CN111827137B - 一种可实现快速施工的拼装式建筑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实现快速施工的拼装式建筑结构，属于桥梁应急抢修设备技术领域。该建筑结构在平面分为内外两层，建筑结构在高度方向上分为节段，建筑结构的内层和外层之间为嵌套配合，内层和外层之间仅存在高度方向的自由度；建筑结构的节段与节段之间为可拆卸连接，建筑结构的底部安装顶升装置，顶升装置位于内层和外层之间，顶升装置交替对内层和外层的节段进行举升和拼装，实现建筑结构的架设。本发明的建筑结构采用模块化的节段并利用举升实现快速施工，能够满足应急施工需求。

Description

一种可实现快速施工的拼装式建筑结构

技术领域

本发明属于桥梁应急抢修设备技术领域，具体涉及一种拼装式抢修公路高墩及其快速施工工艺方法。

背景技术

随着我国公路桥梁的高速发展，高桥墩的数量日益增多。根据桥梁震害宏观统计，高墩更容易破坏，须进行快速抢修，以保障震区救援和灾后重建工作。且高墩多处于峡谷地带，桥墩高耸，位置险要，是战时公路保障运输的重点，也是应急抢修工程保障的难点。我国既有的抢修墩是以铁路中低高度桥墩为主的制式器材，没有公路高墩的专用抢修器材；而利用既有铁路桥墩抢修制式器材组拼公路高墩的技术，也难以满足高墩公路桥梁的抢修需求。抢修高墩也作为一种战备应急器材，可随时应对在局部战争中造成的高墩桥梁损毁修复，在最短的时间内恢复桥梁通行功能，以适应现代技术条件下局部战争对公路保障的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可实现快速施工的拼装式建筑结构，该建筑结构采用模块化的节段并利用举升实现快速施工，能够满足应急施工需求。

一种可实现快速施工的拼装式建筑结构，该建筑结构在平面分为内外两层，建筑结构在高度方向上分为节段，建筑结构的内层和外层之间为嵌套配合，内层和外层之间仅存在高度方向的相对自由度；建筑结构的节段与节段之间为可拆卸连接，建筑结构的底部安装顶升装置，顶升装置位于内层和外层之间，顶升装置交替对内层和外层的节段进行举升和拼装，实现建筑结构的快速架设。

进一步地，所述建筑结构为用于架设桥梁的高墩，高墩的内层为中间墩，高墩的外层为辅助墩和连接系；所述顶升装置设置于中间墩顺桥向的两端，辅助墩设置在液压顶升装置的外侧；联结系设置在中间墩横桥向的两端，联接系顺桥向连接承重墩和辅助墩。

进一步地，所述辅助墩、联结系与中间墩的连接均采用一组及一组以上的滑轮副或丙丁钩接头形式，实现竖向独立且相对滑动，而在水平面相互支撑、相互约束的功能。

进一步地，所述顶升装置与中间墩、辅助墩节段上的可转动牛腿连接，当旋转牛腿至水平，顶升装置顶住牛腿，将节段抬升或落下；一节顶升完成后，放下牛腿，顶升下一节段；从而实现中间墩与辅助墩的交错顶升，两侧辅助墩的同步顶升。

进一步地，所述中间墩由墩顶分配梁、顶节、一节及以上的中间墩标准节组成，墩顶分配梁、顶节和中间墩标准节由上至下顺序连接，墩顶分配梁直接与桥梁底部接触，顶节向下方的中间墩标准节传递压力，中间墩标准节不仅传递压力还通过改变数量来改变中间墩的高度；中间墩的竖向通过法兰采用销栓混合连接固定。

进一步地，所述墩顶分配梁根据桥墩不同的高度要求，选择不同规格的型材组拼成整体，顶节由立柱和竖向斜杆连接成框架柱结构，立柱的一端设置带孔法兰，另一端设置带销法兰。

进一步地，所述中间墩标准节由立柱、水平撑杆、水平斜杆、竖向斜杆连接成框架柱结构；立柱的一端设置带孔法兰，另一端设置带销法兰，立柱上设置可转动的牛腿；立柱上设置与辅助墩和联结系连接的丙钩或滑道。

进一步地，所述辅助墩由一节及以上的辅助墩标准节组成，辅助墩竖向通过法兰采用销栓混合连接；辅助墩标准节由立柱、水平撑杆、水平斜杆、竖向斜杆连接成框架柱结构；立柱的一端设置带孔法兰，另一端设置带销法兰；紧邻中间承重墩的立柱上设置可转动的牛腿；立柱上设置丁钩或滑轮，在顺桥向支撑中间墩。

进一步地，所述联结系由立柱、水平撑杆、竖向斜杆连接成桁架结构，桁架中的竖向斜杆形成V形或“米”字形；立柱上设置丁钩或滑轮，在横桥向支撑中心墩，顺桥向的两端与辅助墩通过螺栓连接固定。

进一步地，所述辅助墩、联结系与中间墩中的构件均可采用高强钢或复合材料制成薄壁结构，实现高墩的轻量化。

有益效果：

1、本发明通过将建筑结构在平面分层，高度方向上分为节的方式实现了建筑结构的快速安装，施工节拍流畅，快速高效，满足了应急施工需求且经济性高。

2、本发明的中间节段采用标准化的模块结构，便于节段的运输和存放，节段能够批量生产，保证了节段的标准化程度，同时能够提升建筑的质量和寿命。

3、本发明在建造的过程中可根据设计和施工需要便捷的改变建筑结构的施工高度，具有适应性强的优势。

4、本发明采用了举升和拼装的安装形式，施工过程安全可靠，安装和拆卸快捷。

附图说明

图1是本发明实施例高墩整体结构示意图。

图2是滑轮副连接接头示意图。

图3是本发明实施例中心墩示意图。

图4是本发明实施例辅助墩标准节示意图。

图5是本发明联结系采用“V”形桁架的示意图。

图6是销栓混合连接示意图。

图7～图9是高墩施工过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种可实现快速施工的拼装式建筑结构，本实施例中的建筑结构以抢修公路高墩为例进行说明。

如图1所示，抢修公路高墩由中间墩1、辅助墩2、联结系3及液压顶升装置11四部分组成。如图2所示，液压顶升装置11设置于中间承重墩1顺桥向的两端；辅助墩2设置在液压顶升装置11的外侧；联结系3设置在中间墩1横桥向的两端，顺桥向连接中间承重墩1、辅助墩2，辅助墩2和联结系3将中间墩围绕在内部，形成以中间墩2为内层，辅助墩2和联结系3为外层的嵌套配合。

以滑轮副的连接形式为例，如图2所示，辅助墩2、联结系3与中间墩1的接头，均可采用设置在立柱上的一组及以上的滑轮8、滑道9，滑轮8紧压滑道9，实现竖向独立、可相对滑动，而在水平面相互支撑、相互约束。水平面的相互约束增加高墩下部区域的刚度，提高结构的安全性。

如图8所示，液压顶升装置11与承重墩1、辅助墩2节段上的可转动牛腿7连接。当旋转牛腿7至水平，顶升装置11顶住牛腿7，将节段抬升或落下；一节顶升完成后，放下牛腿7，顶升下一节。从而实现承重墩与辅助墩的交错顶升，两侧辅助墩的同步顶升。

如图3所示，中间墩1由墩顶分配梁4、顶节5、一节及以上的中心墩标准节6组成；竖向通过法兰采用销栓混合连接固定，如图6所示。中心墩标准节的立柱上设置可转动的牛腿7，旋转牛腿7至水平，用于顶升施工，如图8所示。

如图4所示，辅助墩2由一节及以上的辅助墩标准节10组成，竖向通过法兰采用销栓混合连接固定，如图6所示。辅助墩标准节10在紧邻中间墩1的立柱上设置可转动的牛腿7，旋转牛腿7至水平，用于顶升施工；且在立柱上设置滑轮8，在顺桥向支撑中心墩1，如图2所示。

如图5所示，联结系3可采用V形桁架结构。立柱上设置滑轮8，在横桥向支撑承重墩1，顺桥向的两端与辅助墩2连接固定，如图2所示。

如附图7～9所示，本发明提供的施工和安装步骤如下：

步骤一：在混凝土基础上安装标准轨道，同时将构件组装成承重墩顶节5、承重墩标准节6、辅助墩标准节10以及联结系3；

步骤二：用吊车将4节中间墩标准节6、顶节5、墩顶分配梁4吊装在标准轨道预定位置，底部与标准轨道连接锁定；节段间先通过法兰上的销、孔进行定位，再用螺栓将法兰固定，如图6所示；

步骤三：在中间承重墩1的顺桥向两端安装液压顶升装置11；

步骤四：在液压顶升装置11的外侧各安装辅助墩2的标准节段一节，辅助墩2立柱上的滑轮8压紧中心墩1立柱的滑道9；在中心墩1横桥向的外侧安装联结系3，其上的滑轮8压紧中心墩1立柱的滑道9，再与辅助墩2连接起来；从而将中心墩合围；再吊装两节辅助墩2和联结系3；辅助墩2底部与标准轨道连接锁定，并将中心墩1与标准轨道解锁；

步骤五：旋转中间承重墩1底节的牛腿7至水平，使顶升装置11顶住牛腿7，将承重墩1向上顶高一个节段；

步骤六：通过标准轨道运送一个中心墩标准节6至已顶起的墩身下部，再将已顶起的墩身下落，与下部标准节6通过销栓混合连接固定；

步骤七：重复步骤五和六，至完成三个中心墩标准节6的顶升；将中心墩1再次锁定，并解锁辅助墩2；

步骤八：旋转两侧辅助墩2底节的牛腿7至水平，使顶升装置11同时顶住辅助墩2的牛腿7，同步顶升两侧的辅助墩2，同样地完成3节辅助墩标准节的安装；将辅助墩2锁定，解锁承重墩1，再次安装并顶升承重墩1；

步骤九：重复步骤五～八直至高墩达到预定的高度。

如此循环往复，自上而下组墩，在竖向可实现中间墩1与辅助墩2交错顶升施工，实现墩节单元的快速化模块化接高，大大缩短施工时间，从而完成整个高墩的拼组。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (9)

1.一种可实现快速施工的拼装式建筑结构，其特征在于，该建筑结构在平面分为内外两层，建筑结构在高度方向上分为节段，建筑结构的内层和外层之间为嵌套配合，内层和外层之间仅存在高度方向的相对自由度；建筑结构的节段与节段之间为可拆卸连接，建筑结构的底部安装顶升装置，顶升装置位于内层和外层之间，顶升装置交替对内层和外层的节段进行举升和拼装，实现建筑结构的快速架设；所述建筑结构为用于架设桥梁的高墩，高墩的内层为中间墩，高墩的外层为辅助墩和连接系；所述顶升装置设置于中间墩顺桥向的两端，辅助墩设置在液压顶升装置的外侧；连接系设置在中间墩横桥向的两端，连接系顺桥向连接承重墩和辅助墩。

2.如权利要求1所述的可实现快速施工的拼装式建筑结构，其特征在于，所述辅助墩、连接系与中间墩的连接，均采用一组及一组以上的滑轮副或丙丁钩接头形式，实现竖向独立且相对滑动，而在水平面相互支撑、相互约束的功能。

3.如权利要求2所述的可实现快速施工的拼装式建筑结构，其特征在于，所述顶升装置与中间墩、辅助墩节段上的可转动牛腿连接，当旋转牛腿至水平，顶升装置顶住牛腿，将节段抬升或落下；一节顶升完成后，放下牛腿，顶升下一节段；从而实现中间墩与辅助墩的交错顶升，两侧辅助墩的同步顶升。

4.如权利要求3所述的可实现快速施工的拼装式建筑结构，其特征在于，所述中间墩由墩顶分配梁、顶节、一节及以上的中间墩标准节组成，墩顶分配梁、顶节和中间墩标准节由上至下顺序连接，墩顶分配梁直接与桥梁底部接触，顶节向下方的中间墩标准节传递压力，中间墩标准节不仅传递压力还通过改变数量来改变中间墩的高度；中间墩的竖向通过法兰采用销栓混合连接固定。

5.如权利要求4所述的可实现快速施工的拼装式建筑结构，其特征在于，所述墩顶分配梁根据桥墩不同的高度要求，选择不同规格的型材组拼成整体，顶节由立柱和竖向斜杆连接成框架柱结构，立柱的一端设置带孔法兰，另一端设置带销法兰。

6.如权利要求5所述的可实现快速施工的拼装式建筑结构，其特征在于，所述中间墩标准节由立柱、水平撑杆、水平斜杆和竖向斜杆连接成框架柱结构；立柱的一端设置带孔法兰，另一端设置带销法兰，立柱上设置可转动的牛腿；立柱上设置与辅助墩和联结系连接的丙钩或滑道。

7.如权利要求6所述的可实现快速施工的拼装式建筑结构，其特征在于，所述辅助墩由一节及以上的辅助墩标准节组成，辅助墩竖向通过法兰采用销栓混合连接；辅助墩标准节由立柱、水平撑杆、水平斜杆、竖向斜杆连接成框架柱结构；立柱的一端设置带孔法兰，另一端设置带销法兰；紧邻中间墩的立柱上设置可转动的牛腿；立柱上设置丁钩或滑轮，在顺桥向支撑中间墩。

8.如权利要求7所述的可实现快速施工的拼装式建筑结构，其特征在于，所述联结系由立柱、水平撑杆、竖向斜杆连接成桁架结构，桁架中的竖向斜杆形成V形或“米”字形；立柱上设置丁钩或滑轮，在横桥向支撑中心墩，顺桥向的两端与辅助墩通过螺栓连接固定。

9.如权利要求8所述的可实现快速施工的拼装式建筑结构，其特征在于，所述辅助墩、联结系与中间墩中的构件均采用高强钢或复合材料制成薄壁结构，实现高墩的轻量化。

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