一种钢拱架合拢装置的制作方法

本发明涉及一种钢拱架，具体涉及一种钢拱架合拢装置。

背景技术：

在拱桥施工领域，钢拱架作为整个现浇钢筋砼主拱圈施工过程最重要的专用支架，对钢筋砼主拱圈的现浇成型具有极其最重要的意义。

钢拱架合拢是钢拱架安装的关键工序和关键工艺，现有钢拱架安装通常是在钢拱架顶部进行合拢，合拢方法主要是直接根据现场实际尺寸下料、散件拼装和焊接固定，其缺点是合笼部位所用的相关部件现场加工困难，加工精准度较差，容易导致拱架上弦、下弦的应力集中，影响拱架的整体受力性能。基于此，cn100430555c公开了一种钢拱架合拢及卸架装置，包括拱顶节段、千斤顶、调节杆，调节垫板，拱项节段由上弦杆、下弦杆、立杆、横杆、腹杆构成，为框架结构，上弦杆和下弦杆两端内外侧设置有接头连接螺杆锚固板，上弦杆和下弦杆的一端设置有阴端圆弧接头，另一端为调节端，其内侧设置有侧板、千斤顶垫板、调节垫板挡块；调节杆一端为阳端圆弧接头。采用该钢拱架合拢及卸架装置虽然能够实现拱架合拢，但其无法自动调节钢拱架弧线长度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够自动调节钢拱架弧线长度的钢拱架合拢装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种钢拱架合拢装置，包括上弦和下弦，以及用于调节上弦和/或下弦长度的伸缩装置，其特征在于：伸缩装置采用柔性伸缩装置，以实现钢拱架合拢装置行程调节；其中，柔性伸缩装置包括筒体和伸缩杆，伸缩杆伸入筒体内与筒体壁构成容纳钢珠砂的空间，伸缩杆沿筒体轴向移动挤压钢珠砂实现伸缩调节。此技术方案通过钢珠砂、伸缩杆与筒体的相互配合实现柔性伸缩装置的自动收缩以调节钢拱架合拢装置行程长度，进而达到钢拱架弧线长度自动调节的目的，此技术方案不仅能够大幅降低钢拱架弧线长度调节难度，而且能够自动调节钢拱架的弧线长度，确保钢拱架弧线符合钢筋砼主拱圈弧线要求。应当注意的是，在同一座钢筋砼拱桥的钢拱架施工过程中，应当确保使用的钢珠砂级配一致。

为进一步降低钢拱架弧线长度调节难度，在筒体上设置有可开合、可密封的投料孔用于投放钢珠砂，在筒体上设置有可开合、可密封的卸料孔用于排放钢珠砂；作为优选，可以采用带阀门的短管控制投料孔和卸料孔开合、密封；也可以采用带阀门的短管控制卸料孔开合、密封，采用弧板控制所述投料孔开合、密封。采用此方案不仅能够实时控制钢珠砂用量，而且能够实现钢拱架弧线长度的精确调节。

为提高钢拱架的稳定性和安全性，上弦和下弦分别包括平行设置的两根钢梁，上述柔性伸缩装置分别位于上弦和下弦的钢梁之间。

为进一步提高钢拱架的稳定性，筒体一端封闭、另一端敞口，筒体的封闭端连接在其中一根钢梁上；伸缩杆一端固定在另一根钢梁上，伸缩杆另一端可伸入筒体内；在筒体敞口端设置有法兰盘，在伸缩杆上设置有法兰盘，且可通过法兰盘将伸缩杆与筒体连接在一起，松开法兰盘后可实现钢梁间距调节。

为进一步提高钢拱架的稳定性，同时提高钢拱架合拢装置的灵活性，伸缩杆采用分段式伸缩杆，分段式伸缩杆通过法兰盘连接在一起。

为进一步提高钢拱架的稳定性，在上弦和下弦的钢梁上固定设置有连接座，在上弦和下弦的钢梁之间设置有支撑件，且支撑件活动连接在连接座上构成剪刀支撑结构。

在位于筒体内的伸缩杆端部设置有应力、应变传感器，以实时检测、反馈钢拱架合拢装置的受力情况。

本发明钢拱架合拢装置通过柔性伸缩装置的自动收缩来调节上弦和/或下弦长度，进而实现了钢拱架合拢装置行程与钢拱架弧线长度的自动调节。

采用本发明钢拱架合拢装置不仅能够大幅降低钢拱架弧线长度的调节难度，而且能够精确调节钢拱架弧线长度，确保钢拱架弧线符合钢筋砼主拱圈弧线要求。调节钢拱架的弧线长度时，只需要先根据钢拱架合拢间距在筒体内预留大于合拢间距的空间，然后关闭卸料孔，同时打开投料孔加入适量钢珠砂(钢珠砂用量根据钢拱架合拢间距进行计算)，再将卸料孔关闭后使伸缩杆自动压紧钢珠砂，即可实现钢拱架弧线长度的自动调节，调节过程方便快捷。

本发明钢拱架合拢装置几乎无安装应力，抗形变效果优异，同时具有减震功能。

本发明钢拱架合拢装置能传力效果好，刚度大、稳定性好、安全性能佳，够确保钢拱架上下弦轴向推力的均匀有效传递。

采用本发明钢拱架合拢装置能够实现钢拱架弧线长度的精准调节。

采用本发明钢拱架合拢装置通用性好，重复利用率高，能够节约大量材料和人力。

本发明钢拱架合拢装置灵活性好，安装难度小，安装效率高，同时拆卸方便，拆卸时只需要打开卸料孔，将钢珠砂卸除，即可实现钢拱架合拢装置的拆卸，降低了施工成本。

本发明钢拱架合拢装置不仅适用于小跨径钢拱架的合拢，而且适用于大跨径(跨度大于150米)钢拱架的合拢，同时还适用于合拢间距较大的钢拱架合拢。

附图说明

图1是本发明实施例1中钢拱架合拢装置上弦、下弦的立体示意图；

图2是图1的局部视图；

图3是图1中钢拱架合拢装置示意图；

图4是图1中钢拱架合拢装置安装示意图；

图5是本发明实施例2中钢拱架合拢装置上弦和下弦的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但以下实施例的说明只是用于帮助理解本发明的原理及其核心思想，并非对本发明保护范围的限定。应当指出，对于本技术领域普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，针对本发明进行的改进也落入本发明权利要求的保护范围内。

实施例1

一种钢拱架合拢装置，如图1至图3所示，包括上弦和下弦，在上弦与下弦之间设置有支撑件10，以及用于调节上弦和下弦长度的伸缩装置，伸缩装置采用柔性伸缩装置，以实现钢拱架合拢装置行程调节。其中柔性伸缩装置包括筒体2和伸缩杆3，伸缩杆3伸入筒体2内与筒体2内壁构成容纳钢珠砂7的空间，伸缩杆3沿筒体2轴向移动挤压钢珠砂7实现伸缩调节。通过钢珠砂7、伸缩杆3与筒体2的相互配合实现柔性伸缩装置的自动收缩以调节钢拱架合拢装置行程，进而达到钢拱架弧线长度自动调节的目的，此技术方案不仅能够大幅降低钢拱架弧线长度调节难度，而且能够自动调节钢拱架的弧线长度，确保钢拱架弧线符合钢筋砼主拱圈弧线要求。应当注意的是，在同一座钢筋砼拱桥的钢拱架施工过程中，应当确保使用的钢珠砂级配一致。

为进一步降低钢拱架弧线长度调节难度，在筒体2上部(即筒体2径向截面顶部)设置有可开合、可密封的投料孔，用于投放钢珠砂7，在筒体2下部(即筒体2径向截面底部)设置有可开合、可密封钢珠砂7卸料孔，用于排放钢珠砂7；作为优选，通过带阀门的短管5或者弧板控制投料孔和卸料孔开合。采用此方案不仅能够实时控制钢珠砂用量，而且能够实现钢拱架弧线长度的精确调节。

为提高钢拱架的稳定性和安全性，如图1所示，上弦和下弦分别包括平行设置的两根钢梁1，柔性伸缩装置分别位于上弦和下弦的钢梁1之间，并连接在上弦和下弦的钢梁1上。

为进一步提高钢拱架的稳定性，筒体2一端封闭、另一端敞口，筒体2的封闭端连接在其中一根钢梁1上；伸缩杆3一端固定在另一根钢梁1上，伸缩杆3另一端可伸入筒体2内；在筒体2敞口端设置有法兰盘4，在伸缩杆3上设置有法兰盘4，且可通过法兰盘4将伸缩杆3与筒体2连接在一起，松开法兰盘4后可实现钢梁1间距调节。

为进一步提高钢拱架的稳定性，同时提高钢拱架的灵活性，伸缩杆3采用分段式伸缩杆，伸缩杆3分为两段，两段伸缩杆通过法兰盘4连接在一起构成可拆卸的伸缩杆3。

为进一步提高钢拱架的稳定性，如图3所示，在上弦和下弦的钢梁1上固定设置有连接座9，在上弦和下弦的钢梁1之间设置有支撑件10，且支撑件10活动连接在连接座9上构成剪刀支撑结构。

在位于筒体2内的伸缩杆3端部设置有应力、应变传感器，以实时检测、反馈钢拱架合拢装置的受力情况。

为进一步提高钢拱架的稳定性，在筒体2与钢梁1的连接处设置有筋板6。

钢拱架合拢装置原理：轴向滑动伸缩杆3实现伸缩，当伸缩杆3往筒体2内伸入时，伸缩装置缩短，钢梁间距变小，钢拱架合拢装置长度变小；当伸缩杆3往筒体2外伸出时，伸缩装置变长，钢梁间距变大，钢拱架合拢装置长度变大。而伸缩杆3伸入筒体2内后与筒体2内壁构成容纳钢珠砂7的空间，伸缩杆3沿筒体2轴向移动挤压钢珠砂7即可自动实现钢拱架合拢装置行程调节，即伸缩杆3受到来自钢拱架推力(钢拱架推力源自于钢拱架自身的重力和其受到的张力)的作用自动挤压并压紧钢珠砂7。

合拢：如图4所示，钢拱架安装至拱顶后实测合拢间距，预先调节钢拱架合拢节段之间的直线距离使其略大于合拢间距；然后将钢拱架合拢装置安装在钢拱架的两段合拢节8之间，调节钢拱架合拢装置长度使其卡合在合拢节8的支撑台11上；然后根据钢拱架合拢间距在筒体2内预留大于合拢间距的空间，并关闭卸料孔，同时打开投料孔加入适量钢珠砂(钢珠砂用量根据钢拱架合拢间距进行计算，本领域技术人员知晓其计算方法)，再将卸料孔关闭，伸缩杆3则在钢拱架自身重力和受到的张力的作用下自动收缩而压紧钢珠砂，最后安装好法兰盘4上的紧固螺栓，合拢完成。

合拢过程中，既可以单独调节上弦的行程，又可以单独调节下弦的行程，还可以同时/交替调节上弦和下弦的行程。

安装及合拢过程中几乎无安装应力，抗形变效果优异，同时具有减震功能，同时灵活性好，安装难度小，安装效率高。

拆卸：钢拱架拆除过程中，首先需要拆除钢拱架合拢装置，然后逐一拆除标准节、调节节和拱脚节。而拆除钢拱架合拢装置时，只需要先拆除钢拱架合拢装置上的支撑件10，然后松开法兰盘4上的紧固螺栓，打开卸料孔排放钢珠砂7，然后轴向收缩伸缩杆3缩短钢拱架合拢装置长度，再将钢拱架合拢装置移除即可。拆卸过程方便轻松，且不会损坏钢拱架合拢装置，还能够重复使用；在任意跨度的钢筋砼拱桥施工过程中，整个拱架只需耗损钢拱架合拢装置上的支撑件10，大幅降低了材料成本。本发明钢拱架合拢装置能够应用于不同跨径的钢拱架上，支撑件10根据现场实际情况制作即可。

实施例2

一种钢拱架合拢装置，如图5所示，包括上弦和下弦，在上弦与下弦之间设置有支撑件，以及用于调节上弦和/或下弦长度的两套伸缩装置，伸缩装置采用柔性伸缩装置，以实现钢拱架合拢装置行程调节。其中柔性伸缩装置包括筒体和伸缩杆，伸缩杆伸入筒体内与筒体壁构成容纳钢珠砂的空间，伸缩杆沿筒体轴向移动挤压钢珠砂实现伸缩调节。通过钢珠砂、伸缩杆与筒体的相互配合实现柔性伸缩装置的自动收缩以调节钢拱架合拢装置行程长度，进而达到钢拱架弧线长度自动调节的目的，此技术方案不仅能够大幅降低钢拱架弧线长度调节难度，而且能够自动调节钢拱架的弧线长度，确保钢拱架弧线符合钢筋砼主拱圈弧线要求。应当注意的是，在同一座钢筋砼拱桥的钢拱架施工过程中，应当确保使用的钢珠砂级配一致。

为进一步降低钢拱架弧线长度调节难度，在筒体上部设置有可开合、可密封的投料孔，用于投放钢珠砂，在筒体下部(即筒体径向截面底部)设置有可开合、可密封钢珠砂卸料孔，用于排放钢珠砂；作为优选，通过带阀门的短管控制投料孔和卸料孔开合。采用此方案不仅能够实时控制钢珠砂用量，而且能够实现钢拱架弧线长度的精确调节。

为提高钢拱架的稳定性和安全性，如图5所示，上弦和下弦分别包括平行设置的两根钢梁，两套柔性伸缩装置相互平行，并位于上弦和下弦的钢梁之间，且钢梁与柔性伸缩装置相互垂直，并连接在上弦和下弦的钢梁上。

为进一步提高钢拱架的稳定性，筒体一端封闭、另一端敞口，筒体的封闭端固定连接在其中一根钢梁上；伸缩杆一端固定在另一根钢梁上，伸缩杆另一端可伸入筒体内；在筒体敞口端设置有法兰盘，在伸缩杆上设置有法兰盘，且可通过法兰盘将伸缩杆与筒体连接在一起，松开法兰盘后可实现钢梁间距调节。

为进一步提高钢拱架的稳定性，同时提高钢拱架的灵活性，伸缩杆采用分段式伸缩杆，伸缩杆分为两段，两端伸缩杆通过法兰盘连接在一起构成可拆卸的伸缩杆。

为进一步提高钢拱架的稳定性，在上弦和下弦的钢梁上固定设置有连接座，在上弦和下弦的钢梁之间设置有支撑件，且支撑件活动连接在连接座上构成剪刀支撑结构。

在位于筒体内的伸缩杆端部设置有应力、应变传感器，以实时检测、反馈钢拱架合拢装置的受力情况。

为进一步提高钢拱架的稳定性，在筒体与钢梁的连接处设置有筋板。

实施例3、实施例4

一种合拢节段，分别采用实施例1或实施例2中钢拱架合拢装置。

实施例5

一种钢拱架合拢装置，参照实施例1或实施例2，其伸缩装置可根据钢拱架幅宽设置多套。