用於建築物頂升施工的隨動支撐系統的製作方法
2023-05-26 16:04:51
專利名稱：用於建築物頂升施工的隨動支撐系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及橋梁加高技術，具體涉及一種用於建築物頂升施工的隨動支撐系統。
背景技術：
目前現在的河道、鐵路、公路改造中，橋梁的淨空及現有橋梁線形與新建橋梁線形銜接等問題是改造中的難點問題。目前國內許多跨河道高速道路橋梁，由於橋下淨空不足， 面臨著改造的問題。對於舊橋的改造，傳統的方法是將舊橋拆除重建，這將耗費大量財力物力，且施工周期較長對社會影響較大。橋梁頂升技術作為一種新型的橋梁改造技術，具有經濟合理，施工周期短，對社會環境影響較小的優點，具有傳統方法無可比擬的優勢。為了儘可能減少對社會影響，縮短施工周期，甚至不中斷交通，需要對橋梁進行頂升施工。目前，橋梁頂升技術中常用的施工方法是液壓油缸頂升，尤其在大噸位的橋梁頂升工程中，液壓頂升是唯一選擇。液壓油缸體系能提供強大的頂升力，整個液壓油缸體系由油管連接，所以在頂升時可共同發揮作用。目前液壓油缸整體頂升體系尤其是同步頂升技術已基本成熟，採用PLC液壓同步控制頂升已在多項目工程中成功運用。在以往工程中液壓頂升體系本身也作為橋梁頂升工程中的支撐體系。但是，液壓頂升體系作為支撐體系存在很大的風險頂升時若出現液壓內洩、油管爆裂等意外，會使橋梁頂升的安全性受到威脅，甚至發生不可估量的安全事故。在中國專利200910046134中披露了一種自動跟隨支撐系統及方法，該專利中使用了一種利用電機驅動的跟隨支撐裝置來對於上部結構進行支撐，通過測微計和控制器測量跟隨支撐裝置和上部結構之間的距離，控制電機轉動驅動跟隨支撐裝置進行自動跟隨頂升。該方法和該系統設計的目的是在液壓油缸失壓時作為輔助支撐工具，但是在實際使用中具有如下缺點
一、該方法(系統)中採用測微計測量跟隨支撐裝置和上部結構間距的方式來控制跟隨支撐裝置進行頂升，該設計構思在實際施工中較難實現。不同於機加工技術領域，在建築施工技術領域中一般無法做到較高的精度，上部結構的底部的平整度相對較差，在此種環境中採用測微計會出現較大的誤差。二、即使拋開上述誤差因素，上述跟隨支撐系統仍有無法被克服的問題。由於測微計無法測量微小的距離，導致跟隨支撐裝置無法緊密貼合上部結構而始終存在一個間隙。 如該專利實施例中所提及的分界值為1_，即意味著跟隨支撐裝置頂升到位後與上部結構之間仍然存在I mm左右的間隙。除上述無法被克服的間隙外，經過實驗證實，當頂升液壓油缸受力託換到跟隨支撐系統受力時，隨著上部荷載轉換到跟隨支撐系統上時，跟隨支撐裝置還會出現較大位移壓縮，位移壓縮原因分析有兩點其一、跟隨支撐系統內部是採用機械螺紋來承載，通過機械螺紋的彈性變形來承受上部的荷載，當上部結構荷載轉換時，機械螺紋部件被壓縮，產生一個位移變化值；其二、由於受力支點位置的變化，引起的上部結構自身的壓縮變形，由於跟隨支撐裝置無法主動跟進，不能消除上部結構自身的變形量。當轉換受力時，數千噸的荷載由頂升液壓油缸處轉移到跟隨支撐裝置處，對應的上部結構產生壓縮變形。由上述的原理可以得出，當轉換受力時，上部結構會出現一個明顯的下落，該下落的位移行程為以上所描述的間隙加上位移壓縮的總和。當然，在常規的墊塊支撐上部結構時上述現象同樣存在，但是由於頂升液壓油缸收缸過程中，荷載是逐漸轉換的，故此上部結構下落的過程始終處於被支撐的狀態。而當頂升液壓油缸失壓回落時，荷載瞬間轉換，此時上部結構將以近乎沒有支撐的方式下落，而這樣下落在施工中是非常危險的。三、跟隨支撐裝置上外掛的伺服電機較大，使得跟隨支撐裝置平面尺寸較大，使用時不易安裝。由以上論述可知，該自動跟隨支撐系統及方法在實際使用中存在一定無法克服的缺陷，應用到橋梁頂升施工中仍然存在較大的風險。
發明內容
本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種用於建築物頂升施工的隨動支撐系統，通過在墊塊支撐體系中增設跟隨殼體和跟隨液壓油缸，使得在油缸的油壓突然消失時通過跟隨液壓油缸或跟隨殼體仍能有效支撐上部頂升橋梁、避免上部橋梁滑落。本發明目的實現由以下技術方案完成
一種用於建築物頂升施工的隨動支撐系統，涉及反力基礎、待頂升的建築物上部結構和設於所述上部結構及反力基礎之間的頂升液壓油缸，其特徵在於所述隨動支撐系統包括跟隨殼體和跟隨液壓油缸，所述跟隨殼體具有相互平行的上、下支撐表面，並具有至少一個垂直所述上、下支撐表面設置的腔體，所述腔體具有位於所述下支撐表面上的開口 ；所述跟隨液壓油缸被套裝於所述腔體內，所述跟隨殼體和所述跟隨液壓油缸分別固定於所述上部結構底部、或二者相固接並整體安裝於所述上部結構底部，所述上支撐表面與所述上部結構底部貼合；所述跟隨液壓油缸的頂升端可從所述開口伸出/完全縮入所述腔體內。所述跟隨殼體上、下支撐表面之間的間距與所述頂升液壓油缸最小高度相同。所述跟隨殼體上支撐表面外緣具有法蘭，所述法蘭通過螺栓固定於所述蓋梁底部。所述跟隨殼體相對所述下支撐表面的的另一端設有安裝底板，所述安裝底板上表面構成所述上支撐表面，其下表面與所述跟隨液壓油缸固定連接。所述安裝底板與所述蓋梁底部栓接。所述跟隨液壓油缸的基座固定設於所述上部結構底部。所述跟隨液壓油缸的側壁上固定安裝所述跟隨殼體。所述跟隨殼體的腔體內設置有至少一個所述跟隨液壓油缸。所述跟隨殼體內具有至少二個具有向下開口的腔體，相鄰的兩個所述腔體間通過加強肋板分隔，所述加強肋板下端面與所述跟隨殼體下端面一起構成所述下支撐表面；每一所述的腔體內套裝有一個所述的跟隨液壓油缸。本發明的優點如下
I、本發明的跟隨液壓油缸採用機械承載，避免了液壓洩漏或密封漏油等事故，相對於液壓液壓油缸具有很好的安全可靠度。2、本發明的跟隨液壓油缸採用液壓驅動，在多臺跟隨頂共同跟隨時，保證了多臺跟隨頂作用時的同步性，試驗驗證了這一點。液壓驅動的跟隨頂無需伺服電機，所以相對於機械驅動體量較小，易於安裝和使用。
3、經過數次試驗的對比驗證，該發明具有很高的安全可靠度，具有良好的同步性，可操作性以及整體受力性能，能夠作為一種在油缸的油壓突然消失或油管爆裂時仍能有效支撐上部橋升橋梁，避免上部橋梁滑落的跟隨支撐機構，從而為橋梁頂升工程安全提供可靠保證。
附圖I為橋梁頂升狀態立面結構示意附圖2為橋梁頂升部位水平布置示意附圖3為附圖I的局部放大示意附圖4為實施例2跟隨殼體結構狀態示意附圖5為實施例2跟隨殼體平面結構示意附圖6為實施例3跟隨殼體結構狀態示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖通過實施例對本發明特徵及其它相關特徵作進一步詳細說明，以便於同行業技術人員的理解
如圖1-6所示，標號1-14分別表示連續箱梁I、橋墩2、支撐表面3、頂升液壓油缸4、 跟隨液壓油缸5、法蘭6、永久墊塊7、臨時墊塊8、跟隨殼體9、加強肋板10、側板11、安裝底板12、腔體13。實施例I :
參見圖1-3所示，本實施例中所涉及橋梁的上部結構採用三跨變截面預應力混凝土連續箱梁1，連續箱梁I底部通過橋墩2支撐。參見圖1，本實施例中橋墩2包括兩個主墩和兩個邊墩。基於此結構，本實施例採用直接頂升法，即以橋墩2 (主墩和邊墩)為反力基礎， 在橋墩2與連續箱梁I底部之間安裝頂升液壓油缸4，通過PLC電腦同步控制，整體頂升箱梁(箱梁上部局部需進行加固)的方法實現抬高主橋橋面標高的目的。隨動支撐系統主要包括跟隨殼體9和跟隨液壓油缸5。其中
跟隨殼體9為一個高度與頂升液壓油缸4最小高度相同的鋼箱，該鋼箱呈底部開口的長方體狀構造，由安裝底板12和垂直焊接在安裝底板12外周的側板11構成。跟隨殼體下端面(本實施例I中為側板11的下端面)水平設置以構成支撐表面。在跟隨殼體9中，由安裝底板12和側板11圍合成一個開口朝下的腔體13，該腔體13內安裝有一個跟隨液壓油缸5。設置跟隨液壓油缸5是為了避免在頂升液壓油缸4的油壓突然消失時，連續箱梁 I滑落。跟隨液壓油缸5由液壓驅動泵站驅使進行工作，其內部採用機械螺紋來承載，通過機械螺紋的彈性變形來承受上部的荷載，跟隨液壓油缸5為被動受力，即可以承受較大的荷載，而提供的主動力遠小於可承受載荷。需要注意的是，和對比文件相比，跟隨液壓油缸 5的主動力可以使其頂緊反力基礎，並抵消一部分自身的變形量和上部結構的變形量，當頂升液壓油缸4失壓回落，荷載瞬間轉換時，上部結構雖仍然會出現一定的位移，但此時的位移是受到隨動液壓油缸4的支撐的。跟隨液壓油缸5的內側密封，安裝進出油管，油管連接至液壓泵站或者稱為控制泵站上。頂升時，把該泵站打開，泵站內的油通過油管進入跟隨液壓油缸5內，通過油壓驅動跟隨液壓油缸5內部的螺紋裝置，跟隨液壓油缸5自動跟進；收缸時，回油，跟隨液壓油缸5內的油進入泵站。跟隨液壓油缸5的內部旋轉動力由液壓泵站提供，通過調節旋轉方向即可實現裝置的上升和下降。跟隨液壓油缸5的最小高度小於腔體13的高度，其頂升端可從所述腔體13的開口處伸出/縮入所述腔體13內。跟隨液壓油缸5的基座固定安裝在跟隨殼體9的安裝底板12上，跟隨殼體9直接固定在箱梁I底部的鋼板上，通過安裝底板12緊密貼合箱梁I底部的鋼板來承載載荷。參見圖4，跟隨殼體9安裝底板12的內側凸設有若干螺杆，跟隨液壓油缸5的基座安裝在該螺杆上。跟隨殼體9底板的外側則設置有法蘭6，通過法蘭6與與箱梁I底部的鋼板栓接固定。在安裝時，首先將跟隨液壓油缸5栓接在跟隨殼體9的安裝底板12上，之後將跟隨殼體9貼合箱梁I底部的鋼板，並通過螺栓連接法蘭6和箱梁I底部的鋼板。本安裝方式可先在地面進行跟隨液壓油缸5和跟隨殼體9的組裝，再整體安裝固定，安裝方式相對簡單。本實施例中施工工藝主要包括如下步驟
頂升液壓油缸4按照單次頂升位移進行頂升，同時控制跟隨液壓油缸5自動跟進；
當頂升液壓油缸4頂升到單次頂升位移後，頂升液壓油缸4停止頂升，跟隨液壓油缸5 停止跟進；
跟隨液壓油缸5收缸，之後在跟隨殼體9和橋墩2之間墊放永久墊塊7 ；
頂升液壓油缸4收缸，跟隨殼體9的支撐表面壓緊永久墊塊7並受力，橋梁全部荷載由頂升液壓油缸4轉換到跟隨殼體9和永久墊塊7上；
在頂升液壓油缸4下放置臨時墊塊8 ；
頂升液壓油缸4下臨時墊塊8放置好後，重複上述步驟，直至頂升到略高於設計標高; 將頂升液壓油缸4上的自螺紋旋緊，拆除跟隨液壓油缸5和跟隨殼體9，之後原跟隨殼體9的空間內安裝永久墊塊7及支座，然後頂升液壓油缸4上的自螺紋打開，箱梁I下落至設計標高，此時支座與永久墊塊7密貼，拆除頂升液壓油缸4，對主橋橋墩2接高。以下實施例2-4除跟隨殼體9及跟隨液壓油缸5安裝方式與實施例I不同外，其餘施工步驟與實施例I相同。故此僅對於跟隨殼體9及跟隨液壓油缸5的結構及安裝方式進行說明。實施例2
參見圖4-5，本實施例2中跟隨殼體9內設置有若干加強肋板10，該加強肋板10垂直焊接於安裝底板12上，其兩側端面與側板11內表面焊接或者相互之間焊接，並將所述跟隨殼體9分隔為若干腔體13。在每一腔體13內，套裝並固定有一個跟隨液壓油缸5。加強肋板10的下端面與側板11的下端面平齊，並組合構成跟隨殼體的支撐表面。實施例2中跟隨液壓油缸5安裝在跟隨殼體9方式、以及跟隨殼體9安裝在箱梁I底部與實施例I相同， 故在此不再贅述。由於需要對於上部結構進行支持，所以跟隨液壓油缸5通常成組使用。本實施例 2中將一組跟隨液壓油缸5設置在一個跟隨殼體9內，可以有效的節省安裝空間；並在跟隨液壓油缸5設置加強肋板10，不僅提高了跟隨殼體9的強度，而且增加了支撐表面的面積， 分散應力。
實施例3
參見圖6，本實施例3中跟隨殼體9大致呈長方體狀鋼方管，由四塊側板11相互焊接構成。側板11 一端外緣焊接有用於和箱梁I栓接的法蘭6，另一端構成支撐表面。側板11 的高度同樣與頂升液壓油缸4最小高度相同。跟隨殼體9中空的內腔用於套裝跟隨液壓油缸5。在安裝時，跟隨殼體9和跟隨液壓油缸5分別與箱梁I固定，首先將跟隨液壓油缸 5的基座栓接在箱梁I底部，之後將跟隨殼體9套裝在跟隨液壓油缸5外，並通過螺栓將法蘭6和箱梁I栓接固定。實施例4
本實施例4中跟隨殼體9大致呈長方體狀方管，由四塊側板11相互焊接構成。每一塊側板11都與跟隨液壓油缸5的外壁栓接固定。跟隨液壓油缸5的基座栓接在箱梁I底部。在安裝時，首先將跟隨殼體9套裝跟隨液壓油缸5分別與箱梁I固定，首先將跟隨殼體9套裝在跟隨液壓油缸5外，並將跟隨殼體9固定在跟隨液壓油缸5的外壁上，之後將跟隨液壓油缸5的基座栓接在箱梁I底部，由此完成二者和箱梁I的相對固定。由於跟隨殼體9並不是固定在箱梁I底部，所以本實施例I中跟隨殼體9支撐表面到箱梁I底部的間距與所述頂升液壓油缸5最小高度相同。
權利要求
1.一種用於建築物頂升施工的隨動支撐系統，涉及反力基礎、待頂升的建築物上部結構和設於所述上部結構及反力基礎之間的頂升液壓油缸，其特徵在於所述隨動支撐系統包括跟隨殼體和跟隨液壓油缸，所述跟隨殼體具有相互平行的上、下支撐表面，並具有至少一個垂直所述上、下支撐表面設置的腔體，所述腔體具有位於所述下支撐表面上的開口 ；所述跟隨液壓油缸被套裝於所述腔體內，所述跟隨殼體和所述跟隨液壓油缸分別固定於所述上部結構底部、或二者相固接並整體安裝於所述上部結構底部，所述上支撐表面與所述上部結構底部貼合；所述跟隨液壓油缸的頂升端可從所述開口伸出/完全縮入所述腔體內。
2.根據權利要求I所述的一種用於建築物頂升施工的隨動支撐系統，其特徵在於所述跟隨殼體上、下支撐表面之間的間距與所述頂升液壓油缸最小高度相同。
3.根據權利要求I所述的一種用於建築物頂升施工的隨動支撐系統，其特徵在於所述跟隨殼體上支撐表面外緣具有法蘭，所述法蘭通過螺栓固定於所述蓋梁底部。
4.根據權利要求I所述的一種用於建築物頂升施工的隨動支撐系統，其特徵在於所述跟隨殼體相對所述下支撐表面的的另一端設有安裝底板，所述安裝底板上表面構成所述上支撐表面，其下表面與所述跟隨液壓油缸固定連接。
5.根據權利要求4所述的一種用於建築物頂升施工的隨動支撐系統，其特徵在於所述安裝底板與所述蓋梁底部栓接。
6.根據權利要求I所述的一種用於建築物頂升施工的隨動支撐系統，其特徵在於所述跟隨液壓油缸的基座固定設於所述上部結構底部。
7.根據權利要求I或6所述的一種用於建築物頂升施工的隨動支撐系統，其特徵在於 所述跟隨液壓油缸的側壁上固定安裝所述跟隨殼體。
8.根據權利要求I所述的一種用於建築物頂升施工的隨動支撐系統，其特徵在於所述跟隨殼體的腔體內設置有至少一個所述跟隨液壓油缸。
9.根據權利要求I所述的一種用於建築物頂升施工的隨動支撐系統，其特徵在於所述跟隨殼體內具有至少二個具有向下開口的腔體，相鄰的兩個所述腔體間通過加強肋板分隔，所述加強肋板下端面與所述跟隨殼體下端面一起構成所述下支撐表面；每一所述的腔體內套裝有一個所述的跟隨液壓油缸。
全文摘要
本發明涉及橋梁加高技術，具體涉及一種用於建築物頂升施工的隨動支撐系統。所述隨動支撐系統包括跟隨殼體和跟隨液壓油缸，所述跟隨殼體具有相互平行的上、下支撐表面，並具有至少一個垂直所述上、下支撐表面設置的腔體，所述腔體具有位於所述下支撐表面上的開口；所述跟隨液壓油缸被套裝於所述腔體內，所述跟隨殼體和所述跟隨液壓油缸分別固定於上部結構底部、或二者相固接並整體安裝於所述上部結構底部，所述上支撐表面與所述上部結構底部貼合；所述跟隨液壓油缸的頂升端可從所述開口伸出/完全縮入所述腔體內。其優點是具有很高的安全可靠度、良好的同步性、可操作性以及整體受力性能，為橋梁頂升工程安全提供可靠保證。
文檔編號E01D22/00GK102605723SQ201210095420
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者丁瑜, 於國倫, 桂鈺, 陳介華, 陳俊良 申請人:上海城建市政工程(集團)有限公司