CN113431375B - 一种剪力墙置换支架限位装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于工业与民用建筑领域，公开了一种剪力墙置换支架限位装置，包括：上部横梁、下部横梁，以及设置在两横梁同一侧端部之间的千斤顶和立柱，所述上部横梁的中部以及下部横梁的中部，与混凝土接触处均设有第一限位机构，所述第一限位机构限制垂直于拟拆除墙体方向的自由度。本发明通过加装有精准限位机构的置换支架，实现精准且高效地限制单根横梁两侧千斤顶压力值统一，从而改善最终顶升卸载效果。

Description

一种剪力墙置换支架限位装置及方法

技术领域

本发明属于工业与民用建筑领域，具体涉及一种剪力墙置换支架限位装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

置换混凝土加固法是剔除原构件低强度或有缺陷区段的混凝土，重新浇筑同品种但强度等级较高的混凝土进行局部增强，以使原构件的承载力得到恢复的一种直接加固法。近几十年来，由于部分剪力墙混凝土强度不满足设计要求而产生的工程质量问题频发，因置换混凝土加固法能从根本上解决混凝土强度不足的问题，故其在剪力墙因混凝土强度不满足设计要求而需要加固的工程中被越来越广泛的应用。

混凝土置换加固首先要做好卸载处理，即采用临时支承体系代替剪力墙受力，临时支撑体系中置换支架是较为常用的一种临时支撑方式。置换支架由上、下横梁以及横梁之间的千斤顶组成，施工时，在混凝土置换区域上下分别凿孔用于放置横梁，千斤顶设置在剪力墙两侧分别顶升横梁，通常混凝土置换区域较大还要在千斤顶上设置立柱用于支撑千斤顶，在千斤顶的作用下实现混凝土置换区域的卸载，之后进行混凝土置换施工。

但在工程应用中发现，(1)由于混凝土与横梁、横梁与千斤顶、千斤顶与立柱、立柱与横梁之间均为直接接触，容易造成横梁在安装时和施工时，尤其是安装时，横梁在剪力墙两侧不等长(理论上横梁中部与混凝土接触，但是横梁与混凝土是活动接触容易产生滑移)，从而导致千斤顶作用的力臂不相等，此时两侧千斤顶所需压力值不一致，再采用两侧千斤顶同压力顶升便有可能出现置换支架倾覆失效；(2)又由于每次施工剪力墙两侧力臂的大小都是随机的，常规千斤顶压力值不易被精确控制，进而同一横梁下卸载力也不易被准确控制的问题，不能保证横梁的平衡稳定；(3)因此将会延长置换支架的安装时间、增加加载工作工时去调节。

目前，针对此现状,并没有较为良好的设计方法被提出。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种剪力墙置换支架限位装置及方法，该装置和方法可以显著缩短支架安装时间，减少加载工作工时，能够通过加装有精准限位机构的置换支架，实现精准且高效地限制单根横梁两侧千斤顶压力值统一，从而改善最终顶升卸载效果，并且通过常规千斤顶即可实现。为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来解决：

一方面，本发明提供了一种剪力墙置换支架限位装置，包括上部横梁、下部横梁，以及设置在两横梁同一侧端部之间的千斤顶和立柱，所述上部横梁的中部以及下部横梁的中部，与混凝土接触处均设有第一限位机构，所述第一限位机构限制垂直于拟拆除墙体方向的自由度。

进一步地，所述上部横梁与千斤顶之间、千斤顶与立柱之间、立柱与下部横梁之间均设有第二限位机构，所述第二限位机构具有千斤顶中心轴线方向的自由度，以及绕千斤顶中心轴线的自由度。

进一步地，所述第一限位机构包括两块板，其中一块板上设有若干相互平行的条状凸起，所述凸起方向垂直于横梁方向，另一块板上设有与凸起配合的凹槽。

进一步地，所述第一限位机构的凸起为半圆柱，所述第一限位机构的凹槽为与之配合的半圆柱槽。

进一步地，所述上部横梁与千斤顶之间、千斤顶与立柱之间、立柱与下部横梁之间的所述第二限位机构包括两块板，其中一块板上设有半球状凸起，另一块板上具有与之配合的凹槽。

进一步地，所述第一限位机构的板均为方形板，其中一块板通过胶黏的方式固定在混凝土上，另一块板通过焊接的方式固定上部横梁和下部横梁上。

进一步地，所述第二限位机构的板通过焊接的方式固定在上部横梁、千斤顶、立柱以及下部横梁上。

进一步地，所述凸起和凹槽直径为10-50mm，以5mm为模数增减，以适应于不同规格置换支架。

进一步地，所述上部横梁和下部横梁为型钢。

另一方面，本发明提供了一种剪力墙置换支架限位方法，包括以下步骤：

1)在拟拆除墙体的混凝土置换区域上方和下方上开设方形孔，将上部横梁和下部横梁分别穿入方形孔中；

2)利用限位机构对上部横梁与千斤顶、千斤顶与立柱、立柱与下部横梁、上部横梁与混凝土、下部横梁与混凝土进行初步安装；

3)顶升横梁两侧千斤顶，使得各限位机构初步限位，而后进行进一步的顶升，实现拟拆除墙体的顶升卸载。

上述本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过在混凝土与横梁之间加装第一限位机构，实现自动限位安装，保证了在安装时和施工时剪力墙两侧横梁不发生滑移，实现了在千斤顶顶升卸载时所作用的横梁力臂相等，从而能够精准且高效地保证单根横梁两侧千斤顶压力值统一，从而改善最终顶升卸载效果。

(2)本发明由于单根横梁两侧千斤顶压力值统一，即使通过常规的千斤顶也可实现，避免利用包含复杂控制系统的千斤顶。

(3)本发明的技术方案可以显著缩短支架安装时间，减少加载工作工时。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的系统结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的置换支架机构示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的置换支架机构展开示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的横梁与垫板柱形限位机构结构示意图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的横梁与千斤顶顶部球形限位机构结构示意图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的千斤顶底部与支架钢柱顶部球形限位机构结构示意图；

图7是本发明根据一个或多个实施方式的支架钢柱底部与下部横梁顶部球形限位机构结构示意图。

图中：1拟拆除墙体，2墙下垫板限位机构，210限位柱槽板，220限位柱板，3上部横梁，4千斤顶顶部限位机构，410限位球板，420限位球槽板，5千斤顶，6千斤顶底部限位机构，610限位球板，620限位球槽板，7支架立柱，8立柱下部限位机构，810限位球槽板，820限位球板，9下部横梁，10下部横梁底部限位机构。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中，如出现术语“安装”、“相连”、“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，或为一体；可以是机械连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，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的具体含义。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供了一种剪力墙置换支架限位装置，包括上部横梁3、下部横梁9，以及设置在两横梁同一侧端部之间的千斤顶5和立柱7，上部横梁3的中部以及下部横梁9的中部，与混凝土接触处均设有第一限位机构，包括墙下垫板限位机构2和下部横梁底部限位机构10，两者结构相同，第一限位机构限制垂直于拟拆除墙体1方向的自由度。

通过在混凝土与横梁接触处加装第一限位机构，实现自动限位安装，保证了在安装时和施工时剪力墙两侧横梁不发生滑移，实现了在千斤顶顶升卸载时所作用的横梁力臂相等，从而能够精准且高效地保证单根横梁两侧千斤顶压力值统一，从而改善最终顶升卸载效果。

由于单根横梁两侧千斤顶压力值统一，即使通过常规的千斤顶也可实现，避免利用包含复杂控制系统的千斤顶。并且可以显著缩短支架安装时间，减少加载工作工时。

墙下垫板限位机构2和下部横梁底部限位机构10包括两块板，其中一块板上设有若干相互平行的条状凸起，凸起方向垂直于横梁方向，另一块板上设有与凸起配合的凹槽。本实施例中，如图4所示，两块板分别为限位柱槽板210和限位柱板220，限位柱板220上的凸起为半圆柱，限位柱槽板210上具有与之配合的半圆柱状槽。半圆柱凸起和半圆柱凹槽配合具有较大的接触面，并且限位柱槽板210和限位柱板220设有多个凸起和凹槽，可以起到稳定的限制定位作用，有效保证剪力墙两侧千斤顶5所用的横梁力臂大小相等。

上部横梁3和下部横梁9为型钢，为了适应型钢，本实施例的限位柱槽板210和限位柱板220均为方形板，其中一块板通过胶黏的方式固定在混凝土上，另一块板通过焊接的方式固定上部横梁3和下部横梁9上，限位柱槽板210和限位柱板220之间的上下顺序并没有严格要求。

本实施例中，如图1-3所示，上部横梁3与千斤顶5之间、千斤顶5与立柱7之间、立柱7与下部横梁9之间均设有第二限位机构，上部横梁3与千斤顶5之间的第二限位机构为千斤顶顶部限位机构4，千斤顶5与立柱7之间的第二限位机构为千斤顶底部限位机构6，立柱7与下部横梁9之间的第二限位机构为立柱下部限位机构8，第二限位机构具有千斤顶5中心轴线方向的自由度，以及绕千斤顶5中心轴线的自由度。

具有千斤顶5中心轴线方向的自由度更容易实现部件之间的组装，绕千斤顶5中心轴线的自由度可以使千斤顶5、立柱7以及上部横梁3和下部横梁9之间发生相对转动，有利于提高整体结构的柔性，避免结构过于刚性，使结构某处应力集中造成破坏。

上部横梁3与千斤顶5之间的千斤顶顶部限位机构4、千斤顶5与立柱7之间的千斤顶底部限位机构6、立柱7与下部横梁9之间的立柱下部限位机构8包括两块板，其中一块板上设有半球状凸起，另一块板上具有与之配合的凹槽。

如图5所示，千斤顶顶部限位机构4包括限位球板410和限位球槽板420，限位球板410上具有半球状凸起，限位球槽板420具有与之配合的凹槽。为了适应上部横梁3和千斤顶5，限位球板410设置为方形，限位球槽板420设置成圆形。

如图6所示，千斤顶底部限位机构6包括限位球板610和限位球槽板620，限位球板610上具有半球状凸起，限位球槽板620具有与之配合的凹槽。为了适应立柱7和千斤顶5，限位球板610和限位球槽板620均设置成圆形。

如图7所示，立柱下部限位机构8包括限位球板820和限位球槽板810，限位球板820上具有半球状凸起，限位球槽板810具有与之配合的凹槽。为了适应下部横梁9和立柱7，限位球板820设置为方形，限位球槽板810设置成圆形。

本实施例中，板可以通过焊接的方式固定在上部横梁3、千斤顶5、立柱7以及下部横梁上9。

本实施例中，半圆柱凸起、半球状凸起、半圆柱凹槽以及半球状凹槽直径为10-50mm，以5mm为模数增减，以适应于不同规格置换支架，当置换剪力墙位于较低楼层时，此时需要的顶升卸载力较大，因此需要增大凸起和凹槽直径，当置换剪力墙位于较高楼层时，此时需要的顶升卸载力较小，因此需要减小凸起和凹槽直径。半圆柱凸起、半球状凸起、半圆柱凹槽以及半球状凹槽可以通过数控机床加工而成。

实施例2

本实施例提供了一种剪力墙置换支架限位方法，包括以下步骤：

1)在拟拆除墙体1的混凝土置换区域上方和下方上开设方形孔，将上部横梁3和下部横梁9分别穿入方形孔中；

2)利用限位机构实现对上部横梁3与千斤顶5、千斤顶5与立柱7、立柱7与下部横梁9、上部横梁3与混凝土、下部横梁9与混凝土之间的初步安装，其中限位机构包括墙下垫板限位机构2、下部横梁底部限位机构10、千斤顶顶部限位机构4、千斤顶底部限位机构6以及立柱下部限位机构8；

3)微微顶升横梁两侧千斤顶5，使得各限位机构初步限位，而后进行进一步的顶升，实现拟拆除墙体1的顶升卸载。

本发明虽然己以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种剪力墙置换支架限位装置，其特征在于，包括上部横梁、下部横梁，以及设置在两横梁同一侧端部之间的千斤顶和立柱，所述上部横梁的中部以及下部横梁的中部，与混凝土接触处均设有第一限位机构，所述第一限位机构限制垂直于拟拆除墙体方向的自由度；

所述上部横梁与千斤顶之间、千斤顶与立柱之间、立柱与下部横梁之间均设有第二限位机构，所述第二限位机构具有千斤顶中心轴线方向的自由度，以及绕千斤顶中心轴线的自由度；

所述第一限位机构包括两块板，其中一块板上设有若干相互平行的条状凸起，所述凸起方向垂直于横梁方向，另一块板上设有与凸起配合的凹槽；

所述上部横梁与千斤顶之间、千斤顶与立柱之间、立柱与下部横梁之间的所述第二限位机构包括两块板，其中一块板上设有半球状凸起，另一块板上具有与之配合的凹槽。

2.如权利要求1所述的一种剪力墙置换支架限位装置，其特征在于，所述第一限位机构的凸起为半圆柱，所述第一限位机构的凹槽为与之配合的半圆柱槽。

3.如权利要求2所述的一种剪力墙置换支架限位装置，其特征在于，所述第一限位机构的板均为方形板，其中一块板通过胶黏的方式固定在混凝土上，另一块板通过焊接的方式固定上部横梁和下部横梁上。

4.如权利要求1所述的一种剪力墙置换支架限位装置，其特征在于，所述第二限位机构的板通过焊接的方式固定在上部横梁、千斤顶、立柱以及下部横梁上。

5.如权利要求1或2所述的一种剪力墙置换支架限位装置，其特征在于，所述凸起和凹槽直径为10-50mm，以5mm为模数增减，以适应于不同规格置换支架。

6.如权利要求1所述的一种剪力墙置换支架限位装置，其特征在于，所述上部横梁和下部横梁为型钢。

7.如权利要求1所述的一种剪力墙置换支架限位方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在拟拆除墙体的混凝土置换区域上方和下方上开设方形孔，将上部横梁和下部横梁分别穿入方形孔中；

2)利用限位机构对上部横梁与千斤顶、千斤顶与立柱、立柱与下部横梁、上部横梁与混凝土、下部横梁与混凝土进行初步安装；

3)顶升横梁两侧千斤顶，使得各限位机构初步限位，而后进行进一步的顶升，实现拟拆除墙体的顶升卸载。

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