用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置，包括相對的預頂鋼板Ⅰ和預頂鋼板Ⅱ，所述預頂鋼板Ⅰ和所述預頂鋼板Ⅱ分別預埋在相鄰的兩根水中墩柱的外側表面上，在所述預頂鋼板Ⅰ和所述預頂鋼板Ⅱ之間自所述預頂鋼板Ⅰ開始設有依次水平連接的預頂鋼管、千斤頂和承壓座，所述預頂鋼管與所述預頂鋼板Ⅰ連接，所述預頂鋼管支撐在支架上，所述支架設有與承臺連接的鋼斜撐和鋼管立柱，所述鋼斜撐與承臺鉸接。本發(fā)明利用已有的墩柱承臺作為結構的基礎，減少了地基處理的工藝環(huán)節(jié)，能夠縮短工期，降低人工費及材料成本，并且結構所用鋼構件還可以循環(huán)利用，能夠節(jié)約大量成本。對永久結構墩身外觀無影響。
【專利說明】 用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蓋梁施工的預頂裝置，特別是一種用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置。

【背景技術】
[0002]目前，在超長大體積蓋梁的施工中，為了避免砼收縮變形及徐變影響對墩身產生的應力造成局部節(jié)點混凝土開裂，需要采用預頂工藝，一般情況下需要搭設臨時支承。蘇州市中環(huán)快速路工業(yè)園區(qū)段工程吳淞江大橋，為單跨雙幅簡支鋼桁架橋，總重約4410t，跨徑119m，單幅寬22.8m,屬國內單幅寬度之最、蘇州市及江蘇省跨徑之最，蓋梁，長54.2m,寬
3.6m,高2.5m,亦為國內同類型橋梁長度之最，單個蓋梁總重可達1300t，蓋梁下墩柱與墩柱之間凈距為20.2m，且位于水上施工，吳淞江南岸存在超過20m深的淤泥質土層。如果采用搭設臨時支承實施預頂工藝的方法，需要在水上進行地基處理和支撐架體搭設，施工難度大，工期長，成本高。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置，該裝置能夠縮短工期，降低成本。
[0004]本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:一種用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置，所述蓋梁下部設有至少兩根水中墩柱，該預頂裝置包括相對的預頂鋼板I和預頂鋼板II，所述預頂鋼板I和所述預頂鋼板II分別預埋在相鄰的兩根水中墩柱的外側表面上，在所述預頂鋼板I和所述預頂鋼板II之間自所述預頂鋼板I開始設有依次水平連接的預頂鋼管、千斤頂和承壓座，所述預頂鋼管與所述預頂鋼板I通過鋼連接結構I連接，所述承壓座固接在所述預頂鋼板II上，所述預頂鋼管支撐在支架上；
[0005]所述支架包括設置在相鄰兩根水中墩柱之間的兩個呈八字形布置的鋼斜撐以及布設在每根水中墩柱周圍的四根鋼管立柱；對應每一根所述水中墩柱的四根所述鋼管立柱的底端通過預埋鋼板I固定在該水中墩柱的承臺的四個角部；每個所述鋼斜撐設有兩根撐桿，每個所述鋼斜撐的兩根所述撐桿在該支架橫向立面上的投影重合，且縱向間距與縱向相鄰的兩根鋼管立柱的間距相同，每個所述鋼斜撐的兩根所述撐桿通過鋼結構連接在一起，在每個撐桿的底端連接有銷鉸及其支座，所述鋼斜撐底端的銷鉸支座通過預埋鋼板II與相應所述水中墩柱的承臺連接，所述預埋鋼板II位于與其靠近的所述預埋鋼板I的外側；呈八字形布置的兩個所述鋼斜撐的頂部通過橫向連接梁連接；每根所述撐桿的頂端和每根所述鋼管立柱的頂端均設有等標高的水平支撐蓋板，在縱向相對的每兩個所述水平支撐蓋板上固定有一縱向支撐梁；在所述縱向支撐梁的中部頂面上固定有限位卡板，所述預頂鋼管支撐在所述限位卡板上；所有所述鋼管立柱和所有所述鋼斜撐通過水平連接構件I連接在一起。
[0006]所述在所述預埋鋼板I和所述預埋鋼板II的下面焊接有倒U形錨固鋼筋和水平加強鋼筋網，所述水平加強鋼筋網與所述倒U形錨固鋼筋連接。
[0007]所述預埋鋼板II和與其靠近的所述預埋鋼板I是一整塊鋼板。
[0008]所述橫向連接梁和所述縱向支撐梁以及所述鋼斜撐的構件均采用雙拼工字鋼結構。
[0009]對應每一根所述水中墩柱的四根所述鋼管立柱的底部通過水平連接構件II形成一體。
[0010]所述鋼斜撐底端的銷鉸支座與靠近該銷鉸支座的所述鋼管立柱的底部采用水平鋼板連接。
[0011]在所述鋼管立柱的底部設有與所述預埋鋼板I焊接的加勁鋼板。
[0012]每個所述鋼斜撐的兩根所述撐桿通過米字形鋼結構連接在一起。
[0013]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:采用墩柱承臺作為著力點，將結構承受荷載傳遞至永久結構，打破了目前搭設臨時支承的限制。在水中墩承臺施工期間預埋鋼板，待水中墩柱施工完成后，將鋼斜撐和鋼管立柱連接在預埋鋼板上，拔除用于承臺及墩柱施工的拉森樁，將鋼斜撐轉到設定傾角，即可進行下一步的施工，能夠縮短預頂裝置的安裝工期，節(jié)省成本。原因在于:利用銷鉸結構，使鋼斜撐可以進行角度調整。由于墩柱施工用的圍堰拉森樁與支架的鋼斜撐是交叉的，安裝支架時必須先拔出交叉部位的拉森樁。如果采用鋼斜撐與承臺預埋鋼板直接焊接的架設方式，施工難度大，承臺離江岸較遠、又有水下障礙物，故改為在鋼斜撐的底腳處增加一個鉸接結構與承臺預埋鋼板連接，使用該鉸接結構可以不受現(xiàn)場環(huán)境條件和拉森樁交叉的影響，鋼斜撐與承臺預埋鋼板連接后，采用手拉葫蘆牽住穿過鋼斜撐上部耳板的鋼絲繩與墩柱臨時固定，使鋼斜撐垂直于承臺，待拉森樁拔除后再按照斜向角度進行安裝。如不設置銷鉸可轉動結構，則需整體打設拉森樁圍堰，將所有墩柱承臺形成封閉的整體。設置銷鉸節(jié)點，可提前拔除部分承臺施工用拉森樁，同時減少了整體打設拉森樁的成本和工期，縮短了支架安裝時間，節(jié)省了拉森樁的租賃費用。本發(fā)明利用已有的墩柱承臺作為結構的基礎，減少了地基處理的工藝環(huán)節(jié)，能夠縮短工期，降低人工費及材料成本，并且結構所用鋼構件還可以循環(huán)利用，能夠節(jié)約大量成本。對永久結構墩身外觀無影響，能夠適用長度超過40m、安裝高度大于Sm，墩身間凈距大于18m的超長水中墩柱的預頂，并且能夠適用于非圓柱形墩柱的預頂。在施工蓋梁的過程中，使用本發(fā)明預頂墩柱，使墩身頂部承受預頂力，能夠與超長蓋梁大體積混凝土收縮應力對墩頂產生的拉應力相互抵消，有效避免節(jié)點產生裂紋和開裂，保證施工質量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的立面圖；
[0015]圖2為圖1的II1-1II剖視圖；
[0016]圖3為圖1的俯視圖；
[0017]圖4為本發(fā)明的承臺預埋鋼板I和承臺預埋鋼板II的立面圖；
[0018]圖5為本發(fā)明的承臺預埋鋼板I和承臺預埋鋼板II的錨固鋼筋結構示意圖；
[0019]圖6為本發(fā)明的墩柱預埋鋼板的結構示意圖。
[0020]圖中:1、鋼管立柱；2、水中墩柱；31、撐桿；32、鋼結構；4、橫向連接梁；5、縱向支撐梁；6、水平連接構件I ;7、預埋鋼板I ;8、預埋鋼板II ;9、水平連接構件II ;10、銷鉸；11、銷鉸支座；12、承臺；13、水平支撐蓋板；14、拉森樁；15、承臺頂層鋼筋；16、水平加強鋼筋網；17、倒U形錨固鋼筋；18、預頂鋼板I ;19、限位卡板；20、預頂鋼管；21、千斤頂；22、承壓座；23、預頂鋼板II ;24、U形錨固鋼筋；25、傳力豎向鋼板。

【具體實施方式】
[0021]為能進一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0022]請參閱圖1?圖6，一種用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置，所述蓋梁下部設有至少兩根水中墩柱2，該預頂裝置包括相對的預頂鋼板I 18和預頂鋼板II 23，所述預頂鋼板I 18和所述預頂鋼板II 23分別預埋在相鄰的兩根水中墩柱2的外側表面上，在所述預頂鋼板I 18和所述預頂鋼板II 23之間自所述預頂鋼板I 18開始設有依次水平連接的預頂鋼管20、千斤頂21和承壓座22，所述預頂鋼管20與所述預頂鋼板I 18連接，所述預頂鋼管20支撐在支架上。在實施預頂操作前，千斤頂21和承壓座22從支架上方吊裝。
[0023]所述支架包括設置在相鄰兩根水中墩柱2之間的兩個呈八字形布置的鋼斜撐以及布設在每根水中墩柱周圍的四根鋼管立柱I ;對應每一根所述水中墩柱2的四根所述鋼管立柱I的底端通過預埋鋼板I 7固定在該水中墩柱2的承臺12的四個角部；每個所述鋼斜撐設有兩根撐桿31，每個所述鋼斜撐的兩根所述撐桿31在該支架橫向立面上的投影重合，且縱向間距與縱向相鄰的兩根鋼管立柱I的間距相同，每個所述鋼斜撐的兩根所述撐桿31通過鋼結構32連接在一起，在每個撐桿31的底端連接有銷鉸10及其支座11，所述鋼斜撐底端的銷鉸支座11通過預埋鋼板II 8與相應所述水中墩柱2的承臺12連接，所述預埋鋼板II 8位于與其靠近的所述預埋鋼板I I的外側；呈八字形布置的兩個所述鋼斜撐的頂部通過橫向連接梁4連接；每根所述撐桿31的頂端和每根所述鋼管立柱2的頂端均設有等標高的水平支撐蓋板13，在縱向相對的每兩個所述水平支撐蓋板13上固定有一縱向支撐梁5 ;在所述縱向支撐梁5的中部頂面上固定有限位卡板19，所述預頂鋼管20支撐在所述限位卡板19上；所有所述鋼管立柱I和所有所述鋼斜撐通過水平連接構件I 6連接在一起。
[0024]在本實施例中，中間的墩柱的截面為橢圓形。墩柱施工用的圍堰拉森樁14樁長為18m,設河床頂標高為0.0Om,則水面標高是1.5m,墩柱承臺頂標高為-2.8m。對墩柱施加預頂力，若直接接觸，千斤頂頭與墩柱接觸面小，受力集中，有局部開裂的可能，因此在千斤頂21的前方，設置了承壓座22和預頂鋼板II 23，同理，在預頂鋼管20遠離千斤頂21的端部外側設置了預頂鋼板I 18，所述預頂鋼板I 18和所述預頂鋼板II 23結構相同，均包括一塊與水中墩柱2外側表面適配的弧形鋼板，在弧形鋼板的背面焊接有U形錨固鋼筋24，所述U形錨固鋼筋24的開口方向與所述弧形鋼板的開口方向相同，在所述U形錨固鋼筋24的底部設有兩個內翻的勾狀結構。所述勾狀結構的作用與脹管的作用類似。所述預頂鋼板I 18和所述預頂鋼板II 23通過焊接錨固筋，達到擴散集中應力的作用。所述承壓座22包括傳力豎向鋼板25，所述傳力輸入豎向鋼板25通過鋼連接結構II與所述預頂鋼板II 23連接。在進行預頂施工時，為了防止對墩柱產生污染，采用土工布包裹所述預頂鋼板I 18和所述預頂鋼板II 23的周邊區(qū)域。
[0025]鋼管立柱I承壓，底部與承臺12連接部位局部受壓，鋼斜撐底部鉸接節(jié)點與承臺12連接部位受壓并抗剪，因此在預埋鋼板I 7和預埋鋼板II 8下面焊接倒U形錨固鋼筋17與承臺永久結構相連，并在預埋鋼板I 7和預埋鋼板II 8下面設置三層水平加強鋼筋網16，所述水平加強鋼筋網16位于承臺頂層鋼筋15的下方，與倒U形錨固鋼筋17和承臺內鋼筋分別連接。鋼筋焊接網的縱筋與橫筋形成網狀結構，與混凝土粘結錨固性好，承受的載荷均勻擴散分布，能夠明顯提高鋼筋混凝土結構的抗震裂性能。能夠減少混凝土的裂縫，能夠提高抗剪能力和局部抗壓承載力。所述鋼斜撐位于與其靠近的所述鋼管立柱I的外側，所述預埋鋼板II 8和與其靠近的所述預埋鋼板I 7是一整塊鋼板，以進一步方便施工。為了加強結構的穩(wěn)定性，所述鋼斜撐底端的銷鉸支座與靠近該銷鉸支座的所述鋼管立柱的底部采用水平鋼板連接。為了在滿足結構強度和剛度的情況下，減輕結構重量，所述橫向連接梁4和所述縱向支撐梁5以及所述鋼斜撐的構件均采用雙拼工字鋼結構。為了進一步增強結構剛度，對應每一根所述水中墩柱2的四根所述鋼管立柱I的底部通過水平連接構件II 9形成一體。為了確保鋼管立柱I和預埋鋼板I 7連接可靠，在所述鋼管立柱I的底部設有與所述預埋鋼板I 7焊接的加勁肋板。每個所述鋼斜撐的兩根所述撐桿31通過米字形鋼結構連接在一起，施工方便，結構可靠。
[0026]綜上所述，鋼管立柱及鋼斜撐與墩柱承臺預埋鋼板連接，水平方向采用水平連接構件按工藝先后順序與鋼管立柱及鋼斜撐焊接，在鋼管立柱及鋼斜撐頂端焊接水平支撐蓋板，在水平支撐蓋板上安裝縱向支撐梁，在縱向支撐梁上安裝限位卡板，形成預頂鋼管的水平支撐。
[0027]由鋼管立柱及鋼斜撐形成的這種結構體系承擔蓋梁自重及施工荷載傳遞下來的豎向荷載，并將作用力傳遞至永久結構承臺基礎上，對永久結構影響較小，結構受力均勻，支撐穩(wěn)固。且該結構體系，能夠很好地解決其它支架體系由于鋼管樁承受豎向荷載并通過與河床的摩擦力作用下導致鋼管樁加長、從而造成基礎穩(wěn)定性能不足的現(xiàn)象。適用于淤泥質土層比較深的，在不加長支撐高度的情況下，滿足承載力的要求。另外，在鋼管立柱頂端焊接水平支撐蓋板，一是可以在單點起吊時用于鋼絲繩懸掛圍繞，二是可以增大接觸面積，使從上部傳遞下來的作用力能夠均勻通過水平支撐蓋板豎直傳遞給鋼管立柱。
[0028]在支架上設置預頂鋼管，通過千斤頂對墩身施加預頂力，能夠避免超長大體積蓋梁砼收縮變形及徐變影響對墩身產生的應力造成局部節(jié)點混凝土開裂。預頂力加載完成后，在預頂鋼管與預頂鋼板II之間焊接鋼構件，卸載千斤頂和承壓座，將預頂力轉移至鋼構件上，預頂力可通過預頂鋼管傳遞，作用于墩柱頂部以下Im左右范圍內，使墩身頂部承受預頂力，能夠與超長蓋梁大體積混凝土收縮應力對墩頂產生的拉應力相互抵消，避免節(jié)點產生裂紋和開裂。預推鋼管需等到蓋梁澆筑完成達到設計強度后方可拆除。
[0029]盡管上面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置，所述蓋梁下部設有至少兩根水中墩柱，其特征在于，該預頂裝置包括相對的預頂鋼板I和預頂鋼板II，所述預頂鋼板I和所述預頂鋼板II分別預埋在相鄰的兩根水中墩柱的外側表面上，在所述預頂鋼板I和所述預頂鋼板II之間自所述預頂鋼板I開始設有依次水平連接的預頂鋼管、千斤頂和承壓座，所述預頂鋼管與所述預頂鋼板I連接，所述預頂鋼管支撐在支架上； 所述支架包括設置在相鄰兩根水中墩柱之間的兩個呈八字形布置的鋼斜撐以及布設在每根水中墩柱周圍的四根鋼管立柱；對應每一根所述水中墩柱的四根所述鋼管立柱的底端通過預埋鋼板I固定在該水中墩柱的承臺的四個角部；每個所述鋼斜撐設有兩根撐桿，每個所述鋼斜撐的兩根所述撐桿在該支架橫向立面上的投影重合，且縱向間距與縱向相鄰的兩根鋼管立柱的間距相同，每個所述鋼斜撐的兩根所述撐桿通過鋼結構連接在一起，在每個撐桿的底端連接有銷鉸及其支座，所述鋼斜撐底端的銷鉸支座通過預埋鋼板II與相應所述水中墩柱的承臺連接，所述預埋鋼板II位于與其靠近的所述預埋鋼板I的外側；呈八字形布置的兩個所述鋼斜撐的頂部通過橫向連接梁連接；每根所述撐桿的頂端和每根所述鋼管立柱的頂端均設有等標高的水平支撐蓋板，在縱向相對的每兩個所述水平支撐蓋板上固定有一縱向支撐梁；在所述縱向支撐梁的中部頂面上固定有限位卡板，所述預頂鋼管支撐在所述限位卡板上；所有所述鋼管立柱和所有所述鋼斜撐通過水平連接構件I連接在一起。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置，其特征在于，所述在所述預埋鋼板I和所述預埋鋼板II的下面焊接有倒U形錨固鋼筋和水平加強鋼筋網，所述水平加強鋼筋網與所述倒U形錨固鋼筋連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置，其特征在于，所述預埋鋼板II和與其靠近的所述預埋鋼板I是一整塊鋼板。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置，其特征在于，所述橫向連接梁和所述縱向支撐梁以及所述鋼斜撐的構件均采用雙拼工字鋼結構。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置，其特征在于，對應每一根所述水中墩柱的四根所述鋼管立柱的底部通過水平連接構件II形成一體。
6.根據(jù)權利要求5所述的用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置，其特征在于，所述鋼斜撐底端的銷鉸支座與靠近該銷鉸支座的所述鋼管立柱的底部采用水平鋼板連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置，其特征在于，在所述鋼管立柱的底部設有與所述預埋鋼板I焊接的加勁筋板。
8.根據(jù)權利要求7所述的用于水中墩超長預應力蓋梁施加預頂力的裝置，其特征在于，每個所述鋼斜撐的兩根所述撐桿通過米字形鋼結構連接在一起。
【文檔編號】E01D21/00GK104404885SQ201410690254
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權日:2014年11月25日
【發(fā)明者】郭穎, 余流, 張曉軍, 徐楚, 竇衛(wèi) 申請人:中建六局第三建筑工程有限公司