一种拱座预埋锚杆定位系统及施工方法与流程

本发明涉及桥梁施工领域，具体涉及一种拱座预埋锚杆定位系统及施工方法。

背景技术：

随着现代桥梁建设技术的发展，桥梁承受荷载不断加重，因此，需要设计特殊复杂的结构来满足承重需求，进而导致桥梁施工的难度越来愈大，精度要求越来越高。目前施工大跨度拱桥的刚混凝土结合段、锚固大构件时，定位锚杆需要的时间长、并且精度难以控制。如何快速、高精度的完成锚杆定位的钢混结合段施工成为目前桥梁工程人员关注的焦点。

定位支架作为桥梁施工的常用临时设施，其主要作用是作为施工过程中对主体钢结构的支撑、定位的临时装置，以便在临时支架支撑的条件下施工主体结构。在锚杆设计数量不多、精度要求并不高的情况下，一般采用型钢支架、定位槽钢作为定位支架进行施工，而锚杆的定位由施工人员逐一调整完成，但对于那些锚杆数量多、布置复杂、精度要求非常高的工程，如果采用一般的型钢定位支架一方面不满足锚杆定位精度高的要求，另一方面工效较低，调整工作量过大。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种拱座预埋锚杆定位系统及施工方法，可在复杂环境下快速、准确的批量完成锚杆精确定位工作。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种拱座预埋锚杆定位系统，其架设于桥梁拱座4上，包括倒链，还包括：

定位支架1，其为支架底板12、至少四个支架立柱11和若干个连接支架13相互固定连接组成的空间桁架，所述支架底板12设置于桥梁拱座4中，所述支架立柱11与所述桥梁拱座4的理论拱轴线6平行，所述支架立柱11底端固定在所述支架底板12上，所述支架立柱11顶端设有连接支点14；

锚杆定位箱2，其通过所述连接支点14与所述定位支架1固定连接，所述锚杆定位箱2包括两个相互平行设置的定位板21，所述定位板21上设置有若干与锚杆5预设位置相对应的锚杆孔位22。

在上述技术方案的基础上，所有连接支点14位于同一垂直于所述桥梁拱座4的理论拱轴线6的平面上。

在上述技术方案的基础上，所述定位板21由多块带有锚杆孔位22的钢板焊接形成，所述定位板21位于由所述连接支点14确定的平面上。

在上述技术方案的基础上，所述锚杆定位箱2与所述定位支架1可拆卸连接。

在上述技术方案的基础上，所述锚杆定位箱2的定位板21之间还设有两块相对设置的钢板，所述定位板21和所述钢板之间通过型钢支架24固定连接。

在上述技术方案的基础上，所述连接支点14侧边的支架立柱11上还设有用于固定所述锚杆定位箱2的限位装置。

本发明还提供一种采用上述拱座预埋锚杆定位系统的施工方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，制造具有若干个预设位置锚杆孔位22的锚杆定位箱2；

步骤2，安装定位支架1：预埋支架底板12，安装支架立柱11，调整至所有支架立柱11与所述桥梁拱座4的理论拱轴线6平行，在每个支架立柱11顶端安装连接支点14；

步骤3，安装锚杆定位箱2：调整连接支点14至所有连接支点14在垂直于桥梁拱座4理论拱轴线6的同一平面内，将定位板21与连接支点14相连接。

在上述技术方案的基础上，所述步骤3后还包括以下步骤：安装锚杆5：将锚杆5逐一穿过定位板21的锚杆孔位22后，将锚杆5固定；拆除锚杆定位箱2。

在上述技术方案的基础上，所述步骤2和步骤3之间还包括以下步骤：在连接支点14侧边的支架立柱11上安装用于固定所述锚杆定位箱2限位装置。

在上述技术方案的基础上，所述步骤3和步骤4之间还包括以下步骤：对锚杆定位箱2的锚杆孔位22进行检查，计算出锚杆定位箱2需要移动的数据后，将锚杆定位箱2调整至设计位置。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的拱座预埋锚杆定位系统可使锚杆直接通过定位孔定位完成，不需要再单根进行锚杆的调整，可实现复杂环境下锚杆的快速、准确、批量定位。

(2)本发明的拱座预埋锚杆定位系统，由于为可拆装式结构，由多个构件构成，各构件之间采用焊接成整体，方便定位系统的组拼、定位锚箱的拆除，使得成本投入小、耗材量少、重复利用次数高且可回收。

(3)本发明的拱座预埋锚杆定位施工方法，锚杆定位步骤在定位系统上施工，不受外部支架变形的影响，与现有施工方式相比，本发明具有施工难度小、操作简单、施工方便、施工精度高、施工周期短的优点，更能保证锚杆定位施工质量。

附图说明

图1为本发明实施例中拱座预埋锚杆定位系统的立面结构示意图；

图2为本发明实施例中定位箱部分结构俯视图；

图3为本发明实施例中定位箱部分结构主视图；

图4为本发明实施例中定位板的平面示意图。

图中：1-定位支架，2-锚杆定位箱，3-桥梁立柱，4-桥梁拱座，5-锚杆，6-理论拱轴线，11-支架立柱，12-支架底板，13-连接支架，14-连接支点，21-定位板，22-锚杆孔位，23-浇注孔，24-型钢支架。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种架设于桥梁拱座4上的拱座预埋锚杆定位系统，包括：

定位支架1，其为支架底板12、至少四个支架立柱11和若干个连接支架13相互固定连接组成的空间桁架，支架底板12设置于桥梁拱座4中，支架立柱11与桥梁拱座4的理论拱轴线6平行，支架立柱11底端固定在支架底板12上，支架立柱11顶端设有连接支点14；

锚杆定位箱2，通过连接支点14与定位支架1固定连接，锚杆定位箱2包括两个相互平行设置的定位板21，定位板21上设置有若干与锚杆预设位置相对应的锚杆孔位22。

可安装精调装置，包括孔位检查精构件和千斤顶，孔位检查精构件用于检查锚杆定位箱2上下定位板21中锚杆孔位22是否一一对应及能否满足定位精度需求，由于锚杆的定位精度主要由定位箱完成，所以锚杆孔位22的位置误差需控制在±1mm内；千斤顶用于对锚杆定位箱2的空间坐标进行微调，使锚杆定位箱2的定位更加精确。

倒链，用于定位支架1、锚杆5等物件的装运，空间方向的调整等。

锚杆定位箱2与定位支架1可采用支撑点或焊接等可拆卸方式固定连接，这使得定位系统的组拼、锚杆定位箱2的拆除更加方便，同时也简化了锚杆5定位操作。

可将连接支点14设置于同一垂直于桥梁拱座4理论拱轴线6的平面上，便于固定锚杆定位箱2的空间位置。连接支点14的标高应考虑定位支架1自重、锚杆定位箱2自重、锚杆5自重及混凝土浇筑后对施工支架的扰度、位移。

可将定位板21设置于由连接支点14确定的平面上，这样就使定位板21垂直于桥梁拱座4的理论拱轴线6，这种设置方式使锚杆定位箱2在安装时的位置调整由空间调整转化为平面调整，简化了锚杆定位箱2定位操作。

支架立柱11为型钢制成，连接支架13采用角钢制成，具体可选用型钢H50、I20和角钢∠75×75×6等进行拼装制成，材料来源广泛，拼接工艺简单。

本发明中锚杆定位箱2的组成部件结构如图2、图3所示，其为数面固定有钢板的长方体框架结构，上下面为定位板21，两块定位板21之间可设有两块相对设置的钢板，钢板厚度为15-25mm，其他面上空置，锚杆定位箱2内部及各面板之间通过型钢支架24固定连接，焊接形成桁架结构。

本发明中一种定位板21结构如图4所示，定位板21由多块带有锚杆孔位22的钢板焊接制成，钢板上设置有若干与锚杆预设位置相对应的锚杆孔位22，钢板间围成了浇筑孔23。锚杆孔位22的孔径略大于所使用的锚杆5横截面直径，浇注孔23为混凝土浇筑和振捣施工时的相关导管和设备的入口。施工时，锚杆5穿过定位板21上的锚杆孔位22固定其相对位置，从而施工人员通过固定锚杆定位箱2的空间位置，即可精确定位各锚杆5的空间位置和相对位置，快速完成锚杆5的精确安装。

定位支架1上还可设有限位装置，限位装置固定连接在连接支点14边的支架立柱11上，可纵向或横向设置，可采用型钢支架制成，形成较所用锚杆定位箱2设计尺寸略大的定位空间。使用限位装置，一方面可通过锚杆定位箱2在限位装置上的移动来精确调节其在定位支架1上的相对位置，另一方面可使得锚杆定位箱2固定过程中不发生位移，从而使锚杆定位箱2的定位更加精确。

本发明的拱座预埋锚杆定位系统的安装和施工方法如下：

步骤1，制造具有若干个预设位置锚杆孔位22的锚杆定位箱2；

步骤2，安装定位支架1：预埋支架底板12，安装支架立柱11，调整至所有支架立柱11与所述桥梁拱座4的理论拱轴线6平行，在每个支架立柱11顶端安装连接支点14；

步骤3，安装锚杆定位箱2：调整连接支点14至所有连接支点14在垂直于桥梁拱座4理论拱轴线6的同一平面内，将定位板21与连接支点14相连接；

其中部分步骤可进一步优化：

步骤1中，由于定位支架1精度要求不高，可由加工厂按照设计图纸进行加工制造成单桁片，然后运输到现场进行组装，再进行塔吊吊装安装，方便、快捷且能满足施工精度要求；而锚杆定位箱2精度要求极高，其定位板21上的锚杆孔位22误差必须在1mm以内，因此必须在工厂内使用数控机床进行加工制造，考虑运输问题，锚杆定位箱2只能采用分块进行制造，然后运输至现场进行组装，组拼完成后，对锚杆定位箱2进行整体结构尺寸进行检查。

步骤1完成后，可对预埋在已施工拱座4中的支架底板12进行清理，并根据桥梁中心线与拱肋的纵横轴线，计算出拱肋首节段端点坐标位置，然后再根据定位支架1的结构尺度计算出预埋件的坐标位置、标高，用水准测量的方法准确调整标高。

还可在开始正式施工前加工完成精调装置、孔位检查精构件等；同时在施工现场安装设置好千斤顶、倒链及其他附属设备。

步骤2中，可在安装定位支架1前预先检查预埋支架底板12的平面位置，保证其与桥梁拱座4的理论拱轴线6垂直。定位支架1安装完成后可再次对定位支架1进行检查调整，控制定位支架1的空间位置误差在±1cm内。

可在上述步骤2后，进行以下步骤：在连接支点14侧边的定位支架1上安装用于固定锚杆定位箱2的限位装置。限位装置所围出的范围应当比锚杆定位箱2设计尺寸稍大，保证锚杆定位箱2可安放于限位装置范围内，同时有一定空间可进行调整。

之后在步骤3前还可对锚杆定位箱2的吊点进行检查并根据锚杆定位箱2的倾角设置钢丝绳；或对锚杆定位箱2的结构尺寸、前后锚杆孔位22同心、定位板21平整度和定位支架1支点的面等进行检查，确保其满足设计要求。

步骤3将连接支点14设置在同一垂直于桥梁拱座4理论拱轴线6的平面内，使得后期锚杆定位箱2的位置只需要在这个面内调整，方便了后续操作，也提升了施工精度。

步骤3中将锚杆定位箱2起吊后，可在空中进行方向的调整，然后放置在定位支架1的连接支点14上，并在连接支点14确定平面内紧靠在限位装置上，从而确保定位板21调整至连接支点14确定平面内。

在上述步骤3后，还可进行以下步骤：对锚杆定位箱2的锚杆孔位22进行检查，计算出锚杆定位箱2需要在平面内移动的数据，然后对锚杆定位箱2的位置进行调整。

一般施工中此步骤可重复进行，直至锚杆定位箱位置满足设计要求，里程、标高、偏距均满足误差在±2mm以内。

在设置有限位装置时，可通过调整限位装置的位置代替调整锚杆定位箱位置的步骤，使调整工作更加简便精确。

通过该步骤，可进一步校正锚杆定位箱2位置，提高锚杆预埋定位精度。

可在上述步骤2后，进行以下步骤：安装锚杆5：将锚杆5逐一穿过定位板21的锚杆孔位22后，将锚杆5固定；拆除锚杆定位箱2。

此步骤中，安装锚杆5一般采用塔吊配合人工的方式进行，需注意对外漏的长度进行精确控制，并对安装过程中的锚杆5进行检查复测。锚杆5进场后，可对锚杆5的规格、材质、长度、直径、保护情况进行检查，并对丝头等进行有效的防护，避免在施工现场被破坏；安装锚杆5时应按照设计要求安装垫板、螺母、弹簧圈等，并精确控制锚杆5的外伸长度。并对锚杆的端点进行测量检查；吊装锚杆5时，可采用软吊带进行吊装，防止损坏锚杆防护。

在完成锚杆5安装定位工作后，可开展混凝土浇筑施工，通过锚杆定位箱2上定位板21的浇注孔23进行混凝土浇筑。由于施工过程中其他钢筋种类多、设计复杂、也比较密集，采用混凝土浇筑施工前可对施工所用钢筋进行优化、调整，减少在安装过程中相互干扰，减少现场进行切割的工作量。

由于本发明拱座预埋锚杆定位系统中锚杆定位箱2与定位支架1采用支撑点、焊接等可拆卸方式进行固定，锚杆定位箱2也是由定位板21、钢板和型钢支架24焊接而成，可通过步骤5将锚杆定位箱2从定位支架1上拆除重复利用，减小耗材量，降低了成本。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。