预制箱梁顶板钢筋网片吊具及操作方法与流程

本发明涉及一种桥梁施工领域，具体是指预制箱梁顶板钢筋网片吊具及操作方法。

背景技术

装配式桥梁是当前桥梁施工的发展趋势，要求高精度进行智能化钢筋加工、工厂化构件预制、标准化程序安装。在装配式桥梁施工工序中，桥面梁板预制是关键环节，其中模块化钢筋骨架制作和程序化吊装对预制桥面板质量和精度起到重要作用。

一般桥面梁板如箱梁预制，智能化钢筋下料加工钢筋部件，分箱梁体钢筋骨架和顶板钢筋网片模块绑扎成型，箱梁体钢筋骨架吊装入外模板内以后，在箱梁体钢筋骨架内放置芯模，再吊装顶板钢筋网片，绑扎固定箱梁体钢筋骨架和顶板钢筋网片，浇筑水泥混凝土。由于顶板钢筋网片是由纵向钢筋和横向钢筋绑扎而成的薄形平面结构，对于大跨径的梁板，顶板钢筋网片长宽比大、刚度小，吊运过程中受到偶然振动或风力的影响，极易在水平面产生波浪形错位变形，放置在箱梁体钢筋骨架上不易调整顶板钢筋网片错位变形的平面位置，造成预制箱梁的质量缺陷，影响装配式桥梁的施工精度和成桥质量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种钢筋网片吊运误差调整方便、质量可靠、机械化程度高的预制箱梁顶板钢筋网片吊具及操作方法。

本发明的技术问题通过以下技术方案实现：

一种预制箱梁顶板钢筋网片吊具，包括横断面呈三角形的钢质框架梁吊架，所述的吊架顶部设有两处行车吊点，吊架底部设有多对沿吊架纵向作等间距均匀分布的吊链，每对吊链均是由横向对称分设在吊架两侧的两根吊链构成，每根吊链的顶端与固定在吊架底部的卡扣扣合、底端以卡扣扣合连接在钢筋网片上；所述的吊架被行车起吊移动，进而通过多对吊链带动钢筋网片运送至预制箱梁模板内预制箱梁。

所述的钢筋网片是由多根纵向钢筋和多根横向钢筋绑扎而成的薄形平面结构，在钢筋网片上设有多个对应吊链底端卡扣作扣合连接的吊链吊点。

所述的钢筋网片有效长度为，由根纵向钢筋和根横向钢筋绑扎而成，由吊架下悬吊对长度均为的吊链起吊钢筋网片，相邻吊链之间的间距为；钢筋网片的刚度主要是由根纵向钢筋和根横向钢筋组成，对于大跨径的预制箱梁顶板，钢筋网片长宽比大、刚度小，起吊过程中极易发生水平面波浪形错位变形，因此作如下假设：

⑴钢筋网片视为物理学中的弦，弦的长度为首条吊链和末条吊链之间的长度即起点与终点之间的有效长度，弦的线密度为；弦的变形时不抵抗弯矩，伸长与张力符合胡克定理；

⑵起吊钢筋网片时首条吊链起点1与末条吊链终点之间处受到振动或风力的作用发生在水平面内即轴偏离距离作为初始条件，偏离量与钢筋网片的纵向有效长度相比为微小量，故不计钢筋网片自重；

⑶钢筋网片在水平面内作微小振动，各点的振动方向垂直于平衡位置，用函数表示，钢筋网片任意时刻的横坐标为；

根据以上假设，钢筋网片微小振动微分方程、钢筋网片振动张力和微分方程的解由如下公式计算：

公式一、

公式二、

起吊钢筋网片时首条吊链起点1与末条吊链终点之间处受到振动或风力的作用发生在水平面内即与轴偏离距离作为初始条件，取张力的平均值即，由胡克定理，得

公式三、

可采用差分法或计算机辅助计算得到数值解；

公式一、公式二和公式三中的各符号定义为：

——钢筋网片纵向有效长度即首条吊链与末条吊链之间的长度，；

——钢筋网片纵向边缘与首条吊链或末条吊链之间的长度，；

——起吊钢筋网片的吊架下悬吊根长度即编号为均为长度的吊链，其相邻吊链之间的间距，，；

——起吊钢筋网片时首条吊链起点1与受到振动或风力的作用处之间的长度，；

——起吊钢筋网片时末条吊链终点与受到振动或风力的作用处之间的长度，；

——吊架底部悬吊对吊链的每根吊链长度，；

——吊架底部悬吊的吊链对数；

——起吊钢筋网片时首条吊链起点1与受到振动或风力的作用处之间的长度，由模拟或试验确定，；

——起吊钢筋网片时首条吊链起点1与首条吊链终点之间处受到振动或风力的作用发生在水平面内即与轴偏离的距离，由模拟或试验确定，；

——钢筋网片模拟弦的任意时刻的横坐标为的振动函数，，；

——系数，；

——钢筋网片纵向有效长度内微小振动所产生的平均张力，；

——起吊钢筋网片时首条吊链起点1与受到振动或风力的作用处之间微小振动所产生的张力，；

——起吊钢筋网片时末条吊链终点与受到振动或风力的作用处所产生的张力，；

——纵向每米钢筋网片的密度，；

——钢筋网片的截面纵向受拉刚度，其中为截面纵向受拉弹性模量，为钢筋网片的横向截面积，；

——钢筋网片吊运过程中受到偶然振动或风力的影响产生振动，放置在预制箱梁模板内的箱梁体钢筋骨架上时，水平面产生波浪形错位与横坐标为的最大偏差值，；

——钢筋网片放置在预制箱梁模板内的箱梁体钢筋骨架上容许错位误差值，。

所述的钢质框架梁吊架包括设置在三角形钢质框架梁的三个角点处的槽钢纵梁和围合三个角点处槽钢纵梁的多组圆钢腹杆，该多组圆钢腹杆沿槽钢纵梁作等间距分布围合，多组圆钢腹杆与三个角点处的槽钢纵梁均焊接牢固。

所述的吊链是由一环接一环的椭圆形钢环依次连接而成的多节吊链，所述的卡扣分别设置在吊架底部和多节吊链最底端的椭圆形钢环上。

所述的卡扣为可开启和自锁的扣合结构。

一种预制箱梁顶板钢筋网片吊具的操作方法，包括如下步骤：

步骤一、设计制作预制箱梁顶板钢筋网片吊具

①据箱梁顶板钢筋网片设计图纸，制作预制箱梁顶板钢筋网片吊架；

②通过公式一、公式二和公式三试算吊架底部悬吊对吊链的长度、不同的初始条件与钢筋网片弦振动函数最大振幅，选定满足标准规范要求的钢筋网片波浪形错位容许误差的链条长度；

③现场试验验证吊链长度时，钢筋网片波浪形错位最大偏差满足标准规范要求；如不符合要求，调整多对吊链的多节吊链中的下一节或下数节连接吊架底部的多对卡扣，缩短吊链的长度，再次试验验证直至达到要求为止；

步骤二、绑扎预制箱梁顶板钢筋网片

①智能化钢筋加工钢筋网片的纵向钢筋和横向钢筋，并在模架上绑扎成型；

②检查钢筋网片的纵向钢筋、横向钢筋数量和间距，以及绑扎牢固程度，需符合设计要求；

步骤三、钢筋网片吊装就位和浇筑箱梁混凝土

①移动行车和吊架至钢筋网片的绑扎模架上方，多对吊链底端的卡扣对应扣合吊住钢筋网片的吊链吊点；

②操作行车移动钢筋网片运送至预制箱梁模板内箱梁体钢筋骨架上，将钢筋网片与箱梁体钢筋骨架绑扎牢固；

③浇筑箱梁体水泥混凝土，并养护合格。

与现有技术相比，本发明主要设计了一种预制箱梁顶板钢筋网片吊具及操作方法，该吊具结构主要是由横断面呈三角形的钢质框架梁吊架、设置在吊架顶部的两处行车吊点、设置在吊架底部的多对沿吊架纵向作等间距均匀分布的吊链等构成，该吊链通过吊架底部和吊链底端的卡扣实现吊链长度可调，则吊架被行车起吊移动，就能通过多对吊链带动钢筋网片运送至预制箱梁模板内预制箱梁，该操作方法主要具有以下特点：一、采用刚度较大的吊架，并经行车吊运钢筋网片，机械化程度高，降低劳动强度，提高工作效率；二、采用理论计算与实际试验验证方法，测算吊运钢筋网片时由于偶然振动或风力的影响在水平面产生波浪形错位最大偏差；三、通过设置在吊架底部的卡扣调整吊链长度，减少或避免钢筋网片错位变形的平面误差，提高预制箱梁的质量。因此，这种预制箱梁顶板钢筋网片吊具，具有钢筋网片吊运误差调整方便、质量可靠、机械化程度高等优点，其结合相应的操作方法能提高预制箱梁的质量，还具有节能减排的效果，经济效益和社会效益显著。

附图说明

图1为本发明的立面结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为钢筋网片的俯视图。

图4为钢筋网片初始条件计算图式。

具体实施方式

下面将按上述附图对本发明实施例再作详细说明。

如图1~图4所示，1.钢筋网片、11.纵向钢筋、12.横向钢筋、2.吊架、21.槽钢纵梁、22.圆钢腹杆、3.行车吊点、4.吊链、41.卡扣、42.吊链吊点。

预制箱梁顶板钢筋网片吊具及操作方法，如图1~图3所示，属于装配式桥梁施工领域，其中的预制箱梁顶板钢筋网片吊具主要是由横断面呈三角形的钢质框架梁吊架2、设置在吊架2顶部的两处行车吊点3、设置在吊架2底部的多对沿吊架纵向作等间距均匀分布的吊链4等构成。

所述的钢质框架梁吊架2是由设置在钢质框架梁三角形的三个角点处的槽钢纵梁21和围合三个角点处槽钢纵梁的多组圆钢腹杆22构成，该多组圆钢腹杆22沿槽钢纵梁21作等间距分布围合即每隔一定间距分布围合，多组圆钢腹杆22与三个角点处的槽钢纵梁21均焊接牢固。

所述的两处行车吊点3是用于供行车起吊吊架2使用的。

所述的多对吊链4是指多对沿吊架2纵向作等间距均匀分布的吊链4，每对吊链均是由横向对称分设在吊架2两侧的两根吊链4构成，每根吊链均是由一环接一环的椭圆形钢环依次连接而成的多节吊链，且在吊架2底部和多节吊链4最底端的椭圆形钢环上均设有卡扣41，该卡扣为可开启和自锁的扣合结构，则每根吊链4的顶端就能与固定在吊架2底部的卡扣41扣合、底端以卡扣41扣合连接在钢筋网片1上；因此，吊架2被行车起吊移动后，就能通过多对吊链4带动钢筋网片1运送至预制箱梁模板内预制箱梁。

同时，钢筋网片1是由多根纵向钢筋11和多根横向钢筋12绑扎而成的薄形平面结构，在钢筋网片1上还设有多个对应吊链4底端卡扣41作扣合连接的吊链吊点42。

另外，设定钢筋网片1有效长度为，由根纵向钢筋11和根横向钢筋12绑扎而成，由吊架2下悬吊对长度均为的吊链4起吊钢筋网片，相邻吊链4之间的间距为；钢筋网片1的刚度主要是由根纵向钢筋11和根横向钢筋12组成，对于大跨径的预制箱梁顶板，钢筋网片1长宽比大、刚度小，起吊过程中极易发生水平面波浪形错位变形，因此作如下假设：

⑴钢筋网片1视为物理学中的弦，弦的长度为首条吊链和末条吊链之间的长度即起点与终点之间的有效长度，弦的线密度为；弦的变形时不抵抗弯矩，伸长与张力符合胡克定理；

⑵起吊钢筋网片1时首条吊链起点1与末条吊链终点之间处受到振动或风力的作用发生在水平面内即轴偏离距离作为初始条件，偏离量与钢筋网片的纵向有效长度相比为微小量，故不计钢筋网片自重；

⑶钢筋网片1在水平面内作微小振动，各点的振动方向垂直于平衡位置，用函数表示，钢筋网片任意时刻的横坐标为；

根据以上假设，钢筋网片1微小振动微分方程、钢筋网片1振动张力和微分方程的解由如下公式计算：

公式一、

公式二、

起吊钢筋网片1时首条吊链起点1与末条吊链终点之间处受到振动或风力的作用发生在水平面内即与轴偏离距离作为初始条件，取张力的平均值即，由胡克定理，得

公式三、

可采用差分法或计算机辅助计算得到数值解；

公式一、公式二和公式三中的各符号定义为：

——钢筋网片1纵向有效长度即首条吊链与末条吊链之间的长度，；

——钢筋网片1纵向边缘与首条吊链或末条吊链之间的长度，；

——起吊钢筋网片1的吊架2下悬吊根长度即编号为均为长度的吊链4，其相邻吊链之间的间距，，；

——起吊钢筋网片1时首条吊链起点1与受到振动或风力的作用处之间的长度，；

——起吊钢筋网片1时末条吊链终点与受到振动或风力的作用处之间的长度，；

——吊架2底部悬吊对吊链4的每根吊链长度，；

——吊架2底部悬吊的吊链4对数；

——起吊钢筋网片1时首条吊链起点1与受到振动或风力的作用处之间的长度，由模拟或试验确定，；

——起吊钢筋网片1时首条吊链起点1与首条吊链终点之间处受到振动或风力的作用发生在水平面内即与轴偏离的距离，由模拟或试验确定，；

——钢筋网片1模拟弦的任意时刻的横坐标为的振动函数，，；

——系数，；

——钢筋网片1纵向有效长度内微小振动所产生的平均张力，；

——起吊钢筋网片1时首条吊链起点1与受到振动或风力的作用处之间微小振动所产生的张力，；

——起吊钢筋网片1时末条吊链终点与受到振动或风力的作用处所产生的张力，；

——纵向每米钢筋网片1的密度，；

——钢筋网片1的截面纵向受拉刚度，其中为截面纵向受拉弹性模量，为钢筋网片1的横向截面积，；

——钢筋网片1吊运过程中受到偶然振动或风力的影响产生振动，放置在预制箱梁模板内的箱梁体钢筋骨架上时，水平面产生波浪形错位与横坐标为的最大偏差值，；

——钢筋网片1放置在预制箱梁模板内的箱梁体钢筋骨架上容许错位误差值，。

所述的预制箱梁顶板钢筋网片吊具的操作方法，主要包括如下步骤：

步骤一、设计制作预制箱梁顶板钢筋网片吊具

①根据箱梁顶板钢筋网片1设计图纸，制作预制箱梁顶板钢筋网片吊架；

②通过公式一、公式二和公式三试算吊架2底部悬吊对吊链4的长度、不同的初始条件与钢筋网片1弦振动函数最大振幅，选定满足标准规范要求的钢筋网片1波浪形错位容许误差的链条长度；

③现场试验验证吊链4长度时，钢筋网片1波浪形错位最大偏差满足标准规范要求；如不符合要求，调整多对吊链4的多节吊链中的下一节或下数节连接吊架底部的多对卡扣41，缩短吊链的长度，再次试验验证直至达到要求为止；

步骤二、绑扎预制箱梁顶板钢筋网片

①智能化钢筋加工钢筋网片1的纵向钢筋11和横向钢筋12，并在模架上绑扎成型；

②检查钢筋网片1的纵向钢筋11、横向钢筋12数量和间距，以及绑扎牢固程度，需符合设计要求；

步骤三、钢筋网片吊装就位和浇筑箱梁混凝土

①移动行车和吊架2至钢筋网片1的绑扎模架上方，多对吊链底端的卡扣41对应扣合吊住钢筋网片1的吊链吊点42；

②操作行车移动钢筋网片1运送至预制箱梁模板内箱梁体钢筋骨架上，将钢筋网片与箱梁体钢筋骨架绑扎牢固；

③浇筑箱梁体水泥混凝土，并养护合格。

本发明所述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外还应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围内。