一种大悬臂盖梁临时张拉锚固支护装置及其施工方法与流程

本发明涉及架桥施工技术领域，具体是大悬臂盖梁临时张拉锚固支护装置及其施工方法。

背景技术：

在城市架梁施工中，为了适应城市复杂的路网，墩柱的设置往往并不能平均分布。在路口区域为了不割裂现有的公路，往往需要设置大跨度的桥梁，又由于桥梁结构的设计限制，箱梁的长度需要保持一致，因此产生了大跨度的盖梁结构。

用于标准跨架设的架桥机在架设这些大跨度的箱梁时，支腿会站在大跨度盖梁的悬臂段，会对盖梁和墩柱造成巨大的弯矩并超过其结构强度。目前一般的解决方案为在架桥机的主支腿的正下方设置临时支墩。使用该方案将架桥机架梁时候的载荷通过临时支墩直接传递到地面，不会对墩柱产生弯矩，同时盖梁仅承受正压力，较好的解决了架桥机进行大跨度盖梁处预制节段拼装箱梁架设的问题。

然而使用上述临时支墩方案既需要加工或者租借临时支墩，也需要对临时支墩进行搭设、拆卸，此处将是一个比较大的成本支出，同时也往往会成为架梁工作中的一个控制性工程。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种大悬臂盖梁临时张拉锚固支护装置及其施工方法，使用精轧螺纹钢代替体量较大的临时支撑，施工流程少，方法简单。

一种大悬臂盖梁临时张拉锚固支护装置，包括设于大跨度盖梁上的盖梁预埋圆钢管、设于承台上的承台预埋圆钢管、以及通过螺纹钢套筒连接的多个标准节精轧螺纹钢，盖梁预埋圆钢管与承台预埋圆钢管上下位置对应设置，多个标准节精轧螺纹钢依次连接形成螺纹钢柱，螺纹钢柱的上端穿过盖梁预埋圆钢管，端头依次使用螺纹钢垫板、螺纹钢垫圈、螺纹钢螺母固定，螺纹钢柱的下端旋入承台预埋圆钢管固定。

进一步的，承台预埋圆钢管的下部环绕设有螺旋防爆钢筋，螺旋防爆钢筋的底部设有承台承压垫板，螺旋防爆钢筋和承台承压垫板用于防止混凝土在受力的过程中破裂。

进一步的，承台承压垫板上焊接有紧固螺母，螺纹钢柱的下端穿过承台预埋圆钢管后旋入紧固螺母。

进一步的，承台承压垫板还焊接有对紧固螺母进行保护的紧固螺母保护盖，紧固螺母保护盖位于紧固螺母下部。

一种大悬臂盖梁临时张拉锚固支护装置的施工方法，包括如下步骤：

步骤一、在大跨度盖梁浇筑时在设计位置预埋圆钢管形成盖梁预埋圆钢管，在承台浇筑时对应盖梁预埋圆钢管位置预埋圆钢管，承压垫板，螺纹钢螺母形成承台预埋圆钢管；

步骤二、多个标准节精轧螺纹钢依次连接形成螺纹钢柱，螺纹钢柱的上端穿过盖梁预埋圆钢管，端头依次使用螺纹钢垫板、螺纹钢垫圈、螺纹钢螺母固定，螺纹钢柱的下端旋入承台预埋圆钢管固定。

进一步的，在承台承压垫板上焊接有紧固螺母，螺纹钢柱的下端穿过承台预埋圆钢管后旋入紧固螺母。

本发明采用临时螺纹钢拉住盖梁方式代替临时支墩撑住盖梁的方式施工流程少，安装简单，所用材料少，仅需在浇筑盖梁和承台时做好预埋，在架桥机即将到位时使用少量人工安装精轧螺纹钢即可，相较于其他施工方法可节省大量的人员和设备投入，不仅功效高，而且成本较采用临时支墩低，尤其在高墩柱的工况下，其优点尤为明显。

附图说明

图1是本发明大悬臂盖梁临时张拉锚固支护装置的结构示意图；

图2是本发明盖梁上的预埋和预留示意图；

图3是本发明承台上的预埋和预留示意图；

图4是本发明精轧螺纹钢的结构示意图；

图5是现有技术使用临时支墩的施工示意图。

图中：1—已架梁片，2—架桥机主支腿，3—大跨度盖梁，4—墩柱，5—大悬臂盖梁临时张拉锚固支护装置，6—承台，7—盖梁预埋圆钢管，8—承台预埋圆钢管，9—橡皮塞，10—螺旋防爆钢筋，11—承台承压垫板，12—紧固螺母，13—紧固螺母保护盖，14—螺纹钢垫板，15—螺纹钢垫圈，16—调节段精轧螺纹钢，17—螺纹钢螺母，18—螺纹钢套筒，19—标准节精轧螺纹钢，20—临时支墩。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1为使用本发明大悬臂盖梁临时张拉锚固支护装置5对大跨度盖梁3的箱梁架设进行临时支护的布置示意图，从图中可以看出，所述大悬臂盖梁临时张拉锚固支护装置5的设置并不与架桥机主支腿2位置完全对称，这样设置的目的是为了与下部承台6的位置相适应同时兼顾架桥机主支腿2和已架梁片1给大跨度盖梁3施加的载荷情况。大悬臂盖梁临时张拉锚固支护装置5的设置位置应根据项目的不同通过计算确定。

图2显示了大跨度盖梁3上的预埋和预留布置。根据上述计算确定好锚大悬臂盖梁临时张拉锚固支护装置5的螺纹钢的直径大小和位置后，在大跨度盖梁3施工时相应位置埋设盖梁预埋圆钢管7，盖梁预埋圆钢管7的直径比精轧螺纹钢直径大10mm，以便精轧螺纹钢安装。

图3显示了承台6上的预埋和预留布置。根据上述计算确定好大悬臂盖梁临时张拉锚固支护装置5的螺纹钢的直径大小和位置后，在承台6施工时相应位置和相应深度埋设承台预埋圆钢管8、橡皮塞9、螺旋防爆钢筋10、承台承压垫板11、紧固螺母12、紧固螺母保护盖13。承台预埋圆钢管8与盖梁预埋圆钢管7类似，其直径比精轧螺纹钢直径大10mm。橡皮塞9用于承台6施工完成之后对预埋圆钢管8进行保护，防止杂物进入。螺旋防爆钢筋10和承台承压垫板11的作用是为了防止混凝土在受力的过程中破裂。紧固螺母12焊接在承台承压垫板11上，在需要安装精轧螺纹钢时将精轧螺纹钢旋入紧固螺母12适当长度即可。紧固螺母保护盖13也焊接在承台承压垫板11上，对紧固螺母12进行保护，防止承台6浇筑过程中混凝土进入破坏螺纹。

图4显示了精轧螺纹钢之间的连接，螺纹钢采用模块化设置，通过调节标准节精轧螺纹钢19不同长度的组合可以满足不同高度的盖梁需求。大跨度盖梁3端的精轧螺纹钢使用螺纹钢垫板14、螺纹钢垫圈15、螺纹钢螺母17固定在大跨度盖梁3上部。标准节精轧螺纹钢19之间通过螺纹钢套筒18进行连接。对安装完毕的精轧螺纹钢使用液压千斤顶张拉到设计值，使螺纹钢和相关混凝土结构预先受力。

图5是现有技术使用临时支墩20进行同等工况施工的示意图。从图中可以看出，使用临时支墩需要搭设体量巨大的临时支墩，费时费力。而使用本大悬臂盖梁临时张拉锚固支护装置5仅需进行简单的预埋和螺纹钢安装即可达到目的，节省大量的人力物力和工期。

本发明在架桥机主支腿支撑点墩柱对侧的合适位置拉住盖梁，使大跨度盖梁对称受力，从而消除对墩柱的弯矩，保证结构受力安全。使用精轧螺纹钢只需要在盖梁和承台上进行适当预留和预埋，在架桥机达到需要施工的长盖梁是安装精轧螺纹钢，按照设计值进行张拉即可，具体如下：

1、螺纹钢设计

采用直径为32mm的螺纹钢(UTS＝1030Mpa)共16根拉住盖梁，弹性模量为170*103N/mm2，螺纹钢总长为25m，预张拉每根螺纹钢力值为210kN。

1.1计算螺纹钢强度

在架设过程中，由于盖梁受偏心荷载，使临时螺纹钢所受拉力增大，在最大荷载情况下，架设过程中螺纹钢强度计算过程如下：

螺纹钢预张拉力

F₁＝210*0.9＝189kN(考虑10％的拉力损失)

由于盖梁偏移导致螺纹钢伸长29mm，所增加拉力为：

螺纹钢所受力为：

F＝F₁+F₂＝347kN<0.75UTS＝620kN

故强度满足要求。

1.2承台抗剪计算

预埋垫板尺寸为180mm*180mm*40mm，埋升为750mm，则承台所受螺纹钢剪应力为：

故承台抗剪满足要求。

通过上述计算分析，采用临时螺纹钢拉住盖梁方式代替临时支墩撑住盖梁的方式完全可行，其安装简单，所用材料少，只需在盖梁和承台上预留孔和螺母即可，然后通过螺纹钢使盖梁和承台锚固，不仅功效高，而且成本较采用临时支墩低，尤其在高墩柱的工况下，其优点尤为明显。该方法不仅适用于此处悬挑盖梁，在有偏心荷载需要使用支墩撑住的情况下，采用“改撑为拉”的方式，有时会起到意想不到的效果。

本发明还提供一种大悬臂盖梁临时张拉锚固支护装置的施工方法，包括如下步骤：

步骤一、在大跨度盖梁3浇筑时在设计位置预埋圆钢管形成盖梁预埋圆钢管7，在承台6浇筑时对应盖梁预埋圆钢管7位置预埋圆钢管，承压垫板，螺纹钢螺母形成承台预埋圆钢管8；

步骤二、多个标准节精轧螺纹钢19依次连接形成螺纹钢柱，螺纹钢柱的上端穿过盖梁预埋圆钢管7，端头依次使用螺纹钢垫板16、螺纹钢垫圈15、螺纹钢螺母17固定，螺纹钢柱的下端旋入承台预埋圆钢管8固定。

其中，在承台承压垫板11上焊接有紧固螺母12，螺纹钢柱的下端穿过承台预埋圆钢管8后旋入紧固螺母12。

上述装置的拆卸步骤为：架桥机施工完毕后，首先拆卸大跨度盖梁3上的螺纹钢螺母17，然后依次从上而下拆卸标准节精轧螺纹钢19，并旋出承台6上的螺纹钢，最后使用无收缩灌浆料封堵承台6和大跨度盖梁3的孔洞。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。