CN116145576A - 受限空间下桥梁支座更换的千斤顶支托结构及更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的受限空间下桥梁支座更换施工方法，主要施工步骤如下：锥形夹片安装、锥形抱箍安装、环形防护挂篮安装、千斤顶安装、主梁顶升、支座更换、支托结构拆除。两块锥形夹片通过顶部的环形顶板挂在墩柱上，两块锥形抱箍通过螺栓联结成一个圆环套在锥形夹片上，随着荷载的增大，锥形夹片对墩柱的夹持力越大，杜绝了施工过程中由于承载力不足向下滑移的情况，可靠性高，解决了空间受限情况下桥梁支座的更换难题。环形防护挂篮通过挂钩挂在锥形抱箍的高强螺栓上，为作业人员提供稳定可靠的作业平台。

Description

受限空间下桥梁支座更换的千斤顶支托结构及更换方法

技术领域

本发明涉及桥梁支座更换施工，尤其涉及一种受限空间下桥梁支座更换的千斤顶支托结构以及采用该结构的桥梁支座更换方法。

背景技术

在车辆荷载的长期作用下，桥梁支座容易不堪重负发生损坏。为保证桥梁的运营安全，需要对损坏的支座进行更换。现有的桥梁支座主要采取先顶升、再更换的方式，顶升方式主要有两种：①主梁与墩柱之间有足够的空间安放支座，则将千斤顶支撑在墩柱上；②主梁与墩柱之间空间有限，则在墩柱附近搭设支架，将千斤顶支撑在支架上。但是对于主梁与墩柱之间空间有限，且桥下不方便搭设支架时（桥下为现役道路、地基承载力不足或者跨越河流等情况），上述方法难以工程需求。

为此，针对受限空间桥梁支座更换难题，工程人员提出了一种环形抱箍千斤顶支撑平台，两片半圆形的环形抱箍套在墩柱上，通过抱箍与墩柱表面的摩擦为千斤顶提供竖向支撑力。但是由于荷载巨大，抱箍容易产生变形，出现越压越松的情况，导致抱箍沿着墩柱向下滑动，危及施工安全。因此，通常在墩柱上钻孔并植入剪力钉，从而避免抱箍相对墩柱向下滑动，但是这种方式不但安装、拆除难度大，而且会对损伤墩柱的混凝土保护层及内部的钢筋，影响结构安全。

发明内容

本发明的目的在于针对现有受限空间桥梁支座更换施工过程中存在的问题，提出了一种受限空间下桥梁支座更换施工方法。为了达到目的，采用如下技术方案。

本发明涉及的一种受限空间下桥梁支座更换的千斤顶支托结构，由锥形夹片、锥形抱箍以及环形防护挂篮组成；所述锥形夹片为内径相等、外径从上至下逐渐增大的锥形钢板，两块锥形夹片为一组，所述锥形夹片的顶端设有环形顶板，底端设有限位肋，内壁设有增摩橡胶垫层及多道环形齿肋；所述锥形抱箍为直径从上至下逐渐增大的等壁厚锥形钢板，所述锥形抱箍从上至下直径的变化量与锥形夹片外径的变化量相同，保证锥形抱箍能够紧贴锥形夹片的外表面，所述锥形抱箍两竖向侧边设有拼接翼板，所述锥形抱箍顶端设有支撑平板，所述支撑平板与锥形抱箍之间设有竖向支撑板；两块锥形抱箍为一组，两块锥形抱箍使用高强螺栓联结，所述高强螺栓穿过拼接翼板上的螺栓孔；所述环形防护挂篮由挂钩、钢筋骨架以及钢丝网组成，所述环形防护挂篮的环形底板及临边护栏内均设有钢筋骨架，钢丝网铺设在钢筋骨架表面，挂钩与钢筋骨架连接，两个环形防护挂栏为一组；所述锥形夹片套在墩柱表面，环形顶板支撑在墩柱顶端，所述锥形抱箍套在锥形夹片上，所述环形防护挂篮通过挂钩挂在锥形抱箍的高强螺栓上。

优选地，所述增摩橡胶垫层在不受压时，其厚度大于环形齿肋的厚度，保证增摩橡胶垫层与墩柱表面充分接触并压缩后，环形齿肋再与墩柱表面咬合，充分保证锥形夹片与墩柱表面的摩擦力。

优选地，所述支撑平板上设有限位环，在限位环内安放千斤顶，可以避免施工过程中千斤顶发生横向位移。

优选地，所述锥形抱箍的内壁涂抹有润滑油，降低锥形抱箍与锥形夹片之间的摩擦力，保证锥形抱箍能够相对锥形夹片向下滑动，挤压锥形夹片向内收缩；所述锥形抱箍内壁的边缘设有密封圈凹槽，所述密封圈凹槽内设有密封圈，避免锥形抱箍内壁的润滑油被挤出，同时避免异物进入锥形抱箍与锥形夹片之间，增大锥形抱箍与锥形夹片之间的摩擦力。

优选地，所述拼接翼板与锥形抱箍之间、支撑平板与竖向支撑板之间、竖向支撑板与锥形抱箍之间均设有加劲肋板，通过设置加劲肋板提升构件之间的连接强度。

优选地，所述锥形夹片最底端的外径大于锥形抱箍最底端的内径，与锥形夹片底端的限位肋共同作用，避免锥形抱箍从锥形夹片上滑脱。

优选地，所述环形防护挂篮的环形底板上的开设有人孔，作业人员通过人孔进入环形防护挂篮内进行支座更换施工。

优选地，采用上述千斤顶支托结构的受限空间下桥梁支座更换施工方法，包括如下施工步骤：

步骤1. 将桥梁墩柱的顶面及侧面清理干净，然后将两块锥形夹片安装在墩柱上，并使锥形夹片上的环形顶板支撑在墩柱顶面，锥形夹片上的增摩橡胶垫层紧贴墩柱侧面。

步骤2. 在锥形抱箍的内壁涂抹润滑油，将两块锥形抱箍套在锥形夹片上，并使用高强螺栓将两块锥形抱箍联结成一个整体，通过高强螺栓调整锥形抱箍的初始状态，使锥形抱箍顶端与锥形夹片顶端平齐。

步骤3. 将两个环形防护挂篮分别挂在锥形抱箍两侧的高强螺栓上。

步骤4. 作业人员由人孔进入环形防护挂篮内，在锥形抱箍的支撑平板上安装千斤顶，千斤顶设置在限位环内，在主梁底部设置钢垫板，千斤顶顶端抵在钢垫板上。

步骤5. 通过千斤顶将主梁从原支座上顶起，将原支座从支座垫石上拆除，并将新支座安装在支座垫石上，然后回缩千斤顶，使主梁落在新支座上。

步骤6. 最后依次拆除千斤顶、环形防护挂篮、锥形抱箍以及锥形夹片，完成支座更换施工。

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本技术提出的锥形夹片+锥形抱箍的千斤顶支托结构，有效解决了空间受限情况下桥梁支座的更换难题。

2、两块锥形夹片通过顶部的环形顶板挂在墩柱上，两块锥形抱箍通过螺栓联结成一个圆环套在锥形夹片上，结构简单可靠，极大地降低了现场安装、拆卸难度，提高作业效率。

3、本技术采用锥形夹片及锥形抱箍，随着荷载的增大，锥形夹片对墩柱的夹持力越大，杜绝了施工过程中由于承载力不足向下滑移的情况，可靠性高。

4、无需向墩柱内植入剪力钉等辅助设施，从而避免了对墩柱混凝土保护层以及钢筋的损伤，保证既有结构的安全。

5、本技术依托锥形抱箍安装环形防护挂篮，结构简单可靠，安装、拆卸操作方便，为作业人员提供稳定可靠的作业平台，保证了作业人员的安全。

附图说明

图1是受限空间千斤顶支托平台安装示意图；

图2是受限空间千斤顶支托平台安装示意图（图1剖视图）；

图3是受限空间千斤顶支托平台安装局部大样图（图2中A区域）；

图4是主梁顶升、支座更换施工示意图；

图5是环形防护挂篮安装示意图；

图6是环形防护挂篮三维结构示意图；

图7是半圆形锥形抱箍三维结构示意图；

图8是半圆形锥形夹片三维结构示意图；

图9是锥形抱箍与锥形夹片相对位置三维结构示意图；

图10是千斤顶支托平台安装三维结构示意图（半边）。

图中标注：1-锥形夹片，11-环形顶板，12-环形齿肋，13-橡胶垫层，14-限位肋，2-锥形抱箍，21-拼接翼板，22-螺栓孔，23-高强螺栓，24-支撑平板，25-限位环，26-竖向支撑板，27-密封圈凹槽，28-密封圈，29-加劲肋板，31-千斤顶，32-润滑油，33-环形防护挂篮，34-挂钩，35-钢筋骨架，36-钢丝网，37-人孔，4-主梁，41-钢垫板，5-墩柱，51-支座垫石，52-原支座，53-新支座。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将参考附图1至附图10，对本发明的实施例作详细说明，以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明涉及的一种受限空间下桥梁支座更换的千斤顶支托结构，由锥形夹片1、锥形抱箍2以及环形防护挂篮33组成。

如附图9所示，所述锥形夹片1为内径相等、外径从上至下逐渐增大的锥形钢板，两块锥形夹片1为一组，所述锥形夹片1的顶端设有环形顶板11，底端设有限位肋14，内壁设有增摩橡胶垫层13及多道环形齿肋12。如附图8所示，所述增摩橡胶垫层13在不受压时，其厚度大于环形齿肋12的厚度，保证增摩橡胶垫层13与墩柱5表面充分接触并压缩后，环形齿肋12再与墩柱5表面咬合，充分保证锥形夹片1与墩柱5表面的摩擦力。

如附图7所示，所述锥形抱箍2为直径从上至下逐渐增大的等壁厚锥形钢板，所述锥形抱箍2从上至下直径的变化量与锥形夹片外径的变化量相同，保证锥形抱箍2能够紧贴锥形夹片1的外表面，所述锥形抱箍2两竖向侧边设有拼接翼板21，所述锥形抱箍2顶端设有支撑平板24，所述支撑平板24与锥形抱箍2之间设有竖向支撑板26；两块锥形抱箍2为一组，两块锥形抱箍2使用高强螺栓23联结，所述高强螺栓2穿过拼接翼板21上的螺栓孔22。所述支撑平板24上设有限位环25，在限位环25内安放千斤顶31，可以避免施工过程中千斤顶31发生横向位移。所述拼接翼板21与锥形抱箍2之间、支撑平板24与竖向支撑板26之间、竖向支撑板26与锥形抱箍2之间均设有加劲肋板29，通过设置加劲肋板29提升构件之间的连接强度。如附图3所示，所述锥形抱箍2的内壁涂抹有润滑油32，降低锥形抱箍2与锥形夹片（1）之间的摩擦力，保证锥形抱箍2能够相对锥形夹片1向下滑动，挤压锥形夹片1向内收缩；所述锥形抱箍2内壁的边缘设有密封圈凹槽27，所述密封圈凹槽27内设有密封圈28，避免锥形抱箍2内壁的润滑油32被挤出，同时避免异物进入锥形抱箍2与锥形夹片1之间，增大锥形抱箍2与锥形夹片1之间的摩擦力。

如附图6所示，所述环形防护挂篮33由挂钩34、钢筋骨架35以及钢丝网36组成，所述环形防护挂篮33的环形底板及临边护栏内均设有钢筋骨架35，钢丝网（36）铺设在钢筋骨架35表面，挂钩34与钢筋骨架35连接，两个环形防护挂栏33为一组；所述环形防护挂篮33的环形底板上的开设有人孔37，作业人员通过人孔37进入环形防护挂篮33内进行支座更换施工。

如附图1和附图2、附图9和附图10所示，所述锥形夹片1套在墩柱5表面，环形顶板11支撑在墩柱5顶端，所述锥形抱箍2套在锥形夹片1上，所述锥形夹片1最底端的外径大于锥形抱箍2最底端的内径，与锥形夹片2底端的限位肋14共同作用，避免锥形抱箍2从锥形夹片2上滑脱。如附图5所示，所述环形防护挂篮33通过挂钩34挂在锥形抱箍2的高强螺栓23上。

结合上述，本发明所述的受限空间下桥梁支座更换施工方法，包括如下施工步骤：

步骤1. 将桥梁墩柱5的顶面及侧面清理干净，然后将两块锥形夹片1安装在墩柱5上，并使锥形夹片1上的环形顶板11支撑在墩柱5顶面，锥形夹片1上的增摩橡胶垫层13紧贴墩柱5侧面，如附图10所示。

步骤2. 在锥形抱箍2的内壁涂抹润滑油32，将两块锥形抱箍2套在锥形夹片1上，并使用高强螺栓23将两块锥形抱箍2联结成一个整体，通过高强螺栓23调整锥形抱箍2的初始状态，使锥形抱箍2顶端与锥形夹片1顶端平齐，如附图1和附图10所示。

步骤3. 将两个环形防护挂篮33分别挂在锥形抱箍2两侧的高强螺栓23上，如附图5所示；

步骤4. 作业人员由人孔37进入环形防护挂篮33内，在锥形抱箍2的支撑平板24上安装千斤顶31，千斤顶31设置在限位环25内，在主梁4底部设置钢垫板41，千斤顶31顶端抵在钢垫板41上，如附图1和附图2所示。

步骤5. 通过千斤顶31将主梁4从原支座52上顶起，将原支座52从支座垫石51上拆除，并将新支座52安装在支座垫石51上，如附图4所示，然后回缩千斤顶31，使主梁4落在新支座53上。

步骤6. 最后依次拆除千斤顶31、环形防护挂篮33、锥形抱箍2以及锥形夹片1，完成支座更换施工。

以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.受限空间下桥梁支座更换的千斤顶支托结构，其特征在于，由锥形夹片（1）、锥形抱箍（2）以及环形防护挂篮（33）组成；

所述锥形夹片（1）为内径相等、外径从上至下逐渐增大的锥形钢板，两块锥形夹片（1）为一组，所述锥形夹片（1）的顶端设有环形顶板（11），底端设有限位肋（14），内壁设有增摩橡胶垫层（13）及多道环形齿肋（12）；

所述锥形抱箍（2）为直径从上至下逐渐增大的等壁厚锥形钢板，所述锥形抱箍（2）从上至下直径的变化量与锥形夹片外径的变化量相同，所述锥形抱箍（2）两竖向侧边设有拼接翼板（21），所述锥形抱箍（2）顶端设有支撑平板（24），所述支撑平板（24）与锥形抱箍（2）之间设有竖向支撑板（26）；两块锥形抱箍（2）为一组，两块锥形抱箍（2）使用高强螺栓（23）联结，所述高强螺栓（2）穿过拼接翼板（21）上的螺栓孔（22）；

所述环形防护挂篮（33）由挂钩（34）、钢筋骨架（35）以及钢丝网（36）组成，所述环形防护挂篮（33）的环形底板及临边护栏内均设有钢筋骨架（35），钢丝网（36）铺设在钢筋骨架（35）表面，挂钩（34）与钢筋骨架（35）连接，两个环形防护挂栏（33）为一组；

所述锥形夹片（1）套在墩柱（5）表面，环形顶板（11）支撑在墩柱（5）顶端，所述锥形抱箍（2）套在锥形夹片（1）上，所述环形防护挂篮（33）通过挂钩（34）挂在锥形抱箍（2）的高强螺栓（23）上。

2.根据权利要求1所述受限空间下桥梁支座更换的千斤顶支托结构，其特征在于，所述增摩橡胶垫层（13）在不受压时，其厚度大于环形齿肋（12）的厚度，增摩橡胶垫层（13）与墩柱（5）表面充分接触并压缩后，环形齿肋（12）再与墩柱（5）表面咬合。

3.根据权利要求1所述一种受限空间下桥梁支座更换的千斤顶支托结构，其特征在于，所述支撑平板（24）上设有限位环（25），在限位环（25）内安放千斤顶（31）。

4.根据权利要求1所述一种受限空间下桥梁支座更换的千斤顶支托结构，其特征在于，所述锥形抱箍（2）的内壁涂抹有润滑油（32），锥形抱箍（2）能够相对锥形夹片（1）向下滑动，挤压锥形夹片（1）向内收缩；所述锥形抱箍（2）内壁的边缘设有密封圈凹槽（27），所述密封圈凹槽（27）内设有密封圈（28）。

5.根据权利要求1所述一种受限空间下桥梁支座更换的千斤顶支托结构，其特征在于，所述拼接翼板（21）与锥形抱箍（2）之间、支撑平板（24）与竖向支撑板（26）之间、竖向支撑板（26）与锥形抱箍（2）之间均设有加劲肋板（29）。

6.根据权利要求1所述一种受限空间下桥梁支座更换的千斤顶支托结构，其特征在于，所述锥形夹片（1）最底端的外径大于锥形抱箍（2）最底端的内径。

7.根据权利要求1所述一种受限空间下桥梁支座更换的千斤顶支托结构，其特征在于，所述环形防护挂篮（33）的环形底板上的开设有人孔（37）。

8.一种基于权利要求1~7任一项所述的受限空间下桥梁支座更换的千斤顶支托结构的支座更换方法，其特征在于，包括如下施工步骤：

步骤1. 将桥梁墩柱（5）的顶面及侧面清理干净，然后将两块锥形夹片（1）安装在墩柱（5）上，并使锥形夹片（1）上的环形顶板（11）支撑在墩柱（5）顶面，锥形夹片（1）上的增摩橡胶垫层（13）紧贴墩柱（5）侧面；

步骤2. 在锥形抱箍（2）的内壁涂抹润滑油（32），将两块锥形抱箍（2）套在锥形夹片（1）上，并使用高强螺栓（23）将两块锥形抱箍（2）联结成一个整体，通过高强螺栓（23）调整锥形抱箍（2）的初始状态，使锥形抱箍（2）顶端与锥形夹片（1）顶端平齐；

步骤3. 将两个环形防护挂篮（33）分别挂在锥形抱箍（2）两侧的高强螺栓（23）上；

步骤4. 作业人员由人孔（37）进入环形防护挂篮（33）内，在锥形抱箍（2）的支撑平板（24）上安装千斤顶（31），千斤顶（31）设置在限位环（25）内，在主梁（4）底部设置钢垫板（41），千斤顶（31）顶端抵在钢垫板（41）上；

步骤5. 通过千斤顶（31）将主梁（4）从原支座（52）上顶起，将原支座（52）从支座垫石（51）上拆除，并将新支座（52）安装在支座垫石（51）上，然后回缩千斤顶（31），使主梁（4）落在新支座（53）上；

步骤6. 最后依次拆除千斤顶（31）、环形防护挂篮（33）、锥形抱箍（2）以及锥形夹片（1），完成支座更换施工。

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