一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置的制作方法

本发明涉及桥梁建造技术领域，具体是涉及一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置。

背景技术：

节段预制拼装施工工法，其原理就是将桥梁上部结构划分为若干标准节段梁，在预制场地匹配预制完成后，在现场用架桥机等专用拼装设备在桥梁下部结构之上，按次序逐块组拼，同时施加预应力，使之成为整体结构，并沿预定的安装方向进行逐跨推进、逐跨拼装。

其适用于中等跨径(30～50m)、桥梁总长度较长的海上、大型河流湖泊、山区桥梁以及城市高架与轻轨等上部结构箱梁或槽形梁施工；并且工期紧的工程采用最为合适。

而在整跨节段拼装过程中，在结构永久预应力施工之前，为使相邻节段紧密连接而需要施加一个临时预应力。临时预应力能保证相邻节段间在拼装时紧密连接，防止节段错位，并使得拼缝处存在压应力，从而使拼缝处涂抹的粘结剂可靠有效。当桥梁的永久预应力施加完成以后，节段间处于成桥状态时，可撤除临时预应力。

传统的混凝土设备灌装时不能调节模板的相对位置，且所施加的临时预应力不够，容易导致次品率过高，当需要拼装时密合度不足。

因此，有必要设计一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置，用来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置，该技术方案解决了传统的混凝土时灌装时不能调节模板的相对位置，且所施加的临时预应力不够，容易导致次品率过高，当需要拼装时密合度不足等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

提供了一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置，包括有节段梁、轨道、第一车体、第二车体、外壁成型装置，节段梁中部贯穿设有梁通槽，轨道水平设置在地面上，第一车体和第二车体均的底部均与轨道滑动连接，第一车体顶部设有第一顶升机构，第二车体顶部固定安装有通槽成型装置，通槽成型装置包括有顶面成型组件、两组第一斜面成型组件、两组第二斜面成型组件、两组第三斜面成型组件和第二抬升机构，第二抬升机构竖直安装在第二车体的顶部，顶面成型组件水平固定安装在第二抬升机构的输出端，两组第一斜面成型组件、两组第二斜面成型组件和两组第三斜面成型组件分别沿着竖直方向对称设置在顶面成型组件的两侧，外壁成型装置包括有底面成型组件和两个外壁斜面成型组件，底面成型组件固定水平设置在轨道的正上方且位于通槽成型装置的正下方，两个外壁斜面成型组件沿竖直方向对称设置在底面成型组件的两侧。

作为一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置的一种优选方案，第一顶升机构包括有四个第一顶升油缸，四个第一顶升油缸分别竖直固定安装在第一车体顶部的四端，第一顶升油缸的输出方向竖直向上设置。

作为一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置的一种优选方案，底面成型组件包括有安装架和外壁底面模板，安装架水平固定设置在第二车体和通槽成型装置之间，外壁底面模板水平固定安装在安装架的顶部，外壁底面模板靠近外壁斜面成型组件的两侧设有与节段梁的第一弧形面弧度一致的第一弧面延伸段。

作为一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置的一种优选方案，外壁斜面成型组件包括有第一外壁斜面模板、第二外壁斜面模板和两组外壁斜面调节机构，第一外壁斜面模板设置在节段梁的第一倾斜面外侧，第一外壁斜面模板的倾斜角度与第一倾斜面倾斜角度一致，第二外壁斜面模板设置在节段梁的第二倾斜面外侧，第二外壁斜面模板的倾斜角度与第二倾斜面倾斜角度一致，第一外壁斜面模板顶端侧壁和第二外壁斜面模板底端侧壁通过第二弧面延伸段连接，第二弧面延伸段与第二弧形面弧度一致，第一外壁斜面模板的底端与第一弧面延伸段靠近外壁斜面成型组件的一侧连接，两组外壁斜面调节机构沿着梁通槽的长度方向依次设置在第一外壁斜面模板和第二外壁斜面模板的下方，外壁斜面调节机构与第一外壁斜面模板和第二外壁斜面模板传动连接。

作为一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置的一种优选方案，外壁斜面调节机构包括有底座、第二顶升油缸、第一倾斜推送油缸、第二倾斜推送油缸和阴角调节架，底座水平设置在安装架旁侧，底座的长度方向与梁通槽的长度方向垂直，第二顶升油缸竖直设置在底座靠近安装架一侧的顶部，第二顶升油缸的输出端与第一外壁斜面模板底面外壁铰接，阴角调节架的两端分别与第一外壁斜面模板和第二弧面延伸段的侧壁连接，第一倾斜推送油缸铰接安装在底座顶部远离安装架的一端，第一倾斜推送油缸的输出端与阴角调节架端部铰接，第二倾斜推送油缸铰接安装在第二外壁斜面模板底面中部，第二倾斜推送油缸的输出端与阴角调节架侧壁铰接。

作为一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置的一种优选方案，第二车体顶部远离第一车体的一侧竖直设有两根支撑柱，支撑柱的顶部水平设有安装板，安装板底部远离第一车体的一侧与支撑柱的顶部固定连接，第一顶升机构包括有有四个第三顶升油缸，四个第三顶升油缸分别竖直固定安装在安装板顶部的四端，第三顶升油缸的输出方向竖直向上设置并与顶面成型组件传动连接。

作为一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置的一种优选方案，顶面成型组件包括有第一水平模板、两块第二水平模板和四个第一平行推送油缸，第一水平模板的水平设置在第二车体的正上方，四个第二顶升油缸的四个输出端分别与第一水平模板底部的四端固定连接，两块第二水平模板分别水平沿竖直方向对称设置在第一水平模板的两侧，第二水平模板的侧壁与第一水平模板的侧壁连接，四个第一平行推送油缸分别两两对称设置在第一水平模板的底部，第一平行推送油缸固定安装在第一水平模板底部的其中一端，第一平行推送油缸的输出端与第二水平模板底部的两侧中其中一侧固定连接。

作为一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置的一种优选方案，第一斜面成型组件包括有第一通槽斜面模板、第二通槽斜面模板和两个第三倾斜推送油缸，第一通槽斜面模板的顶端侧壁与第二水平模板远离第一水平模板的侧壁连接，第二通槽斜面模板的顶端侧壁与第一通槽斜面模板底端侧壁连接，两个第三倾斜推送油缸沿着梁通槽长度方向依次设置，第三倾斜推送油缸固定安装在第二通槽模板内侧侧壁固定连接，第三倾斜推送油缸的输出端与第二水平模板的底部铰接。

作为一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置的一种优选方案，第二斜面成型组件包括有第三通槽斜面模板和第二平行推送油缸，第三通槽斜面模板与第二通槽斜面模板倾斜角度一致，第三通槽斜面模板的顶端侧壁与第二通槽斜面模板的底端侧壁连接，第二平行推送油缸沿着第三通槽斜面模板的内壁表面设置，第二平行推送油缸固定安装在第三通槽斜面模板的内壁中部，第二平行推送油缸的输出端与第二通槽斜面模板的内壁中部固定连接。

作为一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置的一种优选方案，第三斜面成型组件包括有第四通槽斜面模板和三个第四倾斜推送油缸，第四通槽斜面模板的顶端侧壁与第三通槽斜面模板底端侧壁连接，三个第四倾斜推送油缸沿着梁通槽长度方向依次设置，第四倾斜推送油缸位于安装板和第四通槽斜面模板之间，第四倾斜推送油缸与安装板靠近第四通槽斜面模板一侧的侧壁铰接，第四倾斜推送油缸的输出端与第四通槽斜面模板内壁中部铰接。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

本发明所示的设备在永久性预应力施工之前，能够为相邻节段紧密的连接施加一个临时预应力，临时预应力能保证相邻节段间在拼装时紧密连接，防止节段错位，并使得拼缝处存在压应力，并在节段梁1最终形成永久预应力后，可以撤出临时预应力，相比于传统的混凝土灌装设备，本发明所示的装置能够精确的调节每一块模板，并能够向多个方向施加足够的预应力，提高设备所生产产品的质量。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图一；

图2为本发明的立体结构示意图二；

图3为本发明的正视图；

图4为本发明的第一车体的立体结构示意图；

图5为本发明的外壁成型装置的立体结构示意图；

图6为本发明的底面成型组件的立体结构示意图；

图7为本发明的外壁斜面成型组件的立体结构示意图；

图8为本发明的第二车体和通槽成型装置的立体结构示意图；

图9为本发明的部分结构正视图；

图10为本发明的部分立体结构示意图；

图11为本发明的节段梁的立体结构示意图。

图中标号为：

节段梁1、轨道2、第一车体3、第二车体4、外壁成型装置5、梁通槽6、第一顶升机构7、通槽成型装置8、顶面成型组件9、第一斜面成型组件10、第二斜面成型组件11、第三斜面成型组件12、第二抬升机构13、底面成型组件14、外壁斜面成型组件15、第一顶升油缸16、安装架17、外壁底面模板18、第一弧面延伸段19、第一外壁斜面模板20、第二外壁斜面模板21、外壁斜面调节机构22、底座23、第二顶升油缸24、第一倾斜推送油缸25、第二倾斜推送油缸26、阴角调节架27、第二弧面延伸段28、支撑柱29、安装板30、第三顶升油缸31、第一水平模板32、第二水平模板33、第一平行推送油缸34、第一通槽斜面模板35、第二通槽斜面模板36、第三倾斜推送油缸37、第三通槽斜面模板38、第二平行推送油缸39、第四通槽斜面模板40、第四倾斜推送油缸41、槽顶面42、第一钝角斜面43、锐角斜面44、槽底面45、水平外壁底面46、第一弧形面47、第一倾斜面48、第二弧形面49、第二倾斜面50、水平外壁顶面51、第二钝角斜面52。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1-图11所示的一种用于节段预制拼装梁的临时预应力装置，包括有节段梁1、轨道2、第一车体3、第二车体4、外壁成型装置5，节段梁1中部贯穿设有梁通槽6，轨道2水平设置在地面上，第一车体3和第二车体4均的底部均与轨道2滑动连接，第一车体3顶部设有第一顶升机构7，第二车体4顶部固定安装有通槽成型装置8，通槽成型装置8包括有顶面成型组件9、两组第一斜面成型组件10、两组第二斜面成型组件11、两组第三斜面成型组件12和第二抬升机构13，第二抬升机构13竖直安装在第二车体4的顶部，顶面成型组件9水平固定安装在第二抬升机构13的输出端，两组第一斜面成型组件10、两组第二斜面成型组件11和两组第三斜面成型组件12分别沿着竖直方向对称设置在顶面成型组件9的两侧，外壁成型装置5包括有底面成型组件14和两个外壁斜面成型组件15，底面成型组件14固定水平设置在轨道2的正上方且位于通槽成型装置8的正下方，两个外壁斜面成型组件15沿竖直方向对称设置在底面成型组件14的两侧。本发明所示的设备在永久性预应力施工之前，能够为相邻节段紧密的连接施加一个临时预应力，临时预应力能保证相邻节段间在拼装时紧密连接，防止节段错位，并使得拼缝处存在压应力，并在节段梁1最终形成永久预应力后，可以撤出临时预应力，第一车体3将已经成型的节段梁1通过第一顶升机构7抬升至工作高度，并且通过轨道2运动至待工作区域，外壁成型装置5固定安装后，将钢筋骨架准确放置在外壁成型装置5上方，第二车体4通过轨道2运动至水泥浇筑区，在第二车体4远离第一车体3的一侧安装必要的成型挡板后，开始向水泥浇筑区浇灌水泥，通过外壁成型装置5形成节段梁1的外侧壁，通过通槽成型装置8形成节段梁1的梁通槽6，梁通槽6由槽顶面42、两个第一钝角斜面43、两个锐角斜面44和两个槽底面45相连形成，节段梁1的外侧壁由水平外壁底面46、两个第一弧形面47、两个第一倾斜面48、两个第二弧形面49、两个第二倾斜面50和水平外壁顶面51形成，节段梁1与梁通槽6长度方向对应的两侧壁上分别设有连接块和安装槽，连接块和安装槽在预压力的作用下紧密贴合，从而在后续安装过程中实现相邻的两块节段梁1之间能够紧密安装。

第一顶升机构7包括有四个第一顶升油缸16，四个第一顶升油缸16分别竖直固定安装在第一车体3顶部的四端，第一顶升油缸16的输出方向竖直向上设置。第一顶升机构7工作时，第一顶升油缸16可以将上一组的底面成型组件14抬升并位移至合适的位置，为下一组节段梁1的浇筑提供条件。

底面成型组件14包括有安装架17和外壁底面模板18，安装架17水平固定设置在第二车体4和通槽成型装置8之间，外壁底面模板18水平固定安装在安装架17的顶部，外壁底面模板18靠近外壁斜面成型组件15的两侧设有与节段梁1的第一弧形面47弧度一致的第一弧面延伸段19。安装架17用于安装外壁底面模板18，并且安装架17可以被第一车体3通过第一顶升机构7顶升并位移，从而可以带动已经成型的节段梁1运动至下一工位，外壁底面模板18可以为节段梁1外壁底部的水平外壁底面46和第一弧形面47的成型提供模板。

外壁斜面成型组件15包括有第一外壁斜面模板20、第二外壁斜面模板21和两组外壁斜面调节机构22，第一外壁斜面模板20设置在节段梁1的第一倾斜面48外侧，第一外壁斜面模板20的倾斜角度与第一倾斜面48倾斜角度一致，第二外壁斜面模板21设置在节段梁1的第二倾斜面50外侧，第二外壁斜面模板21的倾斜角度与第二倾斜面50倾斜角度一致，第一外壁斜面模板20顶端侧壁和第二外壁斜面模板21底端侧壁通过第二弧面延伸段28连接，第二弧面延伸段28与第二弧形面49弧度一致，第一外壁斜面模板20的底端与第一弧面延伸段19靠近外壁斜面成型组件15的一侧连接，两组外壁斜面调节机构22沿着梁通槽6的长度方向依次设置在第一外壁斜面模板20和第二外壁斜面模板21的下方，外壁斜面调节机构22与第一外壁斜面模板20和第二外壁斜面模板21传动连接。外壁斜面成型组件15安装后，可以通过调节外壁斜面调节机构22来精确调节第一外壁斜面模板20和第二外壁斜面模板21之间的角度，从而提高了节段梁1成型的精确度，外壁斜面成型组件15与地面成型组件连接后，可以实现节段梁1外壁整体的成型形状。

外壁斜面调节机构22包括有底座23、第二顶升油缸24、第一倾斜推送油缸25、第二倾斜推送油缸26和阴角调节架27，底座23水平设置在安装架17旁侧，底座23的长度方向与梁通槽6的长度方向垂直，第二顶升油缸24竖直设置在底座23靠近安装架17一侧的顶部，第二顶升油缸24的输出端与第一外壁斜面模板20底面外壁铰接，阴角调节架27的两端分别与第一外壁斜面模板20和第二弧面延伸段28的侧壁连接，第一倾斜推送油缸25铰接安装在底座23顶部远离安装架17的一端，第一倾斜推送油缸25的输出端与阴角调节架27端部铰接，第二倾斜推送油缸26铰接安装在第二外壁斜面模板21底面中部，第二倾斜推送油缸26的输出端与阴角调节架27侧壁铰接。在外壁斜面调节机构22工作时，第二顶升油缸24、第一倾斜推送油缸25、第二倾斜推送油缸26共同作用可以带动阴角调节架27的位置，进而控制第一外壁斜面模板20、第二外壁斜面模板21之间的位置与第一弧面延伸段19和第二弧面延伸段28的角度。

第二车体4顶部远离第一车体3的一侧竖直设有两根支撑柱29，支撑柱29的顶部水平设有安装板30，安装板30底部远离第一车体3的一侧与支撑柱29的顶部固定连接，第一顶升机构7包括有有四个第三顶升油缸31，四个第三顶升油缸31分别竖直固定安装在安装板30顶部的四端，第三顶升油缸31的输出方向竖直向上设置并与顶面成型组件9传动连接。第二车体4将通槽成型装置8带动整体运动至底面成型组件14的正上方，从而实现水泥浇筑后节段梁1形成梁通槽6，并且可以通过通槽成型装置8向外输出为节段梁1成型过程中提供临时预应力，保证节段梁1的成型效果，第三顶升气缸可以带动通槽成型装置8抬升至对应高度，从而可以形成对应高度的梁通槽6。

顶面成型组件9包括有第一水平模板32、两块第二水平模板33和四个第一平行推送油缸34，第一水平模板32的水平设置在第二车体4的正上方，四个第二顶升油缸24的四个输出端分别与第一水平模板32底部的四端固定连接，两块第二水平模板33分别水平沿竖直方向对称设置在第一水平模板32的两侧，第二水平模板33的侧壁与第一水平模板32的侧壁连接，四个第一平行推送油缸34分别两两对称设置在第一水平模板32的底部，第一平行推送油缸34固定安装在第一水平模板32底部的其中一端，第一平行推送油缸34的输出端与第二水平模板33底部的两侧中其中一侧固定连接。顶面成型组件9工作时，第一水平模板32下方的四个第一平行推送油缸34同步输出，带动第二水平模板33向着远离第一水平模板32的方向延伸，从而扩大通槽内侧顶部的面积，并向两端施加压力。

第一斜面成型组件10包括有第一通槽斜面模板35、第二通槽斜面模板36和两个第三倾斜推送油缸37，第一通槽斜面模板35的顶端侧壁与第二水平模板33远离第一水平模板32的侧壁连接，第二通槽斜面模板36的顶端侧壁与第一通槽斜面模板35底端侧壁连接，两个第三倾斜推送油缸37沿着梁通槽6长度方向依次设置，第三倾斜推送油缸37固定安装在第二通槽模板内侧侧壁固定连接，第三倾斜推送油缸37的输出端与第二水平模板33的底部铰接。

第二斜面成型组件11包括有第三通槽斜面模板38和第二平行推送油缸39，第三通槽斜面模板38与第二通槽斜面模板36倾斜角度一致，第三通槽斜面模板38的顶端侧壁与第二通槽斜面模板36的底端侧壁连接，第二平行推送油缸39沿着第三通槽斜面模板38的内壁表面设置，第二平行推送油缸39固定安装在第三通槽斜面模板38的内壁中部，第二平行推送油缸39的输出端与第二通槽斜面模板36的内壁中部固定连接。

第三斜面成型组件12包括有第四通槽斜面模板40和三个第四倾斜推送油缸41，第四通槽斜面模板40的顶端侧壁与第三通槽斜面模板38底端侧壁连接，三个第四倾斜推送油缸41沿着梁通槽6长度方向依次设置，第四倾斜推送油缸41位于安装板30和第四通槽斜面模板40之间，第四倾斜推送油缸41与安装板30靠近第四通槽斜面模板40一侧的侧壁铰接，第四倾斜推送油缸41的输出端与第四通槽斜面模板40内壁中部铰接。第一斜面成型组件10、第二斜面成型组件11、第三斜面成型组件12同步输出，将第一通槽斜面模板35、第二通槽斜面模板36、第三通槽斜面模板38和第四通槽斜面模板40运动至节段梁1所需梁通槽6的对应形状，并且在各自推送油缸的输出下向着模板垂直方向施加临时预应力，从而起到最佳的浇筑效果。

本发明的工作原理：

本发明所示的设备在永久性预应力施工之前，能够为相邻节段紧密的连接施加一个临时预应力，临时预应力能保证相邻节段间在拼装时紧密连接，防止节段错位，并使得拼缝处存在压应力，并在节段梁1最终形成永久预应力后，可以撤出临时预应力，第一车体3将已经成型的节段梁1通过第一顶升机构7抬升至工作高度，并且通过轨道2运动至待工作区域，外壁成型装置5固定安装后，将钢筋骨架准确放置在外壁成型装置5上方，第二车体4通过轨道2运动至水泥浇筑区，在第二车体4远离第一车体3的一侧安装必要的成型挡板后，开始向水泥浇筑区浇灌水泥，通过外壁成型装置5形成节段梁1的外侧壁，通过通槽成型装置8形成节段梁1的梁通槽6，梁通槽6由槽顶面42、两个第一钝角斜面43、两个锐角斜面44和两个槽底面45相连形成，节段梁1的外侧壁由水平外壁底面46、两个第一弧形面47、两个第一倾斜面48、两个第二弧形面49、两个第二倾斜面50和水平外壁顶面51形成，节段梁1与梁通槽6长度方向对应的两侧壁上分别设有连接块和安装槽，连接块和安装槽在预压力的作用下紧密贴合，从而在后续安装过程中实现相邻的两块节段梁1之间能够紧密安装。第一顶升机构7工作时，第一顶升油缸16可以将上一组的底面成型组件14抬升并位移至合适的位置，为下一组节段梁1的浇筑提供条件。安装架17用于安装外壁底面模板18，并且安装架17可以被第一车体3通过第一顶升机构7顶升并位移，从而可以带动已经成型的节段梁1运动至下一工位，外壁底面模板18可以为节段梁1外壁底部的水平外壁底面46和第一弧形面47的成型提供模板。外壁斜面成型组件15安装后，可以通过调节外壁斜面调节机构22来精确调节第一外壁斜面模板20和第二外壁斜面模板21之间的角度，从而提高了节段梁1成型的精确度，外壁斜面成型组件15与地面成型组件连接后，可以实现节段梁1外壁整体的成型形状。在外壁斜面调节机构22工作时，第二顶升油缸24、第一倾斜推送油缸25、第二倾斜推送油缸26共同作用可以带动阴角调节架27的位置，进而控制第一外壁斜面模板20、第二外壁斜面模板21之间的位置与第一弧面延伸段19和第二弧面延伸段28的角度。第二车体4将通槽成型装置8带动整体运动至底面成型组件14的正上方，从而实现水泥浇筑后节段梁1形成梁通槽6，并且可以通过通槽成型装置8向外输出为节段梁1成型过程中提供临时预应力，保证节段梁1的成型效果，第三顶升气缸可以带动通槽成型装置8抬升至对应高度，从而可以形成对应高度的梁通槽6。顶面成型组件9工作时，第一水平模板32下方的四个第一平行推送油缸34同步输出，带动第二水平模板33向着远离第一水平模板32的方向延伸，从而扩大通槽内侧顶部的面积，并向两端施加压力。第一斜面成型组件10、第二斜面成型组件11、第三斜面成型组件12同步输出，将第一通槽斜面模板35、第二通槽斜面模板36、第三通槽斜面模板38和第四通槽斜面模板40运动至节段梁1所需梁通槽6的对应形状，并且在各自推送油缸的输出下向着模板垂直方向施加临时预应力，从而起到最佳的浇筑效果。