专利名称：薄壁空心高墩悬臂灌注连续梁牛腿托架及其搭建方法
技术领域：
本发明涉及一种桥梁工程高空作业预应力牛腿托架，特别涉及一种薄壁空心高墩悬臂灌注连续梁0#块预应力牛腿托架及搭建施工方法。
背景技术：
为满足客运专线高速度、高舒适性、高安全性等高标准的性能需求，桥梁工程在高速铁路线路设计中所占的比重达到了 90%以上，特别是跨大江、大河及高山峡谷等高墩、大跨度预应力混凝土悬臂灌注连续梁的设计已屡见不鲜。针对跨大江、大河及高山峡谷等高墩、大跨度悬臂灌注连续梁0#块施工落地支撑不经济也不现实的难题，薄壁空心高墩悬臂灌注连续梁0#块施工托架的形式很多，传统的做法不外乎以下两种形式其一是在墩顶预埋型钢作为托架；其二是采用墩身预埋大构件牛腿和万能杆件或贝雷架组合形成托架。上述两种方法都存在一定的局限性和弊端。第一种形式型钢使用量大、成本高，质量难以保证，且安全风险较高；第二种形式是材料可周转，成本较低且拼装成型和托架拆除比较方便，但是由于薄壁墩主筋净距只有8厘米左右，无法预埋结构尺寸较大的钢构件。而且两种形式的0#块托架自重均较大，托架拆除时易损伤墩身砼，埋入砼的型钢面封闭处理较难，易锈蚀后影响墩身外观。
发明内容
本发明提供了一种薄壁空心高墩悬臂灌注连续梁牛腿托架及其搭建方法，解决了现有技术对0#块托架自重较大，托架拆除时易损伤墩身砼，埋入砼的型钢面封闭处理较难的问题。本发明是通过以下方案解决以上问题的
一种薄壁空心高墩悬臂灌注连续梁牛腿托架，包括墩身，在墩身内的上部的等高处沿水平方向预埋有两组平行的上预埋钢套管，在两组平行的上预埋钢套管的正下方的墩身内的另一等高处沿水平方向预埋有对应的两组下预埋钢套管，在墩身的相对两侧壁上均预埋有带孔预埋上钢板和带孔预埋下钢板，带孔预埋上钢板上的孔与上预埋钢套管的孔连通， 带孔预埋下钢板上的孔与下预埋钢套管的孔连通，在带孔预埋上钢板的外侧活动设置有带孔外上钢板，在上预埋钢套管中设置有上精轧螺纹钢，在从墩身的相对两侧壁上的带孔外上钢板的孔中伸出的上精轧螺纹钢两端均设置有上精轧螺纹钢螺帽，在带孔预埋下钢板的外侧活动设置有带孔外下钢板，在下预埋钢套管中设置有下精轧螺纹钢，在从墩身的相对两侧的带孔外下钢板的孔中伸出的下精轧螺纹钢的两端部均设置有下精轧螺纹钢螺帽，在带孔外上钢板上焊接有水平的上工字钢纵梁，在带孔外下钢板上焊接有水平的下工字钢纵梁，在上工字钢纵梁与下工字钢纵梁之间分别焊接有工字钢直腿和工字钢斜腿，在等高的两带孔外上钢板之间焊接有工字钢剪刀撑。所述的两组上预埋钢套管中的每组为六根钢套管，其中每两根在一个等高面上， 三个等高面彼此平行；所述的两组下预埋钢套管中的每组为四根钢套管，其中每两根在一个等高面上，两个等高面彼此平行；上エ字钢纵梁与エ字钢斜腿之间的夹角为60度，エ字钢直腿与エ字钢斜腿之间的夹角为30度。一种薄壁空心高墩悬臂灌注连续梁牛腿托架的搭建方法，包括以下步骤 第一歩、当墩身施工到下预埋件标高处吋，在同一等高平面上沿水平方向平行地预埋
两组下预埋钢套管，在墩身的相对两侧壁上均预埋带孔预埋下钢板，并使带孔预埋下钢板的孔与下预埋钢套管的孔对应连通，同时使带孔预埋下钢板的外侧面与墩身混凝土面齐平；
第二步、继续浇注墩身到上预埋件标高处，在同一等高平面上沿水平方向平行地预埋两组上预埋钢套管，在墩身的相对两侧壁上均预埋带孔预埋上钢板，并使带孔预埋上钢板的孔与上预埋钢套管的孔对应连通，同时使带孔预埋上钢板的外侧面与墩身混凝土面齐平；
第三步、完成墩身的混凝土浇注工作；
第四步、当墩身混凝土强度达到80%以后，将上精轧螺纹钢穿入到上预埋钢套管中，上精轧螺纹钢的两端从墩身两侧壁上分別设置的带孔预埋上钢板的孔中穿出后，再分别套穿过带孔外上钢板之后，用穿心式千斤顶进行对拉，对每根上精轧螺纹钢施加P=500kN的预应カ后，用扭カ扳手将精轧螺纹钢螺帽分别拧紧在其两端头上，使上精轧螺纹钢不出现回縮；
第五步、将下螺纹钢穿入到下预埋钢套管中，将下精轧螺纹钢的两端从墩身两侧壁上分别设置的带孔预埋下钢板的孔中穿出后，再分别套穿过带孔外下钢板之后，用穿心式千斤顶进行对拉，对每根下精轧螺纹钢施加P=450kN的预应カ后，用扭カ扳手将精轧螺纹钢螺帽分别拧紧在其两端头上，使下精轧螺纹钢不出现回缩；
第六步、在带孔外上钢板上焊接水平的上エ字钢纵梁，在带孔外下钢板上焊接水平的下エ字钢纵梁，在上エ字钢纵梁与下エ字钢纵梁之间分别焊接エ字钢直腿和エ字钢斜腿， 在等高的两带孔外上钢板之间焊接有エ字钢剪刀撑，并使上エ字钢纵梁与エ字钢斜腿之间的夹角为60度，エ字钢直腿与エ字钢斜腿之间的夹角为30度。本发明解决了薄壁空心高墩主筋密集而无法预埋钢构件的难题，从而解决了水上高空大体积混凝土的支撑体系自重大、操作复杂以及体系拆除时易损伤墩身混凝土以致影响墩身外观等技术难题，很大程度地提高了施工组织的效率，既结构合理、施工安全可靠， 又经济合理适用范围广泛。
图1是本发明的牛腿托架主视方向的结构示意图； 图2是本发明的牛腿托架侧视方向的结构示意图。
具体实施例一种薄壁空心高墩悬臂灌注连续梁牛腿托架，包括墩身13，在墩身13内的上部的等高处沿水平方向预埋有两组平行的上预埋钢套管1，在两组平行的上预埋钢套管1的正下方的墩身13内的另一等高处沿水平方向预埋有对应的两组下预埋钢套管6，在墩身13的相对两侧壁上预埋有带孔预埋上钢板2和带孔预埋下钢板3，带孔预埋上钢板2上的孔与上预埋钢套管1的孔连通，带孔预埋下钢板3上的孔与下预埋钢套管6的孔连通，在带孔预埋上钢板2的外侧活动设置有带孔外上钢板4，在上预埋钢套管1中设置有上精轧螺纹钢，在从墩身13的相对两侧壁上的带孔外上钢板4的孔中伸出的上精轧螺纹钢两端均设置有上精轧螺纹钢螺帽7，在带孔预埋下钢板3的外侧活动设置有带孔外下钢板5，在下预埋钢套管6中设置有下精轧螺纹钢，在从墩身13的相对两侧的带孔外下钢板5的孔中伸出的下精轧螺纹钢的两端部均设置有下精轧螺纹钢螺帽，在带孔外上钢板4上焊接有水平的上工字钢纵梁8，在带孔外下钢板5上焊接有水平的下工字钢纵梁9，在上工字钢纵梁8与下工字钢纵梁9之间分别焊接有工字钢直腿10和工字钢斜腿11，在等高的两带孔外上钢板4之间焊接有工字钢剪刀撑12。所述的两组上预埋钢套管1中的每组为六根钢套管，其中每两根在一个等高面上，三个等高面彼此平行；所述的两组下预埋钢套管6中的每组为四根钢套管，其中每两根在一个等高面上，两个等高面彼此平行；上工字钢纵梁8与工字钢斜腿11之间的夹角为60 度，工字钢直腿10与工字钢斜腿11之间的夹角为30度。一种薄壁空心高墩悬臂灌注连续梁牛腿托架的搭建方法，包括以下步骤 第一步、当墩身13施工到下预埋件标高处时，在同一等高平面上沿水平方向平行地预
埋两组下预埋钢套管6，在墩身13的相对两侧壁上均预埋带孔预埋下钢板3，并使带孔预埋下钢板3的孔与下预埋钢套管6的孔对应连通，同时使带孔预埋下钢板3的外侧面与墩身混凝土面齐平；
第二步、继续浇注墩身到上预埋件标高处，在同一等高平面上沿水平方向平行地预埋两组上预埋钢套管1，在墩身13的相对两侧壁上预埋带孔预埋上钢板2，并使带孔预埋上钢板2的孔与上预埋钢套管1的孔对应连通，同时使带孔预埋上钢板2的外侧面与墩身混凝土面齐平；
第三步、完成墩身的混凝土浇注工作；
第四步、当墩身混凝土强度达到80%以后，将上精轧螺纹钢穿入到上预埋钢套管1中， 上精轧螺纹钢的两端从墩身两侧壁上分别设置的带孔预埋上钢板2的孔中穿出后，再分别套穿过带孔外上钢板4之后，用穿心式千斤顶进行对拉，对每根上精轧螺纹钢施加P=500kN 的预应力后，用扭力扳手将精轧螺纹钢螺帽7分别拧紧在其两端头上，使上精轧螺纹钢不出现回缩；
第五步、将下螺纹钢穿入到下预埋钢套管6中，将下精轧螺纹钢的两端从墩身两侧壁上分别设置的带孔预埋下钢板3的孔中穿出后，再分别套穿过带孔外下钢板5之后，用穿心式千斤顶进行对拉，对每根下精轧螺纹钢施加P=450kN的预应力后，用扭力扳手将精轧螺纹钢螺帽分别拧紧在其两端头上，使下精轧螺纹钢不出现回缩；
第六步、在带孔外上钢板4上焊接水平的上工字钢纵梁8，在带孔外下钢板5上焊接水平的下工字钢纵梁9，在上工字钢纵梁8与下工字钢纵梁9之间分别焊接工字钢直腿10和工字钢斜腿11，在等高的两带孔外上钢板4之间焊接有工字钢剪刀撑12，并使上工字钢纵梁8与工字钢斜腿11之间的夹角为60度，工字钢直腿10与工字钢斜腿11之间的夹角为 30度。当墩身施工到预埋件标高位置时，预埋的上、下预埋钢套管的直径为50毫米，预埋的带孔预埋上钢板2和带孔预埋下钢板3具体尺寸分别为900毫米X600毫米X20毫米和500毫米X 500毫米X 20毫米。墩身浇筑完混凝土后，拆除模板，用长L=478厘米、直径为Φ32毫米的精轧螺纹钢穿过预埋钢套管。每组上预埋钢套管在上支腿处为3排共计6 束，每排中心的竖向间距为36厘米，水平间距为18厘米；每组下预埋钢套管在下支腿处为 2排共计4束，中心竖向间距为22厘米，水平间距为18厘米。安装带孔外上钢板4，由其上预留的6个Φ32毫米上精轧螺纹钢位置的预留孔，穿过Φ32毫米的上精轧螺纹钢，紧贴着带孔预埋上钢板2安装，裸露在墩身混凝土外，带孔外上钢板4的尺寸为900毫米X 600毫米X 20毫米。安装带孔外下钢板5，由其上预留的6个Φ32毫米上精轧螺纹钢位置的预留孔，穿过Φ32毫米的下精轧螺纹钢，紧贴着带孔预埋下钢板3安装，裸露在墩身混凝土外， 带孔外下钢板5的尺寸为500毫米X 500毫米X 20毫米。安装精轧螺纹钢螺帽，待墩身混凝土强度达到80%以上后，用穿心式YDC650型千斤顶进行对拉，对上支腿处每根上精轧螺纹钢施加P=500kN的预应カ，对下支腿处每根下精轧螺纹钢施加P= 450kN的预应カ。张拉到位后，用扭カ扳手将精轧螺纹钢螺帽拧紧，使精轧螺纹钢不出现回縮。本0#块预应力牛腿体系中精轧螺纹钢张的拉カ设计、施工控制是保证施工质量的关键环节。本预应カ牛腿托架方案的重点在于精轧螺纹钢预应カ系统，它有两个方面的作用a、精轧螺纹钢预应カ为牛腿エ字钢纵梁提供水平拉カ；b、精轧螺纹钢预应力为预埋的带孔预埋上钢板2和带孔预埋下钢板3提供压力，从而产生竖向平衡摩擦力。安装上エ字钢纵梁8，精轧螺纹钢张拉锚固完成后，焊接在带孔外上钢板4表面上，采用两侧面焊连接，焊缝厚度不小于6毫米。在带孔外下钢板5上焊接有水平的下エ字钢纵梁9，在上エ字钢纵梁8与下エ字钢纵梁9之间分别焊接有エ字钢直腿10和エ字钢斜腿11，在等高的两带孔外上钢板4之间焊接有エ字钢剪刀撑12。本发明为薄壁空心高墩悬臂灌注连续梁0#块ー种结构合理、施工安全可靠、投入经济合理、使用范围广泛的预应カ牛腿托架平台。解决了薄壁空心高墩主筋密集而无法预埋钢构件的难题，从而解决了水上高空大体积混凝土的支撑体系自重大、操作复杂以及体系拆除时易损伤墩身混凝土以致影响墩身外观等技术难题，很大程度地提高了施工组织的效率，既结构合理、施工安全可靠又经济合理且适用范围广泛。较传统施工方案可节约投入 15%左右，且缩短了施工エ期，综合经济效益和社会经济效益明显，是薄壁空心高墩悬臂灌注连续梁0#块托架结构的ー种良好方法。
权利要求
1.一种薄壁空心高墩悬臂灌注连续梁牛腿托架，包括墩身(13)，在墩身(13)内的上部的等高处沿水平方向预埋有两组平行的上预埋钢套管(1)，在两组平行的上预埋钢套管(1)的正下方的墩身(13)内的另一等高处沿水平方向预埋有对应的两组下预埋钢套管 (6)，在墩身(13)的相对两侧壁上均预埋有带孔预埋上钢板(2)和带孔预埋下钢板(3)，带孔预埋上钢板(2)上的孔与上预埋钢套管(1)的孔连通，带孔预埋下钢板(3)上的孔与下预埋钢套管(6)的孔连通，其特征在于，在带孔预埋上钢板(2)的外侧活动设置有带孔外上钢板(4)，在上预埋钢套管(1)中设置有上精轧螺纹钢，在从墩身(13)的相对两侧壁上的带孔外上钢板(4)的孔中伸出的上精轧螺纹钢两端均设置有上精轧螺纹钢螺帽(7)，在带孔预埋下钢板(3)的外侧活动设置有带孔外下钢板(5)，在下预埋钢套管(6)中设置有下精轧螺纹钢，在从墩身(13)的相对两侧的带孔外下钢板(5)的孔中伸出的下精轧螺纹钢的两端部均设置有下精轧螺纹钢螺帽，在带孔外上钢板(4)上焊接有水平的上工字钢纵梁(8)，在带孔外下钢板(5)上焊接有水平的下工字钢纵梁(9)，在上工字钢纵梁(8)与下工字钢纵梁 (9)之间分别焊接有工字钢直腿(10)和工字钢斜腿(11)，在等高的两带孔外上钢板(4)之间焊接有工字钢剪刀撑(12)。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁空心高墩悬臂灌注连续梁牛腿托架，其特征在于， 所述的两组上预埋钢套管(1)中的每组为六根钢套管，其中每两根在一个等高面上，三个等高面彼此平行；所述的两组下预埋钢套管(6)中的每组为四根钢套管，其中每两根在一个等高面上，两个等高面彼此平行；上工字钢纵梁(8)与工字钢斜腿(11)之间的夹角为60度， 工字钢直腿(10)与工字钢斜腿(11)之间的夹角为30度。
3.—种薄壁空心高墩悬臂灌注连续梁牛腿托架的搭建方法，包括以下步骤第一步、当墩身(13)施工到下预埋件标高处时，在同一等高平面上沿水平方向平行地预埋两组下预埋钢套管(6)，在墩身(13)的相对两侧壁上均预埋带孔预埋下钢板(3)，并使带孔预埋下钢板(3)的孔与下预埋钢套管(6)的孔对应连通，同时使带孔预埋下钢板(3)的外侧面与墩身混凝土面齐平；第二步、继续浇注墩身到上预埋件标高处，在同一等高平面上沿水平方向平行地预埋两组上预埋钢套管(1 )，在墩身(13)的相对两侧壁上预埋带孔预埋上钢板(2)，并使带孔预埋上钢板(2)的孔与上预埋钢套管(1)的孔对应连通，同时使带孔预埋上钢板(2)的外侧面与墩身混凝土面齐平；第三步、完成墩身的混凝土浇注工作；第四步、当墩身混凝土强度达到80%以后，将上精轧螺纹钢穿入到上预埋钢套管(1) 中，上精轧螺纹钢的两端从墩身两侧壁上分别设置的带孔预埋上钢板(2)的孔中穿出后，再分别套穿过带孔外上钢板(4)之后，用穿心式千斤顶进行对拉，对每根上精轧螺纹钢施加 P=500kN的预应力后，用扭力扳手将精轧螺纹钢螺帽(7)分别拧紧在其两端头上，使上精轧螺纹钢不出现回缩；第五步、将下螺纹钢穿入到下预埋钢套管(6)中，将下精轧螺纹钢的两端从墩身两侧壁上分别设置的带孔预埋下钢板(3)的孔中穿出后，再分别套穿过带孔外下钢板(5)之后，用穿心式千斤顶进行对拉，对每根下精轧螺纹钢施加P=450kN的预应力后，用扭力扳手将精轧螺纹钢螺帽分别拧紧在其两端头上，使下精轧螺纹钢不出现回缩；第六步、在带孔外上钢板(4)上焊接水平的上工字钢纵梁(8)，在带孔外下钢板(5)上焊接水平的下エ字钢纵梁(9)，在上エ字钢纵梁(8)与下エ字钢纵梁(9)之间分别焊接エ字钢直腿(10)和エ字钢斜腿(11)，在等高的两带孔外上钢板(4)之间焊接有エ字钢剪刀撑 (12)，并使上エ字钢纵梁(8)与エ字钢斜腿(11)之间的夹角为60度，エ字钢直腿(10)与エ 字钢斜腿(11)之间的夹角为30度。
全文摘要
本发明提供了一种薄壁空心高墩悬臂灌注连续梁牛腿托架及其搭建方法，解决了现有技术对0#块托架自重较大，托架拆除时易损伤墩身砼的问题。包括在墩身(13)内设置的两组平行的上预埋钢套管(1)和两组下预埋钢套管(6)，在墩身(13)的相对两侧壁上预埋有带孔预埋上钢板(2)和带孔预埋下钢板(3)，在预埋钢套管中设置有精轧螺纹钢，在从墩身(13)的相对两侧的带孔外下钢板(5)的孔中伸出的下精轧螺纹钢的两端部均设置有下精轧螺纹钢螺帽，在带孔外上钢板(4)上焊接有牛腿托架。本发明还公开了托架的具体搭建方法。特别适合于薄壁空心高墩主筋密集的悬臂灌注连续梁。
文档编号E01D21/00GK102535339SQ20111040350
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者孙公新, 杨刚, 杨玉章, 林群义, 樊忠祥, 王经凯, 薄春莲 申请人:中铁十九局集团有限公司, 中铁十九局集团矿业投资有限公司, 中铁十九局集团第七工程有限公司, 中铁十九局集团第三工程有限公司