鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置及其施工方法
2023-08-06 21:53:11
專利名稱：鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置及其施工方法
技術領域：
本發明涉及一種預應力混凝土橋梁靜載試驗裝置及其施工方法。
背景技術：
現行規範要求對成橋的承截力進行評價，一般都採用靜載試驗。箱梁試驗的方法、加載過程和加載依據《預應力混凝土鐵路橋簡支梁靜載彎曲試驗方法及評定標準》制定。現有箱梁靜載試驗普遍採用的是桁架形式，需要在場內先組裝桁架做為反力架，因桁架自重較大並且大部分採用螺栓連接，需要大量的機械設備配合，組裝一般需要一周的時間。 採用桁架施工不僅工時長，而且材料耗費較多，施工成本也較高。如採用其他形式的反力架代替桁架結構，則必須具備足夠的剛度，防止反力架在試驗過程中發生變形。
發明內容
本發明提供一種鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置及其施工方法，要解決現有箱梁靜載試驗裝置結構複雜、加載能力低，施工時間長、材料耗費大的技術問題。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是
這種鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置，包括支撐於箱梁底部兩端的試驗臺座，試驗臺座向下由預應力管樁與地面固定，箱梁頂面平行設置有至少5組分配梁，5組分配梁以箱梁跨中位置對稱，箱梁頂面與分配梁之間安裝有千斤頂；箱梁下方吊裝有鋼筋混凝土配重，鋼筋混凝土配重內預埋有預埋件，連接預埋件的鋼絞線向上穿過箱梁上的預埋孔與分配梁連接；
每組分配梁是由兩根水平設置的型鋼焊接成整體，兩根型鋼中間穿鋼絞線處有豎向設置的鋼絞線預留孔；
所述預埋件上部主體由兩根槽鋼I與兩根槽鋼II垂直連接而成，兩槽鋼I敞口背對設置，兩槽鋼I之間中部由兩塊連接板連接，兩槽鋼I的端部之間連接有兩根銷軸，每根銷軸上分別連接有兩根向下延伸並錨固在鋼筋混凝土配重內部的長槽鋼，兩長槽鋼敞口相對設置，銷軸在槽鋼I的穿孔外側以及長槽鋼內側分別固定有銷軸固定板；兩槽鋼II敞口背對垂直連接於兩根槽鋼I之間，槽鋼II與槽鋼I底面中部焊接。所述型鋼可採用HM型鋼、H型鋼或工字鋼。所述兩根型鋼的頂面沿中縫焊接有一塊長鋼板。所述兩根型鋼底面穿鋼絞線處焊接有鋼墊板I，兩根型鋼底面與千斤頂支點對應處焊接有鋼墊板II。所述兩根型鋼在千斤頂支點及穿鋼絞線處設有內加勁板和外加勁板，內加勁板焊接於兩根型鋼的豎板之間，外加勁板焊接於兩根型鋼的豎板外側並與內加勁板並肩設置。所述兩根型鋼在千斤頂支點及穿鋼絞線處還設有型鋼縱向加勁板，型鋼縱向加勁板與型鋼的豎板焊接。所述長槽鋼底部焊接有水平鋼墊板和豎向加勁板。所述兩槽鋼I的槽內側焊接有槽鋼I縱向加勁板。
所述兩槽鋼II頂面與兩槽鋼I底面之間焊接有頂面鋼墊板，兩根槽鋼II底面之間焊接有底面鋼墊板。槽鋼II的槽內側焊接有槽鋼II縱向加勁板和槽鋼II橫向加勁板。這種應用鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置的施工方法，施工步驟如下
步驟一，根據不同形式的箱梁，計算試驗所需最大拉力，以不超過鋼絞線承載力的70%， 確定鋼絞線根數和預埋件型號，確定千斤頂加載點的位置；
步驟二，選擇鋼筋混凝土配重，按照1. 5倍安全係數確定混凝土的方量，同時計算出結構的抗拉、抗彎、抗剪性能，確定混凝土的配筋率；
步驟三，製作預埋件並用鋼板加固，將預埋件下部的長槽鋼在澆灌時預埋入鋼筋混凝土配重內；
步驟四，鋼筋混凝土配重吊裝就位；
步驟五，將箱梁吊裝至試驗臺座上，對各加載點進行準確定位，同時安裝千斤頂，採用龍門吊吊裝分配梁進行對中，再用鋼絞線將分配梁與箱梁下方的預埋件連接，然後開啟油泵支撐分配梁，依次安裝其餘4組分配梁；
步驟六，進行箱梁靜載試驗，採集測點的壓力載荷數據。本發明的有益效果如下
本發明的鋼結構分配梁式靜載試驗裝置由至少5組分配梁、預埋件、鋼絞線、鋼筋混凝土配重、試驗臺座、預應力管樁等組成。上部採用五個鋼結構分配梁，下部結構採用混凝土配重，中間連結採用鋼絞線或精扎螺紋鋼。使用時上部分配梁不需要現場拼裝，只需要將分配梁吊裝就位與預埋件連接便可安裝預埋件進行靜載試驗。由於本發明的分配梁採用了特殊結構，同時採用加勁板和墊板組合與主結構鋼梁焊接，使分配梁具有足夠的剛度，避免在試驗過程中變形。本發對預埋件的設計可大大提高試驗臺的加載能力和施工安全性。與現有箱梁靜載試驗方法相比，本發明操作簡便、安全可靠，可大幅度降低施工工時和設備使用費。本發明可廣泛地應用於預應力混凝土橋梁靜載試驗領域。
下面結合附圖和實施例對本發明進--步說明。圖1是本發明的立面結構圖。圖2是本發明的平面結構圖。
圖3是分配梁的側視結構圖。
圖4是圖3的A-A剖面圖。
圖5是分配梁的俯視結構圖。
圖6是分配梁的仰視結構圖。
圖7是預埋件的正面結構圖。
圖8是預埋件的側面結構圖。
圖9是圖7的B-B剖面的結構圖。
圖10是圖7的C— C剖面的結構圖_
附圖標記1 一箱梁、2 —分配梁、3 --預埋件、4 一鋼絞線、5 —鋼筋混凝土配6 一試驗臺座、7 —預應力管樁、8 —型鋼、9 一長鋼板、10 —鋼墊板I、ll-鋼墊板II、12-外加勁板、13-內加勁板、14-型鋼縱向加勁板、15-鋼絞線預留孔、16-槽鋼II、17-長槽鋼、 18-水平鋼墊板、19-豎向加勁板、20-銷軸、21-銷軸固定板、22-槽鋼1、23_槽鋼I縱向加勁板、24-連接板、25-槽鋼II、26-頂面鋼墊板、27-槽鋼II橫向加勁板、28-槽鋼II縱向加勁板、29-底面鋼墊板、30-千斤頂。
具體實施例方式
實施例參見圖1、圖2所示，這種鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置，包括支撐於箱梁1底部兩端的試驗臺座6，試驗臺座6向下由預應力管樁7與地面固定，其特徵在於箱梁1頂面平行設置有至少5組分配梁2，5組分配梁以箱梁1跨中位置對稱，箱梁1頂面與分配梁2之間安裝有千斤頂30 ；箱梁1下方吊裝有鋼筋混凝土配重5，鋼筋混凝土配重 5內預埋有預埋件，預埋件總長可為2. 5m，埋入配重長度約為1. 6m。連接預埋件的鋼絞線4 向上穿過箱梁1上的預埋孔與分配梁2連接。為了防止在安裝、拆卸過程中分配梁發生傾覆，可在分配梁兩側焊接[12槽鋼，作為輔助支撐。參見圖3-6所示，每組分配梁2是由兩根水平設置的型鋼8焊接成整體，型鋼8可採用HM594型鋼，兩根型鋼8中間穿鋼絞線4處有豎向設置的鋼絞線預留孔15 ；
所述兩根型鋼8的頂面沿中縫焊接有一塊長鋼板9。所述兩根型鋼8底面穿鋼絞線處焊接有鋼墊板I，兩根型鋼8底面與千斤頂30支點對應處焊接有鋼墊板II。所述兩根型鋼8在千斤頂30支點及穿鋼絞線4處設有內加勁板13和外加勁板 12，內加勁板13焊接於兩根型鋼的豎板之間，外加勁板12焊接於兩根型鋼的豎板外側並與內加勁板13並肩設置。
所述兩根型鋼8在千斤頂30支點及穿鋼絞線4處還設有型鋼縱向加勁板14，型鋼縱向加勁板14與型鋼的豎板焊接。參見圖7-10所示，預埋件3上部主體由兩根[36b槽鋼122與兩根[20b槽鋼1125 垂直連接而成，兩槽鋼I敞口背對設置，兩槽鋼I之間中部由兩塊連接板M連接，兩槽鋼I 的端部之間連接有兩根銷軸20，每根銷軸20上分別連接有兩根向下延伸並錨固在鋼筋混凝土配重5內部的[16長槽鋼17，兩長槽鋼敞口相對設置，銷軸20在槽鋼I的穿孔外側以及長槽鋼17內側分別固定有銷軸固定板21 ；兩槽鋼II敞口背對垂直連接於兩根槽鋼I之間，槽鋼II與槽鋼I底面中部焊接。
所述長槽鋼17底部焊接有水平鋼墊板18和豎向加勁板19。所述兩槽鋼122的槽內側焊接有槽鋼I縱向加勁板23。所述兩槽鋼II頂面與兩槽鋼122底面之間焊接有頂面鋼墊板沈，兩根槽鋼II底面之間焊接有底面鋼墊板四。槽鋼II的槽內側焊接有槽鋼II縱向加勁板觀和槽鋼II橫向加勁板27。這種鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置的施工方法，施工步驟如下
步驟一，根據不同形式的箱梁1，計算試驗所需最大拉力，以不超過鋼絞線4承載力的 70%，確定鋼絞線根數和預埋件型號，確定千斤頂30加載點的位置；
步驟二，選擇鋼筋混凝土配重5，按照1. 5倍安全係數確定混凝土的方量，同時計算出結構的抗拉、抗彎、抗剪性能，確定混凝土的配筋率；
6步驟三，製作預埋件並用鋼板加固，將預埋件下部的長槽鋼17在澆灌時預埋入鋼筋混凝土配重5內；
步驟四，鋼筋混凝土配重5吊裝就位；
步驟五，將箱梁1吊裝至試驗臺座6上，對各加載點進行準確定位，同時安裝千斤頂30， 採用龍門吊吊裝分配梁2進行對中，以防止鋼絞線傾斜，再用鋼絞線4將分配梁與箱梁下方的預埋件連接，然後開啟油泵支撐分配梁，依次安裝其餘4組分配梁，可先在分配梁穿鋼絞線孔處的鋼墊板I 10與預埋件之間連接40mm的墊板，再連接鋼絞線，以增加整體剛度；
步驟六，進行箱梁靜載試驗。
針對不同形式的箱梁，本發明的靜載試驗架可通用，只需要將分配梁在千斤頂位置用鋼板加強即可。
權利要求
1.一種鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置，包括支撐於箱梁(1)底部兩端的試驗臺座(6)，試驗臺座(6)向下由預應力管樁(7)與地面固定，其特徵在於箱梁(1)頂面平行設置有至少5組分配梁(2)，5組分配梁以箱梁(1)跨中位置對稱，箱梁(1)頂面與分配梁(2)之間安裝有千斤頂(30)；箱梁(1)下方吊裝有鋼筋混凝土配重(5)，鋼筋混凝土配重 (5)內預埋有預埋件，連接預埋件的鋼絞線(4)向上穿過箱梁(1)上的預埋孔與分配梁(2) 連接；每組分配梁(2)是由兩根水平設置的型鋼(8)焊接成整體，兩根型鋼(8)中間穿鋼絞線 (4)處有豎向設置的鋼絞線預留孔(15)；所述預埋件(3)上部主體由兩根槽鋼I (22)與兩根槽鋼II (25)垂直連接而成，兩槽鋼I敞口背對設置，兩槽鋼I之間中部由兩塊連接板(24)連接，兩槽鋼I的端部之間連接有兩根銷軸(20)，每根銷軸(20)上分別連接有兩根向下延伸並錨固在鋼筋混凝土配重(5)內部的長槽鋼(17)，兩長槽鋼敞口相對設置，銷軸(20)在槽鋼I的穿孔外側以及長槽鋼(17) 內側分別固定有銷軸固定板(21);兩槽鋼II敞口背對垂直連接於兩根槽鋼I (22)之間，槽鋼II與槽鋼I底面中部焊接。
2.根據權利要求1所述的鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置，其特徵在於 所述型鋼(8)為HM型鋼、H型鋼或工字鋼。
3.根據權利要求1所述的鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置，其特徵在於 所述兩根型鋼(8)的頂面沿中縫焊接有一塊長鋼板(9)。
4.根據權利要求1所述的鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置，其特徵在於 所述兩根型鋼(8)底面穿鋼絞線處焊接有鋼墊板I (10)，兩根型鋼(8)底面與千斤頂(30) 支點對應處焊接有鋼墊板II (11)。
5.根據權利要求1所述的鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置，其特徵在於 所述兩根型鋼(8)在千斤頂(30)支點及穿鋼絞線(4)處設有內加勁板(13)和外加勁板 (12)，內加勁板(13)焊接於兩根型鋼的豎板之間，外加勁板(12)焊接於兩根型鋼的豎板外側並與內加勁板(13)並肩設置。
6.根據權利要求1所述的鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置，其特徵在於 所述兩根型鋼(8)在千斤頂(30)支點及穿鋼絞線(4)處還設有型鋼縱向加勁板(14)，型鋼縱向加勁板(14)與型鋼的豎板焊接。
7.根據權利要求1所述的鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置，其特徵在於 所述長槽鋼(17)底部焊接有水平鋼墊板(18)和豎向加勁板(19)。
8.根據權利要求1所述的鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置，其特徵在於 所述兩槽鋼I (22)的槽內側焊接有槽鋼I縱向加勁板(23)。
9.根據權利要求1所述的鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置，其特徵在於 所述兩槽鋼II (25)頂面與兩槽鋼I (22)底面之間焊接有頂面鋼墊板(26)，兩根槽鋼II 底面之間焊接有底面鋼墊板(29)；槽鋼II (25)的槽內側焊接有槽鋼II縱向加勁板(28) 和槽鋼II橫向加勁板(27)。
10.一種應用權利要求1 9中任意一項的鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置的施工方法，其特徵在於施工步驟如下步驟一，根據不同形式的箱梁(1)，計算試驗所需最大拉力，以不超過鋼絞線(4)承載力的70%，確定鋼絞線根數和預埋件型號，確定千斤頂(30)加載點的位置；步驟二，選擇鋼筋混凝土配重(5)，按照1. 5倍安全係數確定混凝土的方量，同時計算出結構的抗拉、抗彎、抗剪性能，確定混凝土的配筋率；步驟三，製作預埋件並用鋼板加固，將預埋件下部的長槽鋼(17)在澆灌時預埋入鋼筋混凝土配重(5)內；步驟四，鋼筋混凝土配重(5)吊裝就位；步驟五，將箱梁(1)吊裝至試驗臺座(6)上，對各加載點進行準確定位，同時安裝千斤頂(30)，採用龍門吊吊裝分配梁(2)進行對中，再用鋼絞線(4)將分配梁與箱梁下方的預埋件(3)連接，然後開啟油泵支撐分配梁，依次安裝其餘4組分配梁； 步驟六，進行箱梁靜載試驗，採集測點的壓力載荷數據。
全文摘要
一種鋼結構分配梁式雙線整孔箱梁靜載試驗裝置及其施工方法，該裝置包括支撐於箱梁底部兩端的試驗臺座，試驗臺座向下由預應力管樁與地面固定，箱梁頂面平行設置有至少5組分配梁，5組分配梁以箱梁跨中位置對稱，箱梁頂面與分配梁之間安裝有千斤頂；箱梁下方吊裝有鋼筋混凝土配重，鋼筋混凝土配重內預埋有預埋件，連接預埋件的鋼絞線向上穿過箱梁上的預埋孔與分配梁連接；每組分配梁是由兩根水平設置的型鋼焊接成整體，兩根型鋼中間穿鋼絞線處有豎向設置的鋼絞線預留孔。與現有箱梁靜載試驗方法相比，本發明操作簡便、安全可靠，可大幅度降低施工工時和設備使用費，可廣泛地應用於預應力混凝土橋梁靜載試驗領域。
文檔編號G01M99/00GK102162774SQ201010608218
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月28日 優先權日2010年12月28日
發明者曹鳳潔, 白健 申請人:北京中鐵房山橋梁有限公司