一种悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架，包括主梁、可调式底座、立柱、板式联接柱头、斜拉杆，可调式底座由上下部通过第一销轴连接而成；可调式底座的下部与主梁的中部通过间断焊连接，可调式底座的上部固接立柱的下端，立柱的上端通过螺栓连接柱头联接板，柱头联接板的两侧分别通过第二销轴连接斜拉杆，两侧的斜拉杆相对称布设，斜拉杆的下端通过第三销轴连接于主梁的一端。本发明悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架，其利用型钢特性加工制作并拼装而成，既可减轻挂篮自重，也不需平衡配重，同时构件数量少，便于安装、运输，保证了挂篮的使用效果，同时大大提高了构件的使用率，又减少了设备制作、运输等费用。
【专利说明】一种悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁施工承重结构【技术领域】，具体涉及一种悬臂施工拆装式三角挂篮承重主祐1架。
【背景技术】
[0002]悬臂施工挂篮最初是平行桁架式，随着挂篮结构设计的优化和材料工业的发展，挂篮形式多样化，结构越来越轻型，受力越来越合理。挂篮主要分为平行桁架式挂篮、弓弦式挂篮、斜拉式挂篮、菱形挂篮、三角形挂篮。
[0003]平行桁架式挂篮由于自重大，一般已不采用。三角型组合梁挂篮由于压重较大，应用时有一定限制。弓弦式挂篮由于杆件数量多、制作安装比较繁琐、且易丢失，设备监控难度大。菱形挂篮具有结构简单、受力合理和一次移动到位等特点，目前施工中应用较为普遍，但其缺点是远距离运输及其不方便。滑动斜拉式挂篮由于兼有自重轻和无平衡重的特点，是国内最轻挂篮之一，但是水平制动不够完善、斜向张拉控制要求较高。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术存在的上述不足，本发明提出了一种悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架，其利用型钢特性加工制作并拼装而成，既可减轻挂篮自重，也不需平衡配重，同时构件数量少，便于安装、运输，保证了挂篮的使用效果，同时大大提高了构件的使用率，又减少了设备制作、运输等费用。
[0005]本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:一种悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架，包括主梁(I)、可调式底座(2)、立柱(3)、板式联接柱头(4)、斜拉杆，可调式底座
(2)由上下部通过第一销轴(8)连接而成；可调式底座(2)的下部与主梁(I)的中部通过间断焊连接，可调式底座(2)的上部固接立柱(3)的下端，立柱(3)的上端通过螺栓连接柱头联接板(4)，柱头联接板(4)的两侧分别通过第二销轴(10)连接斜拉杆，两侧的斜拉杆相对称布设，斜拉杆的下端通过第三销轴(9)连接于主梁(I)的一端。
[0006]优选的，主梁(I)包括两根平行布置的工字钢(11)，工字钢(11)焊接有加劲板
(13);工字钢(11)与斜拉杆连接处焊接有销轴加强贴板(15);两工字钢(11)之间焊接加强连接板(14)，且两工字钢(11)的两侧上下部之间焊接数块缀板(12)。
[0007]双支工字钢组拼的主梁(1)，根据受力选择工字钢型号，平行放置，根据钢带间距离，确定工字钢间间距，内部间歇焊接加劲隔板，上下通过20mm钢缀板焊接成整体梁，大大加强梁的抗弯性能。
[0008]优选的，斜拉杆由三段依次通过销轴(10)相连而成。
[0009]进一步优选的，每段斜拉杆包括两根钢带，钢带的两端都开有销轴连接孔，并于钢带的外侧焊接有销轴加强贴板(52)。斜拉杆采用16Mn钢钢带，并通过钢销轴(8、9、10)组拼而成。受拉16Mn钢钢带(5、6、7)为挂篮斜向拉杆，只受拉应力，充分利用钢带材料特性，对称布置在立柱两侧，大大提高了主梁(I)的抗弯性能。16Mn钢钢带具有高强度受拉的特性，即钢带只能受拉，不能受压，同时强度比常用的A3钢高。斜拉杆与立柱(3)通过螺栓群固结，构成柱帽式结构。
[0010]优选的，可调式底座(2)的上部包括一顶板(23)，顶板(23)之上垂直焊接数块平行且留有间距排列的第一加劲板(21)，于两侧加劲板(21)的外侧面各垂直焊接第二加劲板(22)，第二加劲板(22)垂直焊接于顶板(23)之上；顶板(23)之下垂直焊接耳板(26)及第三加劲板(24)，第三加劲板(24)与耳板(26)也垂直焊接。
[0011]进一步优选的，可调式底座(2)的下部包括一底板(29)，底板(29)之下与钢板
(20)相贴并通过间断焊连接，底板(29)之上垂直焊接耳板(27)及数块第四加劲板(28)，数块第四加劲板(28)垂直焊接于耳板(27)的两侧。
[0012]更进一步优选的，上部耳板(26)、下部耳板(27)的两侧面都焊接销轴加强贴板
(25);上部耳板(26)与下部耳板(27)通过销轴(8)连接。
[0013]铰接可调式底座(2 )使得主梁(I)与立柱(3 )通过销轴(8 )铰接起到微调立柱偏角保证钢带受力的均匀性，解决了微调受力平面应力集中的问题，同时通过底座添加钢板对钢带施加预顶力，增强了主梁的抗弯性能。
[0014]优选的，立柱(3)包括两根槽钢(31)，两根槽钢(31)的上端都开有数个螺栓孔，并于螺栓孔部位焊接加强钢板(34);两槽钢(31)的槽口相对并调整两槽钢(31)的相对间距，于两槽钢(31)的两侧间焊接多块缀板(32)。相对槽钢组拼的立柱(3)，采用相对槽钢通过20mm缀板焊接成正方形截面柱体，顶、底部设置内加强钢板保证柱体只受轴压力，同时提供横向稳定连接，加强挂篮受力整体性能。
[0015]进一步优选的，于槽钢(31)开设螺栓孔部位附近的内端位置焊接加强横隔板
(33)。
[0016]优选的，柱头联接板(4)包括两块连接板(41)，连接板(41)具有两个销轴连接孔，于销轴连接孔附近位置的两侧都焊接销轴加强贴板(42)。板式的联接柱头(4)，根据力学分配原理(勾股定理)，立柱与钢带夹角控制在51°，立柱两侧对称布置，通过螺栓群进行固结，保证受拉16Mn钢钢带(5)竖向分立均匀满截面传压立柱(3)。
[0017]本发明充分利用型钢的受力特性，受压、受拉及抗弯的部位采用槽钢、钢带及工字钢型钢，各构件之间联结采用销接及栓接，拼装、拆卸方便，有利于远距离的运输，从而大大提高了各构件的周转使用率，同时达到挂篮技术指标，自重轻型、无平衡配重、充分利用竖向预应力控制倾覆和纵向滑移。
[0018]本发明与现有技术相比优点在于:本悬臂施工拆装式三角挂篮改变承重主桁架的结构形式采用拆装式。根据主桁架各部件的受力状态和材料特性，选取最佳组合，充分发挥了各构件材料性能；设计为可拆装组合式结构，其结构简单，加工、拼装及运输极为方便，并通过预先施加反向弯矩，大大提高了挂篮主桁架整体受力性能。
[0019]为更好解决立柱根部应力集中和简化预加反弯矩的问题，进行构件主梁(I)与立柱(3 )优化为铰接可调式底座(2 )销轴铰接。预加反弯矩由以往多点施加改为通过立柱(3 )顶升一点施加控制，通过钢带同步传给主梁(I )，提高主桁架整体抗弯性能，工艺简单可控，同时预加反弯矩和施工变形过程，通过铰接底座(2)的销轴，消除立柱根部变形应力，传递到两侧钢带再传到主梁，保证主桁架受力均匀同步。
[0020]为充分发挥立柱和主梁型钢材料性能，根据力学勾股定理进行现有技术柱顶单点受力进步优化为立柱与钢带夹角51°，对称布置在立柱两侧，通过螺栓群固结，构成柱帽式结构，保证立柱满断面受压，大大发挥立柱轴向抗压性能；为突出工字型钢主梁材料特性，取消过渡连接板钢带直接销接在型钢腹板上，不仅减少工作难度，而受力变形过程及时通过销轴调整直接分配主梁上，避免主梁连接板应力积存。
[0021]根据材料的特性，短小结构自身刚度大，在使用、存放和运输过程及其灵活方便，斜拉钢带由以往通长结构优化为(5)、(6)、(7)三段组合，易于对位，且均为短销轴销接，销轴紧靠对称受剪力，充分发挥销轴抗剪性能，同时受力变位过程力的分配减缓分步进行，保证整体平面受力均匀同步，避免冲击变位影响施工质量和安全；销接螺帽松动易于调整，不参与主桁架平面受力系统，使用过程中始终保证主桁架平面受力的均衡性。
[0022]本发明可以根据桥梁构造或受力不同，通过更换部位构件或重新组合，充分发挥挂篮主桁架构件使用性能，利用价值高，既可获得材料最大化利用率，又不必更换整个挂篮主桁架或加工更多部件,可节约材料及人工费用。
[0023]本发明广泛使用于悬臂结构施工的承重设备，可以根据不同构造的桥梁合理配对，达到现场使用的最佳效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架一种实施例的结构示意图。
[0025]图2为图1的侧视结构图。
[0026]图3a、3b分别为双支工字钢组拼而成的主梁的侧视、俯视结构示意图。
[0027]图4a、4b分别为铰接可调式底座的主视、侧视结构示意图。
[0028]图5a为相对槽钢组拼的立柱结构示意图。
[0029]图5b是图5a右侧视图。
[0030]图6a、6b分别为柱头联接板的主视、侧视结构示意图。
[0031]图7a、7b分别为上部受拉16Mn钢钢带(5)的主视、侧视结构示意图。
[0032]图8a、8b分别为中部受拉16Mn钢钢带(6)的主视、侧视结构示意图。
[0033]图9a、9b分别为下部受拉16Mn钢钢带(7)的主视、侧视结构示意图。
[0034]图示中，1-主梁；2_铰接底座；3_立柱；4_柱头联结板；5_顶部钢带；6_中部钢带；7_底部钢带；8_立柱铰接底座销轴；9_底部钢带与主梁之间的销轴；10_钢带之间及顶部钢带与柱头联结板之间的销轴。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图，对本发明优选实施例作详细说明。
[0036]参见图1、2，本实施例悬臂施工拆装式三角形挂篮承重主桁架，包括双支工字钢组拼的主梁1、铰接可调式底座2、相对槽钢组拼的立柱3、板式联接柱头4、受拉16Mn钢钢带组拼而成的前后斜拉杆5、6、7 (每侧单根斜拉杆由2根5号钢带、I根6号钢带及2根7号钢带组成，其中，6号钢带的规格一般为200mmX21mm，5、7号钢带的规格一般为200mmX 12mm)、受剪承压45号钢销轴8、9、10。
[0037]如图3a、3b所示，主梁I包括两根平行布置的工字钢11，工字钢11先焊接加劲板13 (在工字钢11的两端及中部I米受力集中区范围内焊接，加劲板13可改变主梁截面性能)，再于两端焊接销轴加强贴板15，根据钢带间距，两条工字钢11的中部及两端之间分别焊接加强连接板14，最后两根工字钢11的两侧上下部之间各焊接数块缀板12 (每块缀板12与两条工字钢11焊接)。
[0038]如图4a、4b所示，铰接可调式底座2由上下两部分通过销轴8装配而成，上部分的顶板23之上垂直焊接数块平行且留有间距排列的加劲板21，再于两侧加劲板21的外侧面各垂直焊接加劲板22，加劲板22垂直焊接于顶板23之上。顶板23之下垂直焊接耳板26及加劲板24，加劲板24与耳板26也垂直焊接。下部分的底板29之下与钢板20相贴并焊接，底板29之上垂直焊接耳板27及数块加劲板28，数块加劲板28垂直焊接于耳板27的两侦U。耳板26、27的两侧面都焊接销轴加强贴板25。上耳板26与下耳板27通过销轴8连接。
[0039]如图5a、5b所示，立柱3包括两根槽钢31。首先将两根槽钢31背靠背并钻取数个螺栓孔，再分别对位焊接柱顶螺栓孔部位加强钢板34 (与槽钢31对应孔位的钢板34位于槽钢31的内侧)，将两槽钢31的槽口相对并调整两槽钢31的相对间距，于槽钢31前述开有螺栓孔的附近内端位置焊接加强横隔板33，最后于两槽钢31的两侧间焊接多块缀板32。
[0040]如图6a、6b所示，柱头联接板4包括两块连接板41，连接板41具有两个销轴连接孔。根据立柱3顶部螺栓孔群的模具钻取连接板41的螺栓孔群(螺栓孔直径一般为Φ 26mm),再于销轴连接孔附近位置两侧都焊接销轴加强贴板42。
[0041]如图7a、7b所示，斜拉杆5包括两根钢带51，钢带51的两端开有销轴连接孔，于其附近(钢带51的)外侧各焊接销轴加强贴板52。
[0042]如图8a、8b所示，斜拉杆6包括两根钢带61，钢带61的两端开有销轴连接孔，于其附近(钢带61的)外侧各焊接销轴加强贴板62。
[0043]如图9a、9b所示，斜拉杆7包括两根钢带71，钢带71的两端开有销轴连接孔，于其附近(钢带71的)外侧分别焊接有销轴加强贴板72、73。
[0044]主梁I的中部与底座2的底板29通过点焊连接(底板29与两根工字钢11都相连)。底座2的顶底23焊接立柱3的下端，立柱3上端螺栓孔部通过螺栓连接柱头联接板4 (两槽钢31的上端螺栓孔分别通过螺栓连接一块连接板41)。柱头联接板4的两侧分别通过销轴10连接斜拉杆5 (两联接板41分别通过一销轴10连接一根钢带51)，斜拉杆5的下端通过另一销轴10连接斜拉杆6 (两钢带51分别连接一根钢带61)，斜拉杆6的下端通过第三销轴10连接斜拉杆7 (两钢带61分别连接一根钢带71)，三条斜拉杆呈一条直线状，斜拉杆7的下端通过销轴9连接于主梁I的一端(两钢带71分别通过一销轴9连接于相对应工字钢11焊接有销轴加强贴板15处)。主梁1、两侧的三条斜拉杆及顶部的联接板4形成等腰三角状。
[0045]拼装过程:首先在双支工字钢11 (一般采用2145b)组拼的主梁I中部点焊铰接可调式底座2 (销轴8直径一般采用Φ 100mm)。安装板式的柱头联接板4到相对槽钢31 (—般采用2 [32b，成[]形)组拼的立柱3顶部，采用栓接(一般采用M24螺栓)。再将立柱3的底部与底座2的顶板焊接，后依次焊接加劲板21、22。依次安装钢带51、61、71，并进行销接(销轴9、10直径一般分别采用Φ70πιπι、Φ 60mm)，钢带51的顶端与柱头联接板4通过销轴10连接，钢带71的底端与相对应主梁工字钢11的一端通过销轴9连接。最后根据施工要求和挂篮刚度要求，分离主梁I与底座2的点焊，利用螺旋千斤顶(一般为25t)对称平衡顶升铰接可调式底座2 (—般顶升2?4cm)，加设添加钢板20 (根据实际需要添加，一般2?3块)，达到预施加钢带拉力，提高双支工字钢11组拼的主梁抗弯性能。
[0046]本发明广泛运用于悬臂结构施工的承重设备，可以根据不同构造的桥梁合理配对，达到现场使用的最佳效果。
[0047]本发明并不限于上述实施例，采用与本发明上述实施例相同或近似的结构而得到的其他组合，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架，其特征是包括主梁(I)、可调式底座(2)、立柱(3)、板式联接柱头(4)、斜拉杆，可调式底座(2)由上下部通过第一销轴(8)连接而成；可调式底座(2)的下部与主梁(I)的中部通过间断焊连接，可调式底座(2)的上部固接立柱(3 )的下端，立柱(3 )的上端通过螺栓连接柱头联接板(4 )，柱头联接板(4 )的两侧分别通过第二销轴(10)连接斜拉杆，两侧的斜拉杆相对称布设，斜拉杆的下端通过第三销轴(9)连接于主梁(I)的一端。
2.如权利要求1所述的悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架，其特征是:主梁(I)包括两根平行布置的工字钢(11 )，工字钢(11)焊接有加劲板(13 );工字钢(11)与斜拉杆连接处焊接有销轴加强贴板(15);两工字钢(11)之间焊接加强连接板(14)，且两工字钢(11)的两侧上下部之间焊接数块缀板(12)。
3.如权利要求1所述的悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架，其特征是:立柱(3)包括两根槽钢(31)，两根槽钢(31)的上端都开有数个螺栓孔，并于螺栓孔部位焊接加强钢板(34);两槽钢(31)的槽口相对并调整两槽钢(31)的相对间距，于两槽钢(31)的两侧间焊接多块缀板(32)。
4.如权利要求3所述的悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架，其特征是:于槽钢(31)开设螺栓孔部位附近的内端位置焊接加强横隔板(33)。
5.如权利要求1所述的悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架，其特征是:柱头联接板(4)包括两块连接板(41)，连接板(41)具有两个销轴连接孔，于销轴连接孔附近位置的两侧都焊接销轴加强贴板(42)。
6.如权利要求1所述的悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架，其特征是:所述的斜拉杆由三段依次通过销轴相连而成。
7.如权利要求6所述的悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架，其特征是:所述的每段斜拉杆包括两根钢带，钢带的两端都开有销轴连接孔，并于钢带的外侧焊接有销轴加强贴板(52)。
8.如权利要求1所述的悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架，其特征是:可调式底座(2)的上部包括一顶板(23)，顶板(23)之上垂直焊接数块平行且留有间距排列的第一加劲板(21)，于两侧加劲板(21)的外侧面各垂直焊接第二加劲板(22)，第二加劲板(22)垂直焊接于顶板(23)之上；顶板(23)之下垂直焊接耳板(26)及第三加劲板(24)，第三加劲板(24)与耳板(26)也垂直焊接。
9.如权利要求8所述的悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架，其特征是:可调式底座(2)的下部包括一底板(29)，底板(29)之下与钢板(20)相贴并焊接，底板(29)之上垂直焊接耳板(27 )及数块第四加劲板(28 )，数块第四加劲板(28 )垂直焊接于耳板(27 )的两侧。
10.如权利要求9所述的悬臂施工拆装式三角挂篮承重主桁架，其特征是:上部耳板(26 )、下部耳板(27 )的两侧面都焊接销轴加强贴板(25 );上部耳板(26 )与下部耳板(27 )通过销轴(8)连接。
【文档编号】E01D21/00GK103696368SQ201310348240
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年8月12日 优先权日:2013年8月12日
【发明者】李全, 潘寿东, 楼敏 申请人:中铁十六局集团第三工程有限公司, 中铁十六局集团有限公司