工调整墩柱在承台插槽内的水平位置适用于小型预制墩柱调节，并且调整时间较长，人工成本高，配合机械工作效率低，误差随机性较大，不适合标准化快速装配。

利用液压顶推装置调整墩柱在承台插槽内的水平位置的方法，设备相对复杂，设备整体重量较大，现场需要有电源供电，便携性较差，成本相对较高，需进行定期维护，不适合便携化快速装配。

采用木楔进行临时固定，木楔在外力作用下变形较大，容易对槽口混凝土产生挤压破坏，临时固定精度较差，木楔位置需要进行二次灌注。采用钢楔进行临时固定，容易对槽口混凝土产生挤压破坏，钢楔位置需要进行二次灌注。

可见现有墩柱安装方法的安装效率低下，且固定精度较差，不能跟上新一代桥梁快速建造要求的步伐。现有墩柱安装过程中使用的工装在一定程度上已经不能满足施工要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种墩柱导向限位装置和墩柱装配方法，其能够解决现有墩柱安装效率低下且固定精度较差的技术问题。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明提供一种墩柱导向限位装置，其包括：

顶推装置(11)、支撑座(12)、导向轮(13)、卡具(14)和钢横梁(15)；

所述支撑座(12)固定在承台上；所述钢横梁(15)布设在承台插槽外周的承台上面，且该钢横梁(15)与定位预埋钢板卡紧；所述顶推装置(11)的筒座与钢横梁(15)之间采用焊接或螺栓方式连接，所述导向轮(13)的座板与钢横梁(15)连接；所述顶推装置(11)的顶杆直接或间接顶住支撑座(12)；所述导向轮(13)的钢轮靠紧卡具(14)，所述卡具(14)的中心与承台插槽中心对中，卡具(14)的十字架体搭在钢横梁(15)上。

更优选地，所述支撑座(12)包括：

预埋钢板与支撑型钢；所述预埋钢板固定在承台上，所述支撑型钢通过紧固件固定在预埋钢板上。

更优选地，所述导向轮(13)包括：

座板、耳板、轮轴、轴承和钢轮；耳板为两个，平行焊接在座板上；轮轴的两端通过紧固件固定在两侧耳板上，钢轮通过轴承安装在轮轴上；底板采用焊接或螺栓方式与所述钢横梁(15)相接。

更优选地，所述卡具(14)包括：

十字架体和方框架体；

所述十字架体搭设在方框架体的上面，且十字架体的中心轴与方框架体的中心轴重合；所述十字架体的最大尺寸大于所述方框架体的尺寸；方框架体的内部尺寸与墩柱的外周尺寸相同；

所述十字架体搭设在所述钢横梁(15)上且所述十字架体的中心与承台对中；所述方框架体定位在导向轮(13)的放置位置。

本发明还提供一种墩柱安装方法，其特征在于，所述墩柱安装方法包括：

步骤S101，在承台上固定墩柱导向限位装置中的支撑座(12)；在支撑座(12)靠向承台插槽一侧布设钢横梁(15)，将顶推装置(11)固定在钢横梁(15)上方，将导向轮(13)固定现在钢横梁(15)靠向承台插槽的一侧，将顶推装置(11)的顶杆顶紧支撑座(12)；

步骤S102，安装卡具(14)，使卡具(14)的方框架体底部抵住承台，使卡具(14)的十字架体中心与承台插槽中心对中；

步骤S103，调整导向轮(13)的位置，使导向轮(13)靠紧卡具(14)的方框架体外侧；

步骤S104，移除卡具(14)上的十字架体，在承台插槽内座浆；

步骤S105，吊装预制墩柱，通过调节顶推装置(11)来调整导向轮(13)将墩柱引导进入卡具(14)的方框架体内，继而进入承台插槽内，完成墩柱入位承台插槽；通过斜拉撑调节墩柱的垂直度，完成墩柱的垂直调整；

步骤S106，座浆初凝前完成插槽缝隙灌浆，完成预制墩柱的安装。

更优选地，所述墩柱安装方法还包括：

步骤S107，拆除墩柱导向限位装置中的卡具(14)的方框架体、钢横梁(15)、导向轮(13)和顶推装置(11)。

更优选地，所述步骤S101中，利用承台固定墩柱的预埋件固定墩柱导向限位装置中的支撑座(12)。

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明相对于现有技术，具有如下技术效果：

(1)预制墩柱装配精度高

墩柱插入卡具的方框体中即可使墩柱精确入位到承台插槽中，吊装时水平位置无需调节，入孔后水平位置精度高。

(2)吊装墩柱用时短、装配墩柱效率高

由于吊装墩柱插入卡具的方框体中即可，墩柱水平位置无需再调节，所以吊装就位时间基本可以忽略，每台班可以吊装更多的预制墩柱。

(3)吊装配合人员少。

相对于现有采用水平液压顶推装置和人工调节墩柱的方法，本申请通过墩柱导向限位装置安装预制墩柱就位时，无需辅助调节预制墩柱就位人员。现有方法至少需要两人配合调节预制墩柱就位。

(4)墩柱导向限位装置便携经济

墩柱导向限位装置结构简单，主要构件为导向轮、顶推装置、H钢横梁组合而成，相对于现有的水平液压顶推装置成本特别低；而且可以加工多套导向限位设备，在不增加施工人员和机械的前提下提高工作效率和安装进度。

附图说明

图1为现有承台与墩柱装配的结构示意图；

图2为本发明的一种墩柱导向限位装置的结构示意图；

图3为本发明中的卡具的结构示意图。

附图中：

顶推装置11、支撑座12、导向轮13、卡具14和钢横梁15。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将通过实施例并结合图1至图2对本发明做进一步详细说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

本发明中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

本发明提供一种墩柱导向限位装置，其结构如图2所示，该墩柱导向限位装置包括：顶推装置11、支撑座12、导向轮13、卡具14和钢横梁15。

支撑座12固定在承台上；钢横梁15为四个，可采用H型钢，布设在承台插槽外周的承台上面，且该H型钢与定位预埋钢板卡紧；顶推装置11的筒座与钢横梁15之间采用焊接或螺栓方式连接，导向轮13的座板与钢横梁15之间采用焊接或螺栓方式连接；顶推装置11的顶杆直接或间接顶住支撑座12；导向轮13的钢轮靠紧卡具14，卡具14的中心与承台插槽中心对中，卡具14的十字架体搭在钢横梁15上。

支撑座12用于顶住顶推装置以提供反作用力给导向轮13，其包括预埋钢板与支撑型钢，预埋钢板固定在承台上，支撑型钢通过螺栓等紧固件固定在预埋钢板上。

导向轮13与钢横梁15之间采用焊接或螺栓方式连接，用于墩柱的平面导向，其包括座板、耳板、轮轴、轴承和钢轮。两个耳板平行焊接在座板上，轮轴的两端通过紧固件固定在两侧耳板上，钢轮通过轴承安装在轮轴上。底板采用焊接或螺栓方式与钢横梁15相接。

卡具14用于实现墩柱的定位定型，其结构如图3所示，包括十字架体和方框架体。十字架体搭设在方框架体的上面，且十字架体的中心轴与方框架体的中心轴重合。该十字架体可以采用方钢管十字交叉焊接而成，其最大尺寸大于方框架体的尺寸，如大于正方形方框0.5m。该方框架体采用矩形钢管制作而成，其内部尺寸与墩柱的外周尺寸相同。安放时，十字架体搭设在钢横梁15上且十字架体的中心与承台对中。方框架体定位在导向轮13的放置位置，位置确定后，撤去方框架体。

本申请的工作原理如下：

通过承台固定墩柱的预埋件固定墩柱导向限位装置中的支撑座12，在支撑座12靠向承台插槽一侧布设钢横梁15，将顶推装置11固定在钢横梁15上方，将导向轮13固定现在钢横梁15靠向承台插槽的一侧，将顶推装置11的顶杆顶紧支撑座12。待墩柱导向限位装置中的上述部件安装完成后，安放卡具14，使卡具14的十字架体中心与承台插槽中心对中；调节顶推装置11推动钢横梁15继而带动导向轮13动作，使导向轮13靠紧卡具14的方框架体外侧，完成导向轮13位置的调整；移除卡具14上的十字架体，在承台插槽内座浆；吊装预制墩柱，通过调节顶推装置11来调整导向轮13将墩柱引导进入卡具14的方框架体内，继而进入承台插槽内，完成墩柱入位承台插槽；通过斜拉撑调节墩柱的垂直度，完成墩柱的垂直调整；座浆初凝前完成插槽缝隙灌浆，预制墩柱安装完毕；拆除墩柱导向限位装置其余部件，包括卡具14的方框架体、钢横梁15、导向轮13和顶推装置11。

由于限位装置位于承台顶面，与定位预埋钢板卡紧，可以固定预制墩柱在水平上的位移，使得墩柱导向限位装置自带水平固定装置，且墩柱导向限位装置本身具有一定的强度和刚度，所以墩柱导向限位装置完成导向工作后还可以起到临时固定的作用，所以不再需要搭设固定装置。

本申请还提供一种墩柱安装方法，其包括如下步骤：

步骤S101，安装墩柱导向限位装置中导向限位部件。

将墩柱导向装置中的支撑座12固定在承台上。可以通过承台固定墩柱的预埋件固定墩柱导向限位装置中的支撑座12，也可以通过其它事先布置好的预埋件固定支撑座12；在支撑座12靠向承台插槽一侧布设钢横梁15，将顶推装置11固定在钢横梁15上方，将导向轮13固定在钢横梁15靠向承台插槽的一侧，将顶推装置11的顶杆顶紧支撑座12。

步骤S102，安装卡具14，使卡具14的方框架体底部抵住承台，使卡具14的十字架体中心与承台插槽中心对中。

步骤S103，调整导向轮13的位置，使导向轮13靠紧卡具14的方框架体外侧。

调节顶推装置11推动钢横梁15继而带动导向轮13动作，使导向轮13靠紧卡具14的方框架体外侧，完成导向轮13位置的调整。

步骤S104，移除卡具14上的十字架体，在承台插槽内座浆。

步骤S105，吊装预制墩柱，通过调节顶推装置11来调整导向轮13将墩柱引导进入卡具14的方框架体内，继而进入承台插槽内，完成墩柱入位承台插槽；通过斜拉撑调节墩柱的垂直度，完成墩柱的垂直调整。

步骤S106，座浆初凝前完成插槽缝隙灌浆，预制墩柱安装完毕。

为了后续再利用墩柱导向装置，该方法还包括：

步骤S107，拆除墩柱导向限位装置其余部件，包括卡具14的方框架体、钢横梁15、导向轮13和顶推装置11。

上述顶推装置11可以是千斤顶，也可以是气缸、油缸等，也可以是螺母螺杆螺旋顶升结构件。

本发明将墩柱导向装置和临时固定设备二者一体化，通过定具预先调整墩柱导向限位装置的平面位置，然后由导向轮13引导墩柱就位，且设备具有临时固定功能，实现预制装配式墩柱经济、便捷、标准化快速装配。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不限定本发明。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (7)

1.一种墩柱导向限位装置，其特征在于，所述的墩柱导向限位装置包括：

顶推装置(11)、支撑座(12)、导向轮(13)、卡具(14)和钢横梁(15)；

所述支撑座(12)固定在承台上；所述钢横梁(15)布设在承台插槽外周的承台上面，且该钢横梁(15)与定位预埋钢板卡紧；所述顶推装置(11)的筒座与钢横梁(15)之间采用焊接或螺栓方式连接，所述导向轮(13)的座板与钢横梁(15)连接；所述顶推装置(11)的顶杆直接或间接顶住支撑座(12)；所述导向轮(13)的钢轮靠紧卡具(14)，所述卡具(14)的中心与承台插槽中心对中，卡具(14)的十字架体搭在钢横梁(15)上。

2.根据权利要求1所述的一种墩柱导向限位装置，其特征在于，所述支撑座(12)包括：

预埋钢板与支撑型钢；所述预埋钢板固定在承台上，所述支撑型钢通过紧固件固定在预埋钢板上。

3.根据权利要求1所述的一种墩柱导向限位装置，其特征在于，所述导向轮(13)包括：

座板、耳板、轮轴、轴承和钢轮；耳板为两个，平行焊接在座板上；轮轴的两端通过紧固件固定在两侧耳板上，钢轮通过轴承安装在轮轴上；底板采用焊接或螺栓方式与所述钢横梁(15)相接。

4.根据权利要求1所述的一种墩柱导向限位装置，其特征在于，所述卡具(14)包括：

十字架体和方框架体；

所述十字架体搭设在方框架体的上面，且十字架体的中心轴与方框架体的中心轴重合；所述十字架体的最大尺寸大于所述方框架体的尺寸；方框架体的内部尺寸与墩柱的外周尺寸相同；

所述十字架体搭设在所述钢横梁(15)上且所述十字架体的中心与承台对中；所述方框架体定位在导向轮(13)的放置位置。

5.一种墩柱安装方法，其特征在于，所述墩柱安装方法包括：

步骤S101，在承台上固定墩柱导向限位装置中的支撑座(12)；在支撑座(12)靠向承台插槽一侧布设钢横梁(15)，将顶推装置(11)固定在钢横梁(15)上方，将导向轮(13)固定现在钢横梁(15)靠向承台插槽的一侧，将顶推装置(11)的顶杆顶紧支撑座(12)；

步骤S102，安装卡具(14)，使卡具(14)的方框架体底部抵住承台，使卡具(14)的十字架体中心与承台插槽中心对中；

步骤S103，调整导向轮(13)的位置，使导向轮(13)靠紧卡具(14)的方框架体外侧；

步骤S104，移除卡具(14)上的十字架体，在承台插槽内座浆；

步骤S105，吊装预制墩柱，通过调节顶推装置(11)来调整导向轮(13)将墩柱引导进入卡具(14)的方框架体内，继而进入承台插槽内，完成墩柱入位承台插槽；通过斜拉撑调节墩柱的垂直度，完成墩柱的垂直调整；

步骤S106，座浆初凝前完成插槽缝隙灌浆，完成预制墩柱的安装。

6.根据权利要求5所述的一种墩柱安装方法，其特征在于，所述墩柱安装方法还包括：

步骤S107，拆除墩柱导向限位装置中的卡具(14)的方框架体、钢横梁(15)、导向轮(13)和顶推装置(11)。

7.根据权利要求5所述的一种墩柱安装方法，其特征在于，所述步骤S101中，利用承台固定墩柱的预埋件固定墩柱导向限位装置中的支撑座(12)。

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