CN218932912U - 顶推施工用支座弯矩平衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了顶推施工用支座弯矩平衡装置，用于钢箱梁的顶推施工，包括，既有建筑，所述既有建筑表面形成支撑面；临时支架，所述临时支架位于所述既有建筑的支撑面上，并固定于所述既有建筑上；顶推支架，所述顶推支架固定于所述临时支架上；预应力监测组件，所述预应力监测组件位于所述临时支架上方，并靠近钢箱梁的顶推处设置，所述预应力组件用于监测钢箱梁顶推中，顶推支架传递至临时支架上的预应力；施力组件，所述施力组件位于所述临时支架底部，且连接有用于产生横向作用力的驱动机构；控制组件，所述控制组件内设有存储单元，所述控制组件的输入端和输出端分别与所述预应力监测组件以及驱动机构连接。

Description

顶推施工用支座弯矩平衡装置

技术领域

本实用新型涉及弯矩平衡技术领域，尤其涉及顶推施工用支座弯矩平衡装置。

背景技术

现有技术中，在山区大跨度钢箱梁施工时，为保证经济，桥墩数量少，在桥墩之间设置临时支架帮助实施桥梁顶推。然而实际施工中，因支座较高，顶推时支座底部基础产生巨大弯矩，导致支架上部易产生侧向倾斜，容易引发事故，而钢箱梁结构较大，一旦发生事故，其产生的可能不只是工期延期的问题，严重者，支架倾斜，可能会导致钢箱梁掉落，造成现场施工人员被砸伤，造成人身安全问题，直接造成工程的大事故。

为平衡支架支座处的弯矩，保持支架的垂直度，需在顶推侧另一侧采用活塞缸对支架施加反向力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于顶推施工用支座弯矩平衡装置，通过施力组件，产生与预应力相抵扣的力，减少了弯矩的产生，避免顶推支架因倾斜而发生事故。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现。

顶推施工用支座弯矩平衡装置，用于钢箱梁的顶推施工，包括，

既有建筑，所述既有建筑表面形成支撑面；

临时支架，所述临时支架位于所述既有建筑的支撑面上，并固定于所述既有建筑上；

顶推支架，所述顶推支架固定于所述临时支架上；

预应力监测组件，所述预应力监测组件位于所述临时支架上方，并靠近钢箱梁的顶推处设置，所述预应力监测组件用于监测钢箱梁顶推中，顶推支架传递至临时支架上的预应力；

施力组件，所述施力组件位于所述临时支架底部，且连接有用于产生横向作用力的驱动机构；

控制组件，所述控制组件内设有存储单元，所述控制组件的输入端和输出端分别与所述预应力监测组件以及驱动机构连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述既有建筑内预埋有连接件，所述连接件为金属件，所述临时支架通过金属管连接而成，所述临时支架与所述金属管焊接。

作为本实用新型的进一步改进，所述临时支架包括斜撑管、横管和竖管，所述竖管有若干个，若干个竖管底部与所述连接件连接，所述横管连接若干个竖管形成支撑框，所述斜撑管位于所述支撑框内。

作为本实用新型的进一步改进，所述预应力监测组件以及驱动机构均为若干个，每个所述竖管上均设置一个预应力监测组件以及驱动机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述临时支架上设置有剪刀撑，且所述临时支架的顶角处通过风锁和/或倒链将临时支架拉纤与既有建筑上。

作为本实用新型的进一步改进，所述施力组件位于所述竖管上，且设置于所述临时支架底部的五分之一到十分之一高度处。

作为本实用新型的进一步改进，所述顶推支架底部形成与所述临时支架顶部平行的框架结构，且所述顶推支架底部与所述临时支架顶部，一一对应，并通过螺栓固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述预应力监测组件包括壳体，以及位于壳体上的若干个安装孔，所述壳体通过安装孔装配于所述临时支架上。

作为本实用新型的进一步改进，还包括位于壳体外侧形成测试点的应变片，所述应变片黏贴于所述临时支架的表面上。

作为本实用新型的进一步改进，所述壳体内设有输出单元，所述测试点通过测量电桥和放大器后，经有源滤波器后与所述输出单元连接。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型中，增加施力组件，其能够产生水平方向的力，并根据产生的顶推力，产生反向力，进而使得顶推支架和临时支架的受力被平衡，进而减少了弯矩的产生，并避免了事故的发生。

本实用新型中，应变测量器构成的预应力监测组件，设置于支架顶部，测量桥梁顶推施工时应变测量器中电阻应变片的应变值，传输至电脑后计算出支架顶部水平顶推力，再由弯矩平衡公式计算支架基础处的弯矩。

本实用新型中，由应变测量器及电脑可求得顶推力和支架基础处弯矩实时数值，所述活塞缸由电脑依据弯矩平衡公式自动计算出平衡弯矩所需的力，并施加于钢管柱上，保持支架支座处所受弯矩处于平衡状态，保持支架垂直度。避免支架支座处因弯矩过大而发生破坏，避免支架因倾斜而发生事故。

附图说明

图1为本实用新型提供的顶推施工用支座弯矩平衡装置在顺桥向的结构示意图；

图2为本实用新型提供的顶推施工用支座弯矩平衡装置在横桥向的另一结构示意图；

图3为本实用新型提供的施力组件的结构示意图；

图4为本实用新型提供的预应力监测组件的结构示意图；

图5为本实用新型提供的顶推施工用支座弯矩平衡装置的电路原理图；

附图标记：

100、临时支架；200、顶推支架；1、竖管；2、横管；3、斜撑管；4、预应力监测组件；5、既有建筑；6、施力组件；61、驱动机构；62、数字模拟转换器；63、阀控制器；64、比例阀；7、壳体；71、测量电桥；72、放大器；73、有源滤波器；74、输出单元；75、模拟数字转换器；76、电源；77、电压变换器；8、开关按键；9、指示灯；10、应变片；20、控制组件；30、存储单元。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

实施例1

本实施例中主要介绍核心组件。

顶推施工用支座弯矩平衡装置，用于钢箱梁的顶推施工，包括，

既有建筑5，所述既有建筑表面5形成支撑面；

临时支架100，所述临时支架100位于所述既有建筑5的支撑面上，并固定于所述既有建筑5上；

顶推支架200，所述顶推支架200固定于所述临时支架100上；

预应力监测组件4，所述预应力监测组件4位于所述临时支架100上方，并靠近钢箱梁的顶推处设置，所述预应力组件4用于监测钢箱梁顶推中，顶推支架200传递至临时支架100上的预应力；

施力组件6，所述施力组件6位于所述临时支架100底部，且连接有用于产生横向作用力的驱动机构61；

控制组件20，所述控制组件20内设有存储单元30，所述控制组件20的输入端和输出端分别与所述预应力监测组件4以及驱动机构61连接。

本实用新型的工作原理为：

根据预应力监测组件，得到临时支架接收到的预应力以及应变力，然后利用公式，倒推得到施力组件需要施加的力，进而获得最终的推力，控制动力机构，给出推力，具体存储于存储单元30内的公式即可获得结果，其计算过程如下：

利用公式，σ＝E*ε，已知临时支架弹性模量E，由应变片测出临时支架顶部水平向应变ε，得出顶部预应力σ。根据弯矩-应力公式σ＝M÷Wz，在通过计算得到临时支架整体的截面模量Wz后，可求得基础处的弯矩值。根据M＝F·h，可倒推F，F为顶部支座处水平推力，h为支座至底部基础的高度，若活塞缸的安装高度为整个支架高度的五分之一，则1/5h，为了平衡底部基础弯矩，活塞缸需施加5倍F的力。

本实施例中支座位于临时支架上部，支座、临时支架连接部分使用螺栓连接。

具体地，临时支架稳定安装为：通过地基夯实处理，并对压实度进行检验，符合要求后方能进行基础浇筑，待平台混凝土达到强度后开始搭设临时支架。为了增加临时支架支架的整体稳定性，分别在临时支架支架的横桥向、顺桥向的4个侧面上分别各上下交叉设置4道、2道剪刀撑。同时，在临时支架搭设完成后，及时用风索和倒链分别在每个临时支架的四个顶角上进行拉纤处理。

实施例2

本实施例中，针对临时支架的安装为主进行介绍。

参照附图1-3所示，本实施例中，所述既有建筑5内预埋有连接件(图中未示出)，所述连接件为金属件，所述临时支架100通过金属管连接而成，所述临时支架100与所述金属管焊接。本实施例中，由于连接件进行了预埋处理，进而其连接比较牢固，使用中，即使发生突然的顶推，由于预埋件以及连接关系的受力，使得临时支架具有一定的承受力，不会直接被带动朝向顶推方向运动。

为了确保结构的稳定，尤其是受力和顶推中，临时支架各个方向的稳定，故所述临时支架100包括斜撑管3、横管2和竖管1，所述竖管1有若干个，若干个竖管1底部与所述连接件连接，所述横管2连接若干个竖管1形成支撑框，所述斜撑管3位于所述支撑框内。本实施例中，横管的设置，可以根据箱梁的结构和大小来决定，在其结构比较沉重时，则可以选择比较密集的设置方式，提高受力。

为了实现精准测量预应力，提高精度，避免人员伤亡，所述预应力监测组件4以及驱动机构61均为若干个，每个所述竖管1上均设置一个预应力监测组件4以及驱动机构61。

为了确保临时支架的整体稳定性，所述临时支架100上设置有剪刀撑(图中未示出)，且所述临时支架100的顶角处通过风锁和/或倒链将临时支架100拉纤与既有建筑5上。

临时支架稳定安装：通过地基夯实处理，并对压实度进行检验，符合要求后方能进行基础浇筑，待平台混凝土达到强度后开始搭设临时支架。为了增加临时支架支架的整体稳定性，分别在临时支架支架的横桥向、顺桥向的4个侧面上分别各上下交叉设置4道、2道剪刀撑(剪刀撑为现有技术)。同时，在临时支架100搭设完成后，及时用风索和倒链分别在每个临时支架100的四个顶角上进行拉纤处理。

进一步地，所述施力组件6位于所述竖管1上，且设置于所述临时支架100底部的五分之一到十分之一高度处。本实施例中，将施力组件6设置在底部，其通过上下的设置方式，使得在不同方向和不同高度受力并分解，避免了直接的冲击。

为了便于连接，所述顶推支架200底部形成与所述临时支架100顶部平行的框架结构，且所述顶推支架200底部与所述临时支架100顶部，一一对应，并通过螺栓固定。利用相同的结构设置布局，进行一一对应的螺栓连接，使其形成一体化的结构。

参照附图3所示，本实施例中，所述预应力监测组件4包括壳体7，以及位于壳体7上的若干个安装孔(图中未示出)，所述壳体7通过安装孔装配于所述临时支架100上。

进一步地，还包括位于壳体7外侧形成测试点的应变片10，所述应变片10黏贴于所述临时支架100的表面上。进一步地，还包括位于壳体7上的开关按键8以及指示灯9，便于直接进行控制，以及显示预应力监测组件的工作状态。

为了便于控制和处理，所述壳体7内设有输出单元，所述测试点通过测量电桥71和放大器72后，经有源滤波器73后与所述输出单元74连接。

实施例3

本实施例中，结合使用进行介绍。

如图1所示，水平力作用下高支架支座弯矩自动平衡装置，包括施工临时支架(即顶推支架200)、应变测量装置(即预应力监测组件4)、活塞缸(即施力组件6以及驱动机构61)，所述施工用的临时支架100由钢管柱、横向钢管、斜向钢管等各种钢管组成。临时支架100底部设置钢筋混凝土扩大基础(即既有建筑)，扩大基础为临时支架提供受力平台。

本实用新型通过钢管柱传递顶推水平力至基础，经应变测量器(即预应力监测组件4)测出支架顶部钢管应变值。应变测量器传输应变数据至电脑(即控制组件20)，电脑依据弯矩平衡公式自动计算出平衡弯矩所需的力，控制活塞缸对支架施加等值的力，避免支架支座处因弯矩过大而发生破坏，保持支架整体处于垂直状态。

本实施例中，应变测量器具体为济南西格马公司的ASMD5-4/8/16、ASMB3-8、ASMB3-16等。或东华测试的DH3816N、DH3818Y。

本实施例中的弯矩平衡公式

已知临时支架弹性模量E，由应变片测出临时支架顶部水平向应变ε，得出顶部预应力σ。根据弯矩-应力公式σ＝M÷Wz，在通过计算得到临时支架整体的截面模量Wz后，可求得基础处的弯矩值。

根据M＝F·h，可倒推F，F为顶部支座处水平推力，h为支座至底部基础的高度，若活塞缸高度为1/5h，为了平衡底部基础弯矩，活塞缸需施加5倍F的力。临时支架与底部基础固接，临时支架顶部受水平推力。

本实施例中，所述扩大基础为临时支架提供搭设平台，承受来自临时支架的自重及上部荷载。

所述钢管中，竖管1为钢管柱，钢其它为横向钢管、斜向钢管。钢管柱、横向钢管、斜向钢管通过焊接连接，共同组成施工临时支架。

参照附图4所示，所述应变测量器的壳体7的前端面设置有开关按键8和指示灯9,所述壳体7的内部设置有测量电桥71、放大器72、电压变换器77、电源76、有源滤波器73、模拟输出模块和A/D转换器，所述壳体7的上端设置有若干个测试点(即应变片10)，所述测试点通过测量电桥71依次连接放大器72和有源滤波器73,所述有源滤波器73依次通过模拟输出模块(即输出单元74)和A/D转换器(即模拟数字转换器75)连接电脑(即控制组件20)，所述电压变换器77分别通过电源76依次连接测量电桥71、有源滤波器73、模拟输出模块和A/D转换器。

本实施例中，测试点为结构，测试点上设置常温单轴应变片或双轴应变片。

本实用新型的工作原理为：施工临时支架底部设置扩大基础，支架顶部设置应变测量装置，活塞缸设置于桥梁顶推侧另一侧基础距支架底部第一层横向钢管1/3节间高度处(每根钢管柱设置一个)。

活塞缸需要每根钢管柱都设置以实现每根钢管柱的同步平衡。

本实施例中，钢管柱、横向钢管、斜向钢管组成施工临时支架主体部分。水平顶推力通过钢管柱传递到扩大基础。应变测量装置中的电阻应变计接到测量电桥上，构件受力变形后，测量电桥输出相应的电压，经由放大器放大后，通过有源滤波器、模拟输出模块、模拟数字转换器，将应变改变量改变为电脑可识别的数字信号传输至电脑。电脑依据已设计好的计算程序，计算活塞缸需对钢管施加的推力，通过数字模拟转换器将数字信号转化为模拟信号，通过阀控制器控制比例阀进行相应的动作，调节流入或流出阀的流量，控制活塞缸对钢管施力，使施工临时支架底部扩大基础所受弯矩尽可能小，防止支架因底部弯矩过大而产生倾斜。

本实用新型通过钢管柱传递顶推水平力至基础，经应变测量器测出支架顶部钢管应变值。应变测量器传输应变数据至电脑，电脑自动计算出平衡弯矩所需的力，控制活塞缸对支架施加等值的力，避免支架支座处因弯矩过大而发生破坏，保持支架整体处于垂直状态，可以起到自动平衡弯矩，使支架在顶推过程中不过分倾斜的效果。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.顶推施工用支座弯矩平衡装置，用于钢箱梁的顶推施工，其特征在于，包括，

既有建筑，所述既有建筑表面形成支撑面；

临时支架，所述临时支架位于所述既有建筑的支撑面上，并固定于所述既有建筑上；

顶推支架，所述顶推支架固定于所述临时支架上；

预应力监测组件，所述预应力监测组件位于所述临时支架上方，并靠近钢箱梁的顶推处设置，所述预应力监测组件用于监测钢箱梁顶推中，顶推支架传递至临时支架上的预应力；

施力组件，所述施力组件位于所述临时支架底部，且连接有用于产生横向作用力的驱动机构；

控制组件，所述控制组件内设有存储单元，所述控制组件的输入端和输出端分别与所述预应力监测组件以及驱动机构连接。

2.根据权利要求1所述的顶推施工用支座弯矩平衡装置，其特征在于，所述既有建筑内预埋有连接件，所述连接件为金属件，所述临时支架通过金属管连接而成，所述临时支架与所述金属管焊接。

3.根据权利要求2所述的顶推施工用支座弯矩平衡装置，其特征在于，所述临时支架包括斜撑管、横管和竖管，所述竖管有若干个，若干个竖管底部与所述连接件连接，所述横管连接若干个竖管形成支撑框，所述斜撑管位于所述支撑框内。

4.根据权利要求3所述的顶推施工用支座弯矩平衡装置，其特征在于，所述预应力监测组件以及驱动机构均为若干个，每个所述竖管上均设置一个预应力监测组件以及驱动机构。

5.根据权利要求2所述的顶推施工用支座弯矩平衡装置，其特征在于，所述临时支架上设置有剪刀撑，且所述临时支架的顶角处通过风锁和/或倒链将临时支架拉纤与既有建筑上。

6.根据权利要求3所述的顶推施工用支座弯矩平衡装置，其特征在于，所述施力组件位于所述竖管上，且设置于所述临时支架底部的五分之一到十分之一高度处。

7.根据权利要求1所述的顶推施工用支座弯矩平衡装置，其特征在于，所述顶推支架底部形成与所述临时支架顶部平行的框架结构，且所述顶推支架底部与所述临时支架顶部，一一对应，并通过螺栓固定。

8.根据权利要求1所述的顶推施工用支座弯矩平衡装置，其特征在于，所述预应力监测组件包括壳体，以及位于壳体上的若干个安装孔，所述壳体通过安装孔装配于所述临时支架上。

9.根据权利要求8所述的顶推施工用支座弯矩平衡装置，其特征在于，还包括位于壳体外侧形成测试点的应变片，所述应变片黏贴于所述临时支架的表面上。

10.根据权利要求9所述的顶推施工用支座弯矩平衡装置，其特征在于，所述壳体内设有输出单元，所述测试点通过测量电桥和放大器后，经有源滤波器后与所述输出单元连接。

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