CN201649629U - 一种用于圆端型桥墩圆弧段模板上的柔性桁架背楞 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于桥梁工程中桥墩施工的模板技术领域，具体涉及一种用于圆端型桥墩圆弧段模板上的柔性桁架背楞，解决了圆弧形模板使用刚性梁式背楞带来的材料用量大、重复利用率低、加工制作复杂和进度慢等问题，其特征在于所述的背楞为柔性桁架结构，包括沿圆弧段模板外周均布的若干桁架单元以及将各桁架单元连接为整体的桁架连接系统。本实用新型的有益效果：①结构灵活，对于变截面的桥墩，无需重新加工和设计背楞；②重复利用率高，背楞设计为柔性桁架式，属可调结构，可应用于不同结构尺寸的圆弧形桥墩；③简化了圆弧形背楞的加工制作过程，加快了施工速度；④桁架式结构刚度大，能更好地保证桥墩的混凝土浇筑质量和外形美观。

Description

一种用于圆端型桥墩圆弧段模板上的柔性桁架背楞

技术领域

本实用新型属于桥梁工程中桥墩施工的模板技术领域，具体涉及一种用于圆端型桥墩圆弧段模板上的柔性桁架背楞。

背景技术

目前的模板常见有“无背楞”和“带背楞”两种设计，在桥梁工程桥墩施工中，根据桥墩的外形(如圆端型、矩形等)，可分为直模板和曲模板，由于桥墩施工一次浇筑混凝土高度高、浇筑速度快和高标号混凝土使用等原因，混凝土对模板的侧压力值较大，需要设置背楞以满足模板强度和刚度的要求。目前，直、曲模板背楞采用型钢制作，为整体刚性的梁结构，但是，由于背楞需要承受所有混凝土的侧压力，整体刚性的梁结构其强度和刚度值需要设计的很大，容易造成材料的浪费；另外，对于曲模板，如圆弧形模板，背楞需要根据不同的线形进行加工，使得加工的数量多，且重复利用率低。

发明内容

本实用新型为了解决圆弧形模板使用刚性梁式背楞带来的材料用量大、重复利用率低、加工制作复杂和进度慢等问题，提供了一种用于圆端型桥墩圆弧段模板上的柔性桁架背楞。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种用于圆端型桥墩圆弧段模板上的柔性桁架背楞，其特征在于所述的背楞为柔性桁架结构，包括沿圆弧段模板外周均布的若干桁架单元以及将各桁架单元连接为整体的桁架连接系统。

所述的桁架单元包括水平桁架及其下部的三角架，水平桁架和三角架通过连接法兰和圆弧段模板连接，所述的桁架连接系统包括长度可调的拉杆，拉杆两端分别连接有连接器，连接器通过销子与水平桁架连接。

水平桁架包括水平桁架内弦杆、水平桁架外弦杆以及两水平桁架腹杆。三角架包括一端与水平桁架外弦杆连接、另一端与圆弧段模板连接的三角架斜杆以及一端与水平桁架内弦杆连接、另一端与三角架斜杆下端连接三角架竖杆。水平桁架内、外弦杆与拉杆连接部位设有端头加强钢板。

本实用新型具有如下有益效果：①结构灵活，对于变截面的桥墩，无需重新加工和设计背楞；②重复利用率高，背楞设计为柔性桁架式，属可调结构，因此，可应用于不同结构尺寸的圆弧形桥墩；③简化了圆弧形背楞的加工制作过程，加快了施工速度；④桁架式结构刚度大，能更好地保证桥墩的混凝土浇筑质量和外形美观。

附图说明

图1为本实用新型的俯视结构示意图

图2为桁架单元的平视图

图3为桁架单元的侧视图

图4为桁架单元的俯视图

图5为桁架连接系统的俯视图

图6为桁架连接系统的侧视图

图7为混凝土侧压力的计算分布图

图8为本实用新型背楞计算模型

图中：1-桁架单元，2-桁架连接系统，3-圆弧段模板；

1.1-水平桁架内弦杆，1.2-水平桁架外弦杆，1.3-水平桁架腹杆，1.4-连接法兰，1.5-三角架斜杆，1.6-三角架竖杆，1.7-端头加强钢板；

2.1-连接器，2.2-拉杆，2.3-螺帽，2.4-销子。

具体实施方式

结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

用于圆端型桥墩圆弧段模板上的柔性桁架背楞，其特征在于所述的背楞为柔性桁架结构，包括沿圆弧段模板外周均布的若干桁架单元以及将各桁架单元连接为整体的桁架连接系统。

所述的桁架单元包括水平桁架及其下部的三角架，水平桁架和三角架通过连接法兰和圆弧段模板连接，所述的桁架连接系统包括拉杆，拉杆两端分别连接连接器，连接器通过销子与水平桁架连接。水平桁架内、外弦杆与拉杆连接部位设有端头加强钢板。

水平桁架包括水平桁架内弦杆、水平桁架外弦杆以及两水平桁架腹杆。三角架包括一端与水平桁架外弦杆连接、另一端与圆弧段模板连接的三角架斜杆以及一端与水平桁架内弦杆连接、另一端与三角架斜杆下端连接三角架竖杆。

模板按2.0m分节，柔性桁架背楞安装于2.0m高模板的上部，具体位置根据模板设计和结构计算而定。

以某圆端型桥墩模板的柔性桁架背楞为例：

1、结构设计

①圆弧段模板柔性桁架背楞主要包括：水平桁架、三角架、三角架和水平桁架与模板的连接法兰、连接水平桁架的拉杆、销子和连接器。水平桁架的内弦杆、外弦杆和腹杆采用槽钢[8(Q235钢)；三角架的竖杆和斜杆为角钢∠80*8(Q235钢)；连接法兰为双拼角钢2∠80*8(Q235钢)；连接水平桁架的拉杆为M27双向螺杆(Q235钢)、用M24销子(材料为40Cr钢)，连接器由10mm厚钢板制作，拉杆与连接器螺纹连接，水平桁架内外弦杆与拉杆连接部位用6mm厚钢板加强弦杆端头。

②水平桁架内外弦杆长320mm，内外弦杆间距510mm，三角架高425mm，连接法兰长185mm。

③模板按2.0m分节，柔性桁架背楞安装于2.0m高模板的上部，具体位置根据模板设计和结构计算而定。

④独立的水平桁架单元连接之间用双向螺杆将带有销子的连接器连接起来，使整个桁架单元连接为一个整体。拉杆的长度根据实际需要的长度来设定。

2、具体操作完成

①按设计图要求，加工制作连接法拉，并在模板上用螺栓进行固定连接。

②在连接法兰上焊接三角架的竖杆、斜杆。

③沿圆弧形模板完成上述全部构件的安装之后，进行独立水平桁架单元的安装，依次焊接水平桁架的内弦杆、腹杆及外弦杆，之后完成桁架单元之间的连接器和螺杆的安装。

④通过调整连接器使相邻桁架单元支架的螺杆在同一条直线上，通过螺栓完成连接。

3、结构检算

(一)验算依据

《钢结构设计规范》(GB50017-20003)。

《钢结构设计手册》。

(二)结构设计和计算参数

混凝土容重：25kN/m³。

Q235钢：E＝2.06×10⁵MPa，[σ]＝190MPa，[τ]＝110MPa。

混凝土初凝时间：10h。

墩身混凝土浇注速度：1.0m/h。

(三)荷载计算

新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力，可按下列二式计算，并采用二式中的较小值：

F＝0.22γ_ct₀β₁β₂V^1/2

F＝γ_cH

式中：F-新浇筑的混凝土对模板的最大侧压力(kN/m²)；

      γ_c-混凝土的重力密度(kN/m³)；

      t₀-新浇混凝土初凝时间(h)，可按实测确定。当缺乏试验资料时，可采用

计算，取10h；

      V-混凝土的浇灌速度(m/h)，取1.0m/h；

      H-混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度(m)

      β₁-外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2；

      β₂-混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时，取0.85；50～90mm时，取1.0；110～150mm时，取1.15；

混凝土侧压力的计算分布图如图7所示，有效压头高度(m)按下式计算： $h=\frac{F}{{\mathrm{\γ}}_c}.$

公式 $1:F=0.22{\mathrm{\γ}}_c{t}_0{\mathrm{\β}}_1{\mathrm{\β}}_2{V}^{1/2}=0.22\×25\×10\×1.2\×1.15\×\sqrt{1.0}=75.9\mathrm{kN}/m^2,$

取80kN/m²。

公式2：F＝γ_cH＝25×4＝100kN/m²

取最小值，故最大侧压力为80kN/m²＝0.08N/mm²，有效压头高度h＝80/25＝3.2m。

(四)计算结果

柔性桁架背楞计算模型见图8，桁架上部受力为45.1N/mm，下部受力为21.9N/mm。

由图可知，桁架型钢最大应力为81MPa，拉杆最大应力为136MPa。

桁架最大组合变形3.199mm。

桁架连接处的销子剪力在x、y方向上最大分别为：9006.8N，77837.9N，销子按受剪验算，其剪力为

(双剪)，满足要求。

Claims (4)

1.一种用于圆端型桥墩圆弧段模板上的柔性桁架背楞，其特征在于所述的背楞为柔性桁架结构，包括沿圆弧段模板(3)外周均布的若干桁架单元(1)以及将各桁架单元(1)连接为整体的桁架连接系统(2)。

2.根据权利要求1所述的用于圆端型桥墩圆弧段模板上的柔性桁架背楞，其特征在于所述的桁架单元(1)包括水平桁架及其下部的三角架，水平桁架和三角架通过连接法兰(1.4)和圆弧段模板(3)连接，所述的桁架连接系统(2)包括长度可调的拉杆(2.2)，拉杆(2.2)两端分别连接连接器(2.1)，连接器(2.1)通过销子(2.4)与水平桁架连接。

3.根据权利要求2所述的用于圆端型桥墩圆弧段模板上的柔性桁架背楞，其特征在于水平桁架包括水平桁架内弦杆(1.1)、水平桁架外弦杆(1.2)以及两水平桁架腹杆(1.3)，三角架包括一端与水平桁架外弦杆(1.2)连接、另一端与圆弧段模板(3)连接的三角架斜杆(1.5)以及一端与水平桁架内弦杆(1.1)连接、另一端与三角架斜杆(1.5)下端连接三角架竖杆(1.6)。

4.根据权利要求3所述的用于圆端型桥墩圆弧段模板上的柔性桁架背楞，其特征在于水平桁架内、外弦杆与拉杆(2.2)连接部位设有端头加强钢板(1.7)。

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