CN114525727A - 一种钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置及施工方法，该锁定装置包括设置在临时墩上端面的顶升装置和标高调节装置，所述主梁的下端面还设有与所述标高调节装置配合的锚固箱，所述标高调节装置和锚固箱之间采用钢绞线连接；所述标高调节装置包括两个斜面相互接触的楔块，两个所述楔块之间通过紧固件固定。本发明解决了钢绞线传统连接方式的时效性问题，使其在保持优势的同时快速的实现临时墩与主梁连接与拆除，并实现标高调节装置和千斤顶高效协调工作，可以快速实现从仅有抗风需求不需要调整主梁标高状态转换为需要调整主梁标高的状态，两种状态解除也同样方便快捷。

Description

一种钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置及施工方法

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，尤其涉及一种钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置及施工方法。

背景技术

当前，随着经济的快速发展和大跨径斜拉桥建设力度的加大，根据已建成大跨径斜拉桥实例统计结果可以发现，在大跨径斜拉桥的施工过程中，为了提高整体结构的稳定性和抗风、抗震的能力，往往会采用设置临时墩的措施，临时墩的设置，还可以减小主塔两侧的不平衡力矩、减小双悬臂施工的长度、确保施工安全、加快施工进度、提高施工精度等。大部分斜拉桥的临时支墩设置在边跨处，且与主塔中心线的距离在0.6L-0.8L之间，L为边跨跨径，不过也有少数斜拉桥根据施工需要将临时墩设置在中跨处。

施工过程中环境风的影响不能忽视，为了切实保障施工，设计单位对于这类问题设置了临时墩进行预防，以降低特殊天气对施工的影响。通常情况下跨中临时墩、相对小跨径斜拉桥边跨临时墩或可以采用后配置的钢结构主梁斜拉桥临时墩，临时墩为满足施工过程抗风需要而设置的并非为悬臂施工平衡而设置，同时由于正装计算过程中可避免模拟临时墩刚度，另外为减少因悬臂施工临时墩中累计反力误差导致的拆除时对主梁线形和索力造成的误差，因此临时墩与悬臂施工时钢主梁的连接条件宜为：当风致振动不影响施工时，临时墩与主梁不予连接，一旦当外界环境风致振动导致施工停止且足以影响结构安全时将临时墩与主梁快速连接。但是，针对现阶段超大跨度钢混组合梁斜拉桥边跨变厚段位置设置不同，临时墩需要参与受力减小主塔两侧的不平衡力矩时，正装计算过程中需要准确模拟临时墩刚度，同时悬臂施工完成后进行索力精调减小拆除时对主梁线形和索力造成的误差，因此临时墩顶需要具备快速链接主梁和能调整主梁标高和控制临时墩受力的装置，且快速链接主梁和能调整主梁标高、控制临时墩受力的装置需要两项功能快速相互装换。

若仅为了在需要时能迅速、牢固地将临时墩与主梁连接起来，临时墩墩顶与主梁底必须设置一种快速连接装置。该装置应能确保对主梁在竖向方向进行位移约束，同时也可在不需要时快速解除该约束。而为了同时具有能实现临时墩顶快速链接主梁和能调整主梁标高、控制临时墩受力的功能，则需要两项功能之间能快速转换。仅为了解决连接问题，以往采用的连接方式主要以直接焊接固定为主，考虑到环境风过大时临时墩抗剪可能承受不了，传统采用钢绞线与垫块作为快速连接装置，起到了一定的积极作用，但该存在钢绞线连接方式、连接耗时长、垫块高度不可调节等缺点，因此未得到大范围的推广应用。

中国发明专利ZL 2017102356724公开了一种斜拉桥辅助墩墩顶节段先梁后墩施工方法，该施工方法分两次施工，第一次施工辅助墩墩身节段，预留出前支点挂篮行走空间，待辅助墩墩身节段上方的梁体浇筑完成且前支点挂篮通过辅助墩上方空间后进行第二次辅助墩墩顶节段施工，第二施工辅助墩墩顶节段，墩顶节段施工完成后，将墩顶节段上方的梁体锚固锁定在墩顶节段上，然后在墩顶节段与梁体之间安装墩顶支座，待边跨合拢后，解除墩顶节段对梁体的锚固锁定。但是该方法无法确保临时墩与主梁间能够既抗拉又抗压，并且也无法锁定临时墩与主梁顺桥向的相对位移。

发明内容

本发明目的在于提供一种钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置及施工方法,以解决钢箱梁斜拉桥施工过程中有抗风需要时及时实现临时墩与主梁快速连接，且实现临时墩顶快速链接主梁和能调整主梁标高、控制临时墩受力的功能之间的相互快速转换的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一种钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置，该锁定装置包括设置在临时墩上端面的顶升装置，所述临时墩的上端面还设有标高调节装置，所述标高调节装置的上方设有与所述标高调节装置配合的锚固箱，所述锚固箱安装在主梁的下端面；所述标高调节装置和锚固箱之间采用钢绞线连接；所述标高调节装置包括两个具有斜面的楔块，两个所述楔块的斜面相互接触，两个所述楔块分为设置在临时墩上端面的第一楔块和设置在所述第一楔块斜面上的第二楔块，所述第二楔块在所述第一楔块的斜面上移动调节所述标高调节装置的标高，所述第一楔块和第二楔块之间通过紧固件固定。

由此，本发明通过顶升装置顶升主梁，通过标高调节装置调整主梁标高，采用钢绞线连接锚固箱实现临时墩顶快速链接，从而实现临时墩顶链接主梁和能调整主梁标高、控制临时墩受力的转换功能。

进一步，所述钢绞线的一端设有锚头，所述锚头与锚固箱的槽口配合锁定。

再进一步，所述紧固件一端设置在所述第一楔块上，所述紧固件的另一端设置在所述第二楔块上，所述紧固件的两端相互受力将所述第二楔块固定在所述第一楔块的斜面上。

更进一步，所述顶升装置包括千斤顶，所述千斤顶下端设有第一垫块，所述千斤顶的上方设有第二垫块，所述第二垫块安装在主梁的下端面。

基于同一个发明构思，本发明还提供了采用如上所述的锁定装置进行施工方法，具体包括如下步骤：

步骤一，通过顶升装置顶升主梁，使主梁标高及控制顶升力达到要求；

步骤二，调节标高调节装置的高度使所述第二楔块与锚固箱的底端面密接；

步骤三，将钢绞线的锚头插入锚固箱的槽口，将锚头锁定；

步骤四，顶升装置卸力使标高调节装置受压；

步骤五，当主梁施工完成辅助墩对应梁段时，解除钢绞线与锚固箱的锁定，再通过顶升装置顶升主梁后拆除标高调节装置及锚固箱，最后通过顶升装置卸力使主梁落于对应的辅助墩的支座上。

本发明的一种钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置及施工方法具有以下优点：通过标高调节装置的高度调节功能和钢绞线长度的可选择性大大提高了临时墩与主梁间的抗拉压调节高度选择范围，广泛适用于各种跨径各种环境下的斜拉桥的临时墩与主梁的连接、拆除和调整标高。保留了钢绞线作为临时墩与主梁链接构件中抗拉的结构优势，解决了钢绞线传统连接方式的时效性问题，使其在保持优势的同时快速的实现临时墩与主梁连接与拆除，并实现标高调节装置和千斤顶高效协调工作，可以快速实现从仅有抗风需求不需要调整主梁标高状态转换为需要调整主梁标高的状态，两种状态解除也同样方便快捷。

相比中国发明专利ZL 2017102356724，本发明确保临时墩与主梁间能够既抗拉又抗压，还不会锁定临时墩与主梁顺桥向的相对位移。

附图说明

图1为本发明的钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置顺桥向立面图；

图2为本发明的钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置横桥向立面图；

图3为本发明的锚固箱与钢绞线连接示意图；

图4为图3的A-A剖面图；

图5为本发明的标高调节装置顺桥向立面图；

图6为本发明的钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置使用示意图；

图7为本发明的辅助墩与主梁连接示意图。

图中标记说明：1、标高调节装置；2、锚固箱；3、钢绞线；4、千斤顶；5、第一垫块；6、第二垫块；7、主梁；8、临时墩；11、第一楔块；12、第二楔块；13、紧固件；14、顶升装置；15、辅助墩。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明做进一步详细的描述。

如图1和图2所示，本实施例的钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置包括设置在临时墩8上端面的千斤顶4和标高调节装置1，所述千斤顶4下端设有第一垫块5，所述千斤顶4的上方设有第二垫块6，所述第二垫块6安装在主梁7的下端面。如图3所示，所述主梁7的下端面还设有与所述标高调节装置1配合的锚固箱2，所述标高调节装置1和锚固箱2之间采用钢绞线3连接，所述钢绞线3的一端设有锚头，如图4所示，所述锚头与锚固箱2的槽口配合锁定。

如图2所示，所述标高调节装置1包括两个斜面相互接触的楔块，两个所述楔块分为设置在临时墩8上端面的第一楔块11和设置在所述第一楔块11斜面上的第二楔块12，所述第二楔块12在所述第一楔块11的斜面上移动调节所述标高调节装置1的标高。所述第一楔块11和第二楔块12之间通过紧固件13固定，所述紧固件13一端设置在所述第一楔块11上，所述紧固件13的另一端设置在所述第二楔块12上，所述紧固件13的两端相互受力将所述第二楔块12固定在所述第一楔块11的斜面上。

本发明的一种钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置使用时有如下三种状态及对应的适用方法：

第一种如图1至4所示：在常见斜拉桥施工过程中临时墩8仅有抗风需要状态下，如跨中临时墩、相对小跨径斜拉桥边跨临时墩或可以采用后配置的钢结构主梁7斜拉桥临时墩时，斜拉桥临时墩8上主梁7快速连接和标高调节装置仅需要快速链接装置部分。

其使用方法是：将带锚头钢绞线3插入主梁底部U型带槽口式锚固箱2预留的主梁底部U型带槽口式锚固箱2槽口中，即可实现临时墩8与主梁7的连接。当临时墩8与钢箱梁不连接时，将带锚头钢绞线3从主梁底部U型带槽口式锚固箱2预留的主梁底部U型带槽口式锚固箱2槽口中抽出，即可实现临时墩8与主梁7的连接的快速解除。

第二种，如图6和图7所示：在斜拉桥施工过程中需要临时墩8参与受力减小主塔两侧的不平衡力矩，如钢混组合梁斜拉桥等，且临时墩8正好设置在边跨重量增大段时，斜拉桥临时墩8上主梁快速连接和标高调节装置1不需要进行第一种状态下的方法使用快速链接主梁。

其使用方法是：当施工完成边跨重量增大段时，通过千斤顶4顶升主梁7调整使主梁7标高及控制顶升力达到要求后，首先调节标高调节装置1高度使标高调节装置1顶与U型带槽口式锚固箱2底密接。其次将带锚头的钢绞线3插入主梁底部U型带槽口式锚固箱2预留的主梁底部U型带槽口式锚固箱2槽口中并带锚头钢绞线3锁定锚头，由于后续梁段斜拉索张拉时，临时墩8支座反力将减小至相对小量，需考虑风致震动及其他因素影响，约束主梁7向上运动。最后千斤顶4卸力使第一部分装置受压。当主梁7施工完成辅助墩15对应梁段时，首先解除钢绞线3的锚头锁定，其次通过千斤顶4顶升主梁7后拆除标高调节装置1及锚固箱2，最后通过第二部分装置千斤顶4卸力主梁7使辅助墩15对应梁段落于辅助墩15的，如图5所示支座上。

第三种：在斜拉桥施工过程中需要临时墩8参与受力减小主塔两侧的不平衡力矩，如钢混组合梁斜拉桥等，且临时墩8设置在边跨重量增大段靠近主塔侧时。

其使用方法是本装置的最充分利用：在施工至边跨重量增大段前使用第一种状态快速连接，当施工完成边跨重量增大段转换成第二种状态进行标高调节。

本发明选用和加工标高调节装置1、锚固箱2和钢绞线3的步骤为：

（1）、如图5所示，根据斜拉桥跨径和临时墩8位置，确定合理的快速连接装置所需要的缓冲值L；

（2）、根据斜拉桥施工当地往年风力情况，试算在外界环境风致振动情况下，所需的钢板最小厚度，选取合适的直三棱柱的形状和尺寸、主梁7底端面的锚固箱2的槽口形状及尺寸和带锚头的钢绞线3的钢绞线根数、直径及长度；

（3）、根据标高调节装置1所采用的材料不同如混凝土、钢材等，带锚头的钢绞线3下锚头与高调节装置1采用不同形式固定，墩顶双楔形块式可调节高度垫块1下楔形垫块与临时墩8采用不同形式固定。

（4）、依据带锚头的钢绞线3下锚头尺寸及主梁底部U型带槽口式的锚固箱2槽口尺寸焊接限位块，使带锚头的钢绞线3上锚头插入U型带槽口式锚固箱2的槽口后不沿槽口方向滑移。

因此，本发明的一种钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置的施工方法，具体包括如下步骤：

步骤一，通过千斤顶4顶升主梁7，使主梁7标高及控制顶升力达到要求；

步骤二，调节标高调节装置1高度使所述第二楔块12与锚固箱2的底端面密接；

步骤三，将钢绞线3的锚头插入锚固箱2的槽口，将锚头锁定；

步骤四，千斤顶4卸力使标高调节装置1受压；

步骤五，当主梁7施工完成辅助墩15对应梁段时，解除钢绞线3与锚固箱2的锁定，再通过千斤顶4顶升主梁7后拆除标高调节装置1，最后通过千斤顶4卸力使主梁7落于对应的辅助墩15的支座上。

本发明实施斜拉桥临时墩8与主梁7快速连接装置的具体方法为：

首先，在斜拉桥施工过程中有抗风需要时，将带锚头的钢绞线3插入主梁底部U型带槽口式锚固箱2预留的主梁底部U型带槽口式锚固箱槽口中，即可实现临时墩8与主梁7的连接；

其次，当临时墩8与主梁7不连接时，将带锚头钢绞线3从主梁底部U型带槽口式锚固箱2预留的主梁底部U型带槽口式锚固箱槽口中抽出，即可实现临时墩8与主梁7的连接的快速解除。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置，包括设置在临时墩（8）上端面的顶升装置（14），其特征在于，所述临时墩（8）的上端面还设有标高调节装置（1），所述标高调节装置（1）的上方设有与所述标高调节装置（1）配合的锚固箱（2），所述锚固箱（2）安装在主梁（7）的下端面；所述标高调节装置（1）和锚固箱（2）之间采用钢绞线（3）连接；

所述标高调节装置（1）包括两个具有斜面的楔块，两个所述楔块的斜面相互接触，两个所述楔块分为设置在临时墩（8）上端面的第一楔块（11）和设置在所述第一楔块（11）斜面上的第二楔块（12），所述第二楔块（12）在所述第一楔块（11）的斜面上移动调节所述标高调节装置（1）的标高，所述第一楔块（11）和第二楔块（12）之间通过紧固件（13）固定。

2.根据权利要求1所述的钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置，其特征在于，所述钢绞线（3）的一端设有锚头，所述锚头与锚固箱（2）的槽口配合锁定。

3.根据权利要求1所述的钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置，其特征在于，所述紧固件（13）一端设置在所述第一楔块（11）上，所述紧固件（13）的另一端设置在所述第二楔块（12）上，所述紧固件（13）的两端相互受力将所述第二楔块（12）固定在所述第一楔块（11）的斜面上。

4.根据权利要求1所述的钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置，其特征在于，所述顶升装置（14）包括千斤顶（4），所述千斤顶（4）下端设有第一垫块（5），所述千斤顶（4）的上方设有第二垫块（6），所述第二垫块（6）安装在主梁（7）的下端面。

5.一种钢箱梁斜拉桥临时墩上锁定装置的施工方法，其特征在于，采用如权利要求1至4任意一项所述的锁定装置，具体包括如下步骤：

步骤一，通过顶升装置（14）顶升主梁（7），使主梁（7）标高及控制顶升力达到要求；

步骤二，调节标高调节装置（1）的高度使所述第二楔块（12）与锚固箱（2）的底端面密接；

步骤三，将钢绞线（3）的锚头插入锚固箱（2）的槽口，将锚头锁定；

步骤四，顶升装置（14）卸力使标高调节装置（1）受压；

步骤五，当主梁（7）施工完成辅助墩（15）对应梁段时，解除钢绞线（3）与锚固箱（2）的锁定，再通过顶升装置（14）顶升主梁（7）后拆除标高调节装置（1）及锚固箱（2），最后通过顶升装置（14）卸力使主梁（7）落于对应的辅助墩（15）的支座上。

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