用于宽幅PK组合箱梁斜拉桥拼装错台的纠偏装置及方法与流程

本发明涉及宽幅pk组合箱梁的施工技术领域，具体涉及一种用于宽幅pk组合箱梁斜拉桥拼装错台的纠偏装置及方法。

背景技术：

宽幅pk(pasco-kennewick，帕斯科-肯纳威克)组合箱梁拼装的精确匹配是桥梁施工的质量控制要点。宽幅pk组合箱梁的一个标准梁段是通过两个半开口边箱的钢结构部分和混凝土制成的第一桥面板1组合而成的一个整体节段箱梁。参见图1所示，bn梁段整体沿纵向中心线对称，包括覆盖在顶端的一个第一桥面板41、位于两侧的两个第一边腹板42、两个第一中腹板43、位于第一桥面板41底面和第一中腹板43顶端之间的两个第一顶板44。

宽幅pk组合箱梁斜拉桥已吊装的梁段为bn梁段，新吊装的梁段为bn+1梁段。参见图2所示，bn+1梁段与bn梁段相邻并且结构相同，包括一个第二桥面板51、两个第二边腹板52、两个第二中腹板53、两个第二顶板54。梁段拼装时，bn梁段的第一边腹板42与bn+1梁段的第二边腹板52通过高强螺栓或焊接连接，bn梁段的第一中腹板43与和bn+1梁段的第二中腹板53通过焊接连接。bn+1梁段与bn梁段连接匹配精度要求很高，两者的匹配精度直接影响斜拉桥轴向力的传递。

参见图3、图4所示，当桥面吊机将新吊装的bn+1梁段吊装至预定位置与已经安装完成的bn梁段通过第一中腹板43和第二中腹板53进行无应力连接；安装bn+1梁段对应的cn+1斜拉索并第1次张拉至预定索力，卸载桥面吊机100％的吊装力。参见图5所示，此时，由于已经安装完成的bn梁段在桥面吊机自重的作用及bn梁段与bn+1梁段受力不同发生一定的横向变形，致使bn梁段的第一中腹板43与新吊bn+1梁段的第二中腹板53相接处发生错台δ1、δ3。

传统的错台纠偏做法是采用在两个梁段对接的中腹板局部施加千斤顶纠偏，然而，由于中腹板的刚度较小，容易发生变形，使得无法施加较大的力纠偏。参见图6、7所示，另外一种做法是在中腹板顶板顶面采用l字形反力架施加千斤顶，参见图8所示，由于l字形反力架与钢梁中腹板顶板顶面连接的部分在施加顶升力时产生较大的弯矩，往往该错台的纠偏还未达到精确匹配的效果，反力架与钢梁中腹板顶板顶面的连接处就会撕裂，导致无法实现纠偏精确匹配。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种用于宽幅pk组合箱梁斜拉桥拼装错台的纠偏装置及方法，本发明的纠偏t字形反力架装置能够消除bn梁段与bn+1梁段之间的错台，使bn梁段与bn+1梁段能精确的匹配连接。

本发明提供一种用于宽幅pk组合箱梁斜拉桥拼装错台的纠偏装置，该纠偏装置包括反力架、第一千斤顶、第二千斤顶，所述反力架的立面呈t字形，所述反力架包括横向钢构件、竖向钢构件，横向钢构件、竖向钢构件均为柱体且具有一定的抗弯刚度，竖向钢构件的顶端与横向钢构件的底面固定连接，竖向钢构件的轴向中心线与横向钢构件的轴向中心线位于同一平面且相互垂直；

所述第一千斤顶、第二千斤顶布置于横向钢构件的两侧，且第一千斤顶的顶面、第二千斤顶顶面均与横向钢构件的底面相接触，横向钢构件底面包括第一支点、第二支点，第一支点位于横向钢构件与第一千斤顶的接触面上，第二支点位于横向钢构件与第二千斤顶的接触面上，所述第一支点与竖向钢构件的轴向中心线的距离为x1，所述第二支点与竖向钢构件的轴向中心线的距离为x2，且x2＞x1。

在上述技术方案的基础上，所述x2：x1＝2～3。

在上述技术方案的基础上，所述横向钢构件的轴向中心线平行于所述组合箱梁的顶面，所述竖向钢构件的轴向中心线垂直于所述组合箱梁的顶面。

在上述技术方案的基础上，所述横向钢构件为工字型柱或者箱型柱。

在上述技术方案的基础上，所述竖向钢构件为工字型柱或者箱型柱。

在上述技术方案的基础上，所述反力架还包括固定板，所述固定板顶面面积大于竖向钢构件的底面面积，固定板的顶面中部与竖向钢构件的底面相连接。

在上述技术方案的基础上，所述横向钢构件的底面与竖向钢构件的顶面焊接连接、栓接连接或者一体成型。

本发明还提供一种基于上述装置的宽幅pk组合箱梁斜拉桥拼装错台的纠偏方法，包括以下步骤：

s1、采用桥面吊机将宽幅pk组合箱梁的一个梁段bn起吊并安装到预定位置，此时桥面吊机处于bn梁段；b为梁段的代号，n为正整数，bn梁段为已吊装的梁段，新吊装的梁段为bn+1梁段；bn+1梁段与bn梁段相邻并且结构相同，bn梁段整体沿纵向中心线对称，包括覆盖在顶端的一个第一桥面板、位于两侧的两个第一边腹板、两个第一中腹板，以及位于第一桥面板底面和第一中腹板顶端之间的两个第一顶板；bn+1梁段包括一个第二桥面板、两个第二边腹板、两个第二中腹板、两个第二顶板；

采用桥面吊机起吊bn+1梁段并吊装至预定位置，将bn梁段的第一边腹板与bn+1梁段的第二边腹板进行无应力永久连接；

s2、安装bn+1梁段对应的斜拉索cn+1并第1次张拉至预定索力，c为斜拉索的代号，卸载桥面吊机100％的吊装力，此时bn梁段与bn+1梁段之间产生错台；

s3、将反力架的竖向钢构件底端与bn梁段的第一顶板的顶面连接，第一千斤顶的底端固定于bn+1梁段的第二桥面板顶面或者第二顶板顶面，第二千斤顶的底端固定于bn梁段的第一桥面板顶面或者第一顶板顶面，第一支点、第二支点的连线与横向钢构件的轴向中心线平行；

s4、对第一千斤顶施加顶升力f1，对第二千斤顶施加顶升力f2，使f1：f2＝x2：x1，bn梁段与bn+1梁段之间的错台逐渐纠偏，直至达到一定的匹配精度。

在上述技术方案的基础上，步骤s3之前还包括以下过程：根据bn梁段和bn+1梁段之间错台位置的数量，同时布置多个纠偏装置。

在上述技术方案的基础上，所述纠偏装置的个数为1～4个。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

t字形反力架和本发明l字形反力架的合力矩m0相比，l字形反力架的m0在f1的作用下不能为0，致使反力架与钢梁中腹板顶板顶面的连接处就会撕裂，导致无法实现纠偏精确匹配。t字形反力架底端受到的弯矩由顶升力f1、f2和两侧力臂x1、x2确定，调整顶升力f1、f2和两侧力臂x1、x2的大小比例，可使得f1x1＝f2x2，m0＝0，这样就避免了反力架的固定板与钢梁中腹板顶板顶面的连接的撕裂，使得新吊bn+1梁段与已经施工完成的bn梁段精度匹配。本发明的纠偏反力架装置能够消除bn梁段与bn+1梁段之间的错台，使bn梁段与bn+1梁段能精确的匹配连接。

附图说明

图1是背景技术中宽幅pk组合箱梁bn梁段的结构示意图；

图2是背景技术中宽幅pk组合箱梁bn+1梁段的结构示意图；

图3是背景技术中桥面吊机吊装bn+1梁段时的立面结构示意图；

图4是图3的1-1剖面图；

图5是背景技术中宽幅pk组合箱梁bn梁段在桥面吊机自重作用下的横向变形示意图；

图6是背景技术中传统l字形反力架的使用状态示意图；

图7是图6的局部放大图；

图8是背景技术中传统l字形反力架的结构及受力示意图；

图9是本发明实施例中t字形反力架的使用状态示意图；

图10是图9的局部放大图；

图11是本发明实施例中t字形反力架的结构及受力示意图。

附图标记：1—反力架，11—横向钢构件，12—竖向钢构件，13—固定板，2—第一千斤顶，3—第二千斤顶，41—第一桥面板，42—第一边腹板，43—第一中腹板，44—第一顶板，51—第二桥面板，52—第二边腹板，53—第二中腹板，54—第二顶板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

参见图9、图10所示，本发明实施例提供一种用于宽幅pk组合箱梁斜拉桥拼装错台的纠偏装置，该纠偏装置包括反力架1、第一千斤顶2、第二千斤顶3，其中，

反力架1的立面呈不对称的t字形，反力架1包括横向钢构件11、竖向钢构件12，横向钢构件11、竖向钢构件12均为柱体且具有一定的抗弯刚度，具体的，横向钢构件11可以为工字型柱或者箱型柱，竖向钢构件12也可以为工字型柱或者箱型柱；

竖向钢构件12的顶端与横向钢构件11的底面固定连接，且竖向钢构件12的轴向中心线与横向钢构件11的轴向中心线位于同一平面且相互垂直；具体的，横向钢构件11的底面与竖向钢构件12的顶面焊接连接、栓接连接或者一体成型；

反力架1还包括固定板13，固定板13顶面面积大于竖向钢构件12的底面面积，固定板13的顶面中部与竖向钢构件12的底面相连接；具体的，固定板13的顶面中部与竖向钢构件12的底面焊接连接、栓接连接或者一体成型；

参见图10、图11所示，第一千斤顶2、第二千斤顶3布置于横向钢构件11的两侧，且第一千斤顶2的顶面、第二千斤顶3顶面均与横向钢构件11的底面相接触，横向钢构件11底面包括第一支点、第二支点，第一支点位于横向钢构件11与第一千斤顶2的接触面上，第二支点位于横向钢构件11与第二千斤顶3的接触面上；具体的，横向钢构件11与第一千斤顶2接触面的中心点为第一支点，横向钢构件11与第二千斤顶3接触面的中心点为第二支点；第一支点与竖向钢构件12的轴向中心线的距离为x1，第二支点与竖向钢构件12的轴向中心线的距离为x2，且x2＞x1，优选的，x2：x1＝2～3。

该纠偏装置使用时，横向钢构件11的轴向中心线平行于组合箱梁的顶面，竖向钢构件12的轴向中心线垂直于组合箱梁的顶面；固定板13底面与bn梁段的第一顶板44顶面焊接连接或者栓接连接，栓接连接时，固定板13开有若干螺栓孔，螺栓孔环绕在竖向钢构件12的底端周围。

本发明实施例还提供一种基于上述装置的宽幅pk组合箱梁斜拉桥拼装错台的纠偏方法，包括以下步骤：

s1、采用桥面吊机将宽幅pk组合箱梁的一个梁段bn起吊并安装到预定位置，此时桥面吊机处于bn梁段；b为梁段的代号，n为正整数，bn梁段表示第n个梁段；bn梁段为已吊装的梁段，新吊装的梁段为bn+1梁段；bn+1梁段与bn梁段相邻并且结构相同，bn梁段整体沿纵向中心线对称，包括覆盖在顶端的一个第一桥面板41、位于两侧的两个第一边腹板42、两个第一中腹板43，以及位于第一桥面板41底面和第一中腹板43顶端之间的两个第一顶板44；bn+1梁段包括一个第二桥面板51、两个第二边腹板52、两个第二中腹板53、两个第二顶板54；

采用桥面吊机起吊bn+1梁段并吊装至预定位置，将bn梁段的第一边腹板42与bn+1梁段的第二边腹板52进行无应力永久连接；

s2、安装bn+1梁段对应的斜拉索cn+1并第1次张拉至预定索力，c为斜拉索的代号，卸载桥面吊机100％的吊装力，此时bn梁段与bn+1梁段之间产生错台；

由于桥面吊机的自重以及bn梁段与bn+1梁段受力不同，致使bn梁段的第一中腹板43与新吊装的bn+1梁段第二中腹板53之间产生错台，参见图5中标示的δ1、δ2和δ3；

s3、根据bn梁段和bn+1梁段之间错台位置的数量，同时布置多个纠偏装置，纠偏装置的个数可以为1～4个；每个纠偏装置的安装过程为：将反力架1的竖向钢构件12底端与bn梁段的第一顶板44的顶面连接，第一千斤顶2的底端固定于bn+1梁段的第二桥面板51顶面或者第二顶板54顶面，第二千斤顶3的底端固定于bn梁段的第一桥面板41顶面或者第一顶板44顶面，第一支点、第二支点的连线与横向钢构件11的轴向中心线平行；

参见图9、图10，bn梁段的第一桥面板41与bn+1梁段的第二桥面板51之间的形成的凹槽为梁段之间的湿接缝，湿接缝通常在拼装完成后浇筑；实际使用中，根据湿接缝宽度的不同，第一千斤顶2、第二千斤顶3的安装位置有所调整：当湿接缝较窄时，第一千斤顶2安装在第二桥面板51上，第二千斤顶3安装在第一桥面板41上；湿接缝较宽时，可以有两种情况：第一千斤顶2安装在第二顶板54上，第二千斤顶3安装在第一桥面板41上；第一千斤顶2安装在第二顶板54上，第二千斤顶3安装在第一顶板44上；

s4、对第一千斤顶2施加顶升力f1，对第二千斤顶3施加顶升力f2，使f1：f2＝x2：x1，bn梁段与bn+1梁段之间的错台逐渐纠偏，直至达到一定的匹配精度。

本发明的原理阐述如下：

t字形反力架其受力情况参见图11所示：合力矩m0＝f1x1-f2x2，合力f0＝f1+f2，传统l字形反力架受力：合力矩m0＝f1x1，合力f0＝f1。l字形反力架和t字形反力架的m0相比，l字形反力架的m0在f1的作用下不能为0，而新型t字形反力架底端受到的弯矩由顶升力f1、f2和两侧力臂x1、x2确定。调整顶升力f1、f2和两侧力臂x1、x2的大小比例，可使得f1x1＝f2x2，m0＝0，这样就避免了反力架的固定板与钢梁中腹板顶板的连接撕裂。使得新吊bn+1梁段与已经施工完成的bn梁段精度匹配。

横向钢构件和竖向钢构件相对于顶升力f1和f2应具有一定抗弯刚度，在顶升纠偏过程中，t字形反力架不发生较大的变形或者破坏。这里的抗弯刚度是相对于顶升力f1和f2来说的，如果抗弯刚度小，顶升力较大，t字形反力架就会较大的变形，完不成纠偏的目的。

本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。