一种曲线段沉管绑扎胎架支撑装置及支撑方法与流程

本发明涉及沉管隧道技术领域，特别涉及一种曲线段沉管绑扎胎架支撑装置及支撑方法。

背景技术：

港珠澳大桥沉管隧道设置33节管节，其中e1～e28为直线段管节，e29～e33为曲线段管节，管节平面位于半径为5500m的圆曲线上，以节段为单元，通过以直代曲进行曲线拟合，即单个节段为直线，曲线段管节总长度约为804m。不论是直线段管节还是曲线段管节，在绑扎沉管钢筋笼过程中，为了加快绑扎进度，达到流水化施工目标，钢筋绑扎工作分为底板、墙体与顶板三个工作区。为了保证整个钢筋笼的稳定性及满足承载的要求，在每个操作阶段将把相应的胎架安装到操作位置，整个钢筋笼将由液压推进系统从一个工作站推进到另一个工作站区，而如何对钢筋笼进行快速转移，并且保证其在转移过程中不变形，是影响整个钢筋笼绑扎效率和绑扎质量的重要步骤。

针对钢筋笼绑扎工艺，特别是大体积钢筋笼绑扎来说，一般使用固定式的支架或脚手架进行支撑，在钢筋绑扎完成后，通常采用整体吊出或拆分成单件转运的方式将绑扎台座移出绑扎区域，为之后的钢筋笼混凝土浇筑施工提供条件。采用此种钢筋笼绑扎方式进行绑扎施工，其工效较低，又由于需要重复吊装或拆装，且复位安装精确度不高，因此对于匹配浇筑存在较多困难。针对以上不足，在绑扎直线段沉管的钢筋笼（包括墙体钢筋和顶板钢筋）时，通过布置内胎架，并且在内胎架下端布置胎架底座，同时采用支撑组件使绑扎平台及支撑组件自重的重心稳定，所述支撑主件布置在支撑轴线上，使钢筋笼及支撑组件的重力通过支撑轴线并垂直向下传导至下方的固定梁上，确保了重心不偏位，可使支撑更加稳定，内胎架采用多个支撑组件组成的设计，可将绑扎平台的重力均匀分散，使各支撑组件所承受的重力均等，进一步使绑扎平台移动趋于平稳，如图1所示，直线段沉管10的支撑轴线9正好落在下方的固定梁7上。

当在绑扎曲线段沉管钢筋笼时，如果内胎架仍按照直线段沉管钢筋笼的支撑方式进行支撑，则会存在支撑不稳的状况。因为曲线段沉管钢筋笼的对称线并不是垂直落在内胎架上，其与内胎架在垂直方向上存在一定的偏移，为了使内胎架对钢筋笼形成良好的支撑，内胎架必须偏转一定的角度，与钢筋笼对应，这就造成了用于支撑内胎架的胎架底座的支撑件偏离支撑轴线，导致其无法垂直落在固定梁上，如图2所示，曲线段沉管11的支撑轴线9偏离下方的固定梁7，造成固定梁7无法对支撑件形成支撑，这将导致胎架底座无法承受钢筋笼的水平荷载，在顶推、绑扎过程中钢筋笼有倾覆的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对在曲线段沉管绑扎过程中因节段横向位置的变化引起内胎架的位置变化，使得用于支撑胎架底座的支撑件无法与固定梁相对应，导致胎架底座无法对内胎架形成支撑进而无法支撑钢筋笼的问题，提供一种曲线沉管绑扎胎架支撑装置及支撑方法，该曲线沉管绑扎胎架支撑装置通过设置分载梁，从而使胎架底座的支撑件安装在分载梁上，从而实现了胎架底座的固定，保证曲线段沉管在绑扎、顶推过程中具有较好的稳定性，不会发生失稳、倾覆的危险。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种曲线段沉管绑扎胎架支撑装置，包括用于支撑内胎架的基础支架，所述基础支架底部设有胎架底座，所述胎架底座下方连接有用于支撑该胎架底座的支撑件，所述支撑件的下方设有横向布置在固定梁上的分载梁，该分载梁沿固定梁两侧延伸至支撑件的下方，使所述支撑件能垂直安装在所述分载梁上。

由于固定梁是沿曲线段沉管的轴线方向延伸的，通过横向布置分载梁，分载梁沿固定梁两侧延伸，即分载梁向支撑轴线的偏移方向延伸，并延伸至支撑轴线下方，使支撑件能垂直安装在该分载梁上，从而通过分载梁将承载力传递到固定梁上，解决了由于曲线段沉管在绑扎时因节段横向位置发生偏移而导致用于胎架底座的支撑件无法安装在固定梁上的问题，使支撑件通过分载梁得到支撑，从而使用于支撑钢筋笼的胎架底座得到牢固固定，进而保证在绑扎、顶推曲线段沉管的钢筋笼过程中，曲线段沉管钢筋笼始终具有较好的稳定性，不会发生失稳、倾覆的危险。

优选的，所述胎架底座为矩形框架结构，所述支撑件为安装在该胎架底座四个角上的支撑杆。

用于支撑沉管钢筋笼的内胎架的长度与所述沉管钢筋笼的长度相对应，沿二者长度方向上，所述内胎架的底部两端均布置有多个胎架底座，用于支撑内胎架。

将用于支撑胎架底座的支撑件设置为支撑杆，直线段沉管绑扎时的胎架底座通过支撑杆安装在固定梁上，从而完成支撑，并保证内胎架处于较为稳定的状态，从而避免底板钢筋受力集中产生变形。

在曲线段沉管绑扎时，支撑杆安装在分载梁上，分载梁横向布置在沉管底板钢筋上，通过分载梁将载荷均匀分布在底板钢筋上，有效避免受力集中而产生变形，保证内胎架支撑处于稳定状态。

优选的，所述分载梁与固定梁的交叉处设置有钢垫块，且该钢垫块与分载梁固定连接，所述钢垫块同时与底板钢筋的纵向主筋固定连接。

通过设置在分载梁和固定梁的交接处设置钢垫块，从而使胎架底座承受的支撑力主要传递至固定梁上，由固定梁承受，从而保证安装在分载梁上的支撑件可靠稳定。

优选的，所述矩形框架结构包括两件并排布置的边梁，两件所述边梁之间连接有中间梁，在所述中间梁上安装有用于内胎架滑动的胎架轨道。

所述边梁的长度方向与固定梁的方向相同，使安装在边梁上的两件支撑杆均垂直安装在固定梁上，从而保持胎架底座的稳定性，避免在绑扎和顶推过程中，胎架底座发生晃动。

所述边梁和中间梁均采用工字钢，边梁和中间梁连接形成整体式矩形框架结构。

在中间梁上安装胎架轨道，便于后期在拆卸内胎架时，可以将内胎架整体进行拆卸，同时，由于内胎架重复使用，整体拆除后，可以整体安装，提升了内胎架安装拆卸的效率。

优选的，所述分载梁上设置有用于定位支撑杆的圆筒，对应所述圆筒位置下方，所述分载梁上设置有承受胎架底座支架分力的肋板。设置圆筒后，能保证安装在分载梁上的支撑杆不发生偏移，起到定位和限位的作用。

进一步地，所述圆筒采用钢圆筒，通过焊接方式连接在分载梁上，所述钢圆筒的材料为q345。

优选的，所述固定梁安装在滑移轨道上，其尺寸与滑移轨道尺寸相对应。

将固定梁安装在滑移轨道上，便于沉管在绑扎和浇筑过程中进行转移，保证其在转移过程中部发生变形。

进一步地，所述固定梁为滑移方钢。

对应地，本发明还提供了一种曲线段沉管绑扎胎架支撑方法，具体包括以下步骤：

a、安装固定梁，将固定梁安装在滑移轨道上；

b、绑扎底板钢筋，绑扎箍筋下半肢及第一层的横纵向钢筋，直至完成；

c、分载梁定位，对沉管节段两侧端头的分载梁圆筒进行放样，并确定其余分载梁圆筒中心的位置，完成分载梁定位；

d、固定分载梁并完成底板钢筋绑扎；

e、安装支撑件、胎架底座及胎架基础支架。

采取上述方式，通过安装分载梁，使胎架基础支架的重力能够垂直向下传导至分载梁上，再通过分载梁将力传递至固定梁上，解决了由于曲线段沉管的节段由于水平位置的偏移而导致基础支架的重力无法垂直向下传导至固定梁上的问题，确保了重心不偏位，使基础支架的支撑更加稳定，从而保证曲线段沉管绑扎胎架具有较好的稳定性，使其在绑扎和顶推过程中，不会发生变形。

优选的，所述步骤a中，所述固定梁采用滑移方钢，滑移方钢同时作为钢筋笼绑扎台座和滑轨，将其安装在用膨胀螺栓固定在地面的滑移轨道上。

优选的，在所述步骤c中，具体包括以下步骤：

c1、算出每根分载梁上的圆筒中心点；

c2、核对所述圆筒中心点是否与顶推梁和钢筋有冲突，如有冲突则对顶推梁和钢筋进行调整；

c3、对节段两侧端头的分载梁圆筒中心进行现场放样；

c4、通过两端分载梁的圆筒进行拉线及现场工装确定其余分载梁的位置。

采取上述方式，保证分载梁顺利实现定位安装。

优选的，所述步骤d中，将分载梁与底板钢筋的接触面进行焊接，同时在分载梁与固定梁之间加焊钢垫块，且将所述钢垫块与周围钢筋加固连接。

采取上述方式，能防止分载梁受压情况下变形严重的问题，使分载梁能重复使用，并保证较好的支撑效果。

优选的，所述步骤e中，将胎架基础支架安装在支撑杆上，所述支撑杆为高度可调节式螺纹支杆。

采取上述方式，通过调节支撑杆的高度，使胎架基础支架与设计高度对应，保证胎架基础支架对曲线段沉管绑扎胎架具有较好的稳定性支撑。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、通过安装横向布置的分载梁，分载梁沿固定梁两侧延伸至胎架基础支架的下方，使胎架基础支架的重力能够垂直向下传导至分载梁上，再通过分载梁将力传递至固定梁上，解决了由于曲线段沉管的节段由于水平位置的偏移而导致基础支架的重力无法垂直向下传导至固定梁上的问题，确保了重心不偏位，使基础支架的支撑更加稳定，从而保证曲线段沉管绑扎胎架具有较好的稳定性，使其在绑扎和顶推过程中，不会发生变形；

2、通过设置在分载梁和固定梁的交接处设置钢垫块，从而使胎架底座承受的支撑力主要传递至固定梁上，由固定梁承受，从而保证安装在分载梁上的支撑件可靠稳定；

3、在中间梁上安装滑移轨道，便于后期在拆卸内胎架时，可以将内胎架整体进行拆卸，同时，由于内胎架重复使用，整体拆除后，可以整体安装，提升了内胎架安装拆卸的效率。

附图说明

图1为直线段沉管绑扎胎架支撑原理的结构示意图。

图2为曲线段沉管绑扎胎架支撑原理的结构示意图。

图3为曲线段城管绑扎胎架支撑装置的结构示意图。

图4为图3中a处的局部放大图。

图5为图3中分载梁布置的结构示意图。

图中标记：1-钢筋笼，1a-墙体钢筋，1b-顶板钢筋，1c-底板钢筋，2-内胎架，3-滑移轨道，4-支撑组件，5-分载梁，6-胎架底座，7-固定梁，8-支撑件，9-支撑轴线，10-直线段沉管，11-曲线段沉管，12-基础支架，13-胎架轨道，14-钢垫块，15-边梁，16-中间梁，17-圆筒。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图3、图4和图5所示，曲线段沉管绑扎胎架支撑装置，包括用于支撑内胎架的基础支架12，所述基础支架12底部设有胎架底座6，所述胎架底座6下方连接有用于支撑该胎架底座6的支撑件8，所述支撑件8的下方设有横向布置在固定梁7上的分载梁5，该分载梁5沿固定梁7两侧延伸至支撑件8的下方，使所述支撑件8能垂直安装在所述分载梁5上。

同时，曲线段沉管的钢筋笼1包括墙体钢筋1a、顶板钢筋1b和底板钢筋1c，为了保证对曲线段沉管的钢筋笼1的充分支撑，在墙体钢筋1a和顶板钢筋1b上还设置有支撑组件4，支撑组件4固定在胎架底座6上，因此，胎架底座6承受了内胎架2及其支撑组件4的全部重力，用于支撑胎架底座6的支撑件8的安装形式至关重要，如图4所示，由于曲线段沉管因节段横向位置发生偏移，导致支撑件8无法垂直落在固定梁7上。

固定梁7是沿曲线段沉管的轴线方向延伸的，通过横向布置分载梁5，分载梁5沿固定梁7两侧延伸，即分载梁5向支撑轴线的偏移方向延伸，并延伸至支撑轴线下方，使支撑件8能垂直安装在该分载梁5上，从而通过分载梁5将承载力传递到固定梁7上，解决了由于曲线段沉管在绑扎时因节段横向位置发生偏移而导致用于胎架底座的支撑件无法安装在固定梁上的问题，使支撑件通过分载梁得到支撑，从而使用于支撑钢筋笼的胎架底座得到牢固固定，进而保证在绑扎、顶推曲线段沉管的钢筋笼过程中，曲线段沉管钢筋笼始终具有较好的稳定性，不会发生失稳、倾覆的危险。

作为其中的一种实施方式，胎架底座6为矩形框架结构，所述支撑件8为安装在该胎架底座6四个角上的支撑杆。

用于支撑沉管钢筋笼1的内胎架2的长度与所述沉管钢筋笼1的长度相对应，沿二者长度方向上，所述内胎架2的底部两端均布置有多个胎架底座6，用于支撑内胎架2。

在曲线段沉管绑扎时，支撑杆安装在分载梁5上，分载梁5横向布置在沉管底板钢筋1c上，底板钢筋1c具有一定厚度，并且沿横向和纵向两个方向布置有多层，从而形成整体的底板钢筋1c，将分载梁布置在底板钢筋1c上，并不是将分载梁5布置在底板钢筋1c的上表面，为了保证分载梁5安装的稳定性，分载梁5布置在底板钢筋1c的下半肢及第一层的横纵向钢筋上，通过分载梁5将载荷均匀分布在底板钢筋上1c，有效避免受力集中而产生变形，保证内胎架2支撑处于稳定状态。

作为其中一种优选的实施方式，分载梁5与固定梁7的交叉处设置有钢垫块14，且该钢垫块14与分载梁5固定连接，所述钢垫块14同时与底板钢筋的纵向主筋固定连接，通过设置在分载梁5和固定梁7的交接处设置钢垫块14，从而使胎架底座6承受的支撑力主要传递至固定梁7上，由固定梁7承受，从而保证安装在分载梁5上的支撑件可靠稳定。

作为其中一种优选的实施方式，矩形框架结构的胎架底座6包括两件并排布置的边梁15，两件所述边梁15之间连接有中间梁16，在所述中间梁16上安装有用于内胎架2滑动的胎架轨道13。

所述边梁的长度方向与固定梁的方向相同，使安装在边梁上的两件支撑杆均垂直安装在固定梁上，从而保持胎架底座的稳定性，避免在绑扎和顶推过程中，胎架底座发生晃动。

所述边梁15和中间梁16均采用工字钢，边梁15和中间梁16连接形成整体式矩形框架结构。

在中间梁16上安装胎架轨道13，便于后期在拆卸内胎架2时，可以将内胎架2整体进行拆卸，同时，由于内胎架2重复使用，整体拆除后，可以整体安装，提升了内胎架2安装拆卸的效率。

为了保证安装在分载梁5上的支撑杆不发生偏移，作为其中一种优选的实施方式，所述分载梁5上设置有用于定位支撑杆的圆筒17，对应所述圆筒17位置下方，所述分载梁5上设置有承受胎架底座6支架分力的肋板，设置圆筒后，对支撑杆起到定位和限位的作用。

进一步地，所述圆筒17采用钢圆筒，通过焊接方式连接在分载梁5上，所述钢圆筒17的材料为q345。

作为其中一种优选的实施方式，固定梁7安装在滑移轨道3上，其尺寸与滑移轨道3尺寸相对应，将固定梁7安装在滑移轨道3上，便于沉管在绑扎和浇筑过程中进行转移，保证其在转移过程中部发生变形。

进一步地，所述固定梁7为滑移方钢。

本实施例通过在固定梁上方横向布置分载梁，且分载梁沿固定梁两侧延伸至胎架基础支架的下方，使胎架基础支架的重力能够垂直向下传导至分载梁上，再通过分载梁将力传递至固定梁上，解决了由于曲线段沉管的节段由于水平位置的偏移而导致基础支架的重力无法垂直向下传导至固定梁上的问题，确保了重心不偏位，使基础支架的支撑更加稳定，从而保证曲线段沉管绑扎胎架具有较好的稳定性，使其在绑扎和顶推过程中，不会发生变形

实施例2

如图3、图4和图5所示，曲线段沉管绑扎胎架支撑方法，具体包括以下步骤：

a、安装固定梁7，将固定梁7安装在滑移轨道3上；

b、绑扎底板钢筋1c，绑扎箍筋下半肢及第一层的横纵向钢筋，直至完成；

c、分载梁5定位，对沉管节段两侧端头的分载梁圆筒17进行放样，并确定其余分载梁圆筒17中心的位置，完成分载梁5定位；

d、固定分载梁5并完成底板钢筋1c绑扎；

e、安装支撑件8、胎架底座6及胎架基础支架12。

通过安装分载梁5，使胎架基础支架12的重力能够垂直向下传导至分载梁5上，再通过分载梁5将力传递至固定梁7上，解决了由于曲线段沉管的节段由于水平位置的偏移而导致基础支架的重力无法垂直向下传导至固定梁上的问题，确保了重心不偏位，使基础支架的支撑更加稳定，从而保证曲线段沉管绑扎胎架具有较好的稳定性，使其在绑扎和顶推过程中，不会发生变形。

在将固定梁7安装在滑移轨道3上时，作为其中一种实施方式，固定梁7采用滑移方钢，滑移方钢同时作为钢筋笼绑扎台座和滑轨，将其安装在用膨胀螺栓固定在地面的滑移轨道上。固定梁7同时作为滑移装置，将其作为滑轨在滑移轨道13上滑动，便于在绑扎顶板钢筋时，可以沿沉管的轴线方向滑动。

在步骤c中对分载梁5定位时，具体包括以下步骤：

c1、算出每根分载梁5上的圆筒中心点，具体根据支撑件8的位置来测量确定；

c2、核对所述圆筒中心点是否与顶推梁和钢筋有冲突，如有冲突则对顶推梁和钢筋进行调整；

c3、对节段两侧端头的分载梁圆筒中心进行现场放样；

c4、通过两端分载梁的圆筒进行拉线及现场工装确定其余分载梁的位置。

采取上述方式，保证分载梁顺利实现定位安装。

作为其中的一种实施方式，在步骤d中，将分载梁5与底板钢筋1c的接触面进行焊接，同时在分载梁5与固定梁7之间加焊钢垫块14，且将所述钢垫块14与周围钢筋加固连接，防止分载梁5受压情况下变形严重的问题，使分载梁5能重复使用，并保证较好的支撑效果。

作为其中的一种实施方式，在步骤e中，将胎架底座6和胎架基础支架12安装在支撑杆上，所述支撑杆为高度可调节式螺纹支杆。

采取上述方式，通过调节支撑杆的高度，使胎架基础支架与设计高度对应，保证胎架基础支架对曲线段沉管绑扎胎架具有较好的稳定性支撑。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。