现浇箱梁边腹板及翼板一体支撑架的制作方法

本发明属于桥梁建筑技术领域，涉及现浇箱梁桥梁建筑中边腹板、翼板的支撑结构。

背景技术：

随着我国交通事业及城市建设的快速发展，特别是在交通运输行业不断发展以及交通流不断增长的情况下，修建了大量立交及平面交叉桥梁。高架桥和立交桥在主桥通往匝道、主线通往分支线的连接处，通常需要设置变坡度、变曲率、变宽度的分岔连结段，于是产生了很多平面几何形状不规则的桥梁。

目前异形段的施工主要通过桥下边腹板及翼板的支架调节来实现，现浇箱梁边腹板与翼板支架不做区分，与现浇箱梁箱室下支架相同并为一体。我国自从20世纪60年代以来开始使用扣件式钢管脚手架，由扣件和钢管等构成的脚手架，由于其具有加工简便、施工技术要求低、搬运方便、通用性高、价格便宜等优点，获得了极大的发展和应用，目前，仍占据中国国内70％以上的市场。扣件式脚手架在现浇箱梁满堂红支架中得到了普及应用。

常规现浇箱梁边腹板及翼板支撑架搭设方式与箱梁梁底支架搭设方式除间距变化外并无其他不同之处，所存在的主要问题是：

1、搭设方式繁琐，复杂且浪费材料；

2、现浇箱梁桥宽渐变段箱梁较多(弯道段、车道变化段、主线接匝道段等)，边腹板及翼板处线形多变化。常规支撑架边腹板及翼板处调节难度大，施工时影响施工效率，线形难以控制，最终影响箱梁实体的结构外观质量；

3、常规支撑架的搭设方式比较利于承受荷载，但箱梁边腹板及翼板处荷载很小，使用常规方式搭设其支架承载力远高于其工况荷载，增大杆件间距则不利于控制结构变形，也就是说常规支撑架用在现浇箱梁边腹板及翼板处存在相当的功效浪费。

目前国内尚未对现浇箱梁边腹板及翼板支架进行单独设计，常规现浇箱梁支架搭设方式如图1。

技术实现要素：

本发明针对常规支撑架在现浇箱梁边腹板及翼板处存在的搭设方式繁琐，复杂、浪费材料、调节难度大且线形难以控制的技术问题，本发明提出一种可调节销轴式现浇箱梁边腹板及翼板工具化一体支撑架。

本发明的技术解决方案是：

本发明的现浇箱梁边腹板及翼板一体支撑架，其特殊之处在于：

所述一体支撑架包括底架、翼板支撑杆、腹板支撑杆、翼板调节杆及至少一个腹板调节杆，所述底架水平设置，所述腹板支撑杆的一端与底架的一端活动连接，所述腹板支撑杆的另一端与翼板支撑杆的一端活动连接，所述翼板调节杆的一端与底架的另一端活动连接，所述翼板调节杆的另一端与翼板支撑杆的另一端活动连接；所述腹板调节杆的一端与腹板支撑杆的腰部活动连接，所述腹板调节杆的另一端与底架活动连接；所述腹板支撑杆、翼板调节杆及腹板调节杆的长度可调节。

以上为本发明的基本结构，基于该基本结构本发明还做出以下优化限定：

为了调节的方便性，上述底架、翼板支撑杆、腹板支撑杆、翼板调节杆及腹板调节杆之间通过销轴连接。腹板支撑杆的下端设置有螺纹孔，并连接有螺杆，螺杆上还设置有调节螺母，螺杆通过销轴连接部件与底架连接。翼板调节杆的两端各设置有一个丝口，两个丝口方向相反，各丝口处各设置有一个螺杆，螺杆通过销轴连接部件对应与翼板支撑板和底架连接。所述腹板调节杆的两端各设置有一个丝口，两个丝口方向相反，各丝口处各设置有一个螺杆，螺杆通过销轴连接部件对应与腹板支撑杆和底架连接。

再进一步的，为了提高一体支撑架的抗弯性，本发明的翼板支撑杆及腹板支撑杆为方钢管，且方钢管横截面管高为管宽的2倍。相同截面积的情况下，此种方管截面抵抗矩较圆管截面抵抗矩大，也就是说此管抗弯性能较优。

本发明与现有技术相比，优点是：

1、简单快捷：本发明将现浇箱梁的边腹板及翼板支架单独脱离出来设计为工具式支架，比传统支架更加简单快捷、便于控制，克服了施工过程中箱梁边腹板及翼板支架搭拆繁琐的技术问题。

如附图2所示，常规支撑架在箱梁边腹板及翼板处单个截面需要搭设6根立杆，3根斜杆，3根横杆，最终将其组合搭设为一个架体。而使用本支撑架则只需要一个架体即可，架体在加工完成后就已经是一个整体。

2、节省材料：本发明支撑架摒弃常规支架顶托承载的结构受力形式，将顶托承载方式改为顶托与杆件组合承载，并将其与杆件进行销轴连接，加强其稳固性，大大减少顶托的数量，大幅度节约了材料。

如附图2所示，常规支撑架在箱梁边腹板及翼板处单个截面由6根立杆，3根斜杆，3根横杆共计12根杆件组成。而使用本支撑架仅由5根杆件组成，顶托也由常规支架的6个变成了3个。

3、调节方便：常规扣件式脚手架其立杆间的连接方式为承插式，具有的一定稳固性，但承插式连接只能上下杆件同轴连接，不能调节杆件之间的角度。

本发明一体支撑架的四个边框和至少一个腹板调节杆之间通过销轴连接，并且腹板支撑杆、翼板调节杆及腹板调节杆的长度可调节，既能保留原承插式的稳固性，又能调节杆件之间的角度。在使用过程中可随时对高度和角度做出调整，无需进行拆装，具有调节方便的优点。

4、结构线形好：本发明的支架斜杆与横杆均使用销轴连接，可自由调节箱梁边腹板及翼板的角度，更加有利于保证结构线形。斜杆底部设置螺杆与调节螺母，可对箱梁边腹板高度进行调节，更加适用梁高变化段箱梁。

5、周转率高：本发明支撑架由于搭拆简便，在实际施工过程中损坏率低，周转率高。

6、适用性好：本发明的支撑框架可与常规脚手架进行有效连接，形成稳固的整体，在现浇箱梁翼板及边腹板具有普遍适用性。

7、节省人工：箱梁支架搭设完成后，需对其高程位置进行调节。本发明的调节工效是常规支架的3倍以上。我们分别抽取5名工人对箱梁边腹板及翼板处常规支架和发明支架进行调节对比，单个工人调节常规支架均效为5延米/小时，而调节本发明支架为15.6延米/小时。

附图说明

图1为常规现浇箱梁支架搭设方式；

图2为本发明一体支撑架用于边腹板、翼板支撑的结构示意图；

图3为本发明边腹板及翼板一体支撑架结构示意图；

图4为销轴连接结构示意图。

图5为焊接有旋转钢环的支撑框架的使用示意图；

图6为腹板支撑杆与的底架连接示意图；

图7底架与下支架连接示意图；

图8为底架与下支架使用U型环固定的结构示意图。

其中附图标记为：1-底架、2-翼板支撑杆、3-腹板支撑杆、4-翼板调节杆、5-腹板调节杆、6-销轴连接部件、7-螺杆、8-调节螺母、9-旋转钢环、10-下支架、11-U型环、12-边腹板、13-翼板。

具体实施方式

本发明针对常规支撑架在现浇箱梁边腹板12及翼板13处存在的缺陷，工程技术人员结合相关文献、实际案例及多次研发试验的基础上对现浇箱梁边腹板12及翼板支撑架进行研发设计，最终发明出一种搭拆简单，调节方便，易于控制、检查的，尤其对于现浇箱梁桥宽渐变段箱梁(弯道段、车道变化段、主线接匝道段等)，边腹板12及翼板处线形多变化的地方，更加利于其线形控制，且符合相关规范、标准及设计要求的现浇箱梁边腹板及翼板工具化一体支撑架以达到保障施工质量、提高施工效率、节约资源的目的。以下结合附图对本发明进行详细说明。

本发明的现浇箱梁边腹板12及翼板一体支撑架，包括底架1、翼板支撑杆2、腹板支撑杆3、翼板调节杆4及2个腹板调节杆5，其中底架水平设置，腹板支撑杆3的下端设置有螺纹孔，并连接有螺杆7，螺杆7上还设置有调节螺母8，螺杆7通过销轴连接部件6与底架1的一端连接，腹板支撑杆3的另一端与翼板支撑杆2的一端通过销轴连接，翼板调节杆4的两端各设置有一个丝口，两个丝口方向相反，各丝口处各设置有一个螺杆7，螺杆7通过销轴连接部件6对应与翼板支撑板和底架1连接。腹板调节杆5的两端各设置有一个丝口，两个丝口方向相反，各丝口处各设置有一个螺杆7，螺杆7通过销轴连接部件6对应与腹板支撑杆3的腰部和底架1连接。腹板支撑杆3、翼板调节杆4及腹板调节杆5的长度通过螺杆7调节，通过相对长度的调节调整角度和支撑架高度。

翼板调节杆4及腹板调节杆5为圆钢管。翼板支撑杆2及腹板支撑杆3为方钢管，且方钢管横截面管高为管宽的2倍。相同截面积的情况下，此种方管截面抵抗矩较圆管截面抵抗矩大，也就是说此管抗弯性能较优。例如：方管顶宽为50mm，管厚为3mm，则其截面抵抗矩为W1＝[50*100^3-(50-6)*(100-6)^3]/600＝22424mm^3。其等截面圆管外径为D＝(300-4)/π+1.5＝96mm，其截面抵抗矩W2＝0.0982[D^4-(D-3)^4]/D＝10362mm^3。故W1>W2。

如图4所示，杆件连接处采用销轴连接，销子使用硬质铁丝卡位固定防止滑脱，可进行支架角度调节。

如图5所示，钢管两端头设正反丝口与螺杆7连接，钢管中部焊φ4cm旋转钢环，可将φ3cm以下的钢筋段插入转动钢管对钢管两头螺杆7长度进行调节，进而达到调节支架整体形状的目的。

边腹板斜方管与下部槽钢使用销轴连接，可调节边腹板角度。斜方管部设置螺杆7与调节螺母，可对边腹板斜长进行调节并且传递荷载(如图6)。

为保证本支架体系与常规支架进行有效结合，借鉴轻轨与其轨道的连接方式，支架下部采用12#槽钢作为传力构件，使其正好可以与下部方木卡扣固定(如图7)，下部方木由箱梁底部龙骨引出，正好与整体支撑架形成一体，保证其稳固性及整体性。为进一步加强槽钢与下部方木整体性，使用U型环11将两者固定，各个一体架之间使用常规钢管与扣件连接，保证整体性(如图8)。

经受力计算最终确定其主要受力杆件组成，对于荷载较大的翼板及边腹板其受力杆件可进一步加强，表1所列为本发明的一个具体的实施例所用材料。

表1

现浇箱梁边腹板及翼板一体支撑架相比常规脚手架，克服了施工过程中箱梁边腹板及翼板支架搭拆繁琐、模架后期调整困难、普通脚手架不具针对性、材料浪费等缺点。且本支撑架由于搭拆简便，在实际施工过程中损坏率低，周转率高。顺桥向间距相同的情况下，单个截面常规支撑架进行后期调整时需要调节9个以上顶托，本支架仅需调整3个，且调节自由度也有明显提高，大大降低了其调节时间，提高了工人的工作效率，更加有利于对箱梁外观线形的保证。有效控制现浇箱梁的边腹板及翼板的形状变化、提高施工质量，降低了劳动强度，大大节约了人工成本，是对现有施工工具的补充和完善，推动了工程施工工具的发展。