CN117188333A - 一种可拆卸拱架拱脚及其使用方法 - Google Patents

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张涓
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Abstract

本发明公开了一种可拆卸拱架拱脚及其使用方法,涉及公路与城市道路桥梁建造技术领域。该可拆卸拱架拱脚,包括单端双销孔耳板全螺纹螺杆、双向螺纹连接套筒、三角桁架拱脚、拱脚基础承压件、支撑基础铰销件、长单端单销孔耳板全螺纹螺杆、短单端单销孔耳板全螺纹螺杆、地脚预埋螺栓。该可拆卸拱架拱脚及其使用方法,通过单端双销孔耳板全螺纹螺杆的双销孔构造,可配合连接杆件及支撑基础铰销件形成稳定的三角桁架结构,并能实现不同施工环境及工况中,随时对拱脚约束的固结及铰接体系转换。同时,拱脚基础承压件及支撑基础铰销件等支撑反力构件,均采用预埋螺栓或预埋螺纹套筒进行连接,便于安装及拆卸,套件可重复利用,尤其在多孔桥梁上,便利性及经济型更为优异。

Description

一种可拆卸拱架拱脚及其使用方法
技术领域
本发明涉及公路与城市道路桥梁建造技术领域,具体为一种可拆卸拱架拱脚及其使用方法。
背景技术
对于上部结构底部呈拱形、抛物线或悬链线曲线的中小跨径现浇钢筋混凝土/预应力混凝土构造,往往采用支架施工或拱架施工,而拱架施工没有支架施工的基础落地问题,更适合复杂多变的现场施工条件。
施工用桁架式拱架目前主要有贝雷梁片拼装式拱架、六四军用梁片拼装式拱架、可微调式钢拱架及可调三角桁架片拱架等形式。
而常规桁架式拱架拱脚工程上多采用埋置式或半埋置式,存在调整定位困难、破坏性切割拆除后需二次浇筑进行表面处理、无法根据施工阶段需求便捷地进行固结及铰接的体系转换、构件重复利用率较低、通用性较差无法适应拱架尺寸调整等问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种可拆卸拱架拱脚及其使用方法,解决了常规桁架式拱架拱脚工程上多采用埋置式或半埋置式,存在调整定位困难、破坏性切割拆除后需二次浇筑进行表面处理、无法根据施工阶段需求便捷地进行固结及铰接的体系转换、构件重复利用率较低、通用性较差无法适应拱架尺寸调整的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种可拆卸拱架拱脚,包括单端双销孔耳板全螺纹螺杆、双向螺纹连接套筒、三角桁架拱脚、拱脚基础承压件、支撑基础铰销件、长单端单销孔耳板全螺纹螺杆、短单端单销孔耳板全螺纹螺杆、地脚预埋螺栓;
所述单端双销孔耳板全螺纹螺杆为螺杆一端固定有两付可同时进行两组不同栓接连接的销孔耳板,所述双向螺纹连接套筒为套筒两端内螺纹分别为顺时针及逆时针布置的套筒;
所述三角桁架拱脚为采用加劲钢管与拱脚铰接构造组成的类三角形构件,所述三角桁架拱脚铰接构造由大直径钢管圈内焊圆形承压钢板及相应加劲组成,所述三角桁架拱脚基础承压件为较拱脚铰接钢管直径稍大的钢板弧面及其承压扩展加劲构件组成;
所述销孔耳板根据拼接的对接头匹配为阴阳销孔耳板,所述双向螺纹连接套筒两端部可设置有约束螺杆旋转的贯穿套筒壁厚的螺杆紧固限位孔,所述螺杆的全螺纹也可由于加工等因素并非通长布设螺纹。
一种可拆卸拱架拱脚的使用方法,包括上述所述的可拆卸拱架拱脚,具体操作如下:
S1、施工拱座或桥墩,并根据规划及计算,布置预埋螺栓,为保证位置定位准确及平整度,可辅助开孔薄钢板进行预埋螺栓/螺纹套管工艺;
S2、拱座或桥墩强度及弹模满足要求后,先平整连接面,然后采用临时支撑或临时定位进行拱脚基础承压件及支撑基础铰销件的高强螺栓预紧连接;
S3、在支墩/支架/扣索辅助下,将拱架节段吊装至拱脚基础承压件,在三角桁架拱脚与拱脚基础承压件铰接基础上,调整拱架标高,并利用双向螺纹连接套筒调节连接杆连接拱架及拱脚基础支撑件,实现初始拱脚临时固接;
S4、拱架合拢后,解除拱铰临时固结,在临时支墩或支架辅助下,依然可通过双向螺纹连接套筒微调拱架曲线线形至理论设计值;
S5、拱架在双铰拱模式下,完成上部浇筑施工;
S6、利用临时支架/支撑/扣索先完成拱架分段拆除,再进行拱脚拆除,预埋螺栓/螺纹套管可根据需求保留或平整处理。
优选的,所述双向螺纹连接套筒可通过自身顺时针或逆时针旋转改变两端连接螺杆的相对间距。
优选的,所述三角桁架拱脚基础承压件及支撑基础铰销件均采用预埋螺栓与基础/桥墩/拱座进行施工栓接。
优选的,所述双向螺纹连接套筒中部还可设置有多个长度调节卡孔/螺孔,所述双向螺纹连接套筒限位孔及长度调节孔也可被其它限位装置替代。
优选的,所述地脚预埋螺栓也可由与高强螺栓配套的预埋内螺纹套筒替代。
(三)有益效果
本发明提供了一种可拆卸拱架拱脚及其使用方法。具备以下有益效果:
该可拆卸拱架拱脚及其使用方法,通过单端双销孔耳板全螺纹螺杆的双销孔构造,可配合连接杆件及支撑基础铰销件形成稳定的三角桁架结构。同时,拱脚基础承压件及支撑基础铰销件等支撑反力构件,均采用预埋螺栓或预埋螺纹套筒进行连接,便于安装及拆卸,套件可重复利用,尤其在多孔桥梁上,便利性及经济型更为优异。而且,通过拱脚的上下弦节点与支撑基础铰销件间的可调连接杆,满足不同施工环境及工况中对拱脚约束的固结及铰接体系转换,极大增强了拱架在吊装、悬拼中的稳定系数,也进一步增强了施工拱架在抗风抗震抗洪中的安全性及稳定性。另外,由于其通用性及可调性,本发明适用的拱架拱脚也并不限于标准321贝雷梁拱架,包括加强型贝雷梁、200型贝雷梁或是类似的各种成品拼装结构桁架梁的拱架均可使用,具有调整范围大,定位调整快速、拼装及拆卸便捷、满足施工各工况体系转换需求、构件重复利用率高、通用性较好等优势,并能实现不同施工环境及工况中,随时对拱脚约束的固结及铰接体系转换。
附图说明
图1是联拱中62m跨径拱圈的中部支墩法拱架及拱脚立面布置示意图。
图2是图1的本发明的拱架拱脚局部连接大样示意图。
图3、4、5是本发明拱架拱脚的不同倾角或基础形态的安装示意图。
其中:1.三角桁架拱脚,2.拱脚基础承压件,3.支撑基础铰销件,4.单端双销孔耳板全螺纹螺杆,5.双向螺纹连接套筒,6.长单端单销孔耳板全螺纹螺杆,7.短单端单销孔耳板全螺纹螺杆,8.地脚预埋螺栓。
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他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5,本发明提供一种技术方案:一种可拆卸拱架拱脚,包括单端双销孔耳板全螺纹螺杆4、双向螺纹连接套筒5、三角桁架拱脚1、拱脚基础承压件2、支撑基础铰销件3、长单端单销孔耳板全螺纹螺杆6、短单端单销孔耳板全螺纹螺杆7、地脚预埋螺栓8;
单端双销孔耳板全螺纹螺杆4为螺杆一端固定有两付可同时进行两组不同栓接连接的销孔耳板,双向螺纹连接套筒5为套筒两端内螺纹分别为顺时针及逆时针布置的套筒;
三角桁架拱脚1为采用加劲钢管与拱脚铰接构造组成的类三角形构件,三角桁架拱脚1铰接构造由大直径钢管圈内焊圆形承压钢板及相应加劲组成,三角桁架拱脚1基础承压件为较拱脚铰接钢管直径稍大的钢板弧面及其承压扩展加劲构件组成;
销孔耳板根据拼接的对接头匹配为阴阳销孔耳板,双向螺纹连接套筒两端部可设置有约束螺杆旋转的贯穿套筒壁厚的螺杆紧固限位孔,螺杆的全螺纹也可由于加工等因素并非通长布设螺纹;
其中,双向螺纹连接套筒5可通过自身顺时针或逆时针旋转改变两端连接螺杆的相对间距;
三角桁架拱脚1基础承压件及支撑基础铰销件均采用预埋螺栓与基础/桥墩/拱座进行施工栓接;
双向螺纹连接套筒5中部还可设置有多个长度调节卡孔/螺孔,双向螺纹连接套筒5限位孔及长度调节孔也可被其它限位装置替代;
地脚预埋螺栓8也可由与高强螺栓配套的预埋内螺纹套筒替代。
一种可拆卸拱架拱脚的使用方法,包括上述的可拆卸拱架拱脚,具体操作如下:
S1、施工拱座或桥墩,并根据规划及计算,布置预埋螺栓,为保证位置定位准确及平整度,可辅助开孔薄钢板进行预埋螺栓/螺纹套管工艺;
S2、拱座或桥墩强度及弹模满足要求后,先平整连接面,然后采用临时支撑或临时定位进行拱脚基础承压件及支撑基础铰销件的高强螺栓预紧连接;
S3、在支墩/支架/扣索辅助下,将拱架节段吊装至拱脚基础承压件,在三角桁架拱脚与拱脚基础承压件铰接基础上,调整拱架标高,并利用双向螺纹连接套筒调节连接杆连接拱架及拱脚基础支撑件,实现初始拱脚临时固接;
S4、拱架合拢后,解除拱铰临时固结,在临时支墩或支架辅助下,依然可通过双向螺纹连接套筒微调拱架曲线线形至理论设计值;
S5、拱架在双铰拱模式下,完成上部浇筑施工;
S6、利用临时支架/支撑/扣索先完成拱架分段拆除,再进行拱脚拆除,预埋螺栓/螺纹套管可根据需求保留或平整处理。
实施例一
如图1所示的是某17孔连续钢筋混凝土葵花形拱桥,其中的62m跨径的第9孔主拱圈的施工贝雷梁拱架布置。其中主拱圈采用悬链线作为合理拱轴线,拱轴系数2.81。
该拱架方案中,利用拱座及承台设置预埋螺栓连接拱架拱脚组件,通过钢栈桥上履带吊,将大小桩号两半片预拼完成的双片单元贝雷拱架,拱架于拱铰及临时支墩上就位后合拢,并设置横向分配梁。通过定制的贝雷架螺纹伸缩连接杆的长度调整,设定合适的施工预拱度后,解除拱铰固结及临时支墩支撑,形成双铰拱的拱架模式。接着在横向分配梁上搭设纵向工字钢小肋及竹胶板底模板以进行拱圈混凝土的分批浇筑施工。
拱圈浇筑完成后,在已形成刚度的拱圈上设置吊梁及利用临时支墩,拆除拱架拱顶杆件,可于防护下将拱架竖转,并逐单元拆除后,再拆除预埋螺栓紧固的拱脚组件及水上临时钢管支架。各构件运至下一施工拱联作业面再次拼装,可重复利用。
实施例二
如图3、图4、图5所示的是本发明拱架拱脚的不同倾角或基础形态的安装示意图。
显然,本发明的可拆卸式拱架拱脚,可适应的构造水平角大致在20°~60°之间,基本涵盖现有大部分桥梁工程构造物的需求。同时,无论是矮拱座或是高墩,均可设置本拱架拱铰构造。
本发明通过单端双销孔耳板全螺纹螺杆的双销孔构造,可配合连接杆件及支撑基础铰销件形成稳定的三角桁架结构。同时,拱脚基础承压件及支撑基础铰销件等支撑反力构件,均采用预埋螺栓或预埋螺纹套筒进行连接,便于安装及拆卸,套件可重复利用,尤其在多孔桥梁上,便利性及经济型更为优异。而且,通过拱脚的上下弦节点与支撑基础铰销件间的可调连接杆,满足不同施工环境及工况中对拱脚约束的固结及铰接体系转换,极大增强了拱架在吊装、悬拼中的稳定系数,也进一步增强了施工拱架在抗风抗震抗洪中的安全性及稳定性。另外,由于其通用性及可调性,本发明适用的拱架拱脚也并不限于标准321贝雷梁拱架,包括加强型贝雷梁、200型贝雷梁或是类似的各种成品拼装结构桁架梁的拱架均可使用。
因此,本发明提出的一种可拆卸拱架拱脚具有调整范围大,定位调整快速、拼装及拆卸便捷、满足施工各工况体系转换需求、构件重复利用率高、通用性较好等优势。
综上所述,该可拆卸拱架拱脚及其使用方法,通过单端双销孔耳板全螺纹螺杆的双销孔构造,可配合连接杆件及支撑基础铰销件形成稳定的三角桁架结构。同时,拱脚基础承压件及支撑基础铰销件等支撑反力构件,均采用预埋螺栓或预埋螺纹套筒进行连接,便于安装及拆卸,套件可重复利用,尤其在多孔桥梁上,便利性及经济型更为优异。而且,通过拱脚的上下弦节点与支撑基础铰销件间的可调连接杆,满足不同施工环境及工况中对拱脚约束的固结及铰接体系转换,极大增强了拱架在吊装、悬拼中的稳定系数,也进一步增强了施工拱架在抗风抗震抗洪中的安全性及稳定性。另外,由于其通用性及可调性,本发明适用的拱架拱脚也并不限于标准321贝雷梁拱架,包括加强型贝雷梁、200型贝雷梁或是类似的各种成品拼装结构桁架梁的拱架均可使用,具有调整范围大,定位调整快速、拼装及拆卸便捷、满足施工各工况体系转换需求、构件重复利用率高、通用性较好等优势,并能实现不同施工环境及工况中,随时对拱脚约束的固结及铰接体系转换。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种可拆卸拱架拱脚,其特征在于:包括单端双销孔耳板全螺纹螺杆(4)、双向螺纹连接套筒(5)、三角桁架拱脚(1)、拱脚基础承压件(2)、支撑基础铰销件(3)、长单端单销孔耳板全螺纹螺杆(6)、短单端单销孔耳板全螺纹螺杆(7)、地脚预埋螺栓(8);
所述单端双销孔耳板全螺纹螺杆(4)为螺杆一端固定有两付可同时进行两组不同栓接连接的销孔耳板,所述双向螺纹连接套筒(5)为套筒两端内螺纹分别为顺时针及逆时针布置的套筒;
所述三角桁架拱脚(1)为采用加劲钢管与拱脚铰接构造组成的类三角形构件,所述三角桁架拱脚(1)铰接构造由大直径钢管圈内焊圆形承压钢板及相应加劲组成,所述三角桁架拱脚(1)基础承压件为较拱脚铰接钢管直径稍大的钢板弧面及其承压扩展加劲构件组成;
所述销孔耳板根据拼接的对接头匹配为阴阳销孔耳板,所述双向螺纹连接套筒两端部可设置有约束螺杆旋转的贯穿套筒壁厚的螺杆紧固限位孔,所述螺杆的全螺纹也可由于加工等因素并非通长布设螺纹。
2.一种可拆卸拱架拱脚的使用方法,其特征在于:包括权利要求1所述的可拆卸拱架拱脚,具体操作如下:
S1、施工拱座或桥墩,并根据规划及计算,布置预埋螺栓,为保证位置定位准确及平整度,可辅助开孔薄钢板进行预埋螺栓/螺纹套管工艺;
S2、拱座或桥墩强度及弹模满足要求后,先平整连接面,然后采用临时支撑或临时定位进行拱脚基础承压件及支撑基础铰销件的高强螺栓预紧连接;
S3、在支墩/支架/扣索辅助下,将拱架节段吊装至拱脚基础承压件,在三角桁架拱脚与拱脚基础承压件铰接基础上,调整拱架标高,并利用双向螺纹连接套筒调节连接杆连接拱架及拱脚基础支撑件,实现初始拱脚临时固接;
S4、拱架合拢后,解除拱铰临时固结,在临时支墩或支架辅助下,依然可通过双向螺纹连接套筒微调拱架曲线线形至理论设计值;
S5、拱架在双铰拱模式下,完成上部浇筑施工;
S6、利用临时支架/支撑/扣索先完成拱架分段拆除,再进行拱脚拆除,预埋螺栓/螺纹套管可根据需求保留或平整处理。
3.根据权利要求1所述的一种可拆卸拱架拱脚,其特征在于:所述双向螺纹连接套筒(5)可通过自身顺时针或逆时针旋转改变两端连接螺杆的相对间距。
4.根据权利要求1所述的一种可拆卸拱架拱脚,其特征在于:所述三角桁架拱脚(1)基础承压件及支撑基础铰销件均采用预埋螺栓与基础/桥墩/拱座进行施工栓接。
5.根据权利要求1所述的一种可拆卸拱架拱脚,其特征在于:所述双向螺纹连接套筒(5)中部还可设置有多个长度调节卡孔/螺孔,所述双向螺纹连接套筒(5)限位孔及长度调节孔也可被其它限位装置替代。
6.根据权利要求1所述的一种可拆卸拱架拱脚,其特征在于:所述地脚预埋螺栓(8)也可由与高强螺栓配套的预埋内螺纹套筒替代。
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