CN204224991U - 一种梁底纵横坡自调平结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种梁底纵横坡自调平结构，该结构包括底座、垫盘、支撑机构和压浆机构；支撑机构包括螺柱及与其螺纹连接的套管，套管设于底座上且套管下侧预开有出浆孔，螺柱由螺帽和螺杆连接组成，螺帽顶面为球形凸面；垫盘预埋于梁板底部，其底面为球形凹面且与螺帽配合；压浆机构包括侧模、出浆管和注浆管，底座作为压浆机构的底模。本实用新型采用同曲率的球形凹面和凸面作为临时支撑，在梁体纵横坡变化时，由最初点接触产生的不平衡力实现自动滑移，以达到球面的整体支撑；支撑机构的总体高度可调节，在整孔梁板架设完成后，可实现动态调整，改善梁板连接的平顺度，改善支座受力的均匀性，提高桥梁结构整体性和支座的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种梁底纵横坡自调平结构。
背景技术
预制空心板梁梁底调平垫块，是一个重要的构造措施，以保证支座受力均匀，延长支座使用寿命，以及保证梁板安装平顺，确保梁板整体受力。常用形式为：混凝土楔形垫块。
根据桥梁设计规范要求，当桥梁纵坡大于1％时，应在梁底采取措施，使支座保持水平，即需设置纵向调平构造；而桥梁一般均需设置横坡，为使支座横向保持水平，同时还需进行横向调平。目前国内工程实践均采用混凝土楔形垫块构造：即在梁板预制时，在梁底支座位置同步现浇一个凸出的楔形块。楔形块四个角点凸出梁底面的高度hi根据纵横坡确定，即hi＝h0±a×i纵％±b×i横％，其中h0为支座中心点凸出高度，a为楔形块纵桥向宽度，b为楔形块横桥向宽度。可见当纵横坡发生变化时，楔形块四个角点的高度需相应调整。而实际工程中，桥梁每跨的纵横坡都可能在变化，这样梁底垫块高度随时需调整。
梁板在底座上预制，由于楔形块凸出梁底面，需要在底座上开设相应的楔形槽口，当楔形块尺寸变化时，底座上的槽口也要相应调整。而底座一般为水泥混凝土结构上铺设钢底模，频繁调整槽口的工作量极大，且实施的精度也较难控制。所以在以往的工程实践中，部分工程未及时调整楔形块高度，而采用统一的楔形块，导致了梁板架设后存在横向或纵向高差，从而影响了结构的整体性，桥面铺装局部厚度偏厚或偏薄，引起桥面损坏等多种病害。
因此，有必要改进现有梁底纵横坡调平结构，开发一种能自适应纵横坡变化，实施简洁，精度可控，确保结构受力的调平结构。
实用新型内容
针对现有技术所存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种梁底纵横坡自调平结构，其采用合理的组合方式优化结构构造，提高施工效率和施工精度，从而提高桥梁使用寿命。
一种梁底纵横坡自调平结构，包括：底座、垫盘、支撑机构和压浆机构；所述的支撑机构包括螺柱及与其螺纹连接的套管，所述的套管设于底座上且套管下侧预开有出浆孔，所述的螺柱由螺帽和螺杆连接组成，螺帽顶面为球形凸面；
所述的垫盘预埋于梁板底部，其顶面为水平面，底面为球形凹面且与螺帽配合；由于纵横坡影响，以及定位的误差影响，两个球面的中心并不在一条铅垂线上，故当梁底垫盘球形凹面与螺帽球形凸面初接触时，为偏离中心的球面上一点接触；球面上的点接触产生横向和纵向的水平力，使支撑机构相对底座发生滑移，最终当螺帽凸面与垫盘球形凹面完全吻合时，支撑机构处于自平衡稳定状态，实现梁体纵横坡的自调平，且由于是球面整体接触，故能保证梁体和螺杆受力均匀，即能保证支座受力均匀。
所述的压浆机构包括侧模、出浆管和注浆管，所述的底座作为压浆机构的底模与侧模形成筒状结构，使得所述的支撑机构位于该筒状结构内；所述的出浆管和注浆管分别开设于侧模的上侧和下侧。
优选地，所述的螺帽顶面粘贴有橡胶垫；能够改善球面受力。
所述的垫盘和支撑机构均采用钢材质，可在工厂内批量制造。
优选地，所述的垫盘顶面焊接有钢筋；能够分散其局部压力，加强其与混凝土的连接。
优选地，所述的套管与底座之间黏贴有一层四氟滑板，四氟滑板上预开有出浆孔；保证与支撑机构之间在平面内可任意滑动。
优选地，所述的侧模采用波纹管状结构；高度可调，压力作用下能与梁体自封闭。
所述的底座的顶面以及侧面均开有出浆孔且两处出浆孔连通，其中侧面的出浆孔与所述的注浆管对准。
所述的支撑机构的总高度可通过施拧螺柱或套管实现动态调整。
本实用新型的主体结构(底座、支撑机构和压浆机构)安装于墩台的支座上，垫盘预埋于梁板内部，对梁体预制无任何影响；通过压浆，可实现由钢构件临时支撑到钢-混凝土组合构件永久支撑的转变。
上述梁底纵横坡自调平结构的施工方法，具体步骤如下：
(1)在梁板预制时将所述的垫盘预埋于梁板底部；
(2)在墩台上安装支座，进而在支座上安装所述的底座和支撑机构，并通过施拧螺柱或套管调整支撑总高度；
(3)架设梁板，将梁板预埋入垫盘的位置处与支座位置对准，通过垫盘凹面与螺帽凸面自适应调整以实现球面支撑；
(4)安装所述的压浆机构，并通过注浆管注入浆液，浆液将由侧模围成的密闭空间填满后从出浆管溢出，待浆液凝固后即形成了钢-混凝土组合的永久支撑结构。
本实用新型具有以下有益技术效果：
(1)本实用新型采用同曲率的球形凹面和凸面作为临时支撑，在梁体纵横坡变化时，由最初点接触产生的不平衡力实现自动滑移，以达到球面的整体支撑。
(2)本实用新型支撑机构的总体高度可调节，在整孔梁板架设完成后，可实现动态调整，改善梁板连接的平顺度，改善支座受力的均匀性，提高桥梁结构整体性和支座的使用寿命。
(3)本实用新型对于相同跨径的梁板，不论纵横坡如何变化，所有钢构件均适用，可实现工厂批量化生产。
附图说明
图1为本实用新型自调平结构的结构示意图。
图2为垫盘的结构示意图。
图3为支撑机构的结构示意图。
图4为底座的结构示意图。
图5为压浆机构的结构示意图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细说明。
如图1所示，一种梁底纵横坡自调平结构，包括垫盘1、支撑机构2、底座3和压浆机构4；其中：
如图2所示，垫盘1在工厂内批量加工，其顶面为水平面，底面为球形凹面，曲率为ρ1，顶面上焊接预埋钢筋5加强与梁体混凝土的连接；垫盘1为直接承力构件，需要将承压力传递给梁体，故在其顶面的混凝土内设置若干层钢筋网片，以分散其局部压力；在梁板预制时，放样出支座位置，将垫盘1置于对应位置，并与梁体内其它钢筋进行绑扎连接，浇筑梁板混凝土。
如图3所示，支撑机构2在工厂内批量加工，支撑机构2由螺杆22、螺帽23和套管21组成。螺杆22与套管21之间通过内外螺纹连接，通过施拧螺杆22或套管21可任意调整支撑总高度，但其最大高度应满足受力最小有效螺纹牙数的要求；螺帽23顶面为球形凸面，假设其曲率为ρ2，与垫盘1的球形凹面曲率ρ1相等，且垫盘1凹形球面圆心角度应大于螺帽23凸形球面圆心角；套管21侧部设置若干出浆孔6，以保证能形成压浆通道，同时利用出浆孔6可施拧套管21；为进一步改善球面受力，在螺帽23顶面黏贴橡胶垫24。由于纵横坡影响以及定位的误差影响，两个球面的中心并不在一条铅垂线上，故当垫盘1凹面与螺帽23球形凸面初接触时，为偏离中心的球面上一点接触。球面上的点接触产生横向和纵向的水平力，使支撑机构2相对底座3发生滑移，最终当螺帽23凸面与垫盘1凹面完全吻合时，支撑机构2处于自平衡稳定状态，实现梁体纵横坡的自调平；且由于是球面整体接触，故能保证梁体和螺杆受力均匀，即能保证支座受力均匀。
如图4所示，底座3采用橡胶材料，并在其顶面黏贴一层四氟滑板7(预开有出浆孔6)作为滑动面，保证与支撑机构2之间在平面内可任意滑动；底座3的顶面以及侧面均开有出浆孔6且两处出浆孔6连通。
如图5所示，压浆机构4是由侧模41、注浆管42和出浆管43组成，侧模41采用波纹管状结构，高度可调，在压力作用下能与梁体自封闭；底座3作为压浆机构4的底模与侧模41形成筒状结构，使得支撑机构2位于该筒状结构内，侧模41与底模之间无缝连接；底座3侧面的出浆孔6与注浆管42对准。由于垫盘1、支撑机构2均为钢构件，长时间暴露于大气中易腐蚀；另外为节约造价，支撑机构2的平面尺寸要小于支座尺寸，长时间或过大荷载作用下对支座不利。所以在梁板架设后且纵横坡调整到位后，安装压浆机构4并进行压浆，浆料将支撑钢构件整体包裹并形成一个混凝土的楔形体，实现由钢构件的临时支撑到钢-混凝土组合构件永久支撑的转变。
本实施方式在实际设计过程中，首先根据预制梁板的重量，在满足梁板自重作用下外螺纹的合应力不超过钢材容许应力要求下，确定螺杆22外螺纹尺寸D×Z(D为螺纹外径，Z为螺纹牙高度)，并结合竖向调整高度的要求确定螺纹牙数N和螺杆高度H。然后由螺杆22尺寸确定凸形螺帽23和垫盘1的尺寸，垫盘1凹形球面圆心角度应大于螺帽23凸形球面圆心角；另外垫盘1的尺寸应满足梁底局部承压的要求，可通过设置多层钢筋网片改善局部受力。底座3平面尺寸要求不小于支座平面。垫盘1和螺帽23的球面曲率根据支撑机构2相对于底座3滑移所需要的水平力确定。
本实施方式的具体施工过程如下：垫盘1和支撑机构2，钢结构按照下料、切割、精加工、焊接、组装等常规工序完成；垫盘1作为梁板的预埋件在梁板预制时进行安装，即先在梁板底座上放样出梁板支座位置，在该位置安装垫盘1，并同梁板内的钢筋进行连接固定，然后整体浇筑梁体混凝土；在墩台上安装梁板永久支座；在支座上安装底座3和支撑机构2，并将支撑总高度调整至设计理论值；采用汽车吊或架桥机架设梁板，此时梁板各支撑点的高程均已确定即梁板安装后的纵横坡已确定，支撑机构2与底座3之间将根据实际的纵横坡发生相对滑移，使螺帽23与垫盘1自行调整至球面支撑；待一联内的梁板均安装完成后可进一步检查梁板实际形成的纵横坡，对于存在偏差的梁板，仍然可以通过调整支撑机构2的总高度进行微调；一联内梁板安装均达到设计纵横坡的平顺要求后，安装压浆机构4，其与梁板底面、底座3形成了一个密闭空间，然后从底部预留的注浆管42进行压浆，浆液将密闭空间填满，并从顶板的出浆管43冒出，待浆液形成强度后即形成了钢-混凝土组合构件的永久支撑。
本实施方式自调平结构可改善梁板连接的平顺度，改善支座受力的均匀性，提高桥梁结构整体性和支座的使用寿命，并简化施工，实现施工的动态可控和可调，适用于空心板梁或其他梁板结构。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种梁底纵横坡自调平结构，其特征在于：包括底座、垫盘、支撑机构和压浆机构；所述的支撑机构包括螺柱及与其螺纹连接的套管，所述的套管设于底座上且套管下侧预开有出浆孔，所述的螺柱由螺帽和螺杆连接组成，螺帽顶面为球形凸面；
所述的垫盘预埋于梁板底部，其顶面为水平面，底面为球形凹面且与螺帽配合；所述的压浆机构包括侧模、出浆管和注浆管，所述的底座作为压浆机构的底模与侧模形成筒状结构，使得所述的支撑机构位于该筒状结构内；所述的出浆管和注浆管分别开设于侧模的上侧和下侧。
2.根据权利要求1所述的梁底纵横坡自调平结构，其特征在于：所述的螺帽顶面粘贴有橡胶垫。
3.根据权利要求1所述的梁底纵横坡自调平结构，其特征在于：所述的垫盘和支撑机构均采用钢材质。
4.根据权利要求1所述的梁底纵横坡自调平结构，其特征在于：所述的垫盘顶面焊接有钢筋。
5.根据权利要求1所述的梁底纵横坡自调平结构，其特征在于：所述的套管与底座之间黏贴有一层四氟滑板，四氟滑板上预开有出浆孔。
6.根据权利要求1所述的梁底纵横坡自调平结构，其特征在于：所述的侧模采用波纹管状结构。
7.根据权利要求1所述的梁底纵横坡自调平结构，其特征在于：所述的底座的顶面以及侧面均开有出浆孔且两处出浆孔连通，其中侧面的出浆孔与所述的注浆管对准。
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