CN110318342B - 一种节段预制盖梁悬臂拼装施工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节段预制盖梁悬臂拼装施工装置，包括主段和悬臂段，其特征在于所述施工装置包括顶面锚固装置、侧面锚固装置以及钢结构挂架，所述顶面锚固装置包括锚固块以及连接两个所述锚固块的呈横桥向设置的若干顶面预应力钢筋；所述侧面锚固装置包括预埋锚固组件以及连接两个所述预埋组件的同侧端部的呈横桥向设置的侧面预应力钢筋；所述钢结构挂架包括两个挂架主体以及连接两个所述挂架主体的呈顺桥向设置的连接件和销棒组件。本发明的优点是：通过在预制盖梁内预埋锚固件，并在悬臂段上安装钢结构挂架等设备，可对悬臂段的吊装到位起到引导作用，而且顶面锚固装置和侧面锚固装置可将悬臂段与主段临时拉结锚固在一起，起到良好的传力作用。

Description

一种节段预制盖梁悬臂拼装施工装置

技术领域

本发明涉及桥梁混凝土盖梁施工技术领域，具体涉及一种节段预制盖梁悬臂拼装施工装置。

背景技术

目前桥梁混凝土盖梁施工一般采用支架现浇法或整体预制吊装施工法来实现。混凝土盖梁采用预制施工可以显著缩短工期，减少施工占道时间，且具有质量高、安全风险低和环保等优势，因而在国内外城市桥梁中的应用方兴未艾。

六车道以上的城市高架桥中多见大悬臂盖梁形式，这种盖梁的梁长和梁重通常很大，整体预制常受限于城市道路运输限行要求和起吊设备的起吊能力，而使整体预制吊装施工法无法实施，节段悬臂拼装施工法可以解决这个问题。

节段悬臂拼装施工法在桥梁上部结构中已有大量成功应用，其中节段接缝可以采用常规环氧胶接缝，接缝面上设混凝土剪力键。然而节段施工法施工时需要采用大型架桥机，包括起吊节段用的桥面吊机系统以及节段临时锚固系统等，造价非常高，且设备拆装复杂，周转率非常低，施工流程时间长，不利于施工面的快速铺开和快速收尾。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种节段预制盖梁悬臂拼装施工装置，该施工装置包括顶面锚固装置、侧面锚固装置以及钢结构挂架，利用固定在悬臂段上的钢结构挂架对悬臂段进行引导使其水平就位，顶面锚固装置和侧面锚固装置可将悬臂段的自重产生的作用力有效地传递给主段，从而实现对悬臂段的临时锚固，加快拼接效率。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种节段预制盖梁悬臂拼装施工装置，所述预制盖梁包括主段和悬臂段，其特征在于所述施工装置包括顶面锚固装置、侧面锚固装置以及钢结构挂架，其中：

所述顶面锚固装置包括分别对应设置于所述主段的顶面和所述悬臂段的顶面的锚固块以及连接两个所述锚固块的呈横桥向设置的若干顶面预应力钢筋；

所述侧面锚固装置包括分别对应设置于所述主段和所述悬臂段内的呈顺桥向设置的预埋锚固组件以及连接两个所述预埋锚固组件的同侧端部的呈横桥向设置的侧面预应力钢筋；

所述钢结构挂架包括设置于所述悬臂段的两个侧面上缘部的两个挂架主体以及连接两个所述挂架主体的呈顺桥向设置的连接件和销棒组件。

所述预埋锚固组件包括由若干呈顺桥向设置的预埋钢管组成的锚固用预埋钢管组，所述预埋钢管内穿设有锚固用钢筋，所述锚固用钢筋的两端外露段安装固定有锚固耳板。

所述预埋钢管的数量为两根，且两根所述预埋钢管呈上下设置且位于同一竖直面内。

所述挂架主体的前支撑端伸出于所述悬臂段的拼接面并支撑于所述主段的顶面，所述挂架主体的后支撑端支撑于所述悬臂段的顶面。

所述挂架主体的下部开设有耳孔，所述悬臂段内设置有呈顺桥向设置的预埋钢管，所述预埋钢管的中轴线穿过所述耳孔的孔心，所述销棒组件包括穿设在所述预埋钢管内的锚固用钢筋以及套设在所述锚固用钢筋外的空心销棒，所述锚固用钢筋的两端安装固定有垫板。

所述挂架主体的前支撑端正下方的所述主段的顶面对应预埋有前支撑承压钢板，所述挂架主体的后支撑端正下方的所述悬臂段的顶面对应预埋有后支撑承压钢板。

所述挂架主体的前支撑端安装有竖向设置的单向顶紧杆，所述单向顶紧杆包括内螺纹钢管和与所述内螺纹钢管相匹配的外螺纹钢棒。

所述主段和所述悬臂段的拼接面上涂抹有环氧胶

所述主段和所述悬臂段的拼接面上间隔设置有剪力键。

本发明的优点是：通过在预制盖梁内预埋锚固件，并在悬臂段上安装钢结构挂架等设备，可对悬臂段的吊装到位起到引导作用，而且顶面锚固装置和侧面锚固装置可将悬臂段与主段临时拉结锚固在一起，起到良好的传力作用。

附图说明

图1为本发明中施工装置的结构示意图；

图2为图1中A-A剖面的示意图；

图3为本发明中钢结构挂架的结构示意图；

图4为本发明中顶面锚固装置和侧面锚固装置的结构示意图；

图5为本发明中利用钢结构挂架拼接一侧悬臂段的吊装过程示意图；

图6为本发明中安装顶面锚固装置和侧面锚固装置的施工过程示意图；

图7为本发明中另一侧悬臂段的吊装过程示意图；

图8为办发明中两侧悬臂段与主段拼接完成的示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-8，图中标记1-22分别为：墩柱1、主段2、悬臂段3、挂架主体4、销棒组件5、锚固块6、顶面预应力钢筋7、拼接面8、锚固耳板9、侧面预应力钢筋10、主段吊点11、悬臂段吊点12、销棒用预埋钢管13、销棒用钢筋14、空心销棒15、侧面锚固用预埋钢管16、锚固用钢筋17、锚固用预埋钢管组件18、单向顶紧杆19、连接件20、前支撑承压钢板21、后支撑承压钢板22。

实施例：如图1-8所示，本实施例具体涉及一种节段预制盖梁悬臂拼装施工装置，该施工装置包括顶面锚固装置、侧面锚固装置以及钢结构挂架，利用固定在悬臂段上的钢结构挂架对悬臂段3进行引导使其水平就位，顶面锚固装置和侧面锚固装置可将悬臂段3的自重产生的作用力有效地传递给主段2，从而实现对悬臂段3的临时锚固，加快拼接效率。

如图1-4所示，本实施例中涉及的节段预制盖梁包括一个主段2和两个对称悬臂段3组成，主段2吊装设置于墩柱1的上方；根据主段2的起吊构造，主段2顶面设置有主段吊点11，主段吊点11位于主段2的重力线上；而悬臂段3顶面则设置有悬臂段吊点12，悬臂段吊点12位于悬臂段3的重力合力线上；主段2和悬臂段3的拼接面上间隔设置有剪力键，用于传递悬臂段3受到的重力，同时拼接面上还设置有环氧胶，用于粘接主段2和悬臂段3，确保主段2和悬臂段3之间的紧密接触和力的传递。

如图1-4所示，本实施例中的施工装置包括顶面锚固装置、侧面锚固装置以及钢结构挂架；其中，顶面锚固装置包括对应设置在主段2顶面和悬臂段3顶面的锚固块6，即主段2和悬臂段3上各设一个锚固块6，且两个锚固块6的连线与节段预制盖梁的横桥向同向，锚固块6具体为混凝土锚固块，在主段2和悬臂段3的预制过程中同时预制锚固块6，锚固块6的设置位置以及具体尺寸大小则根据悬臂段3的自重以及局部承压原理进行选择和设计。在两个锚固块6上开设有若干个位于同一水平线上的锚固孔，两个锚固块6之间对应的锚固孔内锚固有呈横桥向设置的顶面预应力钢筋7，顶面预应力钢筋7的数量以及长度根据悬臂段3的自重进行确定，本实施例中的顶面预应力钢筋7设计为4根直径为40mm、长度为6m的精轧螺纹钢。顶面锚固装置可将主段2和悬臂段3进行拉结固定，使悬臂段3的部分重力经顶面固定装置传递至主段2，实现对悬臂段3的初步临时固定。

如图1-4所示，侧面锚固装置包括分别对应设置在主段2和悬臂段3内的呈顺桥向设置的预埋锚固组件以及连接两个预埋锚固组件的同侧端部的呈横桥向设置的侧面预应力钢筋10。具体的，预埋锚固组件若干个锚固用预埋钢管组件18，锚固用预埋钢管组件包括在预制主段2和悬臂段3时设置在其中的侧面锚固用预埋钢管16，为了确保侧面锚固用预埋钢管16的位置准确，其两端处各埋设有一块定位板（图中未示出），侧面锚固用预埋钢管16呈顺桥向设置，其内穿设有同样呈顺桥向设置的锚固用钢筋17；锚固用预埋钢管组件18的数量根据设计设置、悬臂段3的自重以及拼接面的最小平均压应力要求进行设计选择，本实施例中具体选用两组锚固用预埋钢管组件18，且两组锚固用预埋钢管组件18呈上下设置并位于同一竖直面内；锚固用钢筋17的长度超出对应位置处主段2和悬臂段3的顺桥向宽度，即锚固用钢筋17的两端伸出于主段2和悬臂段3，锚固用钢筋17的外露段安装固定有锚固耳板9，一则将两组锚固用预埋钢管组件18形成牢固的受力整体，二则在此处形成锚固作用点，便于穿设侧面预应力钢筋10。即预制盖梁的同一侧的两个预埋锚固组件的锚固耳板之间通过侧面预应力钢筋10进行拉结固定，从而将悬臂段3的部分自重通过侧面锚固装置传递至主段2，进一步实现对悬臂段3的临时固定。

如图1-4所示，钢结构挂架包括两个挂架主体4，挂架主体4呈倒置的L形，对称设置在悬臂段3的两个非拼接侧面的上缘部，即挂架主体4的上部搁置在节段预制盖梁的侧边上，而挂架主体4的下部内侧则紧靠节段预制盖梁的侧壁。两个挂架主体4的上部通过横跨悬臂段3顶面的连接件20进行连接固定，根据悬臂段3的重量，本实施例中的连接件20具体选用两根直径为40mm的精轧螺纹钢。每个挂架主体4的下部开设有耳孔，在悬臂段3的内部设置有销棒用预埋钢管13，销棒用预埋钢管13呈顺桥向设置，其轴线穿过两个挂架主体4的耳孔的孔心；两个挂架主体4的下部通过销棒组件5进行拉结固定，具体的，销棒组件5包括空心销棒15和销棒用钢筋14，空心销棒15套设在销棒用钢筋14外围，而销棒组件5则穿设在销棒用预埋钢管13内部且穿过挂架主体4的耳孔；销棒用钢筋14的两端安装有垫板，并通过螺母穿进销棒用钢筋14内对空心销棒15进行紧固，防止空心销棒6滑脱，但允许空心销棒6发生有限转动，满足钢结构挂架在施工过程中的转动要求，空心销棒15的外径和挂架主体4的耳孔直径差要求在5mm以内。在悬臂段3吊装过程中钢结构挂架可以起到引导悬臂段3水平移动并准确就位。

如图1-4所示，挂架主体4的前支撑端伸出于拼接面8，即前支撑端支撑在主段2的顶面上，而后支撑端则支撑在悬臂段3的顶面上，前支撑端安装有单向顶紧杆19，并通过该单向顶紧杆19进行传力，单向顶紧杆19包括内螺纹钢管和与之相匹配的外螺纹钢棒，外螺纹钢棒的前端光滑外凸，可以传递竖向压力，保证竖向变形同步，同时可以满足水平方向的位置调整需求。主段2在挂架主体4的前支撑端的正下方对应位置处预埋有前支撑承压钢板10，而悬臂段2在挂架主体4的后支撑端的正下方对应位置处预埋有后支撑承压钢板11，从而防止挂架主体4和节段预制盖梁的不必要接触造成节段预制盖梁的结构损坏。本实施例中挂架主体4的前支撑端的支点和后支撑端的支点之间的距离为2.5m，前支撑端的支点到拼接面8的距离为0.5m，后支撑端的支点到拼接面8的距离为2m，经过空间数值分析，钢结构挂架在销棒组件5处的最大设计承载力大于100t，即使拼接面处的剪力键全部不参与传递悬臂段3自重，也可确保悬臂段3的自重能够通过钢结构挂架全部传递到主段2上。

如图5-8所示，本实施例中的节段预制盖梁悬臂段拼装施工装置的安装使用方法如下：

（1）预制主段2和悬臂段3，在预制过程中设置锚固块6、销棒用预埋钢管13以及侧面锚固用预埋钢管16。

（2）将主段2吊装到位固定，安装钢结构挂架，安装过程中将两个挂架主体4设置于悬臂段3的侧边上，然后将空心销棒15套设在销棒用钢筋14外围再依次穿过挂架主体4的耳孔以及销棒用预埋钢管13并进行锚固，完成钢结构挂架的初步安装；接着安装挂架主体4之间的连接件20，并进行张拉固定，来平衡施工中挂架主体4因受到偏心荷载产生的水平力，使二个挂架主体4形成整体。

（3）安装锚固用预埋钢管组件18，即将锚固用钢筋17穿设在侧面锚固用预埋钢管16内，锚固用钢筋17的外露段固定安装锚固耳板，并用螺帽固定。

（4）在拼接面8上涂抹环氧胶，在30分钟内使用地面吊车将悬臂段3吊起，起吊后从上空逐步下移，此时钢结构挂架4的前支撑端位于主段2的上方；接着，利用钢结构挂架引导悬臂段3水平移动，使悬臂段3初步就位，此时悬臂段3和主段2的拼接面8基本齐平，单向顶紧杆19和前支撑承压钢板21对齐；预紧固单向顶紧杆19，确保钢结构挂架和主段2之间的紧密接触和力的传递。

（5）采用地面登高机，安装侧面预应力钢筋10，对称张拉预制盖梁两侧的侧面预应力钢筋10到设计值后锚固；再次紧固单向顶紧杆19，使单向顶紧杆支撑在前支撑承压钢板21上，完成悬臂段3的初步锁定；

（6）安装顶面预应力钢筋7，成组对称张拉顶面预应力钢筋7，本实施例中的顶面预应力钢筋7包括两组，每组两根；第一组顶面预应力钢筋7进行三阶段张拉，每阶段张拉到设计值后持荷一段时间，然后相应地卸载地面吊车的设计吊重，再继续持荷一段时间后进行下一阶段张拉，直到预应力钢筋达到张拉设计值并进行锚固；第二组顶面预应力钢筋7进行两阶段张拉，每阶段张拉到设计值后持荷一段时间，然后相应地卸载地面吊车的设计吊重，再继续持荷一段时间后进行下一阶段张拉，直到顶面预应力钢筋7达到张拉设计值后进行锚固；此时地面吊车可以卸载全部悬臂段3自重，悬臂段3和主段2实现完全临时固结；及时清理并刮除拼接面8边缘被挤出的环氧胶；通过数值分析和计算，施工全过程中拼接面8上未出现拉应力，临时固结完成后，节段接缝面7上的平均压应力达到0.5Mpa，确保临时固结的稳定性。

（7）采用前述流程安装另一侧悬臂段3，完成预制盖梁的快速拼装。

本实施例中顶面锚固装置、侧面锚固装置以及钢结构挂架三者共同作用，将悬臂段3所受的重力传递至主段2上，使得在悬臂段3吊装过程中可实现与主段2的快速临时固定，加快了节段预制盖梁悬臂的拼装效率。

本实施例的有益效果是：通过在预制盖梁内预埋锚固件，并在悬臂段上安装钢结构挂架等设备，可对悬臂段的吊装到位起到引导作用，而且顶面锚固装置和侧面锚固装置可将悬臂段与主段临时拉结锚固在一起，起到良好的传力作用，加快了拼接效率。

Claims (5)

1.一种节段预制盖梁悬臂拼装施工装置，所述预制盖梁包括主段和悬臂段，其特征在于所述施工装置包括顶面锚固装置、侧面锚固装置以及钢结构挂架，其中：

所述顶面锚固装置包括分别对应设置于所述主段的顶面和所述悬臂段的顶面的锚固块以及连接两个所述锚固块的呈横桥向设置的若干顶面预应力钢筋；

所述侧面锚固装置包括分别对应设置于所述主段和所述悬臂段内的呈顺桥向设置的预埋锚固组件以及连接两个所述预埋锚固组件的同侧端部的呈横桥向设置的侧面预应力钢筋；

所述钢结构挂架包括设置于所述悬臂段的两个侧面上缘部的两个挂架主体以及连接两个所述挂架主体的呈顺桥向设置的连接件和销棒组件；

所述挂架主体的前支撑端伸出于所述悬臂段的拼接面并支撑于所述主段的顶面，所述挂架主体的后支撑端支撑于所述悬臂段的顶面；

所述挂架主体的下部开设有耳孔，所述悬臂段内设置有呈顺桥向设置的预埋钢管，所述预埋钢管的中轴线穿过所述耳孔的孔心，所述销棒组件包括穿设在所述预埋钢管内的锚固用钢筋以及套设在所述锚固用钢筋外的空心销棒，所述锚固用钢筋的两端安装固定有垫板；

所述挂架主体的前支撑端正下方的所述主段的顶面对应预埋有前支撑承压钢板，所述挂架主体的后支撑端正下方的所述悬臂段的顶面对应预埋有后支撑承压钢板；

所述挂架主体的前支撑端安装有竖向设置的单向顶紧杆，所述单向顶紧杆包括内螺纹钢管和与所述内螺纹钢管相匹配的外螺纹钢棒。

2.根据权利要求1所述的一种节段预制盖梁悬臂拼装施工装置，其特征在于所述预埋锚固组件包括由若干呈顺桥向设置的预埋钢管组成的锚固用预埋钢管组，所述预埋钢管内穿设有锚固用钢筋，所述锚固用钢筋的两端外露段安装固定有锚固耳板。

3.根据权利要求2所述的一种节段预制盖梁悬臂拼装施工装置，其特征在于所述预埋钢管的数量为两根，且两根所述预埋钢管呈上下设置且位于同一竖直面内。

4.根据权利要求1所述的一种节段预制盖梁悬臂拼装施工装置，其特征在于所述主段和所述悬臂段的拼接面上涂抹有环氧胶。

5.根据权利要求1所述的一种节段预制盖梁悬臂拼装施工装置，其特征在于所述主段和所述悬臂段的拼接面上间隔设置有剪力键。