一種用於圓端型橋墩圓弧段模板上的柔性桁架背楞的製作方法
2023-11-09 12:33:32 2
專利名稱：一種用於圓端型橋墩圓弧段模板上的柔性桁架背楞的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於橋梁工程中橋墩施工的模板技術領域，具體涉及一種用於圓端型 橋墩圓弧段模板上的柔性桁架背楞。
背景技術：
目前的模板常見有「無背楞」和「帶背楞」兩種設計，在橋梁工程橋墩施工中，根據 橋墩的外形(如圓端型、矩形等)，可分為直模板和曲模板，由於橋墩施工一次澆築混凝土 高度高、澆築速度快和高標號混凝土使用等原因，混凝土對模板的側壓力值較大，需要設置 背楞以滿足模板強度和剛度的要求。目前，直、曲模板背楞採用型鋼製作，為整體剛性的梁 結構，但是，由於背楞需要承受所有混凝土的側壓力，整體剛性的梁結構其強度和剛度值需 要設計的很大，容易造成材料的浪費；另外，對於曲模板，如圓弧形模板，背楞需要根據不同 的線形進行加工，使得加工的數量多，且重複利用率低。
發明內容本實用新型為了解決圓弧形模板使用剛性梁式背楞帶來的材料用量大、重複利用 率低、加工製作複雜和進度慢等問題，提供了一種用於圓端型橋墩圓弧段模板上的柔性桁 架背楞。本實用新型採用如下技術方案實現一種用於圓端型橋墩圓弧段模板上的柔性桁架背楞，其特徵在於所述的背楞為柔 性桁架結構，包括沿圓弧段模板外周均布的若干桁架單元以及將各桁架單元連接為整體的 桁架連接系統。所述的桁架單元包括水平桁架及其下部的三角架，水平桁架和三角架通過連接法 蘭和圓弧段模板連接，所述的桁架連接系統包括長度可調的拉杆，拉杆兩端分別連接有連 接器，連接器通過銷子與水平桁架連接。水平桁架包括水平桁架內弦杆、水平桁架外弦杆以及兩水平桁架腹杆。三角架包 括一端與水平桁架外弦杆連接、另一端與圓弧段模板連接的三角架斜杆以及一端與水平桁 架內弦杆連接、另一端與三角架斜杆下端連接三角架豎杆。水平桁架內、外弦杆與拉杆連接 部位設有端頭加強鋼板。本實用新型具有如下有益效果①結構靈活，對於變截面的橋墩，無需重新加工和 設計背楞；②重複利用率高，背楞設計為柔性桁架式，屬可調結構，因此，可應用於不同結構 尺寸的圓弧形橋墩；③簡化了圓弧形背楞的加工製作過程，加快了施工速度；④桁架式結 構剛度大，能更好地保證橋墩的混凝土澆築質量和外形美觀。
圖1為本實用新型的俯視結構示意圖圖2為桁架單元的平視圖[0011]圖3為桁架單元的側視圖圖4為桁架單元的俯視圖圖5為桁架連接系統的俯視圖圖6為桁架連接系統的側視圖圖7為混凝土側壓力的計算分布圖圖8為本實用新型背楞計算模型圖中1_桁架單元，2-桁架連接系統，3-圓弧段模板；1. 1-水平桁架內弦杆，1. 2-水平桁架外弦杆，1. 3-水平桁架腹杆，1. 4_連接法蘭， 1. 5-三角架斜杆，1. 6-三角架豎杆，1. 7-端頭加強鋼板；2. 1-連接器，2. 2-拉杆，2. 3_螺帽，2. 4_銷子。
具體實施方式
結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步說明。用於圓端型橋墩圓弧段模板上的柔性桁架背楞，其特徵在於所述的背楞為柔性桁 架結構，包括沿圓弧段模板外周均布的若干桁架單元以及將各桁架單元連接為整體的桁架 連接系統。所述的桁架單元包括水平桁架及其下部的三角架，水平桁架和三角架通過連接法 蘭和圓弧段模板連接，所述的桁架連接系統包括拉杆，拉杆兩端分別連接連接器，連接器通 過銷子與水平桁架連接。水平桁架內、外弦杆與拉杆連接部位設有端頭加強鋼板。水平桁架包括水平桁架內弦杆、水平桁架外弦杆以及兩水平桁架腹杆。三角架包 括一端與水平桁架外弦杆連接、另一端與圓弧段模板連接的三角架斜杆以及一端與水平桁 架內弦杆連接、另一端與三角架斜杆下端連接三角架豎杆。模板按2. Om分節，柔性桁架背楞安裝於2. Om高模板的上部，具體位置根據模板設 計和結構計算而定。以某圓端型橋墩模板的柔性桁架背楞為例1、結構設計①圓弧段模板柔性桁架背楞主要包括 水平桁架、三角架、三角架和水平桁架與模 板的連接法蘭、連接水平桁架的拉杆、銷子和連接器。水平桁架的內弦杆、外弦杆和腹杆採 用槽鋼[8(Q235鋼)；三角架的豎杆和斜杆為角鋼Z80*8(Q235鋼)；連接法蘭為雙拼角鋼 2 Z 80*8 (Q235鋼)；連接水平桁架的拉杆為M27雙向螺杆(Q235鋼)、用M24銷子(材料 為40Cr鋼)，連接器由IOmm厚鋼板製作，拉杆與連接器螺紋連接，水平桁架內外弦杆與拉杆 連接部位用6mm厚鋼板加強弦杆端頭。②水平桁架內外弦杆長320mm，內外弦杆間距510mm，三角架高425mm，連接法蘭長 185mm。③模板按2. Om分節，柔性桁架背楞安裝於2. Om高模板的上部，具體位置根據模板 設計和結構計算而定。④獨立的水平桁架單元連接之間用雙向螺杆將帶有銷子的連接器連接起來，使整 個桁架單元連接為一個整體。拉杆的長度根據實際需要的長度來設定。2、具體操作完成[0032]①按設計圖要求，加工製作連接法拉，並在模板上用螺栓進行固定連接。②在連接法蘭上焊接三角架的豎杆、斜杆。③沿圓弧形模板完成上述全部構件的安裝之後，進行獨立水平桁架單元的安裝， 依次焊接水平桁架的內弦杆、腹杆及外弦杆，之後完成桁架單元之間的連接器和螺杆的安 裝。接。
較小值 + _ 20.
(71 +15)計算,取 10h ;V-混凝土的澆灌速度(m/h)，取1. Om/h ；H-混凝土側壓力計算位置處至新澆築混凝土頂面的總高度(m)β工-外加劑影響修正係數，不摻外加劑時取1. O ；摻具有緩凝作用的外加劑 時取1.2 ；β 2-混凝土坍落度影響修正係數，當坍落度小於30mm時，取0. 85 ；50 90mm 時，取 1. O ；110 150mm 時，取 1. 15 ；混凝土側壓力的計算分布圖如圖7所示，有效壓頭高度(m)按下式計算h=f。公式
1 ^OIIyjqP1P2Vv2=Q. 22X25X 10X 1. 2X 1. 15X VlO =75. 9kN/m2，取80kN/m2。公式2 :F = y CH = 25 X 4 = 100kN/m2取最小值，故最大側壓力為80kN/m2 = 0. 08N/mm2，有效壓頭高度h = 80/25 =
④通過調整連接器使相鄰桁架單元支架的螺杆在同一條直線上，通過螺栓完成連
3、結構檢算
(一)驗算依據
《鋼結構設計規範》(GB50017-20003)。
《鋼結構設計手冊》。
(二)結構設計和計算參數 混凝土容重25kN/m3。
Q235 鋼E = 2. 06 X IO5MPa, [ σ ] = 190MPa, [ τ ] = IlOMPa0 混凝土初凝時間10h。 墩身混凝土澆注速度1. Om/h。
(三)荷載計算
新澆築的混凝土作用於模板的最大側壓力，可按下列二式計算，並採用二式中的 F = 0.22 y ct0^ 2V1/2
F= ycH
式中F-新澆築的混凝土對模板的最大側壓力(kN/m2)； Y。-混凝土的重力密度(kN/m3)；
新澆混凝土初凝時間(h)，可按實測確定。當缺乏試驗資料時，可採用3. 2m。(四)計算結果柔性桁架背楞計算模型見圖8，桁架上部受力為45. lN/mm，下部受力為21. 9N/mm。由圖可知，桁架型鋼最大應力為81MPa，拉杆最大應力為136MPa。桁架最大組合變形3. 199mm。桁架連接處的銷子剪力在χ、y方向上最大分別為9006.8N，77837.9N，銷子按受 剪驗算，其剪力為V9006.82 +77837.92 = 78357W<1263OON (雙剪)，滿足要求。
權利要求一種用於圓端型橋墩圓弧段模板上的柔性桁架背楞，其特徵在於所述的背楞為柔性桁架結構，包括沿圓弧段模板(3)外周均布的若干桁架單元(1)以及將各桁架單元(1)連接為整體的桁架連接系統(2)。
2.根據權利要求1所述的用於圓端型橋墩圓弧段模板上的柔性桁架背楞，其特徵在 於所述的桁架單元(1)包括水平桁架及其下部的三角架，水平桁架和三角架通過連接法蘭 (1.4)和圓弧段模板(3)連接，所述的桁架連接系統(2)包括長度可調的拉杆(2. 2)，拉杆 (2. 2)兩端分別連接連接器(2. 1)，連接器(2. 1)通過銷子(2. 4)與水平桁架連接。
3.根據權利要求2所述的用於圓端型橋墩圓弧段模板上的柔性桁架背楞，其特徵在於 水平桁架包括水平桁架內弦杆(1.1)、水平桁架外弦杆(1.2)以及兩水平桁架腹杆(1.3)， 三角架包括一端與水平桁架外弦杆(1.2)連接、另一端與圓弧段模板(3)連接的三角架斜 杆(1.5)以及一端與水平桁架內弦杆(1. 1)連接、另一端與三角架斜杆(1.5)下端連接三 角架豎杆(1.6)。
4.根據權利要求3所述的用於圓端型橋墩圓弧段模板上的柔性桁架背楞，其特徵在於 水平桁架內、外弦杆與拉杆(2. 2)連接部位設有端頭加強鋼板(1.7)。
專利摘要本實用新型屬於橋梁工程中橋墩施工的模板技術領域，具體涉及一種用於圓端型橋墩圓弧段模板上的柔性桁架背楞，解決了圓弧形模板使用剛性梁式背楞帶來的材料用量大、重複利用率低、加工製作複雜和進度慢等問題，其特徵在於所述的背楞為柔性桁架結構，包括沿圓弧段模板外周均布的若干桁架單元以及將各桁架單元連接為整體的桁架連接系統。本實用新型的有益效果①結構靈活，對於變截面的橋墩，無需重新加工和設計背楞；②重複利用率高，背楞設計為柔性桁架式，屬可調結構，可應用於不同結構尺寸的圓弧形橋墩；③簡化了圓弧形背楞的加工製作過程，加快了施工速度；④桁架式結構剛度大，能更好地保證橋墩的混凝土澆築質量和外形美觀。
文檔編號E04G13/00GK201649629SQ201020193628
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月13日 優先權日2010年5月13日
發明者張宇寧, 程文斌, 胡國偉 申請人:中鐵三局集團有限公司