專利名稱：結構物頂升用墊塊拼裝結構及其頂升實施方法
技術領域：
本發明涉及模塊化的建筑工程用輔助裝置的技術領域，尤其涉及一種結構物頂升用墊塊拼裝結構及其頂升實施方法。
背景技術：
目前的橋梁頂升墊塊可大致分為木楔墊塊、精加工鋼管墊塊和預制鋼筋混凝土墊塊等幾種。木楔墊塊雖然容易制作、質量輕，但強度低，變形大，不宜用于大荷載頂升環境；精加工鋼管墊塊加工精度較易控制，但承載力相對較低且平面密排布置對施工空間要求較高；整體式預制鋼筋混凝土墊塊強度較高，缺點是制作精度不易控制，而且重量大，現場搬運與吊裝困難，容易在運輸安裝過程中導致前期變形。以上墊塊通常只可滿足一般荷載作用下的結構物頂升，如簡支梁和中小跨度連續梁的頂升，對于大噸位結構如大跨度橋梁的頂升工程根本不適用。盡管已有分割成四邊型的墊塊為原型，但因尺寸和重要較大，仍較笨重且易變形，加工質量難以控制，而且擺放在一起后，由于各塊可能受力不同，在異形墊塊受壓力可能發生變形后導致接縫間隙增大；對永久性的墊塊將來作為橋墩的一部分，其縫隙對結構耐久性產生不利影響；或者由于各墊塊間沒有牽連作用，可能導致因千斤頂受力不均出現某些墊塊的受力不均或滑動。目前，對于大型橋梁的頂升，由于結構自重大，需要較多的千斤頂提供頂升力，為保證千斤頂共同受力，墊塊的平整度要求較高；加上大型橋梁的現場操作空間有限，運輸和安裝墊塊十分困難，尤其是大的整體墊塊可能在制作、運輸、吊裝過程中的任一環節都可能發生變形，導致施工安全或質量無法使用。因此，隨著橋梁頂升改造工程的增加，尤其是大型橋梁工程的建設需要，一種制作精度高、運輸和安裝方便，而且可以保證使用安全和后期耐久性的結構物頂升用墊塊拼裝結構及其頂升實施方法具有極高的市場價值。
發明內容
有鑒于上述現有技術的不足，本發明為了克服現有頂升墊塊加工制作難度、運輸安裝困難、后期耐久性質量保證困難而提出的一種輕型模塊化集成的結構物頂升用墊塊拼裝結構及其頂升實施方法，實現能夠用于橋梁等結構物頂升工程用墊塊，尤其是大型橋梁頂升用墊塊，為橋梁頂升安全施工甚至后期使用耐久性提供保障。為實現上述目的，本發明提供了一種結構物頂升用墊塊拼裝結構，包括:由若干異形墊塊拼裝形成的墊塊層，若干所述墊塊層縱向疊加形成所述結構物頂升用墊塊拼裝結構；所述異形墊塊包括用于圍合構筑所述異形墊塊形狀的圍合板，所述圍合板內填充有混凝土，且所述圍合板的拼接面上設置有企口，處于同一所述墊塊層上的相鄰所述異形墊塊之間設置企口式連接。作為本發明的進一步改進，所述墊塊層內預埋有用于穿設預應力筋的孔道，所述孔道內設置有用于增強所述異形墊塊間緊密性的預應力筋。加設孔道和預應力筋能有效地提高各異形墊塊之間的連接和預壓力，且結構簡單有效，加工和安裝便捷。作為本發明的進一步改進，所述圍合板的上下兩端面均布置鋼筋網片，所述混凝土填充在所述圍合板和所述鋼筋網片圍合形成的腔室內。作為本發明的進一步改進，所述異形墊塊為相同的扇形墊塊，由所述扇形墊塊拼裝形成圓形墊塊層。采用模塊化的扇形墊塊，可進行工廠化批量生產，容易拼裝形成圓形墊塊層，尤其適用于圓形截面的安裝墩柱。作為本發明的進一步改進，所述異形墊塊包括一圓形墊塊和若干繞設在所述圓形墊塊外圓周表面的扇環形墊塊，所述圓形墊塊設置在所述墊塊層的中心部分，若干所述扇環形墊塊拼裝形成一套設在所述圓形墊塊上的圓環，組合形成圓形截面的墊塊層。采用圓形墊塊和扇環形墊塊組合拼裝形成圓形墊塊層，為圓形截面的安裝墩柱提供了又一種墊塊結構，進一步提高結構的可靠性，以及降低了墊塊層的拼裝和疊加難度。作為本發明的進一步改進，所述異形墊塊包括結構相互匹配的L形墊塊和T形墊塊，所述L形墊塊和T形墊塊相互扣合拼裝形成一矩形截面的墊塊層。采用模塊化的L形墊塊和T形墊塊，擴展性好，可進行工廠化批量生產，容易拼裝形成矩形墊塊層，尤其適用于矩形截面的安裝墩柱。作為本發明的進一步改進，所述異形墊塊包括結構相互匹配的鋸齒形墊塊和十字形墊塊，所述十字形墊塊設置在所述墊塊層的中心部分，所述鋸齒形墊塊扣合拼裝在所述十字形墊塊的四周側面上形成一矩形截面的墊塊層。采用模塊化的鋸齒形墊塊和十字形墊塊，擴展性好，可進行工廠化批量生產，容易拼裝形成矩形墊塊層，且形成矩形墊塊層結構更加牢固可靠，尤其適用于矩形截面的安裝墩柱。作為本發明的進一步改進，所述孔道垂直貫穿設置在所述矩形截面的墊塊層的四周側面，所述孔道內設置的預應力筋為螺紋鋼筋拉桿。所述孔道加工更加簡單，采用螺紋鋼筋拉桿可直接進行張拉和錨固。如當墊塊層拼接完成后，在預埋的孔道內穿入交叉螺紋鋼筋拉桿，通過對拉桿張拉和錨固后，即可實現對各異形墊塊間的預壓力。本發明還提出一種結構物頂升用墊塊拼裝結構的頂升實施方法，包括以下步驟:步驟一:將若干所述異形墊塊拼裝成與安裝墩柱截面相適應的墊塊層；其中，相鄰所述異形墊塊之間通過圍合板之間的企口實現緊密搭接和固定卡位，以及在預埋在所述墊塊內的孔道張拉和錨固預應力筋，實現對各墊塊間的預壓力。步驟二:將所述墊塊層疊加到所述安裝墩柱的頂升安裝面上，完成對安裝墩柱的頂升。作為本發明的進一步改進，在步驟二完成后，還包括:若拼裝后的墊塊層截面小于原墩柱截面，則在需要確定增高部分與安裝墩柱外型一致時，通過在所述異形墊塊最外側的圍合板上點焊段鋼筋作為銷釘，然后澆筑外圍混凝土，實現墊塊層截面與安裝墩柱截面保持一致；若拼裝后的墊塊層截面與原墩柱一致，則只需要對外側接縫進行密封處理。本發明的結構物頂升用墊塊拼裝結構的頂升實施方法，能有效的利用所述結構物頂升用墊塊拼裝結構在安裝墩柱上施工，實現有效的頂升，施工安全性好，應用范圍廣闊，不局限于橋梁頂升用途，作為其他結構施工過程中的支撐墊塊均可適用。綜上所述，本發明的結構物頂升用墊塊拼裝結構及其頂升實施方法克服了現有頂升墊塊加工制作難度、運輸安裝困難、后期耐久性質量保證困難，是一種輕型模塊化集成的結構物頂升用墊塊拼裝結構及其頂升實施方法，結構簡單可靠，運輸安裝便捷，可批量模塊化生產，實施方法簡單便捷可靠，適用范圍廣，能夠用于橋梁等結構物頂升工程用墊塊，尤其是大型橋梁頂升用墊塊，為橋梁頂升安全施工以及后期使用耐久性提供保障。以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。
圖1a為實施例一的結構物頂升用墊塊拼裝結構的俯視圖。圖1b為實施例一的結構物頂升用墊塊拼裝結構的立面圖。圖1c為實施例一的結構物頂升用墊塊拼裝結構擴展模式的俯視圖。圖2a為實施例二的結構物頂升用墊塊拼裝結構的附視圖。圖2b為實施例二的結構物頂升用墊塊拼裝結構的立面圖。圖2c為實施例二的結構物頂升用墊塊拼裝結構的擴展模式I的俯視圖。圖2d為實施例二的結構物頂升用墊塊拼裝結構的擴展模式2的俯視圖。圖2e為實施例二的結構物頂升用墊塊拼裝結構的擴展模式3的俯視圖。圖2f為實施例二的結構物頂升用墊塊拼裝結構的擴展模式4的俯視圖。圖2g為實施例二的結構物頂升用墊塊拼裝結構的擴展模式5的俯視圖。圖3a為實施例三的結構物頂升用墊塊拼裝結構的附視圖。圖3b為實施例二的結構物頂升用墊塊拼裝結構的立面圖。圖3c為實施例二的結構物頂升用墊塊拼裝結構的擴展模式I的俯視圖。圖3d為實施例二的結構物頂升用墊塊拼裝結構的擴展模式2的俯視圖。圖4為異形墊塊間的企口式接頭結構示意圖。
具體實施例方式實施例1:如圖所示，本實施例提出一種結構物頂升用墊塊拼裝結構，包括:由若干異形墊塊拼裝形成的墊塊層，若干所述墊塊層縱向疊加形成所述結構物頂升用墊塊拼裝結構；所述異形墊塊包括用于圍合構筑所述異形墊塊形狀的圍合板，所述圍合板內填充有混凝土，且所述圍合板的拼接面上設置有企口，處于同一所述墊塊層上的相鄰所述異形墊塊之間設置企口式連接。作為本實施例的進一步具體實施方式
，所述墊塊層內預埋有用于穿設預應力筋的孔道，所述孔道內設置有用于增強所述異形墊塊間緊密性的預應力筋。所述圍合板的上下兩端面均布置鋼筋網片，所述混凝土填充在所述圍合板和所述鋼筋網片圍合形成的腔室內。示例性的，本實施例的圍合板可采用鋼板。圖4為異形墊塊間的企口式接頭結構示意圖。如圖4所示,對于同一所述墊塊層上的相鄰異形墊塊401之間設置企口 402。示例性的，企口 402包括:在異形墊塊401的下端面靠近連接面的部分設置有凹陷卡口 404，以及在異形墊塊401的連接面下端水平延伸設置有一向上的凸起卡口 403，通過兩卡口扣合實現企口式連接。當然了，在其他實施例中企口還可以為在圍合板的兩側連接面上設置適配的凹槽和凸榫。本實施例的結構物頂升用墊塊拼裝結構的頂升實施方法，包括以下步驟:步驟一:將若干所述異形墊塊拼裝成與安裝墩柱截面相適應的墊塊層；其中，相鄰所述異形墊塊之間通過圍合板之間的企口實現緊密搭接和固定卡位，以及在預埋在所述墊塊內的孔道張拉和錨固預應力筋，實現對各墊塊間的預壓力。步驟二:將所述墊塊層疊加到所述安裝墩柱的頂升安裝面上，完成對安裝墩柱的頂升。作為本實施例的進一步具體實施方式
，在步驟二完成后，還包括:若拼裝后的墊塊層截面小于原墩柱截面，則在需要確定增高部分與安裝墩柱外型一致時，通過在所述異形墊塊最外側的圍合板上點焊段鋼筋作為銷釘，然后澆筑外圍混凝土，實現墊塊層截面與安裝墩柱截面保持一致；若拼裝后的墊塊層截面與原墩柱一致，則只需要對外側接縫進行密封處理。本實施例的頂升實施方法可根據現場施工條件進行調整，可采用在現場提前組裝后整體吊裝就位的施工方式。當現場施工條件允許情況下，可對上述異形墊塊采用提前拼裝成整片的墊塊層，或采用提前部分拼裝的模式，然后吊裝到橋下再進一步拼裝和安裝，或整體拼裝和疊加完成后直接進行吊裝，從而減少橋下施工時間，提高施工效率。具體的，圖1a示出實施例一的結構物頂升用墊塊拼裝結構的俯視圖。圖1b示出實施例一的結構物頂升用墊塊拼裝結構的立面圖。本實施例為了適配圓形截面的安裝墩柱，采用如圖1a所示的結構物頂升用墊塊拼裝結構，所述異形墊塊采用相同的扇形墊塊101，由扇形墊塊101通過企口拼裝形成圓形墊塊層102。可采用圓心角為45°，半徑與安裝墩柱截面相等的8塊圓形墊塊進行拼裝，扇形墊塊101的厚度根據安裝墩柱所需頂升的高度設定，可采用一層也可以分為數層進行疊加頂升。此外，還可以在扇形墊塊101內預制一段圓弧孔道(圖中未示出)，保證多個扇形墊塊101拼裝完成后形成一個圓環形導通孔道(圖中未示出)，再往孔道內穿設預應力筋(圖中未示出)進一步加強各扇形墊塊之間的連接和提供預壓力。圖1c示出實施例一的結構物頂升用墊塊拼裝結構擴展模式的俯視圖。作為本實施例的進一步具體實施方式
，與上述不同的是所述異形墊塊包括一圓形墊塊105和若干繞設在圓形墊塊105外圓周表面的扇環形墊塊104,圓形墊塊105設置在墊塊層的中心部分，若干扇環形墊塊104拼裝形成一套設在圓形墊塊105上的圓環，組合形成圓形墊塊層102。圓形墊塊105的厚度可以和扇環形墊塊104 —致,也可以是幾倍于扇環形墊塊104的厚度，實現多層扇環形墊塊104共同環繞在同一中心的圓形墊塊105上，進一步提高結構的可靠性，以及降低了墊塊層的拼裝和疊加難度。在具體應用中，根據頂升高度、千斤頂行程、墩柱截面尺寸，確定采用如圖1a或者如圖1c所示的異形墊塊，當截面較相對較小時，適于采用圖1c結構。采用圖1c結構時，根據千斤頂布置數量和位置、截面大小劃分扇環形墊塊104的數量與尺寸，并進行加工制作，扇環形墊塊104劃分原則是統一尺寸。加工制作時需要在圍合板高度頂面和底面內焊接鋼筋間距IOOmm的鋼筋網片，鋼筋直徑不得小于10_，強度等級不限，充填混凝土強度不得低于C50。安裝時,首先安裝中心部分的圓形墊塊,然后布置四周的扇環形墊塊；對有卡口的墊塊，在安放下一塊扇形時，需要適當敲擊，以使相鄰間的異形墊塊卡死到位。全部模塊拼接后，在外側接口處，用鋼筋或鋼板對圍合板焊接。對于加設了孔道和預應力筋的墊塊層，應先進行預應力筋的張拉和錨固，然后在外側接口處用鋼筋或鋼板對圍合板焊接。其中，各異形墊塊的平面平整度應達到正常頂升用墊塊的要求，屬于現有技術，此處不再贅述；同時各異形墊塊間的厚度差不得大于0.2mm。在頂升過程中，異形墊塊的形狀尺寸和厚度根據制作經濟性、運輸方便性、千斤頂最大行程和頂升量要求，可設計確定為統一尺寸，由此可減少模塊的種類，也可減少千斤頂回缸次數，提高施工安全性。實施例2:圖2a為實施例二的結構物頂升用墊塊拼裝結構的附視圖。圖2b為實施例二的結構物頂升用墊塊拼裝結構的立面圖。為了更好的適配非圓形截面的安裝墩柱，與實施例一不同的是本實施例的結構物頂升用墊塊拼裝結構所述異形墊塊包括:如圖2a所示的結構相互匹配的L形墊塊201和T形墊塊202，L形墊塊201和T形墊塊202相互扣合拼裝形成一矩形截面的墊塊層203。具體的為兩個L形墊塊201和一個T形墊塊202進行扣合，L形墊塊201扣合在T形墊塊202的左右兩側。此外，在矩形截面的墊塊層203中設置的孔道204垂直貫穿設置在所述矩形截面的墊塊層203的四周側面，孔道204內設置的預應力筋為螺紋鋼筋拉桿(圖中未示出)。采用直線狀的孔道204其加工更加簡單，采用螺紋鋼筋拉桿可直接進行張拉和錨固。如圖2b所示，在墊塊層拼接完成后，往四周側面的孔道204內穿入交叉螺紋鋼筋拉桿，螺紋鋼筋拉桿貫穿L形墊塊201和T形墊塊202，然后對螺紋鋼筋拉桿進行張拉和錨固后，實現對各異形墊塊間的預壓力。根據安裝墩柱截面的大小，本實施例的結構物頂升用墊塊拼裝結構可擴展為圖2c-圖2g所示的結構，當然還可以根據需要進行調節和延伸擴展。根據頂升高度、千斤頂行程、墩柱截面尺寸，確定采用圖2a、圖2c、圖2d、圖2e、圖2f或圖2g中的任一截面拼裝結構，當安裝墩柱截面較大時，優選圖2c、圖2d和圖2e。根據千斤頂布置數量和位置、截面大小劃分模塊單元尺寸，其原則是采用的異形墊塊類型越少越有利。加工制作時需要在圍合板高度頂面和底面內焊接鋼筋間距IOOmm的鋼筋網片，鋼筋直徑不得小于10_，強度等級不限，充填混凝土強度不得低于C50。安裝時，對采用圖2a結構進行安裝時，先安裝中央的T形墊塊202，然后安裝其他異形墊塊；也可根據安裝空間要求隨意拼裝。對異形墊塊接縫處設置有卡口(企口)的情況，在安放下一塊異形墊塊時，需要適當敲擊，以使相鄰間的異形墊塊卡死到位。對更大墩柱截面可利用已拼接后的墊塊按圖2c 2e的方式擴展。當異形墊塊定位后，對需要設置卡口，或者設置有卡口仍需要預緊的異形墊塊，按預埋的孔道穿螺紋鋼筋并張拉錨固，然后在外側接口處用鋼筋或鋼板對圍合板焊接。實施例3:圖3a為為實施例三的結構物頂升用墊塊拼裝結構的附視圖。圖3b為實施例二的結構物頂升用墊塊拼裝結構的立面圖。本實施例與實施二的不同之處在于，本實施例的結構物頂升用墊塊拼裝結構所述異形墊塊包括:如圖3a所示的結構相互匹配的鋸齒形墊塊301和十字形墊塊302，十字形墊塊302設置在墊塊層303的中心部分，鋸齒形墊塊301扣合拼裝在十字形墊塊302的四周側面上形成一矩形截面的墊塊層303。采用模塊化的鋸齒形墊塊301和十字形墊塊302，擴展性好，可進行工廠化批量生產，容易拼裝形成矩形墊塊層，且形成矩形墊塊層結構更加牢固可靠，尤其適用于正方形截面的安裝墩柱。其孔道304和預應力筋(圖中未示出)的設置，以及實施方法可參照實施例二所述，此處不再進行贅述。圖3c和圖3d為本實施例其中兩種擴展模式的俯視圖，尤其適用于截面較大的安裝墩柱。當然本實施例還也可以根據施工需要進行其他的調整和擴展。以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。
權利要求
1.一種結構物頂升用墊塊拼裝結構，其特征在于包括:由若干異形墊塊拼裝形成的墊塊層，若干所述墊塊層縱向疊加形成所述結構物頂升用墊塊拼裝結構；所述異形墊塊包括用于圍合構筑所述異形墊塊形狀的圍合板，所述圍合板內填充有混凝土，且所述圍合板的拼接面上設置有企口，處于同一所述墊塊層上的相鄰所述異形墊塊之間設置企口式連接。
2.如權利要求1所述的結構物頂升用墊塊拼裝結構，其特征在于:所述墊塊層內預埋有用于穿設預應力筋的孔道，所述孔道內設置有用于增強所述異形墊塊間緊密性的預應力筋。
3.如權利要求1或2所述的結構物頂升用墊塊拼裝結構，其特征在于:所述圍合板的上下兩端面均布置鋼筋網片，所述混凝土填充在所述圍合板和所述鋼筋網片圍合形成的腔室內。
4.如權利要求3所述的結構物頂升用墊塊拼裝結構，其特征在于:所述異形墊塊為相同的扇形墊塊，由所述扇形墊塊拼裝形成圓形墊塊層。
5.如權利要求3所述的結構物頂升用墊塊拼裝結構，其特征在于:所述異形墊塊包括一圓形墊塊和若干繞設在所述圓形墊塊外圓周表面的扇環形墊塊，所述圓形墊塊設置在所述墊塊層的中心部分，若干所述扇環形墊塊拼裝形成一套設在所述圓形墊塊上的圓環，組合形成圓形截面的墊塊層。
6.如權利要求3所述的結構物頂升用墊塊拼裝結構，其特征在于:所述異形墊塊包括結構相互匹配的L形墊塊和T形墊塊，所述L形墊塊和T形墊塊相互扣合拼裝形成一矩形截面的墊塊層。
7.如權利要求3所述的結構物頂升用墊塊拼裝結構，其特征在于:所述異形墊塊包括結構相互匹配的鋸齒形墊塊和十字形墊塊，所述十字形墊塊設置在所述墊塊層的中心部分，所述鋸齒形墊塊扣合拼裝在所述十字形墊塊的四周側面上形成一矩形截面的墊塊層。
8.如權利要求6或7所述的結構物頂升用墊塊拼裝結構，其特征在于:所述孔道垂直貫穿設置在所述矩形截面的墊塊層的四周側面，所述孔道內設置的預應力筋為螺紋鋼筋拉桿。
9.一種結構物頂升用墊塊拼裝結構的頂升實施方法，包括以下步驟: 步驟一:將若干權利要求1-8中任一所述異形墊塊拼裝成與安裝墩柱截面相適應的墊塊層；其中，相鄰所述異形墊塊之間通過圍合板之間的企口實現緊密搭接和固定卡位，以及在預埋在所述異形墊塊內的孔道張拉和錨固預應力筋，實現對各墊塊間的預壓力； 步驟二:將所述墊塊層疊加到所述安裝墩柱的頂升安裝面上，完成對安裝墩柱的頂升。
10.如權利要求9所述的頂升實施方法，其中:在步驟二完成后，還包括:若拼裝后的墊塊層截面小于原墩柱截面，則在需要確定增高部分與安裝墩柱外型一致時，通過在所述異形墊塊最外側的圍合板上點焊段鋼筋作為銷釘，然后澆筑外圍混凝土，實現墊塊層截面與安裝墩柱截面保持一致；若拼裝后的墊塊層截面與原墩柱一致，則只需要對外側接縫進行密封處理。
全文摘要
本發明公開了一種結構物頂升用墊塊拼裝結構及其頂升實施方法，所述拼裝結構包括由若干異形墊塊拼裝形成的墊塊層，若干所述墊塊層縱向疊加形成所述結構物頂升用墊塊拼裝結構；所述異形墊塊包括用于圍合構筑所述異形墊塊形狀的圍合板，所述圍合板內填充有混凝土，且所述圍合板的拼接面上設置有企口，處于同一所述墊塊層上的相鄰所述異形墊塊之間設置企口式連接。實施時將若干所述異形墊塊拼裝成與安裝墩柱截面相適應的墊塊層；再將所述墊塊層疊加到所述安裝墩柱的頂升安裝面上，完成對安裝墩柱的頂升。本發明的制作精度高、運輸和安裝方便，而且可以保證使用安全和后期耐久性，具有極高的市場價值。
文檔編號E01D22/00GK103194985SQ201310153639
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月28日 優先權日2013年4月28日
發明者吳培峰, 閆興非, 李方元 申請人:上海市城市建設設計研究總院, 同濟大學