CN111638116B - 一种预制桥墩受力试验用竖向反力架及其拼装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制桥墩受力试验用竖向反力架，包括施加力体系、传力体系和受力体系；施加力体系包括反力架盖梁、活动支座、穿心千斤顶和钢垫板，施加力体系位于预制桥墩的预制盖梁上；传力体系的顶部与施加力体系固定连接；受力体系包括受力转换架、受力钢板和锚棒，传力体系的底部与受力转换架连接，受力转换架的底部连接有受力钢板，受力钢板的底部与锚棒的顶部连接，锚棒的底部埋设于预制桥墩的预制承台中；传力体系包括多根精轧螺纹钢、螺母和连接器。本发明中的预制桥墩受力试验用竖向反力架，可以为不同高度的试验桥墩施加竖向力，且稳定性能好，拼装工艺操作简单，省时省力。

Description

一种预制桥墩受力试验用竖向反力架及其拼装工艺

技术领域

本发明涉及桥墩受力试验技术领域，尤其涉及一种预制桥墩试验用竖向反力架的拼装工艺。

背景技术

高架桥即跨线桥，尤指搁在一系列狭窄钢筋混凝土或圬工拱上，具有高支撑的塔或支柱，跨过山谷、河流、道路或其他低处障碍物的桥梁，城市发展后，交通拥挤，建筑物密集，而街道又难于拓宽，采用这种桥可以疏散交通密度，提高运输效率。

此外，在城市间的高速公路或铁路，为避免和其他线路平面交叉、节省用地、减少某些地区的路基沉陷，也可不用路堤而采用这种桥。

由于城市间的高架地形、线形复杂，道路断面宽度不断变化，因此城市高架的桥墩一般都是现场浇筑而成的，然而由于现场浇筑桥墩不仅耗费周期长、对周围环境影响大，还存在质量不稳定、成本高的缺陷，因此人们采用预制桥墩进行高架的建造。

预制桥墩在拼装完成后，必须先进行受力试验，测试预制桥墩能够承受的竖向反力、最大纵向水平力以及横向力，根据测试结果得出预制桥墩的受力情况，从而决定预制桥墩是否能够投入使用。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种能够为预制桥墩受力试验提供竖向反力的竖向反力架及其拼装工艺。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种预制桥墩受力试验用竖向反力架，其特征在于：包括施加力体系、传力体系和受力体系；

所述施加力体系包括反力架盖梁、活动支座、穿心千斤顶和钢垫板；所述反力架盖梁的底部对称设有两个活动支座，每个所述活动支座的底部对应安装有穿心千斤顶，每个所述穿心千斤顶的底部均设有钢垫板，所述钢垫板位于预制桥墩的预制盖梁上；所述反力架盖梁上设有多个试验预留孔，所述传力体系通过所述反力架盖梁上的试验预留孔与所述受力体系连接；

所述受力体系包括受力转换架、受力钢板和锚棒，所述传力体系的底部与所述受力转换架相连，所述受力转换架的底部连接有受力钢板，所述受力钢板的底部与所述锚棒的顶部连接，所述锚棒的底部埋设于预制桥墩的预制承台中。

进一步的，所述传力体系包括多根精轧螺纹钢、螺母和连接器，所述连接器将多根所述精轧螺纹钢连接接长，连接后的多根精轧螺纹钢的顶部通过螺母与所述试验预留孔固定连接，连接后的多根精轧螺纹钢的底部与所述受力转换架上的连接孔也通过螺母固定连接。

进一步的，所述反力架盖梁包括两块第一盖板，两块所述第一盖板中加设有多块第一竖肋板和第一横肋板，两块所述第一盖板的四个角上对应的设有多个试验预留孔。

进一步的，所述受力转换架包括两块第二盖板，两块所述第二盖板之间加设有多块第二竖肋板，两块所述第二盖板上对应设有多个连接孔，所述受力转换架顶部第二盖板上的多个所述连接孔与多个试验预留孔一一对应，且相对应的连接孔和试验预留孔之间的连线与预制承台的上表面垂直。

进一步的，所述受力钢板的顶面和底面均设有螺纹孔，所述受力钢板顶面的螺纹孔与所述受力转换架底部第二盖板上的连接孔连接，所述受力钢板底面的螺纹孔与所述锚棒相连。

进一步的，所述活动支座包括上支座板和底板，所述上支座板下方依次设置有第一不锈钢板、第一四氟板和上摆，所述上摆的下表面为凸球面，在所述凸球面的外侧设置有第二不锈钢板，所述底板的上表面设有弧形开槽，所述上摆的下表面位于所述弧形开槽内，所述底板的弧形开槽内表面上设置有第二四氟板，所述第二四氟板在所述底板的上表面上沿其长度方向设置有两组挡板，两组所述挡板分别位于所述弧形开槽的两侧，且对所述弧形开槽内的第二四氟板进行固定；所述底板的下表面设置有千斤顶安装槽，所述底板与所述上支座板之间通过L型固定板连接。

进一步的，一种预制桥墩受力试验用竖向反力架的拼装工艺，其特征在于，包括以下步骤，

S1：预制承台的钢筋绑扎完成后，将受力钢板和锚棒相连，将锚棒插入预制承台的钢筋内部，调整好受力钢板的平面位置后，将锚棒浇筑在混凝土中，受力钢板外露在混凝土表面；

S2：拼装受力转换架；

S3：将受力转换架与受力钢板相连；

S4：将受力转换架与传力体系的底部进行连接 ，并依次向上拼装传力体系的下部分 ；

S5：分别拼装反力架盖梁和活动支座，然后将活动支座固定在反力架盖梁的底部；

S6：在反力架盖梁的试验预留孔上连接传力体系的上部分；

S7：在预制盖梁的顶部放样出活动支座对应的位置，也即钢垫板对应的位置，找平后放置钢垫板，摆放穿心千斤顶；

S8：将步骤S6中连接形成的整体进行吊装，将其摆放在穿心千斤顶上；

S9：将反力架盖梁上连接的传力体系的上部分与受力转换架上连接的传力体系的下部分进行固定连接。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的改进之处在于，

1、本发明中的预制桥墩受力试验用竖向反力架，通过改变精轧螺纹钢的长度，使其可以对不同高度的试验桥墩施加竖向力。

2、本发明中的预制桥墩受力试验用竖向反力架，通过增加活动支座，可以在桥墩试验时，桥墩在移动，而反力架盖梁不移动，从而保证模拟竖向力真实，并且反力架系统能够随时保证稳定状态不会失稳。

3、本发明中的预制桥墩受力试验用竖向反力架的拼装工艺操作简单，拼装过程省时省力，且能实现对预制桥墩受力试验的竖向反力施加，精准的测试出预制桥墩的受力情况。

附图说明

图1为本发明预制桥墩受力试验用竖向反力架结构示意图。

图2为本发明图1中A部分局部放大图。

图3为本发明反力架盖梁结构主视图。

图4为本发明反力架盖梁结构俯视图。

图5为本发明活动支座结构主视图。

图6为本发明活动支座结构侧视图。

图7为本发明活动支座结构俯视图。

图8为本发明受力转换架结构主视图。

图9为本发明受力转换架结构俯视图。

图10为本发明受力钢板与锚棒连接结构主视图。

图11为本发明受力钢板与锚棒连接结构俯视图。

图12为本发明预制桥墩受力试验用竖向反力架的拼装工艺流程图。

其中：1-反力架盖梁，101-试验预留孔，102-第一盖板，103-第一竖肋板，104-第一横肋板，2-活动支座，201-上支座板，202-第一不锈钢板，203-第一四氟板，204-上摆，205-第二不锈钢板，206-第二四氟板，207-底板，208-挡板，209-L型固定板，2010-千斤顶安装槽，3-穿心千斤顶，4-钢垫板，5-精轧螺纹钢，6-螺母，7-连接器，8-受力转换架，801-连接孔，802-第二盖板，803-第二竖肋板，9-受力钢板，901-螺纹孔，10-锚棒，100-预制盖梁，200-预制墩柱，300-预制承台。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

参照附图1-12所示的一种预制桥墩受力试验用竖向反力架，包括施加力体系、传力体系和受力体系；所述施加力体系位于所述传力体系的顶部，所述受力体系位于所述传力体系的底部。

具体的，所述施加力体系包括反力架盖梁1、活动支座2、穿心千斤顶3和钢垫板4；所述反力架盖梁1包括两块第一盖板102，两块所述第一盖板102之间加设有多块第一竖肋板103和第一横肋板104，为保证反力架盖梁1整体的稳定性，第一横肋板104之间用螺栓进行连接，两块所述第一盖板102的四个角上对应的设有多个试验预留孔101。具体的，所述反力架盖梁1的尺寸为5.05*2.06*0.62m，两块第一盖板102的尺寸均为5.05*2.06*0.11m、两块第一横肋板104的尺寸为2.87*0.48*0.06m、八块第一竖肋板103的尺寸为0.49*0.25*0.06，第一盖板102、第一横肋板104和第一竖肋板103均采用钢板坡口焊接，第一竖肋板103上设有12根M64的双头螺柱，以增强反力架的稳定性。

进一步的，为满足预制墩柱左右位移时，竖向反力架不变动，在反力架盖梁1底部中心位置对称焊接两个活动支座2，所述活动支座2包括上支座板201和底板207，所述上支座板201下方依次设置有第一不锈钢板202、第一四氟板203和上摆204，所述上摆204的下表面为凸球面，在所述凸球面的外侧设置有第二不锈钢板205，所述底板207的上表面设有弧形开槽，所述上摆204的下表面位于所述弧形开内，所述底板207的弧形开槽内表面上设置有第二四氟板206，所述第二四氟板206在所述底板207的上表面上沿其长度方向设置有两组挡板208，两组所述挡板208分别位于所述弧形开槽的两侧，且对所述弧形开槽内的第二四氟板206进行固定；所述底板207的下表面设置有千斤顶安装槽2010，所述底板207与所述上支座板201之间通过L型固定板209连接。其中，上支座板201的上表面尺寸为690 *340mm；所述上支座板201上表面焊接于反力架盖梁1的底部；底板207的尺寸为520*500mm，横向位移满足±100mm，纵向位移满足±30mm。

进一步的，每个所述千斤顶安装槽2010中对应安装有穿心千斤顶3，所述穿心千斤顶为250t的穿心千斤顶；由于穿心千斤顶3的底部接触面积太小，为防止穿心千斤顶3摆放在预制桥墩的预制盖梁100上时预制盖梁100的混凝土不被压坏，在混凝土的预制盖梁100顶部摆放两块钢垫板4，将穿心千斤顶3摆放在钢垫板4上。

所述反力架盖梁1上还设有多个试验预留孔101，所述传力体系通过所述反力架盖梁1上的试验预留孔101与所述受力体系连接。

进一步的，所述受力体系包括受力转换架8、受力钢板9和锚棒10，所述受力转换架8包括两块第二盖板802，两块所述第二盖板802下加设有多块第二竖肋板803，所述第二竖肋板803的作用是将两块第二盖板802支撑起来中间形成一个空腔，便于与传力体系连接。两块所述第二盖板802上对应设有多个连接孔801，所述受力转换架8顶部第二盖板802上的多个所述连接孔801与多个试验预留孔101一一对应，且相对应的连接孔801和试验预留孔101之间的连线与预制承台300的上表面垂直。

所述受力钢板9的顶面和底面均设有螺纹孔901，所述受力钢板9顶面的螺纹孔901与所述受力转换架8底部第二盖板802上的连接孔801使用螺栓连接，所述受力钢板9底面的螺纹孔901与所述锚棒10的顶部使用丝扣连接，所述锚棒10的底部加设套筒直接与预制承台300的混凝土连接为整体。

所述受力转换架8的尺寸为2.1*1.0*0.08m，所述受力转换架8顶部的第二盖板802为2.1*1.0*0.08m的钢板，第二竖肋板803的尺寸为1.0*0.09*0.06m，第二盖板802主要起到承上启下的作用，向下与受力钢板9相连，向上与传力体系相连。1.0*0.09*0.06m的第二竖肋板803主要起到支撑作用，为在受力转换架8下方安装螺母提供空间。

所述受力钢板9的尺寸为2.1*1.0*0.11m，锚棒10长1.0m，直径为0.045m，锚棒10外的套筒直径为0.07m，锚棒10与受力钢板9采用丝扣连接。

进一步的，所述传力体系包括多根精轧螺纹钢5、螺母6和连接器7，每根精轧螺纹钢5的长度为6m，在使用时，根据不同的预制桥墩高度使用连接器7将多根所述精轧螺纹钢5连接起来，连接后的多根精轧螺纹钢5的顶部穿出反力架盖梁1上的试验预留孔101，使用螺母6进行固定连接，连接后的多根精轧螺纹钢5的底部穿入受力转换架8底部的第二盖板802上的连接孔801，也使用螺母6进行固定连接。

进一步的，一种预制桥墩受力试验用竖向反力架的拼装工艺，包括以下步骤，

S1：预制承台300的钢筋绑扎完成后，将受力钢板9和锚棒10使用丝扣连接，将锚棒10的底端插入预制承台300的钢筋内部，调整好受力钢板9的平面位置后，将锚棒10浇筑在混凝土中，受力钢板9外露在混凝土表面；

S2：拼装受力转换架8；在两块第二盖板802对应的位置处用钻床钻设连接孔801，然后将两块第二盖板802和第二竖肋板803进行焊接固定；

S3：将受力转换架8吊装到位，受力转换架8上的连接孔801与预制承台的预埋钢板上的连接孔进行对接，对准后，用M48高强螺栓将受力转换架8与受力钢板9固定连接为整体，并用力矩扳手拧紧所有的高强螺栓；

S4：将受力转换架8与传力体系进行连接，并依次向上拼装传力体系；

具体为：将精轧螺纹钢5从受力转换架8上的连接孔801穿过，并在受力转换架8下方的精轧螺纹钢5上拧上螺母6。根据不同高度的预制桥墩，使用连接器7组装不同长度的精轧螺纹钢5，并预留一节精轧螺纹钢5。

S5：分别拼装反力架盖梁1和活动支座2，将第一盖板102与第一竖肋板103和第一横肋板104 进行焊接固定，第一横肋板104之间采用螺栓进行连接；将焊接好的反力架盖梁1用两块80H型钢垫起使得反力架盖梁1中间位置悬空；在反力架盖梁1底部画出活动支座2的安装位置，用电焊机将活动支座2焊接在反力架盖梁1底部。

S6：从反力架盖梁1顶部的试验预留孔101向下穿入精轧螺纹钢5，使得精轧螺纹钢外露0.5m左右后，用螺母6拧在反力架盖梁1上顶部，对精轧螺纹钢5进行固定。

S7：在预制盖梁100的顶部画出钢垫板4的位置，用砂浆进行找平后将钢垫板4放置在砂浆上，并用水平尺再次复核钢垫板4的平整度，确定无误后将穿心千斤顶3放置在钢垫板4上；

S8： 用吊车整体吊装反力架盖梁1和活动支座2将其安放在穿心千斤顶3上。

S9：从反力架盖梁1上面将精轧螺纹钢5向下下放到与下部精轧螺纹钢5接口位置后用连接器7将上下两部分精轧螺纹钢5连接为整体，并用力矩扳手在反力架盖梁1顶部对螺母施加同样的力。

至此，完成预制桥墩受力试验用竖向反力架的拼装。通过向穿心千斤顶3内泵油使穿心千斤顶3向外顶出，对反力架盖梁1和预制桥墩施加竖向反力。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种预制桥墩受力试验用竖向反力架，其特征在于：包括施加力体系、传力体系和受力体系；

所述施加力体系包括反力架盖梁(1)、活动支座(2)、穿心千斤顶(3)和钢垫板(4)；所述反力架盖梁(1)的底部对称设有两个活动支座(2)，每个所述活动支座(2)的底部对应安装有穿心千斤顶(3)，每个所述穿心千斤顶(3)的底部均设有钢垫板(4)，所述钢垫板(4)位于预制桥墩的预制盖梁(100)上；所述反力架盖梁(1)上设有多个试验预留孔(101)，所述传力体系通过所述反力架盖梁(1)上的试验预留孔(101)与所述受力体系连接；

所述受力体系包括受力转换架(8)、受力钢板(9)和锚棒(10)，所述传力体系的底部与所述受力转换架(8)相连，所述受力转换架(8)的底部连接有受力钢板(9)，所述受力钢板(9)的底部与所述锚棒(10)的顶部连接，所述锚棒(10)的底部埋设于预制桥墩的预制承台(300)中；

所述传力体系包括多根精轧螺纹钢(5)、螺母(6)和连接器(7)，所述连接器(7)将多根所述精轧螺纹钢(5)连接接长，连接后的多根精轧螺纹钢(5)的顶部通过螺母(6)与所述试验预留孔(101)固定连接，连接后的多根精轧螺纹钢(5)的底部与所述受力转换架(8)上的连接孔(801)也通过螺母(6)固定连接；

所述反力架盖梁(1)包括两块第一盖板(102)，两块所述第一盖板(102)中加设有多块第一竖肋板(103)和第一横肋板(104)，两块所述第一盖板(102)的四个角上对应的设有多个试验预留孔(101)；

所述受力转换架(8)包括两块第二盖板(802)，两块所述第二盖板(802)下设有多块第二竖肋板(803)，两块所述第二盖板(802)上对应设有多个连接孔(801)，所述受力转换架(8)顶部第二盖板(802)上的多个所述连接孔(801)与多个试验预留孔(101)一一对应，且相对应的连接孔(801)和试验预留孔(101)之间的连线与预制承台(300)的上表面垂直；

所述受力钢板(9)的顶面和底面均设有螺纹孔(901)，所述受力钢板(9)顶面的螺纹孔(901)与所述受力转换架(8)的第二盖板(802)上的连接孔(801)连接，所述受力钢板(9)底面的螺纹孔(901)与所述锚棒(10)相连；

所述活动支座(2)包括上支座板(201)和底板(207)，所述上支座板(201)下方依次设置有第一不锈钢板(202)、第一四氟板(203)和上摆(204)，所述上摆(204)的下表面为凸球面，在所述凸球面的外侧设置有第二不锈钢板(205)，所述底板(207)的上表面设有弧形开槽，所述上摆(204)的下表面位于所述弧形开槽内，所述底板(207)的弧形开槽内表面上设置有第二四氟板(206)，所述第二四氟板(206)在所述底板(207)的上表面上沿其长度方向设置有两组挡板(208)，两组所述挡板(208)分别位于所述弧形开槽的两侧，且对所述弧形开槽内的第二四氟板(206)进行固定；所述底板(207)的下表面设置有千斤顶安装槽(2010)，所述底板(207)与所述上支座板(201)之间通过L型固定板(209)连接。

2.如权利要求1所述的一种预制桥墩受力试验用竖向反力架的拼装工艺，其特征在于，包括以下步骤，

S1：预制承台(300)的钢筋绑扎完成后，将受力钢板(9)和锚棒(10)相连，将锚棒(10)插入预制承台(300)的钢筋内部，调整好受力钢板(9)的平面位置后，将锚棒(10)浇筑在混凝土中，受力钢板(9)外露在混凝土表面；

S2：拼装受力转换架(8)；

S3：将受力转换架(8)与受力钢板(9)相连；

S4：将受力转换架(8)与传力体系的底部进行连接，并依次向上拼装传力体系的下部分；

S5：分别拼装反力架盖梁(1)和活动支座(2)，然后将活动支座(2)固定在反力架盖梁(1)的底部；

S6：在反力架盖梁(1)的试验预留孔(101)上连接传力体系的上部分；

S7：在预制盖梁(100)的顶部放样出活动支座(2)对应的位置，也即钢垫板(4)对应的位置，找平后放置钢垫板(4)，摆放穿心千斤顶(3)；

S8：将步骤S6中连接形成的反力架盖梁(1)和活动支座(2)整体进行吊装，将其摆放在穿心千斤顶(3)上；

S9：将反力架盖梁(1)上连接的传力体系的上部分与受力转换架(8)上连接的传力体系的下部分进行固定连接。

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