CN115450134A - 一种异型塔柱施工过程中临时辅助结构及其布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异型塔柱施工过程中辅助结构及其布置方法，涉及桥梁施工技术领域，该布置方法包括如下步骤：在现浇钢筋混凝土梁上预埋钢板；在异型塔柱下塔模板外侧桁架安装完成后，安装临时支撑；在钢箱梁横隔板处预设临时拉索锚箱；浇筑异型塔柱下塔并设置临时拉索齿块和临时拉索孔；安装临时拉索并进行张拉；临时拉索张拉完成后，拆除临时支撑。采用临时支撑不仅避免异型塔柱下塔由于倾斜造成混凝土浇筑过程中的模板倾覆，也便于拆卸；采用临时拉索可以减少月牙型塔柱下塔根部的拉应力，确保拆除临时支撑后月牙型塔柱下塔的稳定性，提供更多施工空间。

Description

一种异型塔柱施工过程中临时辅助结构及其布置方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种异型塔柱施工过程中临时辅助结构及其布置方法。

背景技术

斜拉桥体系因具有结构性能优异、跨越范围宽广、经济指标合理以及建筑造型优美等优点，已经在现代桥梁结构中得到了迅速的发展。随着建筑功能需求的不断提高，塔柱造型逐渐由常规的方正结构趋向异型结构。异型塔柱的重心偏移，会对塔柱浇筑过程中模板支撑体系的布置和结构稳定性产生重大影响。

目前对于异型塔柱模板的固定方式主要是在整体模板外侧采用大量竖向和斜向钢管支撑。该方法主要存在以下缺点：一是钢管与地面之间的接触面积较小，易对地面及钢管造成损坏；二是灵活性较差，针对不同倾斜情况需要重复调整且布置繁琐；三是模板必须要等整体结构全部施工完成方可拆除，占用大量施工空间。

发明内容

为了解决上述技术问题，一种异型塔柱施工过程中辅助结构，辅助结构包括临时支撑结构和临时拉索结构，分别位于异型塔柱的两侧，临时支撑结构一端固定在水平面上，另一端与异型塔柱的模板外侧桁架接触。

临时支撑结构包括竖直钢管和斜拉钢管，在施工段的水平面上铺设预埋钢板，竖直钢管与预埋钢板垂直设置，斜拉钢管一端焊接固定在现浇钢筋混凝土梁预埋钢板上，斜拉钢管另一端紧靠与异性塔柱已安装模板外侧桁架固定，竖直钢管的顶端与斜拉钢管固定，竖直钢管和斜拉钢管下端在同一水平面上。

预埋钢板的尺寸为600mm×600mm×20mm。

临时拉索结构包括激光检测结构，临时拉索结构包括临时拉索齿块和临时拉索锚箱，临时拉索齿块中上设有预留临时拉索孔，临时拉索齿块中设置有支撑筋，支撑筋同异型塔柱的钢筋一同绑扎，临时拉索锚箱连接有临时拉索，临时拉索远端穿过预留临时拉索孔与异型塔柱预设临时拉索齿块连接。

临时支撑结构成组使用，两个竖直钢管平行设置，两个斜拉钢管3平行设置，两个竖直钢管之间通过连系梁连接，连系梁与两根竖直钢管垂直固定。

临时拉索齿块结构内部设置有空腔，临时拉索齿块结构内壁设置若干个截面为梯形的限位凸起；

临时拉索上设置有限位块，限位块的端面形状与相邻两个限位凸起之间的凹槽形状对应。

临时拉索结构包括激光检测结构，临时拉索结构包括临时拉索齿块和临时拉索锚箱，临时拉索齿块中上设有预留临时拉索孔，临时拉索齿块中设置有支撑筋，支撑筋同异型塔柱的钢筋一同绑扎，临时拉索锚箱连接有临时拉索，临时拉索远端穿过预留临时拉索孔与异型塔柱预设临时拉索齿块连接。

临时拉索锚箱内部焊接固定有内部钢板，临时拉索锚箱内固定连接有配套锚具，临时拉索与配套锚具固定锚固。

一种异型塔柱施工过程中辅助结构的布置方法，包括如下步骤：

S100，在现浇钢筋混凝土梁上铺设预埋钢板；

S200，在异性型塔柱下塔模板外侧桁架安装完成后，安装临时支撑结构；

S300，在钢箱梁横隔板处预设临时拉索锚箱；

S400，浇筑异性塔柱下塔并设置临时拉索齿块和临时拉索孔，临时拉索齿块的支撑筋与异性塔柱的绑扎钢筋一起浇筑；

S500，安装临时拉索，临时拉索一端穿过预留临时拉索孔与异型塔柱预设临时拉索齿块连接，另一端与临时拉索锚箱内设置的配套锚具连接，并进行张拉；

S600，临时拉索张拉完成后，拆除临时支撑结构

步骤S200中的竖直钢管和斜拉钢管选取的直径为426mm，内壁厚度为10mm，连系梁选取直径为219mm，厚度为6mm。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的异型塔柱施工整体布置示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是本发明的临时支撑示意图；

图4是图3的右视结构示意图；

图5是本发明的临时拉索齿块钢筋布置图；

图6是本发明的临时拉索与临时拉索锚箱连接示意图；

图7是本发明的临时拉索锚箱示意图；

图8是本发明的临时拉索齿块内部结构示意图；

图中：1、竖直钢管；2、模板外侧桁架；3、连系梁；4、预埋钢板；5、临时拉索齿块；51、限位凸起；52、激光检测板；6、临时拉索孔；7、临时拉索；71、限位块；72、激光探测头；8、临时拉索齿块内部钢筋；9、临时拉索锚箱；10、配套锚具；11、钢箱梁横隔板；12、临时拉索锚箱钢板；13、斜拉钢管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。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申请中的具体含义。

实施例1

本发明提供了一种异型塔柱施工过程中辅助结构，辅助结构包括临时支撑结构，位于异型塔柱的一侧或多侧，临时支撑结构一端固定在水平面上，另一端与异型塔柱的模板外侧桁架2接触，对异型塔柱起到支撑作用。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：异型塔柱在搭设过程中因为外形不规则，会发生重心偏移，会对异性塔柱浇筑过程中的模板支撑体系的布置和结构稳定性产生巨大影响，设置临时结构以对不同倾斜角度的异形塔柱的模板支撑体系进行灵活调整，在确保结构稳定性的同时，还提高了施工效率减少了场地占用。

实施例2

临时支撑结构为钢管结构，可以在施工段一侧搭设临时支撑结构，对该施工段进行稳定支撑，临时支撑结构包括竖直钢管1和斜拉钢管13，在施工段的水平面上铺设预埋钢板4，预埋钢板4根据临时支撑计算位置预埋于现浇钢筋混凝土梁上，竖直钢管1与预埋钢板4垂直设置，竖直钢管1位于靠近异形塔柱一侧，斜拉钢管13一端焊接固定在现浇钢筋混凝土梁预埋钢板4上，斜拉钢管13另一端紧靠异性塔柱已安装模板外侧桁架2上，竖直钢管1的顶端与斜拉钢管13固定，竖直钢管1和斜拉钢管13下端在同一水平面上；

预埋钢板4的尺寸为600mm×600mm×20mm，以防止三角钢管支撑中的斜拉钢管13对混凝土梁面造成损坏，预埋钢管4的位置根据计算后测量放线确定

上述技术方案的工作原理和有益效果为：临时支撑的设置，保证了异性塔柱浇筑过程中模板支撑体系的稳定性；

临时支撑为三角形结构，保证了支撑结构的稳定性，斜拉钢管13一端与预埋钢板4焊接固定，解决了斜拉钢管13与异性塔柱已安装模板外侧桁架2接触端受较大压力，会产生晃动的问题，提高斜拉钢管13的稳定性。

实施例3，

临时拉索结构包括激光检测结构，临时拉索结构包括临时拉索齿块5和临时拉索锚箱9，临时拉索齿块5中上设有预留临时拉索孔6，临时拉索齿块5中设置有支撑筋8，支撑筋8同异型塔柱的钢筋一同绑扎，临时拉索锚箱9连接有临时拉索7，临时拉索7远端穿过预留临时拉索孔6与异型塔柱预设临时拉索齿块5连接；

当浇筑混凝土强度达到90％时，进行临时拉索7的安装；临时拉索7一端穿过预留临时拉索孔6与异型塔柱预设临时拉索齿块5连接，另一端与钢箱梁横隔板处预设临时拉索锚箱9连接，对于临时拉索7来说，异型塔柱端为临时拉索7的张拉端，临时拉索锚箱9一端为临时拉索7的锚固端。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：临时拉索结构的设计，起到了对施工段进行二次重心微调的作用，临时拉索齿块5上设置有支撑筋8，支撑筋8与异性塔柱模板的绑扎钢筋一起进行浇筑，对临时拉索齿块5的位置进行固定。

临时拉索7安装完成后，采用一次张拉方式使临时拉索7绷紧，对施工段的位置进行固定，之后便可以拆除临时支撑结构，为施工场地提供更多的操作空间。

实施例4

临时支撑结构成组使用，两个竖直钢管1平行设置，两个斜拉钢管3平行设置，两个竖直钢管1之间通过连系梁3连接，连系梁3与两根竖直钢管1垂直固定。；

在异型塔柱的外侧模板和桁架搭建完成后，在指定位置安装临时支撑结构，竖直钢管1和斜拉钢管13的直径为426mm，内壁厚度为10mm，连系梁3直径为219mm，厚度为6mm。其中斜拉钢管13主要支撑混凝土浇筑时对模板的侧压力，连系梁3承受异型塔柱部分偏心重量。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：在临时支撑结构安装完成后，浇筑混凝土，在浇筑过程中，双排斜拉钢管13分别与异性塔柱已安装模板外侧桁架2长度方向两端固定，保证模板外侧桁架2的稳定性，可以避免异型塔柱在浇筑过程中模板倾覆，确保施工顺利进行。

实施例5

临时拉索齿块结构5为空腔结构，临时拉索齿块结构5内壁设置若干个截面为梯形的限位凸起51，限位凸起51沿临时拉索齿块结构5的长度方向布置；

临时拉索7上设置有限位块71，限位块71的端面形状与相邻两个限位凸起51之间的凹槽形状对应，临时拉索7穿过临时拉索齿块结构5时，限位块71位于临时拉索齿块结构5内部，限位块71落入相邻两个限位凸起51之间的凹槽内，限位块71位置固定。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：临时拉索7贯穿拉索齿块结构5，限位块71在拉索齿块结构5内部穿过，拉索齿块结构5内部设置梯形的限位凸起51，限位块71落入相邻两个限位凸起51之间的凹槽时，起到微锁紧效果，缓解临时拉索7在临时拉索齿块结构5内活动的幅度。

实施例6

限位块71位于远端一侧表面，设置有激光探测头72，在位于远端的限位凸起51表面，设置有激光检测板52。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：激光探测头72发出激光能够照射到激光检测板52的表面，通过激光检测板52对激光探测头72的激光进行反射，激光探测头72接收激光检测板52发射的激光信号，通过激光探测头72对发射和接收的时间进行检测，根据激光反馈的时间可以确定限位块71距离最远位置的限位凸起51的距离越近，便于确定是否到临时拉索7的极限。

实施例7

临时拉索7的另一端临时拉索锚箱9固定，临时拉索锚箱9位置设置在计算测量定位确定的钢箱梁横隔板11处。临时拉索锚箱9内部焊接固定有内部钢板12，临时拉索锚箱9内固定连接有配套锚具10，临时拉索7与配套锚具10固定锚固，临时拉索采用fpk＝785MPa、直径32mm的优良精轧螺纹钢筋及配套的YGM锚具10，在锚箱内部钢板12焊接完成后，采用射线探伤的检测方式确定受力焊缝满足施工要求。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：临时拉索锚箱9的作用是为了对临时拉索7的端部进行固定，可以得到稳定的张拉效果，在选取临时拉索7时，对临时拉索7的参数进行限定，保证了临时拉索7良好的张拉力，避免发生断裂、张拉失败的情况发生。

实施例8

一种异型塔柱施工过程中辅助结构的布置方法，包括如下步骤：

步骤1，在现浇钢筋混凝土梁上铺设预埋钢板4；

步骤2，在异性型塔柱下塔模板外侧桁架2安装完成后，安装临时支撑结构，竖直钢管1和斜拉钢管13选取的直径为426mm，内壁厚度为10mm，连系梁3选取直径为219mm，厚度为6mm，斜拉钢管13一端与预埋钢板4焊接固定，斜拉钢管13另一端与异性塔柱已安装模板外侧桁架2固定；

步骤3，在钢箱梁横隔板处预设临时拉索锚箱9；

步骤4，浇筑异性塔柱下塔并设置临时拉索齿块5和临时拉索孔6，临时拉索齿块5的支撑筋8与异性塔柱的绑扎钢筋一起浇筑；

步骤5，安装临时拉索7，临时拉索7一端穿过预留临时拉索孔6与异型塔柱预设临时拉索齿块5连接，另一端与临时拉索锚箱9内设置的配套锚具10连接，并进行张拉；

步骤6，临时拉索7张拉完成后，拆除临时支撑结构。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：采用临时支撑结构确保异型塔柱在浇筑时，模板不会发生偏位，同时便于现场安装与拆卸，提高了施工效率；

采用临时拉索7可以让临时支撑结构退出施工现场后减少异形塔柱下塔根部的拉应力，保证已浇筑部分异型塔柱的稳定性；

所述辅助结构可以根据异形塔柱不同倾斜度的塔段进行灵活调整，加快施工进度的同时减少场地占用空间。

实施例9

利用下述公式计算斜拉钢管13所受拉力大小，决定是否要增加辅助支撑结构，计算公式为：

F为斜拉钢管13所受拉力值；

p为斜拉钢管13所受压强；

t为斜拉钢管13壁厚；

θ为斜拉钢管13与水平面的夹角；

S₁为斜拉钢管13与桁架的接触面积；

λ为风力影响系数，λ＞0

d为斜拉钢管13的直径；

dS为对斜拉钢管13的横截面积积分。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：对斜拉钢管13所受拉力进行计算，决定是否需要增加辅助支撑结构，提高了临时支撑结构的施工情况下的稳定性，避免支撑力不够发生外模板倾覆。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种异型塔柱施工过程中辅助结构，其特征在于：辅助结构包括临时支撑结构和临时拉索结构，分别位于异型塔柱的两侧，临时支撑结构一端固定在水平面上，另一端与异型塔柱的模板外侧桁架(2)接触。

2.如权利要求1所述的异型塔柱施工过程中辅助结构，其特征在于：临时支撑结构包括竖直钢管(1)和斜拉钢管(13)，在施工段的水平面上铺设预埋钢板(4)，竖直钢管(1)与预埋钢板(4)垂直设置，斜拉钢管(13)一端焊接固定在现浇钢筋混凝土梁预埋钢板(4)上，斜拉钢管(13)另一端紧靠与异性塔柱已安装模板外侧桁架(2)固定，竖直钢管(1)的顶端与斜拉钢管(13)固定，竖直钢管(1)和斜拉钢管(13)下端在同一水平面上。

3.如权利要求1所述的异型塔柱施工过程中辅助结构，其特征在于：预埋钢板(4)的尺寸为600mm×600mm×20mm。

4.如权利要求1所述的异型塔柱施工过程中辅助结构，其特征在于：临时拉索结构包括激光检测结构，临时拉索结构包括临时拉索齿块(5)和临时拉索锚箱(9)，临时拉索齿块(5)中上设有预留临时拉索孔(6)，临时拉索齿块(5)中设置有支撑筋(8)，支撑筋(8)同异型塔柱的钢筋一同绑扎，临时拉索锚箱(9)连接有临时拉索(7)，临时拉索(7)远端穿过预留临时拉索孔(6)与异型塔柱预设临时拉索齿块(5)连接。

5.如权利要求2所述的异型塔柱施工过程中辅助结构，其特征在于：临时支撑结构成组使用，两个竖直钢管(1)平行设置，两个斜拉钢管(3)平行设置，两个竖直钢管(1)之间通过连系梁(3)连接，连系梁(3)与两根竖直钢管(1)垂直固定。

6.如权利要求4所述的异型塔柱施工过程中辅助结构，其特征在于：临时拉索齿块结构(5)内部设置有空腔，临时拉索齿块结构(5)内壁设置若干个截面为梯形的限位凸起(51)；

临时拉索(7)上设置有限位块(71)，限位块(71)的端面形状与相邻两个限位凸起(51)之间的凹槽形状对应。

7.如权利要求1所述的异型塔柱施工过程中辅助结构，其特征在于：激光检测结构为：限位块(71)位于远端一侧表面，设置有激光探测头(72)，在位于远端的限位凸起(51)表面，设置有激光检测板(52)。

8.如权利要求1所述的异型塔柱施工过程中辅助结构，其特征在于：临时拉索锚箱(9)内部焊接固定有内部钢板(12)，临时拉索锚箱(9)内固定连接有配套锚具(10)，临时拉索(7)与配套锚具(10)固定锚固。

9.一种异型塔柱施工过程中辅助结构的布置方法，包括如下步骤：

步骤1)，在现浇钢筋混凝土梁上铺设预埋钢板(4)；

步骤2)，在异性型塔柱下塔模板外侧桁架(2)安装完成后，安装临时支撑结构；

步骤3)，在钢箱梁横隔板处预设临时拉索锚箱(9)；

步骤4)，浇筑异性塔柱下塔并设置临时拉索齿块(5)和临时拉索孔(6)，临时拉索齿块(5)的支撑筋(8)与异性塔柱的绑扎钢筋一起浇筑；

步骤5)，安装临时拉索(7)，临时拉索(7)一端穿过预留临时拉索孔(6)与异型塔柱预设临时拉索齿块(5)连接，另一端与临时拉索锚箱(9)内设置的配套锚具(10)连接，并进行张拉；

步骤6)，临时拉索(7)张拉完成后，拆除临时支撑结构。

10.如权利要求9所述的一种异型塔柱施工过程中辅助结构的布置方法，其特征在于，步骤2)中的竖直钢管(1)和斜拉钢管(13)选取的直径为426mm，内壁厚度为10mm，连系梁(3)选取直径为219mm，厚度为6mm。

Images