通用型橋梁現澆支架的制作方法

專利名稱：通用型橋梁現澆支架的制作方法
技術領域：
[0001]本發明專利土建施工中的橋梁原味現澆施工機械領域背景技術[0002]在橋梁的施工建設中，橋梁的施工方式可以分為預制架設施工和原位現澆施工兩大類施工方法，實際生產中通常根據現場實際情況選擇使用，但大多數情況下由于現場條件或者項目的規模等具體情況的限制較適合采用原位現澆的施工方法進行橋梁的施工。目前原位現澆施工主要有以下幾種1)移動模架現澆施工，這是目前最為先進的橋梁現澆施工方法；幻滿堂支架支架現澆施工法；；3)鋼管樁支架+貝雷架+碗扣件現澆施工。其中移動模架現澆施工機械化程度高，不需要考慮地面情況但只適用于特定橋型現澆施工，對工程項目的規模有一定的要求，且組裝于解體困難，存在大型構件轉場運輸不便；對于滿堂支架而言，雖然使用于所有的橋型，但支架的搭設耗工耗時，雖然上部荷載已經通過支架立桿分擔但立桿下得局部區域應力仍然等不到有效分散，因此對地基的承載能力要求還是有點高，針對不同的地質條件需要有不同的地基處理方案；而鋼管樁支架+貝雷架+碗扣件現澆施工則存在多次的體系轉換，轉換過度之間的連接不牢固，在目前情況下該方法并不通用， 每一個不同的項目的結構都要單獨設計，毫無標準可言，所用材料的通用性不強，對使用的型鋼和鋼管又焊又割破壞材料的整體性與完整性，材料浪費相當嚴重。發明內容[0003]本發明專利的目的是設計一種通用性強、標準化程度高、對地基承載力要求低、裝配于解體簡單、轉場運輸方便的現澆混凝土通用支架。[0004]本發明專利由按剛性角擴大要求而形成的混凝土活動底座1，具有沉降監測和自動補償能力的液壓千斤頂系統包括2，34和中心液壓控制站(圖中未示出)、鋼管混凝土立柱底節3，鋼管混凝土立柱4 (包含5m、3m、an、lm、0. 5m)，穩定系桿5，7，8，9，12、耳板13、穩定系桿連接板6，10,13、球形鉸支座14、支架主梁15、支架次梁16、加強斜桿17、墩頂大噸位液壓千斤頂18、分配肋19、墩頂橫梁20、梁底模板21、主梁預埋螺栓M、橫梁預埋螺栓25、 支撐桿沈、支撐墊塊27、夾梁觀、頂梁區鋼板四、墩頂底模30、箱梁梁體31、沉降監測傳感器34、梁內落架卷揚機或手拉葫蘆、落架鋼索、沉降監控補償系統、沉降補償液壓泵站系統等組成。以上所述為本發明的基本組成形式，在實際應用中可以根據實際情況增減其中的某些構件。澆筑施工時所澆筑的梁體混凝土荷載及施工機具荷載還有人員、施工沖擊產生的荷載等上部荷載通過模板、分配梁等傳遞給主梁，再由主梁傳遞給立柱，最后通活動底座傳給地基。由于底座對地基應力的分散作用使得該支架系統對基礎的承載力要求大為降低，可以通過控制混凝土活動底座底面尺寸的大小來適應不同的地基承載力情況，但為保證通用性建議混凝土活動底座的底面積控制在9m2左右，這樣即使每根立柱承受100T的荷載，其基底應力仍不到120KPa，這樣能夠保證在絕大多數情況下直接使用。由于鋼管混凝土立柱為分段拼裝式，因此能夠適應不同地面狀況的情況，對地基處理的方式帶來了方便。當遇到松軟地基時并不要求必須將松軟土層換填，只需要將活動底座下面局部范圍的不合格土層清除再將活動底座置于清除不合格土層后的合格土層上即可，也就是說相鄰的兩立柱之間可以存在錯層。針對施工過程中澆筑混凝土重力引起的沉降，以往都是采用大幅度提高地基承載力的方式來處理，這樣勢必造成投入的大幅增加且不可回收，屬于一次性投入， 針對這一難題本法發明的另一核心技術便是增加了沉降監控補償系統，通過沉降監控補償系統的調節即可保證梁底線形符合設計要求又能極大的提高地基的承載能力獲得于地基處理相同的效果。從而節省支架式支撐平臺的地基處理費用。支架的各組成部件之間的連接方式均采用螺栓連接易于安裝拆卸，以及改變不同組合形式，從而能夠適應不同跨徑，不同橋型，也可適用于建筑工程的施工，增加了支架系統的靈活性、擴大了支架系統的使用范圍。[0005]針支架系統的落架方式，本發明專利提供了兩種落架方案，分別為1)采用墩頂大噸位千斤頂將梁頂升進行支架拆除；幻通過立柱下面的液壓千斤頂回油進行支架的拆除。兩種支架拆除方式均采用由下往上得拆除方式，即先底座后立柱、系桿，最后是支架上端的主梁、次梁等結構部件。[0006]與以往的現澆梁施工設備相比較而言，本發明專利具有以下明顯優點[0007]1.本支架結構簡單、拼裝靈活、構件數量少、拼裝時清晰明了、支架的通透性好便于檢查和發現隱患。[0008]2.結構的材料利用率高，經過有限元模擬分析不斷優化調整結構內部尺寸結構參數，使得支架系統內的受力均勻，各構件的應力水平大致相當消除了由于荷載布置或構件位置不當造成材料整體應力水平不高而某一局部盈利水平很高的不均衡現象，這樣就充分的利用了材料的性能、節約了成本。[0009]3.增加了使應力擴散的活動底座，這樣就避免了每孔現澆梁支架基礎都要進行大面積地基處理的麻煩，從而顯著地減少了工程投入。[0010]4.該支架不但適用于現澆簡支箱梁的現澆施工，同時也適用于連續梁、拱橋的現澆施工。[0011]5.抗風能力強，由于采取支架主梁在墩頂固結的方式，因此支架系統以及上部現澆梁的模板在受到水平風載時便會將水平荷載傳遞給墩身，依靠墩身的剛度抵抗風荷載的作用。[0012]6.智能化程度高，由于該支架設計了沉降監控及補償系統，因此在施工過程中的沉降均可由其自動記錄并進行處理甚至形成報告。[0013]7.整個支架系統的質量輕，其包括頂部大型底模全部重量僅70T(以20m墩高作為依據)，不到移動模架重量的1/5，與相同高度的滿堂支架相比較而言用鋼量也要少的多且安裝便捷。[0014]8.材料重復利用性高，轉場運輸方便，由于支架均為螺栓連接。因此易于解體，且支架結構中沒有大型構件，轉運不需要專用機械、專用車輛。[0015]9.可以明顯的縮短工程的施工工期，在相同的投入情況下，一套移動模架的成本可以制造或購買4 5套本發明專利現澆支架，這相對于移動模架的循序施工造成某些工序窩工而言則可以多道工序并行施工，加快施工進度[0016]總之，本發明專利支架在總結了現行橋梁現澆施工設備的優缺點基礎上，設計出4了適應范圍廣，通用性強、標準化程度高、集成度好、成本低、裝配解體運輸方便、且能夠進行工廠化生產的橋梁現澆施工的支撐平臺，能夠縮短工期、節省施工成本。


[0017]圖1是通用型橋梁現澆支架應用于鐵路雙線簡直箱梁時的工作狀態圖[0018]圖2是通用型橋梁現澆支架的橫橋向視圖[0019]圖3是圖1的半A-A截面、半b_b截面圖[0020]圖4是通用型橋梁現澆支架應用于鐵路雙線連續箱梁時的工作狀態側視圖[0021]圖5是通用型橋梁現澆支架的混凝土活動底座正視圖[0022]圖6是通用型橋梁現澆支架的混凝土活動底座俯視圖[0023]圖7是通用型橋梁現澆支架的立柱底節半正視一半剖視圖[0024]圖8是通用型橋梁現澆支架的立柱底節半俯視圖[0025]圖9是通用型橋梁現澆支架的立柱半正視一半剖視圖[0026]圖10型橋梁現澆支架的立柱半俯視圖[0027]圖11是通用型橋梁現澆支架的穩定系桿的前視圖[0028]圖12是通用型橋梁現澆支架的穩定系側視圖前[0029]圖13是通用型橋梁現澆支架的水平面穩定系桿的正視圖[0030]圖14是通用型橋梁現澆支架的水平面穩定系桿的側視圖[0031]圖15是通用型橋梁現澆支架的系桿連接板圖[0032]圖16是通用型橋梁現澆支架的球形活動鉸支座橫橋向示意圖[0033]圖17是通用型橋梁現澆支架的球形活動鉸支座順橋向示意圖[0034]圖18是圖15的A-A剖視圖[0035]圖19是通用型橋梁現澆支架的支架主梁與球形活動鉸支座連接方式圖[0036]圖20是通用型橋梁現澆支架的支架主梁連接圖[0037]圖21是通用型橋梁現澆支架的支架主梁于次梁連接圖[0038]圖22是圖20的A-A剖視圖[0039]圖23是圖20的B-B剖視圖[0040]圖M是通用型橋梁現澆支架的支架主梁于墩頂固結示順橋向意圖[0041]圖25是通用型橋梁現澆支架的支架主梁于墩頂固結示橫橋向意圖[0042]圖沈是通用型橋梁現澆支架的墩頂橫梁連接圖[0043]圖27是通用型橋梁現澆支架的墩頂橫梁于墩身的連接圖[0044]圖中1-混凝土活動底座2-沉降補償液壓千斤頂3-鋼管混凝土立柱底節4-鋼管混凝土立柱5，7，8，9，12-穩定系桿6，10，13-穩定系桿連接板13-耳板14-球形鉸支座15-支架主梁16-支架次梁17-加強斜桿18-墩頂大噸位液壓千斤頂19-分配肋 20-墩頂橫梁21-梁底模板22-墩身23-支座墊石24-主梁預埋螺栓25-橫梁預埋螺栓 26-支撐桿27-支撐墊塊28-夾梁29-頂梁區鋼板30-墩頂底模31-箱梁梁體32-特制立柱33-連續梁梁體34-沉降監測傳感器具體實施方式
[0045]實施方式一該處以鐵路客運專線的32. 6m雙線簡支箱梁的現澆施工作為說明依據。如圖1所示一墩高在20m以上的本發明專利通用型橋梁現澆支架的工作狀態圖，其具體拼裝方法為[0046]1.首先依據墩身高度和梁底曲線初步選定所需要的鋼管混凝土立柱底節3和鋼管混凝土立柱4的組合；[0047]2.對梁底一定范圍內的地基根據具體情況進行適當處理，建議地基處理方案議下挖為主，不建議填土或換填，因為支架系統對地基的高差具有很好的適應能力，故不必要求梁底地基處于同一高程，但建議相鄰兩柱之間的高差不要超過3m，否則要對高處地基進行下挖以調整高差；[0048]3.在初步處理的地基上擺放活動底座1，活動底座1應該精確定點放置，其中心點誤差應該嚴格控制在5mm以內否則將影響上部支架系統的裝配[0049]4.在活動底座1上安裝具有沉降補償及高差調節功能的液壓千斤頂2，注意在安裝液壓千斤頂2之后必須將液壓千斤頂2的活動桿頂升到工作位置處，在保證液壓活動桿處于工作位置之后對液壓千斤頂2的頂面高程進行測量，保證所有的液壓千斤頂2的頂面處于同一高程[0050]5.在調整好的液壓千斤頂2頂面組裝支架系統的其他部分，包括鋼管混凝土立柱底節3和鋼管混凝土立柱4、穩定系桿5，7，8，9，12，為保證支架系統的裝配精度優先選用結構尺寸固定的穩定系桿，當然若認為經濟性與通用性更為重要，在荷載工況不是特別惡劣的情況下可以選用尺寸可調的穩定系桿[0051]6.根據連續梁梁底曲線變化較大的特點增加調整段的數目調節相鄰兩柱之間的高差，或者按實際尺寸定制上段立柱與梁底曲線的標高適應[0052]7.裝配好立柱于系桿之后根據線路的坡度在立柱頂端安裝楔形帽或安裝球形活動鉸支座[0053]8.架設支架主梁15、支架次梁16、加強斜桿17、分配肋等上部結構19，并將支架主梁15與鋼管混凝土立柱4、球形鉸支座14或楔形帽用螺栓固接，梁底曲線與支架主梁15 之間的間隙根據實際情況分兩種情況處理，如間隙最大處間距小于30mm則可以在底模上澆筑混凝土墊層補償，如大于30mm則采用弓形木適應梁底曲線的變化，在弓形木上鋪設梁底模板，并與支架主梁15和支架次梁16用螺栓連接固定；[0054]9.將支架主梁15在墩頂與支座墊石23用主梁預埋螺栓M，與墩身形成可靠連接以抵御風荷載的影響；[0055]10.安裝墩頂大噸位千斤頂18，其位置與箱梁的防落梁擋塊位置對應，在拆模時將箱梁頂起即可實現現澆梁與支架的脫離；[0056]11.安裝墩頂橫梁20、夾梁觀、頂梁區鋼板、墩頂模板30，并通過支座墊石23內的預埋橫梁螺栓25形成可靠的連接；[0057]12.安裝現澆梁模型，同時注意在底板適當位置預留支架卸落時的鋼索孔道[0058]13.進行箱梁的現澆施工(按現有的方法進行)[0059]14.梁體強度達到拆模要求時進行支架的拆除工作，支架拆除時分兩種情況，但拆梁原則均按從跨中向兩側，同一立柱按從下至上的順序逐一拆除，即首先移除活動底座1 液壓千斤頂2，然后移除立柱3及4、穩定系桿5，7，8，9，12，立柱3和4與系桿5，7，8，9，12的拆除在將連接螺栓或銷釘拆除后讓其自由下落即可，下面敘述兩種不同情況下的支架拆除方式。[0060]①所有立柱下面均設有液壓千斤頂的拆模方式[0061]a)拆除墩頂區的支架模塊，解除支架主梁與墩頂的連接；[0062]b)用設置于箱梁內并通過支架卸架預留孔的鋼索，將支架主梁與箱梁鎖定；[0063]c)立柱液壓千斤頂系統回油，使立柱液千斤頂以上部分支架同液壓千斤頂和活動底座分離(其順序按上述規定順序進行)逐步拆除立柱和立柱穩定系桿，最后通過釋放落架鋼索將支架主梁、次梁、模板的整體緩慢下落至地面[0064]d)按以上步驟分段分批逐步拆除支架及模板[0065]②立柱下不設液壓缸的拆模方式[0066]a)向墩頂大噸位液壓千斤頂加壓，使箱梁頂升離開支架系統；[0067]b)解除支架系統與橋墩的所有連接；[0068]c)上提設置于箱梁內的卸架鋼索等裝置，使支架的活動底座以上部分與底座脫離，移除活動底座，按照先中間后兩側，先下后上的原則拆除所有的支架立柱和穩定系桿；[0069]d)釋放鋼索，使主梁、次梁和底模緩慢下落至地面；[0070]e)墩頂大噸位液壓千斤頂回油，箱梁就位。[0071]實施方式2 該處以變截面連續梁的整體現澆作為說明對象，闡述本發明專利的具體應用。如圖2所示一連續梁的本發明專利通用型橋梁現澆支架的工作狀態圖，其具體拼裝方法與實施方式一的方法相同，其特點僅在于梁底曲線變化使得梁底標高不統一，需要較多的調節段或者專門定制適應于梁底標高的特制立柱；并且其支架的拆除方式與實施方式一所述完全相同。
權利要求1.通用型橋梁現澆支架其特征在于由活動底座(1)，沉降補償液壓千斤頂O)，鋼管混凝土立柱底節(3)，鋼管混凝土立柱G)，穩定系桿(5、7、8、9、12)，球形鉸支座(14)，支架主梁(15)，支架次梁(16)，加強斜桿(17)，墩頂大噸位液壓千斤頂(18)，分配肋(19)，墩頂橫梁(20)，梁底模板(21)，主梁預埋螺栓(24)，橫梁預埋螺栓(25)，支撐桿(26)，支撐墊塊 (27)，夾梁(28)，頂梁區鋼板(29)，墩頂底模(30)，沉降監測傳感器(34)，梁內落架卷揚機， 落架鋼索組成，各部分之間的通過螺栓連接。
2.如權利要求1所述的通用型橋梁現澆支架，其特征在于設置有活動底座(1)，活動底座(1)與鋼管混凝土立柱底節( 之間設有沉降補償液壓千斤頂O)。
3.如權利要求1所述的通用型橋梁現澆支架，其特征在于支架鋼管混凝土立柱(4)與支架主梁(15)之間設有球形鉸支座(14)。
4.如權利要求1所述的通用型橋梁現澆支架，其特征在于支架主梁(15)在墩頂處與墩身通過支座墊石(23)內的主梁預埋螺栓(24)和橫梁預埋螺栓(25)固接。
5.如權利要求1所述的通用型橋梁現澆支架，其特征在于設有墩頂支架模塊，并且墩頂支架模塊由墩頂橫梁，支撐桿、頂梁區鋼板構成，通過預埋螺栓與墩身及支架連接。
專利摘要本發實用新型涉通用型橋梁現澆支架其特征在于由活動底座(1)，沉降補償液壓千斤頂(2)，鋼管混凝土立柱底節(3)，鋼管混凝土立柱(4)，穩定系桿(5)、(7)、(8)、(9)、(12)，球形鉸支座(14)，支架主梁(15)，支架次梁(16)，加強斜桿17，墩頂大噸位液壓千斤頂(18)，分配肋(19)，墩頂橫梁(20)，梁底模板(21)，主梁預埋螺栓(24)，橫梁預埋螺栓(25)，支撐桿(26)，支撐墊塊(27)，夾梁(28)，頂梁區鋼板(29)，墩頂底模(30)，沉降監測傳感器(34)梁內落架卷揚機或手拉葫蘆，落架鋼索組成，各部分之間的通過螺栓連接。本實用新型的最大特點在于實用性好、標準化程度高、支架系統本身承載能力大、對地基承載力要求低、具有沉降監測及自動補償功能；適用于簡支梁、連續梁還有拱橋的現澆施工；并且具有組裝、解體部件少，解體后無體積龐大構件便于運輸，是迄今為止標準化程度最高，通用性最好的一種橋梁現澆施工的一種支撐設備，使用發明新型現澆支架能夠顯著的縮短工期、節省成本。
文檔編號E01D21/00GK202247687SQ20112035102
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月19日 優先權日2011年9月19日
發明者曹新恒 申請人:曹新恒