一种高墩支架装配式预压装置及方法与流程

本发明涉及一种高墩支架预压装置，属于桥梁工程施工技术领域，具体一种适用于高墩支架预压的便于安拆的装置。

背景技术：

预压是高墩大跨桥梁施工中的一项重要工作。一方面是为检测支架的安全度，消除支架的非弹性变形。另一方面是观测出该基础和支架在相应荷载的作用下产生的变形值，可计算出弹性变形值，为卸载后支架的立模标高提供数据支持。

传统支架预压方法分为堆载预压法和反支点预压法。

堆载预压是采用砂袋、混凝土块、水箱、钢材等堆载物进行分级堆载预压，存在堆载重量太大，需要提前准备大量堆载物，堆载费工费时，安全性较差等缺点。与此同时，通常采用的堆载预压模拟荷载效果较差,对于荷载分布不均匀的结构模拟荷载预压操作更为困难。

反支点预压法，也就是采用张拉钢绞线或精轧螺纹钢筋对支架施加反力预压的方法，如在中国发明专利说明书CN101139819A中公开了一种高墩、大吨位结构物支架施工中的钢绞线反向支点预压方法，它包括以下步骤：选定钢绞线：钢绞线预压总重量按结构物砼自重并按规范要求考虑一定的荷载系数进行预算，确定出所需钢绞线类型、数量以及各根钢绞线所需施加的张拉力值；布设及锚固钢绞线；设置钢绞线张拉端配套设施；按顺序进行预压；观测沉降量及确定预拱度：对观测的数据进行统计分析，确定出弹性及非弹性变形量，结合检算资料中计算的挠度，分析确定出预拱度。虽然其能有效解决高墩、大吨位结构物支架施工项目中的预压问题，但是其上下锚固点连接距离较远，连接、锚固等环节较多、操作繁琐、锚固点更改困难、总体成本较高，且有一定安全隐患等不足。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种高墩支架装配式预压装置，其不仅结构简单，而且能够方便快捷地实现桥墩基础和支架在相应荷载作用下的变形值的检测。

为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种高墩支架装配式预压装置，其包括桥墩，所述桥墩上设置有支架；还包括立体桁架；所述立体桁架铰接于所述桥墩顶端；所述立体桁架底端固接有第一应力分配梁组；所述支架上端设置有第二应力分配梁组；所述第一应力分配梁组与所述第二应力分配梁组之间设置有液压千斤顶。

在本发明的一种优选实施方案中，所述立体桁架的底端设置有带有插销孔的预设钢板；所述桥墩的顶端预埋有用于连接所述预设钢板的预埋件。

在本发明的一种优选实施方案中，所述预埋件为π形；所述预埋件包括钢筋、钢板和带有插销孔的预留耳板；所述钢筋垂直固接于所述钢板下端；所述预留耳板垂直固接于所述钢板上端。

在本发明的一种优选实施方案中，所述钢板与所述预留耳板之间焊接有多个加劲肋。

在本发明的一种优选实施方案中，所述立体桁架包括两片平行布置的主桁架；所述主桁架通过联结杆相互固接。

在本发明的一种优选实施方案中，所述液压千斤顶的液压缸端可拆卸地与所述第二应力分配梁组连接；所述液压千斤顶在所述第二应力分配梁组上的安装位置可调；所述液压千斤顶的活塞杆端支撑所述第一应力分配梁组

在本发明的一种优选实施方案中，所述主桁架为等腰梯形。

在本发明的一种优选实施方案中，所述主桁架包括上弦杆、下弦杆、斜腹杆和竖腹杆；所述上弦杆沿竖直方向平行布置于所述下弦杆上方；所述上弦杆长度小于所述下弦杆长度；所述上弦杆和所述下弦杆之间固接有多个所述斜腹杆和所述竖腹杆。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第一应力分配梁组包括上横向分配梁和上纵向分配梁；所述上横向分配梁固接于所述立体桁架的下弦杆的底端；所述上纵向分配梁固接于所述上横向分配梁的底端。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第二应力分配梁组包括下横向分配梁和下纵向分配梁；所述下横向分配梁固接于所述支架上端；所述下纵向分配梁固接于所述下横向分配梁上端。

在本发明的一种优选实施方案中，所述立体桁架上设置有预设吊耳。

本发明还公开了一种高墩支架装配式预压方法，其在待预压支架上安装如权利要求1所述的一种高墩支架装配式预压装置并将所述高墩支架装配式预压装置与桥墩连接；通过调节液压千斤顶逐步对支架对称施加向下的预压荷载的同时完成对桥墩施加向上的预拉载荷；观测得出桥墩与支架在相应荷载的作用下产生的变形值，并根据该变形值分析计算得出弹性变形值。

本发明的有益效果是：本发明结构简单、安装拆除方便，不仅能够高效快捷地实现对各个桥墩及其支架的的预压测试，同时而且能够有效地消除支架在预压时的非弹性变形，准确地得出各桥墩和支架在相应载荷作用下的变形值；本发明通过π形预埋件的设置，方便了立体桁架的安装和使用，有效提高了本发明的工作效率和通用性；通过设置第一应力分配梁组和第二应力分配梁组使得载荷分布更加均匀，因此得出的各个桥墩及其支架的变形值数据更加精确；通过梯形立体桁架的设计，有效地提高了本发明的刚度和安全性。

附图说明

图1是本发明实施例一种高墩支架装配式预压装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一种高墩支架装配式预压装置的结构侧视图；

图3是本发明实施例一种高墩支架装配式预压装置的高墩支架预压结构布置图；

图4是本发明实施例一种高墩支架装配式预压装置的墩顶预埋件与立体桁架预设钢板连接大样图；

图中：1-上弦杆，2-下弦杆，3-斜腹杆，4-竖腹杆，5-预设钢板，6-预设吊耳，7-联结杆，8-桥墩，9-预埋件，9.1-钢筋，9.2-加劲肋，9.3-钢板，9.4-预留耳板，10-上横向分配梁，11-上纵向分配梁，12-下横向分配梁，13-下纵向分配梁，14-液压千斤顶，15-销轴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由图1至图4所示的一种高墩支架装配式预压装置的结构示意图可知，本发明包括桥墩8，桥墩8上设置有支架；还包括立体桁架；立体桁架铰接于所述桥墩8顶端；立体桁架底端固接有第一应力分配梁组；支架上端设置有第二应力分配梁组；第一应力分配梁组与第二应力分配梁组之间设置有液压千斤顶14；立体桁架的底端设置有带有插销孔的预设钢板5；桥墩8的顶端预埋有用于连接预设钢板5的预埋件9；预埋件9为π形；预埋件9包括钢筋9.1、钢板9.3和带有插销孔的预留耳板9.4；钢筋9.1垂直固接于钢板9.3下端；预留耳板9.4垂直固接于钢板9.3上端；钢板9.3与预留耳板9.4之间焊接有多个加劲肋9.2；立体桁架包括两片平行布置的主桁架；主桁架通过联结杆7相互固接；主桁架为等腰梯形；主桁架包括上弦杆1、下弦杆2、斜腹杆3和竖腹杆4；上弦杆1沿竖直方向平行布置于下弦杆2上方；上弦杆1长度小于下弦杆2长度；上弦杆1和下弦杆2之间固接有多个斜腹杆3和竖腹杆4；第一应力分配梁组包括上横向分配梁10和上纵向分配梁11；上横向分配梁10固接于立体桁架的下弦杆2的底端；上纵向分配梁11固接于上横向分配梁10的底端；第二应力分配梁组包括下横向分配梁12和下纵向分配梁13；下横向分配梁12固接于支架上端；下纵向分配梁13固接于下横向分配梁12上端；立体桁架上设置有预设吊耳6。

使用本发明时，首先，在后场提前预制立体桁架结构。该立体桁架由两片互相平行的、形状呈梯形的主桁架拼装所组成，在后场加工制作完成。其中梯形桁架由上弦杆1、下弦杆2、斜腹杆3、竖腹杆4、及联接杆7组成，弦杆与腹杆均采用角钢制作而成，其中上弦杆1与下弦杆2平行，下弦杆2长于上弦杆1，中部设有若干竖腹杆4，自中部向两侧采用由斜腹杆3与竖腹杆4组成的格构件(三角形单元)，最后形成稳定的由直杆组成的具有三角形单元的平面桁架结构。两片梯形桁架之间采用三角形单元布置形式的联接杆7进行连接。

立体桁架下弦杆2下部按一定横向间距焊有若干数量工字钢，以作为桁架预压受力的上横向分配梁10，同时，于上横向分配梁10底部焊接有开口朝下的槽钢作为上纵向分配梁11，预压时液压千斤顶14直接作用于上纵向分配梁11并可沿上纵向分配梁11纵向长度方向在一定范围内调整液压千斤顶14作用位置，即液压千斤顶14的液压缸端可拆卸地与下纵向分配梁13连接；液压千斤顶14在下纵向分配梁13上的安装位置可调；液压千斤顶14的活塞杆端支撑上纵向分配梁11，上纵向分配梁11长度按实际情况而定，其中液压千斤顶14与下纵向分配梁13的连接方式包括螺栓固定或者利用其它固定家具固定均可，只要可以实现液压千斤顶14可拆卸地连接在下纵向分配梁13即可。

立体桁架中间底部有四块开有插销孔的预设钢板5，以供与桥墩8上预埋钢板9连接。上弦杆1焊接有四块带孔的预设耳板6，从而方便周转使用过程中的吊装。

桥墩施工时在墩柱顶部预埋若干预埋件9。预埋件9呈“π”形，由钢板9.3和钢筋9.1穿孔塞焊焊接而成，并与预留耳板9.4通过双边角焊缝焊接，之后竖向放置预埋在结构柱内，通过浇筑混凝土形成握裹力。预留耳板9.4上开有插销孔，预留耳板9.4通过插销与立体桁架上的预设钢板5进行铰接连接。为保证结构强度，加强钢板9.3和预留耳板9.4的连接，在两者之间焊接若干加劲肋9.2。

支架预压前，为了更有利地模拟实际混凝土的荷载分布，将荷载有效地分配到下部支架上，在支架上部模板按上下顺序先后布置下横向分配梁12、下纵向分配梁13，分配梁数量、间距及布置位置应与混凝土实际荷载分布相一致,能真实模拟荷载。

之后将液压千斤顶置于纵向分配梁上，并以预设吊耳6作为吊点将立体桁架吊装至桥墩8顶部，再通过销轴15将桁架上预设钢板5与墩顶预埋件9进行连接。

立体桁架安装就绪后，通过调节液压千斤顶14油压逐步对支架对称施加预压荷载，直至满足预压要求。预压完成后对立体桁架进行拆卸，并吊装至下一个预压位置，重复以上步骤直至完成所有预压工作。

使用发明的装置对桥墩及其支架进行预压的方法为：在待预压支架上安装本发明中的高墩支架装配式预压装置并将所述高墩支架装配式预压装置与桥墩8连接；通过调节液压千斤顶14逐步对支架对称施加向下的预压荷载的同时完成对桥墩8施加向上的预拉载荷；观测得出桥墩8与支架在相应荷载的作用下产生的变形值，并根据该变形值分析计算得出弹性变形值，结合检算资料中的计算的挠度，分析得出预拱度，为卸载后支架的立模标高提供数据支持。

应当理解的是，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，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，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。