一种桥梁施工用连接装置及桥梁施工方法与流程

本发明属于桥梁工程领域，涉及一种桥梁施工用连接装置及桥梁施工方法。

背景技术：

缆索吊装施工法是通过缆索系统把预制构件吊装成桥梁的方法。缆索吊装系统按其工作性质可分为四个基本组成部分：主索、工作索、塔架及锚固装置。其中工作索：包括起重索、牵引索和扣索等。缆索吊装的工作原理是利用主缆承受吊重和作为跑车的运行轨道，主索跑车上的起重装置和牵引装置将构件吊起、升降、运输和安装。缆索吊装法多用于拱桥的吊装施工中，在拱桥吊装中由于预制拱箱与施工图设计中拱箱的尺寸存在差异，导致无铰拱桥实际施工中合拢后的拱轴线位移和长度发生变化，严重的还会出现强制合拢的现象，使得拱箱接头处的混凝土被压碎，出现局部失稳，甚至出现合拢失败。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种桥梁施工用连接装置及桥梁施工方法，通过该连接装置，能够自由的改变拱桥接头接缝长度的装置和仪器，实现拱轴线长度和位移满足设计要求，方便实用，增加拱桥施工的稳定性。

本发明采用的技术方案如下：

一种桥梁施工用连接装置，用于连接箱型无铰拱桥中相邻的两个拱箱吊装段，包括左撑板、右撑板和两块钢垫板，两块钢垫板分别为第一钢垫板和第二钢垫板，两个拱箱吊装段分别为第一拱箱吊装段和第二拱箱吊装段，第一钢垫板锚固于第一拱箱吊装段上与第二拱箱吊装段相邻的端部，第二钢垫板锚固于第二拱箱吊装段上与第一拱箱吊装段相邻的端部；左撑板与右撑板相互交叉设置且在交叉位置轴接；左撑板与右撑板轴接后的整体结构设置于第一拱箱吊装段和第二拱箱吊装段之间的接缝处，左撑板的两端分别与第一钢垫板和第二钢垫板固定连接，右撑板的两端分别与第一钢垫板和第二钢垫板固定连接；左撑板与右撑板之间固定连接有型钢；第一钢垫板和第二钢垫板之间形成的空间内填充有现浇混凝土。

优选的，左撑板与右撑板的两端均设有撑脚，第一钢垫板和第二钢垫板上分别对称设有用于支撑撑脚的垫脚；左撑板两端的撑脚分别与第一钢垫板和第二钢垫板上对应的垫脚固定连接，右撑板两端的撑脚分别与第一钢垫板和第二钢垫板上对应的垫脚固定连接。

优选的，左撑板两端的撑脚与左撑板之间的夹角为钝角，左撑板两端的撑脚关于左撑板的中心呈中心对称分布；右撑板两端的撑脚与右撑板之间的夹角为钝角，右撑板两端的撑脚关于右撑板的中心呈中心对称分布；垫脚上与撑脚接触的表面与第一钢垫板以及第二钢垫板之间的夹角为钝角；撑脚与垫脚的接触面相贴合。

优选的，第一钢垫板和第二钢垫板上均对称设置有多组垫脚，以适应第一拱箱吊装段和第二拱箱吊装段之间长度不同的接缝。

优选的，每个撑脚上设有两个通孔一，通孔一贯通撑脚；垫脚上设有两个与撑脚上的两个通孔一位置相适配的通孔二；撑脚与与其对应的垫脚之间利用通孔一、通孔二以及螺栓固定连接。

优选的，左撑板与右撑板之间固定连接的型钢采用槽型钢，槽型钢分布于左撑板与右撑板轴接后整体结构的上侧空间区域以及下侧空间区域，槽型钢的轴线方向为第一钢垫板至第二钢垫板的方向。

优选的，第一拱箱吊装段的四角混凝土中均埋设有精轧螺纹钢，所有精轧螺纹钢的一端与第一钢垫板焊接。

优选的，第二拱箱吊装段的四角混凝土中均埋设有精轧螺纹钢，所有精轧螺纹钢的一端与第二钢垫板焊接。

一种桥梁施工方法，利用上述桥梁施工用连接装置进行，在使用缆索吊装施工法将预制构件吊装成桥梁时，用缆索吊装系统将各个拱箱吊装段吊装到位，当第一拱箱吊装段和第二拱箱吊装段到达指定位置时，吊索尚未拆除，拱箱吊装段和拱箱吊装段均处于悬空的位置，此时调整左撑板和右撑板的角度，以间接调整第一拱箱吊装段和第二拱箱吊装段接头的距离；

待到所有拱箱吊装段均吊装安装到位后，实测拱轴线与设计拱轴线位置相符合后，将左撑板的两端分别与第一钢垫板和第二钢垫板固定连接，将右撑板的两端分别与第一钢垫板和第二钢垫板固定连接；

然后用型钢将左撑板和右撑板固定连接，形成一体的固定结构；

接着在第一钢垫板和第二钢垫板之间浇筑现浇混凝土，使得型钢、左撑板和右撑板完整的埋入到混凝土中，并与各个拱箱吊装段连接在一起，形成桥梁的主拱圈。

优选的，现浇混凝土采用与拱箱吊装段相同的材料，现浇混凝土的强度等级比拱箱吊装段的强度等级高一个等级。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的桥梁施工用连接装置通过在相邻的两个拱箱吊装段的相邻端分别锚固第一钢垫板和第二钢垫板，在第一钢垫板和第二钢垫板之间设置由左撑板与右撑板轴接形成的交叉结构，左撑板的两端分别与第一钢垫板和第二钢垫板固定连接，右撑板的两端分别与第一钢垫板和第二钢垫板固定连接；因此通过调整左撑板与右撑板之间的转动角度来适应以及改变第一拱箱吊装段和第二拱箱吊装段之间的接缝长度，进而间接达到调整桥梁拱轴线长度和高差的目的，防止拱箱吊装段之间强制合拢，本发明的桥梁施工用连接装置能够增加拱桥施工的稳定性，同时结构简单、方便实用、安全可靠、成本低廉。

进一步的，左撑板与右撑板的两端均设有撑脚，第一钢垫板和第二钢垫板上分别对称设有用于支撑撑脚的垫脚，通过垫脚对撑角进行支撑，使得左撑板与右撑板的受力情况改善，能够增加连接处的强度。

进一步的，第一钢垫板和第二钢垫板上均对称设置有多组垫脚，因此能够适应第一拱箱吊装段和第二拱箱吊装段之间长度不同的接缝，使得本发明连接装置在保证受力条件良好，满足强度要求的前提下适用性更强。

进一步的，槽型钢分布于左撑板与右撑板轴接后整体结构的上侧空间区域以及下侧空间区域，槽型钢的轴线方向为第一钢垫板至第二钢垫板的方向，槽型钢的该分部结构利用了抗拉以及抗压性能，提高了本发明连接结构的整体刚性以及强度。

由上述本发明桥梁施工用连接装置的有一个效果可知，通过本发明的桥梁施工方法吊装而成桥梁时，易于实现拱轴线长度和位移满足设计要求，而且桥梁在拱箱吊装段的连接强和刚度均有保证，实施过程相对简便，安全可靠，同时还能够降低施工成本。

附图说明

图1是缆索吊装施工法中拱桥吊装合拢示意图；

图2是本发明桥梁施工用连接装置使用位置示意图；

图3是本发明桥梁施工用连接装置使用位置结构详图；

图4是本发明桥梁施工用连接装置使用部位的示意图；

图5是本发明桥梁施工用连接装置的使用效果图；

图6是本发明连接轴盘的第一三维结构图；

图7是本发明连接轴盘的第二三维结构图；

图8是本发明钢垫板的第一三维结构图；

图9是本发明钢垫板的第二三维结构图。

图中，1-第一拱箱吊装段，2-第二拱箱吊装段，3-扣索，4-连接轴盘，5-现浇混凝土，6-垫脚，7-左撑板，8-右撑板，9-撑脚，10-钢垫板，11-通孔一，12-螺栓，13-通孔二，14-精轧螺纹钢，15-槽型钢。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明作进一步的说明。

如图2～图5所示，本发明的桥梁施工用连接装置，用于连接箱型无铰拱桥中相邻的两个拱箱吊装段，包括左撑板7、右撑板8和两块钢垫板，两块钢垫板分别为第一钢垫板和第二钢垫板，第一钢垫板和第二钢垫板均可采用厚度为4cm的钢板，两个拱箱吊装段分别为第一拱箱吊装段1和第二拱箱吊装段2，第一钢垫板锚固于第一拱箱吊装段1上与第二拱箱吊装段2相邻的端部，第二钢垫板锚固于第二拱箱吊装段2上与第一拱箱吊装段1相邻的端部；左撑板7和右撑板8的结构类似，共同组成可以相互转动的轴承体系，左撑板7与右撑板8相互交叉设置且在交叉位置轴接，形成连接轴盘4，左撑板7与右撑板8选用q235钢；左撑板7与右撑板8轴接后的整体结构设置于第一拱箱吊装段1和第二拱箱吊装段2之间的接缝处，左撑板7的两端分别与第一钢垫板和第二钢垫板固定连接，右撑板8的两端分别与第一钢垫板和第二钢垫板固定连接；左撑板7与右撑板8之间固定连接有型钢；第一钢垫板和第二钢垫板之间形成的空间内填充有现浇混凝土5。拱箱吊装段1、拱箱吊装段2是箱型无铰拱桥中常见的结构组成部分。

作为本发明优选的实施方案，进一步参照图6和图7，左撑板7与右撑板8的两端均设有撑脚9，第一钢垫板和第二钢垫板上分别对称设有用于支撑撑脚9的垫脚6，垫脚6与第一钢垫板以及第二钢垫板可采用焊接；左撑板7两端的撑脚9分别与第一钢垫板和第二钢垫板上对应的垫脚6固定连接，右撑板8两端的撑脚9分别与第一钢垫板和第二钢垫板上对应的垫脚6固定连接。每个撑脚9上设有两个通孔一11，通孔一11贯通撑脚9；垫脚6上设有两个与撑脚9上的两个通孔一11位置相适配的通孔二13；撑脚9与与其对应的垫脚6之间利用通孔一11、通孔二13以及螺栓12固定连接。通过垫脚对撑角进行支撑，使得左撑板与右撑板的受力情况改善，能够增加连接处的强度。

作为本发明优选的实施方案，进一步参照图6～图7，左撑板7两端的撑脚9与左撑板7之间的夹角为钝角，左撑板7两端的撑脚9关于左撑板7的中心呈中心对称分布；右撑板8两端的撑脚9与右撑板8之间的夹角为钝角，右撑板8两端的撑脚9关于右撑板8的中心呈中心对称分布；垫脚6上与撑脚9接触的表面与第一钢垫板以及第二钢垫板之间的夹角为钝角；撑脚9与垫脚6的接触面相贴合。通过该结构能够改善撑脚9与垫脚6处螺栓12的受力情况，尽可能将螺栓12所受的剪力降到最低

如图9所示，作为本发明优选的实施方案，第一钢垫板和第二钢垫板上均对称设置有多组垫脚6，每个垫脚6上的斜坡角度是不一样的，每个垫脚6斜度的确定由连接轴盘4上的撑角9和钢垫板10上的垫脚6组合后的形状位置确定，多组垫脚6用于适应第一拱箱吊装段1和第二拱箱吊装段2之间长度不同的接缝。

如图4所示，作为本发明优选的实施方案，左撑板7与右撑板8之间固定连接的型钢采用槽型钢15，槽型钢15分布于左撑板7与右撑板8轴接后整体结构的上侧空间区域以及下侧空间区域，槽型钢15的轴线方向为第一钢垫板至第二钢垫板的方向，槽型钢15的两端与左撑板7与右撑板8均焊接，槽型钢15的该分部结构利用了抗拉以及抗压性能，提高了本发明连接结构的整体刚性以及强度。

如图3～图5所示，第一拱箱吊装段1的四角混凝土中均埋设有精轧螺纹钢14，所有精轧螺纹钢14的一端与第一钢垫板焊接。第二拱箱吊装段2的四角混凝土中均埋设有精轧螺纹钢14，所有精轧螺纹钢14的一端与第二钢垫板焊接。通过精轧螺纹钢14将第一钢垫板与第一拱箱吊装段1进行锚固，以及通过精轧螺纹钢14将第二钢垫板与第二拱箱吊装段2进行锚固，使得钢垫板与拱箱吊装段之间紧密联系，无法分离，锚固效果好。

参照图1和图2，本发明的桥梁施工方法，利用上述桥梁施工用连接装置进行，在使用缆索吊装施工法将预制构件吊装成桥梁时，用缆索吊装系统将各个拱箱吊装段吊装到位，当第一拱箱吊装段1和第二拱箱吊装段2到达指定位置时，吊索尚未拆除，拱箱吊装段1和拱箱吊装段2均处于悬空的位置，此时调整左撑板7和右撑板8的交叉角度，以间接调整第一拱箱吊装段1和第二拱箱吊装段2接头的距离；

待到所有拱箱吊装段均吊装安装到位后，实测拱轴线与设计拱轴线位置相符合后，将左撑板7的两端分别与第一钢垫板和第二钢垫板固定连接，将右撑板8的两端分别与第一钢垫板和第二钢垫板固定连接；

然后用型钢将左撑板7和右撑板18固定连接，形成一体的固定结构，以使得在第一拱箱吊装段1和第二拱箱吊装段2接头处未浇筑混凝土时，稳定第一拱箱吊装段1和第二拱箱吊装段2；

接着在第一钢垫板和第二钢垫板之间浇筑现浇混凝土5，使得型钢、左撑板7和右撑板18完整的埋入到混凝土中，并与各个拱箱吊装段连接在一起，形成桥梁的主拱圈。

作为本发明优选的实施方案，现浇混凝土5采用与拱箱吊装段相同的材料，现浇混凝土5的强度等级比拱箱吊装段的强度等级高一个等级。

作为本发明优选的实施方案，在拱桥施工预制场预制拱箱吊装段时，将钢垫板10上焊接的精轧螺纹钢14埋入到拱箱吊装段端部的混凝土中，使得拱箱吊装段和钢垫板10刚性连接到了一起。