CN116856281A - 一种托架上横梁防脱装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种托架上横梁防脱装置，包括预埋盒子、防脱组件及上横梁，预埋盒子内设有具有插口的安装腔；防脱组件设于安装腔内，包括固定座、顶芯、楔形块及弹性件，固定座固定于安装腔内；顶芯与固定座滑动连接；楔形块固定于顶芯靠近上横梁的一端，楔形块具有一楔形面及一抵接平面，楔形面设于楔形块朝向插口的一侧，抵接平面设于楔形块背向插口的一侧；弹性件的相对两端分别与固定座及顶芯弹性接触；上横梁的一端上固定有加劲板，上横梁设有加劲板的一端经由插口插接于安装腔内，加劲板能够与抵接平面配合，从而防止上横梁从预埋盒子中脱出。其有效地克服了施工过程中上横梁与预埋盒子的相对滑移，降低了施工的安全风险。

Description

一种托架上横梁防脱装置

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种托架上横梁防脱装置。

背景技术

连续刚构桥梁作为世界四大基本桥型之一，被广泛地应用在世界各地。0#块作为其上部的重要结构，承担着上构与墩柱的连接作用，往往其浇筑方量较大，因此通常采用牛腿托架作为支撑辅助0#块浇筑，同时牛腿托架亦作为作业人员临时施工的平台，因此0#块托架结构的安全在连续刚构桥梁施工中至关重要。当牛腿托架受到上部0#块的荷载后，牛腿托架的上横梁受到水平拉拔力的作用，因此如何有效克服水平拉拔力成为设计师们一个需要攻克的难题。现有技术中，0#块托架的上横梁与墩柱的连接方式通常有两种：其一是将整根上横梁预埋至墩柱中一起浇筑，上横梁位于墩柱外部的悬挑部分作为托架支撑，该方法往往需要临时切割墩身模板，降低了模板的周转率；其二是通过先将预埋盒子与墩身浇筑，而后将上横梁水平插入预埋盒子后构成托架，以往上横梁安装进入预埋盒子后，一般采用向预埋盒子内灌入水泥浆的方法对抗施工过程中上横梁受到的拉拔力，但由于预埋盒子的内壁光滑，水泥浆硬化后亦容易与预埋盒子发生相对滑移，同时水泥浆抗拉强度不高，总体对抗拉拔力效果有限，因此，该方法则需要面临上横梁受到水平拉拔力而与预埋盒子发生相对滑移，进而导致的结构安全问题。

发明内容

本发明针对传统托架安装方法中的预埋盒子法，提出一种托架上横梁防脱装置，有效地克服了施工过程中上横梁与预埋盒子的相对滑移，降低了施工的安全风险。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种托架上横梁防脱装置，包括预埋盒子、防脱组件及上横梁，其中：

预埋盒子内设有具有插口的安装腔；

防脱组件设于安装腔内，防脱组件包括固定座、顶芯、楔形块及弹性件，固定座固定于安装腔内；顶芯与固定座滑动连接，顶芯的可滑动方向与上横梁的长度方向垂直；楔形块固定于顶芯靠近上横梁的一端，楔形块具有一楔形面及一抵接平面，楔形面设于楔形块朝向插口的一侧，抵接平面设于楔形块背向插口的一侧；弹性件的相对两端分别与固定座及顶芯弹性接触；

上横梁的一端上固定有加劲板，上横梁设有加劲板的一端经由插口插接于安装腔内，在上横梁插入的过程中，加劲板沿楔形面滑动并抵压楔形块，从而使得楔形块及顶芯沿远离上横梁的方向滑动并压缩弹性件，进而使得上横梁的加劲板能够越过楔形面而进入预埋盒子，当上横梁的加劲板越过楔形面后，弹性件的弹性恢复力使得顶芯及楔形块沿靠近上横梁的方向滑动，直至抵接平面挡设于加劲板面向插口的一侧，从而防止上横梁从预埋盒子中脱出。

进一步地，固定座包括两相对间隔设置的侧板及固定连接两侧板同一端的连接板，两侧板和连接板围成滑动腔，至少一侧板和/或连接板与预埋盒子固定连接；顶芯滑动地穿设连接板以伸入滑动腔；弹性件位于所述滑动腔内，且一端与连接板弹性接触。

进一步地，每一侧板包括主板及侧板支腿，两侧板的主板平行相对设置，连接板固定连接两主板的同一端；侧板支腿的一端固定连接主板的外侧壁，侧板支腿的另一端固定连接预埋盒子的内壁。

进一步地，连接板包括挡板及托板，挡板固定连接两侧板的同一端，托板固定连接挡板的底部，托板靠近楔形块的一端延伸至滑动腔的底部，托板远离楔形块的一端延伸至滑动腔外并与预埋盒子的内壁固定连接；顶芯滑动地穿设挡板。

进一步地，连接板还包括托板支腿，托板支腿位于滑动腔外，托板支腿的一端固定连接托板，托板支腿的另一端固定连接预埋盒子的内壁。

进一步地，所述顶芯包括芯轴及凸设于芯轴周壁上的抵接凸缘，芯轴滑动地穿设连接板，弹性件远离连接板的一端与抵接凸缘弹性接触；楔形块固定于芯轴靠近上横梁的一端。

进一步地，抵接凸缘与侧板间隔设置。

进一步地，预埋盒子内固定装设有两平行间隔设置的隔板，两隔板将所述安装腔分隔为插入导向部及分别位于插入导向部相对两侧的两安装部，插入导向部一端贯通预埋盒子形成所述插口；上横梁设有加劲板的一端经由插口插接于插入导向部内；至少一安装部内固定有所述防脱组件，隔板上对应防脱组件开设有连通口，防脱组件的楔形块滑动穿设对应的连通口，从而使得楔形块能够伸入插入导向部内以与加劲板配合。

进一步地，上横梁一端的相对两侧上均固定有加劲板，两安装部内均固定有所述防脱组件，两安装部内的防脱组件分别与上横梁相对两侧的加劲板配合。

进一步地，两安装部内均固定有多个所述防脱组件，多个所述防脱组件分为多排，多排防脱组件沿插入导向部的高度方向间隔设置，每排中的若干防脱组件沿插入导向部的长度方向间隔设置。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

上述托架上横梁防脱装置，安装时上横梁从楔形块具有楔形面的一侧插入预埋盒子，由于楔形面的作用，上横梁产生水平横向的推力压缩弹性件，此时楔形块与顶芯一同朝远离上横梁的方向移动，使得上横梁及加劲板顺利通过楔形面；安装完成后，楔形块的抵接平面挡设于加劲板朝向插口的一侧，当施工过程中托架的上横梁受到水平拉拔力的作用时，上横梁的加劲板受到楔形块的抵接平面的阻挡，有效地克服了施工过程中上横梁与预埋盒子的相对滑移，通过加劲板与楔形块作用，能够大幅提升抗拉拔作用，避免上横梁从预埋盒子内脱出，降低了施工的安全风险。

附图说明

图1为本发明一较佳实施方式的托架上横梁防脱装置的立体图；

图2为图1所示托架上横梁防脱装置在另一视角的结构图；

图3为图1的预埋盒子去掉顶板及其中一周板后的结构图；

图4为图3在另一视角的结构图；

图5为图4去掉上横梁后的结构图；

图6为本发明较佳实施方式的防脱组件的结构图；

图7为图6在另一视角的结构图；

图8为图6的分解图；

图9为本发明较佳实施方式的上横梁的结构图；

图10为本发明较佳实施方式中当上横梁的加劲板与防脱组件的楔形块的抵接平面抵接时的结构示意图；

主要元件符号说明

1、预埋盒子；10、安装腔；11、底板；12、周板；13、顶板；15、隔板；151、连通口；16、插入导向部；17、安装部；18、插口；3、防脱组件；31、固定座；310、滑动腔；311、侧板；312、主板；313、侧板支腿；314、连接板；315、挡板；316、托板；317、托板支腿；318、穿插孔；32、顶芯；321、芯轴；323、抵接凸缘；33、楔形块；331、楔形面；332、抵接平面；34、弹性件；5、上横梁；6、加劲板。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参见图1至图5，本发明一较佳实施方式提供的一种托架上横梁防脱装置，包括预埋盒子1、防脱组件3及上横梁5，防脱组件3装设于预埋盒子1内，上横梁5一端插接于预埋盒子1内并与防脱组件3配合，从而防止上横梁5从预埋盒子1中脱出。

预埋盒子1内设有具有插口18的安装腔10。在本实施方式中，预埋盒子1大致成立方体盒体结构，其包括底板11、底部固定于底板11周缘的周板12及固定于周板12顶部的顶板13，底板11与周板12的底部之间以及周板12的顶部与顶板13之间可通过焊接等方式固定。预埋盒子1内固定装设有两平行间隔设置的隔板15，隔板15可通过焊接等方式与预埋盒子1的内壁，例如，与底板11的内壁固定。隔板15上对应防脱组件3开设有连通口151。两隔板15将安装腔10分隔为插入导向部16及分别位于插入导向部16相对两侧的两安装部17，插入导向部16一端贯通预埋盒子1形成所述插口18。插入导向部16用于供上横梁5插入，其能够对上横梁5的插入导向。

防脱组件3设于安装腔10内，在本实施方式中，两安装部17内均固定有多个防脱组件3，多个防脱组件3分为多排，多排防脱组件3沿插入导向部16的高度方向间隔设置，每排中的若干防脱组件3沿插入导向部16的长度方向间隔设置。请一并参见图6至图8，每一防脱组件3包括固定座31、顶芯32、楔形块33及弹性件34，固定座31固定于安装腔10的安装部17内；顶芯32与固定座31滑动连接，顶芯32的可滑动方向与上横梁5的长度方向垂直；楔形块33固定于顶芯32靠近上横梁5的一端，楔形块33具有一楔形面331及一抵接平面332，楔形面331设于楔形块33朝向插口18的一侧，抵接平面332设于楔形块33背向插口18的一侧；弹性件34的相对两端分别与固定座31及顶芯32弹性接触。

在本实施方式中，固定座31包括两相对间隔设置的侧板311及固定连接两侧板311同一端的连接板314，两侧板311和连接板314围成滑动腔310，侧板311和连接板314均与预埋盒子1固定连接。具体地，每一侧板311包括主板312及侧板支腿313，两侧板311的主板312平行相对设置，主板312远离连接板314的一端固定连接于预埋盒子1的隔板15上；侧板支腿313的一端固定连接对应主板312的外侧壁，侧板支腿313的另一端固定连接预埋盒子1的隔板15。侧板支腿313与主板312之间、主板312与隔板15之间以及侧板支腿313与隔板15之间可通过焊接等方式实现固定。连接板314固定连接两主板312的同一端，连接板314包括挡板315及托板316，挡板315可通过焊接等方式固定连接两侧板311的主板312同一端，托板316可通过焊接等方式固定连接挡板315的底部，托板316靠近楔形块33的一端延伸至滑动腔310的底部，托板316远离楔形块33的一端延伸至滑动腔310外并与预埋盒子1的内壁通过焊接等方式固定连接，在本实施方式中，托板316远离楔形块33的一端与周板12的内壁固定连接。在本实施方式中，连接板314还包括托板支腿317，托板支腿317位于滑动腔310外，托板支腿317的一端可通过焊接等连接方式固定连接托板316，托板支腿317的另一端可通过焊接等连接方式固定连接预埋盒子1的内壁，在本实施方式中，托板支腿317的另一端与周板12的内壁固定连接。

顶芯32滑动地穿设连接板314以伸入滑动腔310，且顶芯32滑动穿设隔板15上对应的连通口151，从而使得楔形块33能够伸入插入导向部16内从而与加劲板6配合。在本实施方式中，顶芯32包括芯轴321及凸设于芯轴321周壁上的抵接凸缘323，芯轴321滑动地穿设连接板314的挡板315，具体地，挡板315开设有穿插孔318，芯轴321滑动地穿设穿插孔318。抵接凸缘323与侧板311间隔设置，即抵接凸缘323与两侧板311的主板312之间存在间隙，确保芯轴321能够在滑动腔310内顺利滑动，减少对芯轴321和侧板311的磨损。

楔形块33固定于芯轴321靠近上横梁5的一端，楔形块33滑动穿设隔板15上对应的连通口151，从而伸入插入导向部16内以与加劲板6配合。在本实施方式中，楔形块33大致呈直角三角形块状，楔形块33的三角形的斜边所在的平面为楔形面331，楔形块33的三角形的直角边所在的平面为抵接平面332，抵接平面332与楔形面331均竖向设置。可以理解，楔形块33的形状不限于本实施例，只要其具有上横梁5的加劲板6配合使用的楔形面331及抵接平面332即可。

弹性件34位于滑动腔310内，弹性件34的一端与连接板314的挡板315弹性接触，弹性件34远离连接板314的一端与抵接凸缘323弹性接触。在本实施方式中，弹性件34优选采用弹簧，弹性件34还套设于顶芯32的芯轴321上，通过顶芯32能够对弹性件34的伸缩运动导向，提高弹性件34的复位精度。

请一并参见图9，上横梁5的一端上固定有加劲板6，上横梁5设有加劲板6的一端经由插口18插接于安装腔10内。在本实施方式中，上横梁5设有加劲板6的一端经由插口18插接于插入导向部16内。上横梁5优选采用工字钢制作，上横梁5一端的相对两侧上均固定有加劲板6，两安装部17内均固定有所述防脱组件3，两安装部17内的防脱组件3分别与上横梁5相对两侧的加劲板6配合，以进一步提高抗拉拔的效果。

上述预埋盒子1组装时，首先，组装预埋盒子1的底板11、围设于底板11周缘的周板12以及固定于预埋盒子1内的隔板15，可将周板12底部焊接固定于底板11上，隔板15的底部焊接固定于底板11上。随后，将楔形块33与顶芯32焊接，之后在顶芯32的芯轴321上安装弹性件34，使弹性件34套接于抵接凸缘323背向楔形块33的一侧，然后将顶芯32的芯轴321远离楔形块33的一端穿设连接板314的挡板315；之后，将楔形块33滑动穿设隔板15上对应的连通口151，将连接板314的托板316及托板支腿317均与预埋盒子1的内壁焊接，并将主板312靠近楔形块33的一端焊接于预埋盒子1的内壁，侧板支腿313的一端焊接于预埋盒子1的内壁；最后，焊接预埋盒子1的顶板13，将顶板13固定于周板12的顶部，完成预埋盒子1的组装。

墩身施工时，将预埋盒子1预埋于墩身的混凝土中，使得预埋盒子1的插口18与外界连通；利用塔吊将上横梁5吊运至预埋盒子1附近，并将其对准预埋盒子1的插口18；利用手拉葫芦提供水平力，将上横梁5设有加劲板6的一端经由插口18推入安装腔10的插入导向部16。在上横梁5插入的过程中，加劲板6沿楔形块33的楔形面331滑动并抵压楔形块33，从而使得楔形块33及顶芯32沿远离上横梁5的方向滑动并压缩弹性件34，进而使得上横梁5的加劲板6能够越过楔形面331而朝安装腔10内运动；当上横梁5的加劲板6越过楔形面331后，弹性件34的弹性恢复力使得顶芯32及楔形块33沿靠近上横梁5的方向滑动，直至抵接平面332挡设于加劲板6面向插口18的一侧，如图10所示，从而防止上横梁5从预埋盒子1中脱出。最后，在空中焊接上横梁5与斜牛腿(图未示)，完成牛腿托架的安装。在0#块施工过程中当上横梁5受到拉拔力作用时，上横梁5的加劲板6受到楔形块33的抵接平面332的阻挡，而将受到的拉拔力经楔形块33传递至连接板314，再通过连接板314传递至两侧板311，最后由两侧板311及连接板314将受到拉拔力分散传递至预埋盒子1及墩身内，避免受力集中。

上述托架上横梁防脱装置安装时，上横梁5从楔形块33具有楔形面331的一侧进入预埋盒子1，由于楔形面331的作用，上横梁5产生水平横向的推力压缩弹性件34，此时楔形块33与顶芯32一同朝远离上横梁5的方向移动，使得上横梁5及加劲板6顺利通过楔形面331；安装完成后，楔形块33的抵接平面332挡设于加劲板6朝向插口18的一侧，当施工过程中上横梁5受到远离预埋盒子1方向的水平拉拔力的作用时，上横梁5的加劲板6受到楔形块33的抵接平面332的阻挡，有效地克服了施工过程中上横梁5与预埋盒子1的相对滑移，通过加劲板6与楔形块33作用，能够大幅提升抗拉拔作用，避免上横梁5从预埋盒子1内脱出，降低了施工的安全风险。

上述托架上横梁防脱装置，防脱组件3的固定座31可通过侧板311、侧板支腿313、连接板314的托板316及托板支腿317将上横梁5受到的拉拔力更分散传递至预埋盒子1及墩身内，有效避免防脱组件3由于受力集中而发生损坏，进一步提高施工的安全性。

上述托架上横梁防脱装置，通过两隔板15围成的插入导向部16能够对上横梁5的插入导向及限位，使得上横梁5在预埋盒子1内更加稳定，不易摆动。

可以理解，在其他实施方式中，可以仅一侧板311或连接板314与预埋盒子1固定连接，但其可能会降低施工的安全性。

可以理解，预埋盒子1不限于本实施例的立方体状，其也可以根据需要设置为其他形状。

可以理解，在其他实施方式中，隔板15可以省略，此时，防脱组件3直接安装在安装腔10内并与插入安装腔10内的上横梁5一端的加劲板6配合。

可以理解，防脱组件3及加劲板6的数量不限于本实施例，其可以根据需要设置为其他数目。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种托架上横梁防脱装置，其特征在于，包括预埋盒子(1)、防脱组件(3)及上横梁(5)，其中：

预埋盒子(1)内设有具有插口(18)的安装腔(10)；

防脱组件(3)设于安装腔(10)内，防脱组件(3)包括固定座(31)、顶芯(32)、楔形块(33)及弹性件(34)，固定座(31)固定于安装腔(10)内；顶芯(32)与固定座(31)滑动连接，顶芯(32)的可滑动方向与上横梁(5)的长度方向垂直；楔形块(33)固定于顶芯(32)靠近上横梁(5)的一端，楔形块(33)具有一楔形面(331)及一抵接平面(332)，楔形面(331)设于楔形块(33)朝向插口(18)的一侧，抵接平面(332)设于楔形块(33)背向插口(18)的一侧；弹性件(34)的相对两端分别与固定座(31)及顶芯(32)弹性接触；

上横梁(5)的一端上固定有加劲板(6)，上横梁(5)设有加劲板(6)的一端经由插口(18)插接于安装腔(10)内，在上横梁(5)插入的过程中，加劲板(6)沿楔形面(331)滑动并抵压楔形块(33)，从而使得楔形块(33)及顶芯(32)沿远离上横梁(5)的方向滑动并压缩弹性件(34)，进而使得上横梁(5)的加劲板(6)能够越过楔形面(331)而进入预埋盒子(1)，当上横梁(5)的加劲板(6)越过楔形面(331)后，弹性件(34)的弹性恢复力使得顶芯(32)及楔形块(33)沿靠近上横梁(5)的方向滑动，直至抵接平面(332)挡设于加劲板(6)面向插口(18)的一侧，从而防止上横梁(5)从预埋盒子(1)中脱出。

2.如权利要求1所述的托架上横梁防脱装置，其特征在于，固定座(31)包括两相对间隔设置的侧板(311)及固定连接两侧板(311)同一端的连接板(314)，两侧板(311)和连接板(314)围成滑动腔(310)，至少一侧板(311)和/或连接板(314)与预埋盒子(1)固定连接；顶芯(32)滑动地穿设连接板(314)以伸入滑动腔(310)；弹性件(34)位于所述滑动腔(310)内，且一端与连接板(314)弹性接触。

3.如权利要求2所述的托架上横梁防脱装置，其特征在于，每一侧板(311)包括主板(312)及侧板支腿(313)，两侧板(311)的主板(312)平行相对设置，连接板(314)固定连接两主板(312)的同一端；侧板支腿(313)的一端固定连接主板(312)的外侧壁，侧板支腿(313)的另一端固定连接预埋盒子(1)的内壁。

4.如权利要求2所述的托架上横梁防脱装置，其特征在于，连接板(314)包括挡板(315)及托板(316)，挡板(315)固定连接两侧板(311)的同一端，托板(316)固定连接挡板(315)的底部，托板(316)靠近楔形块(33)的一端延伸至滑动腔(310)的底部，托板(316)远离楔形块(33)的一端延伸至滑动腔(310)外并与预埋盒子(1)的内壁固定连接；顶芯(32)滑动地穿设挡板(315)。

5.如权利要求4所述的托架上横梁防脱装置，其特征在于，连接板(314)还包括托板支腿(317)，托板支腿(317)位于滑动腔(310)外，托板支腿(317)的一端固定连接托板(316)，托板支腿(317)的另一端固定连接预埋盒子(1)的内壁。

6.如权利要求2所述的托架上横梁防脱装置，其特征在于，所述顶芯(32)包括芯轴(321)及凸设于芯轴(321)周壁上的抵接凸缘(323)，芯轴(321)滑动地穿设连接板(314)，弹性件(34)远离连接板(314)的一端与抵接凸缘(323)弹性接触；楔形块(33)固定于芯轴(321)靠近上横梁(5)的一端。

7.如权利要求6所述的托架上横梁防脱装置，其特征在于，抵接凸缘(323)与侧板(311)间隔设置。

8.如权利要求1所述的托架上横梁防脱装置，其特征在于，预埋盒子(1)内固定装设有两平行间隔设置的隔板(15)，两隔板(15)将所述安装腔(10)分隔为插入导向部(16)及分别位于插入导向部(16)相对两侧的两安装部(17)，插入导向部(16)一端贯通预埋盒子(1)形成所述插口(18)；上横梁(5)设有加劲板(6)的一端经由插口(18)插接于插入导向部(16)内；至少一安装部(17)内固定有所述防脱组件(3)，隔板(15)上对应防脱组件(3)开设有连通口(151)，防脱组件(3)的楔形块(33)滑动穿设对应的连通口(151)，从而使得楔形块(33)能够伸入插入导向部(16)内以与加劲板(6)配合。

9.如权利要求8所述的托架上横梁防脱装置，其特征在于，上横梁(5)一端的相对两侧上均固定有加劲板(6)，两安装部(17)内均固定有所述防脱组件(3)，两安装部(17)内的防脱组件(3)分别与上横梁(5)相对两侧的加劲板(6)配合。

10.如权利要求8所述的托架上横梁防脱装置，其特征在于，两安装部(17)内均固定有多个所述防脱组件(3)，多个所述防脱组件(3)分为多排，多排防脱组件(3)沿插入导向部(16)的高度方向间隔设置，每排中的若干防脱组件(3)沿插入导向部(16)的长度方向间隔设置。