H型塔柱內力可調的臨時橫撐結構及其施工方法
2023-09-17 13:48:10
H型塔柱內力可調的臨時橫撐結構及其施工方法
【專利摘要】本發明涉及一種H型塔柱內力可調的臨時橫撐結構，包括橫撐和分別固定在兩側塔柱上的牛腿，所述橫撐搭載在牛腿上，所述橫撐包括與一側塔柱抵接的抵接端和與抵接端相對的頂推端，所述頂推端與另一側塔柱之間活動處插裝有抄墊物，所述頂推端設有受力後使橫撐向抵接端發生位移的頂推部。本發明還涉及上述臨時橫撐結構的施工方法。本發明減少了臨時水平橫撐安裝時塔吊佔用使用時間，方便施工期間對頂推力的調整，加快索塔施工工期，減少臨時水平橫撐高空焊接工作量，降低臨時水平橫撐拆除難度，降低高空作業安全風險。本發明可應用於橋梁施工中水平臨時橫撐施工。
【專利說明】H型塔柱內力可調的臨時橫撐結構及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及橋梁施工，特別是涉及一種H型塔柱內力可調的臨時橫撐結構及其施工方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國公路、鐵路快速路網的大規模建設，大量跨江、河、海橋梁紛紛興建，斜拉橋是大跨度橋梁的最主要橋型之一。對於H型高塔傾斜塔柱施工，隨著傾斜塔柱施工高度的增加，塔柱懸臂部分下根部外側混凝土的拉應力逐漸增大，同時向內傾斜塔柱施工的懸臂端由於重力作用，向外產生位移也越來越大，為控制塔柱線形、內力滿足設計要求並保證施工期間結構安全，在傾斜塔柱施工過程中，應分高度設置臨時水平橫撐，控制塔柱懸臂施工高度。
[0003]目前，H型索塔傾斜中塔柱施工臨時水平橫撐設置常規施工方法如下:利用塔吊在塔柱內側相應位置水平吊裝水平橫撐結構，水平橫撐的一端直接與索塔預埋件焊接，待焊接完畢後在水平橫撐另一端結構鋼管柱前端兩邊布置千斤頂和油泵，並按設計或監控單位要求，啟動油泵使千斤頂沿水平方向向外頂推至設計噸位，然後在臨時水平橫撐與索塔塔柱內側預埋件之間空隙內抄墊鋼板，並將橫撐與抄墊鋼板、預埋件之間焊接起來，最後千斤頂卸載完成臨時橫撐安裝。臨時橫撐拆除時再根據安裝頂推力及施工工況變化情況重新計算拆除時水平橫撐頂推力，利用千斤頂先向外頂推至計算力值，然後割除焊縫，再抽出抄墊鋼板，千斤頂回油卸載後利用塔吊拆除臨時水平橫撐鋼結構。
[0004]但是上述施工方法存在以下不足:
1、焊接完畢塔吊方可松構，整個吊裝過程佔用塔吊時間較長，嚴重影響主塔塔柱施工，延誤施工工期。
[0005]2、臨時水平橫撐兩端需與抄墊鋼板、索塔預埋件全部焊接起來，焊接工作量較大，且均在高空施焊，存在高空作業安全風險。
[0006]3、臨時水平橫撐安裝完成後，難以調整頂推力。隨著索塔的施工，測量監控單位會對索塔線型及內力進行測量監控，並隨時根據測量結果對臨時水平橫撐頂推力進行調整，以控制索塔偏位及內力值處於允許範圍內。而常規的臨時水平橫撐端頭與抄墊鋼板、索塔預埋件都焊接起來了，進行頂推力調整前需將焊縫割除，待頂推力調整完畢後再焊接起來，工序繁瑣，工作量大，且割除焊縫操作時安全風險較大。
[0007]4、臨時水平橫撐拆除時由於橫撐兩端均與索塔預埋件焊接起來，且拆除與安裝時施工工況變化較大，難以準確計算拆除時水平橫撐內力，故而難以採用油頂進行先卸載後拆除方法，拆除工作存在較大的難度，而且安全風險較大。
【發明內容】
[0008]為了克服上述技術問題，本發明的目的在於提供一種安全、方便的H型塔柱內力可調的臨時橫撐結構及其施工方法。[0009]本發明所採用的技術方案是:
一種H型塔柱內力可調的臨時橫撐結構，其特徵在於:包括橫撐和分別固定在兩側塔柱上的牛腿，所述橫撐搭載在牛腿上，所述橫撐包括與一側塔柱抵接的抵接端和與抵接端相對的頂推端，所述頂推端與另一側塔柱之間相對活動且插裝有抄墊物，所述頂推端設有受力後使橫撐向抵接端發生位移的頂推部。
[0010]作為上述技術方案的進一步改進，所述頂推端為階梯軸結構，所述階梯軸結構的軸頭搭載在牛腿上，所述階梯軸結構的軸肩構成所述頂推部。通過將頂推端設置成階梯軸結構並由頂推裝置直接頂推軸肩，可以保證頂推軸向力的均勻平衡，保證頂推的效果。
[0011]作為上述技術方案的進一步改進，所述塔柱上設有預埋件，所述牛腿通過螺栓與預埋件連接並固定在塔柱上。
[0012]作為上述技術方案的進一步改進，所述預埋件包括在塔柱內的預埋螺杆和過渡螺母，所述預埋螺杆的一端連接位於塔柱內的錨固件，另一端螺紋連接過渡螺母的前部，所述牛腿通過螺栓連接過渡螺母的後部。牛腿在空中安裝只需套上螺栓，擰緊即可，操作簡單，安全風險小。
[0013]作為上述技術方案的進一步改進，所述過渡螺母為由前至後直徑遞增的錐臺螺母，所述錐臺螺母的後端面與塔柱端面平齊。常規臨時橫撐預埋件為預埋大塊鋼板，橫撐的端部需要焊接在預埋板上，焊接工作量大。本臨時橫撐的預埋件包括預埋螺杆和錐臺螺母，預埋工作與塔柱液壓爬架施工一樣，其安裝簡單，方便施工人員熟練。由於錐臺螺母由前至後直徑遞減，在需要拆除時，只需將其反向擰出，向預埋孔中填入修飾用的混凝土即可完成塔柱表面的修飾工作，預埋螺杆和錨固件無需理會，其工作量小，操作簡單，外觀質量良好。
[0014]本發明還包括上述臨時橫撐結構的施工方法，包括以下步驟:
a.塔柱施工通過橫撐預設安裝位置後，在塔柱內壁安裝牛腿；
b.吊裝橫撐使其兩端分別直接擱置在牛腿上；
c.在橫撐的頂推端布置千斤頂，啟動千斤頂向外頂推頂推部使橫撐向抵接端軸向位移並達到設計噸位，在頂推端與塔柱之間空隙處設置抄墊物，直到抄墊密實；
d.在繼續向上施工塔柱過程中，採用千斤頂向外頂推頂推部，使頂推端與塔柱之間出現空隙，增加或減少抄墊物，從而對橫撐進行內力調整。
[0015]上述施工的方法在拆除橫撐時，在原安裝頂推千斤頂的位置重新布置千斤頂，利用千斤頂向外頂推使頂推端與塔柱之間出現空隙後，抽出抄墊物，卸載後再進行橫撐拆除，大大降低了拆除時安全風險。
[0016]作為上述技術方案的進一步改進，所述步驟a中，塔柱施工過程中安裝預埋件，牛腿與預埋件通過螺栓固定連接。
[0017]作為上述技術方案的進一步改進，所述步驟b中，搭載抵接端的牛腿上設置限位裝置，防止抵接端徑向位移。
[0018]本發明的有益效果是:
1、橫撐安裝時兩端直接擱置在牛腿上面，安裝方便，操作簡單，大大減少了塔吊佔用時間，加快了索塔施工工期；
2、橫撐頂推到位後，在頂推端與塔柱之間空隙設置抄墊物，直至抄墊密實，無需焊接，減少了高空焊接工作量，降低了高空作業風險； 3、施工過程中進行橫撐頂推力調整時，只需在頂推部利用千斤頂先頂推開橫撐，通過增加或減少抄墊物數量，然後千斤頂回油即可達到調整頂推力的目的，無需進行高空焊縫割除及焊接作業，工序簡單，工作量較小，降低了高空作業風險，且加快了施工工期。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖和實施方式對本發明進一步說明。
[0020]圖1是本發明橫撐結構的立面布置圖；
圖2是本發明橫撐結構的俯視示意圖；
圖3是圖1中A部分的放大示意圖；
圖4是圖3的俯視不意圖；
圖5是圖3中B部分的放大示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1至圖5所示的H型塔柱內力可調的臨時橫撐結構，包括橫撐I和分別固定在兩側塔柱2上的牛腿3，橫撐I搭載在牛腿3上，橫撐I包括與一側塔柱2抵接的抵接端和位於抵接端相對端的頂推端，頂推端與另一側塔柱2之間活動處插裝有抄墊物，本實施例中為抄墊鋼板(圖中未示出)，頂推端設有頂推部5，頂推部5受頂推力後橫撐I向抵接端發生位移。
[0022]優選的，頂推端為階梯軸結構，階梯軸結構的軸頭搭載在牛腿3上，階梯軸結構的軸肩構成頂推部5。通過將頂推端設置成階梯軸結構並由頂推裝置直接頂推軸肩。可以保證頂推軸向力的均勻平衡，保證頂推的效果。
[0023]優選的，塔柱2上設有預埋件，牛腿3通過螺栓與預埋件連接並固定在塔柱2上。
[0024]優選的，預埋件包括在塔柱2內的預埋螺杆6和過渡螺母7，預埋螺杆6的一端連接位於塔柱2內的錨固件8，另一端螺紋連接過渡螺母7的前部，牛腿3通過螺栓連接過渡螺母7的後部。牛腿3在空中安裝只需套上螺栓，擰緊即可，操作簡單，安全風險小。
[0025]優選的，過渡螺母7為由前至後直徑遞增的錐臺螺母，錐臺螺母的後端面與塔柱2端面平齊。常規設計中臨時橫撐預埋件為預埋大塊鋼板，橫撐的端部需要焊接在預埋板上，焊接工作量大。本實施例中的預埋件包括預埋螺杆6和錐臺螺母，預埋工作與塔柱液壓爬架施工一樣，其安裝簡單，方便施工人員熟練。由於錐臺螺母由前至後直徑遞減，在需要拆除時，只需將其反向擰出，向預埋孔中填入修飾用的混凝土即可完成塔柱表面的修飾工作，預埋螺杆6和錨固件8無需理會，其工作量小，操作簡單，外觀質量良好。
[0026]上述臨時橫撐結構的施工方法如下:
(I)先在地面將橫撐I及預埋件加工成型，在索塔塔柱2施工到相應高度時先進行預埋件安裝。
[0027](2)待塔柱2施工通過橫撐I位置後，在橫撐I安裝位置下方先安裝施工操作平臺，然後在預埋件位置安裝支撐用的牛腿3，採用螺栓穿過牛腿3附牆板上螺孔後擰緊在預埋在塔柱2內的錐臺螺母上。由於牛腿3重量較輕，為避免安裝牛腿3佔用塔吊較長使用時間，可在爬模爬架下方懸掛一臺2噸倒鏈，利用倒鏈吊裝支撐牛腿3並栓接牢固。
[0028](3)利用塔吊吊裝橫撐1，橫撐I兩端分別直接擱置在兩塔柱2內側壁上的牛腿3上面，2臺塔吊松構後轉而投入索塔塔柱2施工。
[0029](4)在橫撐I的頂推端布置千斤頂9和油泵，按設計或監控單位要求，啟動油泵將千斤頂9向外頂推到設計噸位，並在臨時水平橫撐I鋼管柱前端與索塔塔柱2之間空隙處抄墊鋼板(鋼板立於牛腿3頂面)，直到抄墊密實(無需焊接)，完成橫撐I安裝。為防止在施工過程中橫撐I移位，可在牛腿3頂面橫撐抵接端的兩側設置限位擋塊，或將橫撐抵接端與牛腿3頂面焊接起來，而另一端設置限位。
[0030](5)在繼續向上施工塔柱2過程中，需要對橫撐I進行內力調整時，只需要採用千斤頂9向外頂推，使橫撐I頂推與塔柱2混凝土壁之間出現空隙，增加或減少抄墊鋼板即可，千斤頂9回油卸載，完成橫撐I的內力調整。
[0031](6)拆除橫撐I時，在原安裝頂推千斤頂9的位置重新布置千斤頂9，利用千斤頂9先向外頂推，使橫撐I頂推端與塔柱2混凝土壁之間出現空隙，抽出抄墊鋼板，千斤頂9回油卸載使橫撐I不受內力作用直接支撐在牛腿3頂面，再用2臺塔吊水平抬吊回地面，完成橫撐I的拆除工作。
[0032]以上所述只是本發明優選的實施方式，其並不構成對本發明保護範圍的限制。
【權利要求】
1.一種H型塔柱內力可調的臨時橫撐結構，其特徵在於:包括橫撐和分別固定在兩側塔柱上的牛腿，所述橫撐搭載在牛腿上，所述橫撐包括與一側塔柱抵接的抵接端和與抵接端相對的頂推端，所述頂推端與另一側塔柱之間相對活動且插裝有抄墊物，所述頂推端設有受力後使橫撐向抵接端發生位移的頂推部。
2.根據權利要求1所述的H型塔柱內力可調的臨時橫撐結構，其特徵在於:所述頂推端為階梯軸結構，所述階梯軸結構的軸頭搭載在牛腿上，所述階梯軸結構的軸肩構成所述頂推部。
3.根據權利要求1或2所述的H型塔柱內力可調的臨時橫撐結構，其特徵在於:所述塔柱上設有預埋件，所述牛腿通過螺栓與預埋件連接並固定在塔柱上。
4.根據權利要求3所述的H型塔柱內力可調的臨時橫撐結構，其特徵在於:所述預埋件包括在塔柱內的預埋螺杆和過渡螺母，所述預埋螺杆的一端連接位於塔柱內的錨固件，另一端螺紋連接過渡螺母的前部，所述牛腿通過螺栓連接過渡螺母的後部。
5.根據權利要求4所述的H型塔柱內力可調的臨時橫撐結構，其特徵在於:所述過渡螺母為由前至後直徑遞增的錐臺螺母，所述錐臺螺母的後端面與塔柱端面平齊。
6.權力要求I至5所述臨時橫撐結構的施工方法，其特徵在於，包括以下步驟: a.塔柱施工通過橫撐預設安裝位置後，在塔柱內壁安裝牛腿； b.吊裝橫撐使其兩端分別直接擱置在牛腿上； c.在橫撐的頂推端布置千斤頂，啟動千斤頂向外頂推頂推部使橫撐向抵接端軸向位移並達到設計噸位，在頂推端與塔柱之間空隙處設置抄墊物，直到抄墊密實； d.在繼續向上施工塔柱過程中，採用千斤頂向外頂推頂推部，使頂推端與塔柱之間出現空隙，增加或減少抄墊物，從而對橫撐進行內力調整。
7.根據權利要求6所述的臨時橫撐結構的施工方法，其特徵在於:所述步驟a中，塔柱施工過程中安裝預埋件，牛腿與預埋件通過螺栓固定連接。
8.根據權利要求6或7所述的臨時橫撐結構的施工方法，其特徵在於:所述步驟b中，搭載抵接端的牛腿上設置限位裝置，防止抵接端徑向位移。
【文檔編號】E01D21/00GK104032678SQ201410189345
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月6日 優先權日:2014年5月6日
【發明者】周文, 馮朝軍, 王保, 朱能建, 孫軍, 繆晨輝, 賀清華, 單翔, 饒康飛, 楊朝偉 申請人:中鐵港航局集團有限公司, 中鐵港航局集團有限公司橋梁分公司