复杂三维变截面拱肋合拢结构的制作方法

1.本申请涉及桥梁工程中拱肋安装工程领域，特别是涉及复杂三维变截面拱肋合拢结构。


背景技术：

2.钢管拱桥作为一种重要的桥型结构，已在道路桥梁工程中得到了较为广泛的应用。在钢管拱桥的拱肋拼装施工时，如何提升拱肋的吊装定位精度、改善拱肋结构的受力性能、提高现场施工效率一直是工程施工控制的重点和难点。
3.现有技术中已有一种拱肋合拢段安装结构，包括固定在两片半边拱肋上端的用于提升合拢段部分竖直移动的提升装置，还包括固定在半边拱肋上的用于调节半边拱肋上端横桥向位置的横向调位装置以及用于调节半边拱肋上端顺桥向位置的纵向调位装置。该方案虽可解决拱肋合拢段的顶压校位问题，但结构难以满足拱肋合拢段的同步安装问题，且结构需依赖外部承载平台提供反力，因此现场施工控制难度较大。
4.鉴于此，为提高拱肋安装的修复施工质量和精确度，目前亟待发明一种可以提升变截面拱肋的安装定位精度、降低现场施工难度、减小环境影响的复杂三维变截面拱肋精确安装施工方法。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种不但可以降低变截面拱肋空间线型校正的难度，而且可以提升变截面拱肋与拱脚基础的连接强度，还能降低现场施工平台搭设施工的难度、保护施工环境的复杂三维变截面拱肋合拢结构。
6.本申请提供复杂三维变截面拱肋合拢结构，用于将拱肋合拢段安装在变截面拱肋上，包括变截面拱肋合拢段两侧的变截面拱肋上分别设有拼接套箍，拼接套箍上固定箍侧撑板，其中一块箍侧撑板上设有导向槽板和顶压撑杆，顶压撑杆水平放置在导向槽板上，导向槽板上放置用于对顶压撑杆施加横向顶压力的承压千斤顶；拱肋合拢段置于合拢底撑板上，合拢底撑板的底部设有顶压千斤顶，拼接套箍下设有悬吊撑板，悬吊撑板与拼接套箍通过悬吊撑柱固定，顶压千斤顶置于悬吊撑板上用于将拱肋合拢段顶升至两相对的变截面拱肋之间。
7.在一种可能的实现方式中，变截面拱肋的顶板上设置悬撑作业平台，悬撑作业平台包括撑架顶板、撑架底板、撑架吊杆和挂板紧固体，撑架顶板和撑架底板分别与撑架吊杆垂直焊接连接，使撑架顶板与变截面拱肋的顶面相接，挂板紧固体设置在变截面拱肋的周侧，挂板紧固体上设置压板紧固栓，通过压板紧固栓对挂板紧固体施加顶压力使其与变截面拱肋的腹板紧密贴合。
8.在一种可能的实现方式中，挂板紧固体包括撑架挂板、顶压连杆、顶压连板和连杆压板，其中撑架挂板镜像对称设于撑架顶板的两侧，顶压连杆和顶压连板通过连杆端铰连接，压板紧固栓的一端连接在撑架挂板的侧壁上，另一端穿过连杆压板，压板紧固栓对连杆
压板及顶压连杆施加顶压力，使顶压连板与变截面拱肋的腹板紧密贴合。
9.在一种可能的实现方式中，拼接套箍包括两块套箍箍板，套箍箍板的外侧壁上设有套箍箍板垂直连接的箍侧撑板，两块相对的箍侧撑板通过套箍螺栓连接。
10.在一种可能的实现方式中，悬吊撑柱一端与拼接套箍的套箍箍板垂直焊接连接，另一端与悬吊撑板垂直焊接连接或通过螺栓连接，悬吊撑柱面向拱肋合拢段的侧壁上依次设有立板调节栓和导向立板，立板调节栓设置在导向立板上，两块导向立板相对设置用于引导拱肋合拢段的安装方向。
11.在一种可能的实现方式中，导向槽板采用钢板轧制而成，横断面呈“u”形，顶压撑杆水平放置在导向槽板上，顶压撑杆的侧面与导向槽板相贴合。
12.在一种可能的实现方式中，压板紧固栓采用螺杆轧制而成，压板紧固栓的一端与撑架挂板垂直焊接连接，另一端穿过连杆压板后通过螺栓紧固。
13.在一种可能的实现方式中，立板调节栓包括螺杆和螺栓，并使螺栓两侧螺杆的紧固方向相反。
14.相较现有技术，本实用新型具有以下的特点和有益效果：
15.(1)本方案在变截面拱肋合拢段两侧的变截面拱肋上分别设置拼接套箍，通过拼接套箍设置承压千斤顶和顶压千斤顶，承压千斤顶对顶压撑杆施加顶压预应力，使两段变截面拱肋之间的距离被撑开，方便将拱肋合拢段安装在变截面拱肋上，降低了拱肋合拢段合拢施工的难度；由于两段变截面拱肋之间的距离被撑开，拱肋合拢段可以被顶压千斤顶顶升至两相对的变截面拱肋间，拱肋合拢段的两端能与变截面拱肋同步安装，提升了施工效率。
16.(2)本方案在变截面拱肋上通过压板紧固栓对挂板紧固体施加顶压力使其与变截面拱肋的腹板紧密贴合，使变截面拱肋固定后不发生移动，与现有技术中依赖外部平台提供反力相比，可有效降低现场施工平台搭设施工的难度。
17.(3)本方案在顶升拱肋合拢段过程中通过导向立板进行导向限位，可有效防止顶升过程中拱肋合拢段发生移动导致其无法被顶升至两相对的变截面拱肋之间，因此降低了拱肋合拢段合拢施工的难度。
附图说明
18.为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本实用新型变截面拱肋合拢施工结构示意图；
20.图2是图1拼接套箍接示意图
21.图3是本实用新型悬撑作业平台纵断面结构示意图
22.图4是图3悬撑作业平台横断面结构示意图。
23.图中：1
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变截面拱肋；8
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顶压千斤顶；19
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撑架底板；36
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悬撑作业平台；37
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压板紧固栓；38
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连杆压板；39
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顶压连杆；40
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顶压连板；41
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拼接套箍；42
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悬吊撑柱；43
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悬吊撑板；44
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承压千斤顶；45
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导向槽板；46
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拱肋合拢段；47
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合拢底撑板；48
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顶压撑杆；62
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撑架顶
板；64
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撑架吊杆；65
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挂板紧固体；66
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撑架挂板；67
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连杆端铰；69
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套箍箍板；70
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箍侧撑板；71
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套箍螺栓；72
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立板调节栓；73
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导向立板。
具体实施方式
24.为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本申请保护的范围。
25.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
26.在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
27.除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
28.需要说明的是，当组件被认为是“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
29.现场吊装施工技术要求、型钢轧制及焊接施工技术要求、螺栓紧固施工技术要求、现场切割施工技术要求等，本实施方式中不再赘述，重点阐述本实用新型涉及方法的实施方式。
30.参照图1
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图4，在本申请实施例中提供了复杂三维变截面拱肋合拢结构，用于将拱肋合拢段46安装在变截面拱肋1上，包括：变截面拱肋合拢段两侧的变截面拱肋1上分别设有拼接套箍41，拼接套箍41上固定箍侧撑板70，其中一块箍侧撑板70上设有导向槽板45和顶压撑杆48，顶压撑杆48水平放置在导向槽板45上，导向槽板45上放置用于对顶压撑杆48
施加横向顶压力的承压千斤顶44；拱肋合拢段46置于合拢底撑板47上，合拢底撑板47的底部设有顶压千斤顶8，拼接套箍41下设有悬吊撑板43，悬吊撑板43与拼接套箍41通过悬吊撑柱42固定，顶压千斤顶8置于悬吊撑板43上用于将拱肋合拢段46顶升至两相对的变截面拱肋1之间。
31.在本实施例中，如图1所示，变截面拱肋1可以采用厚度为10mm的钢板焊接而成，垂直于轴线方向的横断面形状呈等腰梯形并连续变化。顶压千斤顶8、承压千斤顶44可以采购得到，因此对于本领域技术人员而说，可以依据其所要实现的功能，而选取合适型号的千斤顶，示例性的，本方案中可以采用量程为30吨的液压千斤顶。顶压撑杆48用来在两段变截面拱肋1之间顶开一端距离，在本实施例中，顶压撑杆48优选为外径为200mm的钢管。
32.在其中一些实施例中，变截面拱肋1的顶板上设置悬撑作业平台36，悬撑作业平台36包括撑架顶板62、撑架底板19、撑架吊杆64和挂板紧固体65，在本实施例中，撑架底板19可以由厚度为10mm的钢板轧制而成。撑架顶板62和撑架底板19分别与4根撑架吊杆64垂直焊接连接，使撑架顶板62与变截面拱肋1的顶面相接，撑架顶板62采用厚度为10mm的钢板轧制而成，撑架吊杆64采用直径100mm的钢管制成。挂板紧固体65设置在变截面拱肋1的周侧，挂板紧固体65上设置压板紧固栓37，通过压板紧固栓37对挂板紧固体65施加顶压力使其与变截面拱肋1的腹板紧密贴合。压板紧固栓37采用直径为60mm的螺杆轧制而成；连杆压板38采用厚度为2mm的钢板轧制而成，其上设置供压板紧固栓37穿设的孔洞，与顶压连杆39垂直焊接连接。
33.在其中一些实施例中，挂板紧固体65包括撑架挂板66、顶压连杆39、顶压连板40和连杆压板38，其中撑架挂板66采用厚度为10mm的钢板轧制而成，其镜像对称设于撑架顶板62的两侧，顶压连杆39和顶压连板40通过连杆端铰67连接，压板紧固栓37的一端连接在撑架挂板66的侧壁上，另一端穿过连杆压板38，压板紧固栓37对连杆压板38及顶压连杆39施加顶压力，使顶压连板40与变截面拱肋1的腹板紧密贴合。其中，顶压连杆39采用直径60mm的钢管制成，顶压连板40采用厚度为2mm的钢板轧制而成，连杆端铰67采用直径为60mm的球铰。
34.在其中一些实施例中，拼接套箍41包括两块套箍箍板69，套箍箍板69的外侧壁上设有套箍箍板69垂直连接的箍侧撑板70，两块相对的箍侧撑板70通过套箍螺栓71连接。其中，套箍箍板69和箍侧撑板70均采用厚度为10mm的钢板轧制而成；导向槽板45横断面呈“u”形，采用厚度为10mm的钢板轧制而成，内径为200mm。
35.在其中一些实施例中，悬吊撑柱42一端与拼接套箍41的套箍箍板69垂直焊接连接，另一端与悬吊撑板43垂直焊接连接或通过螺栓连接，悬吊撑柱42面向拱肋合拢段46的侧壁上依次设有立板调节栓72和导向立板73，立板调节栓72设置在导向立板73上，两块导向立板73相对设置用于引导拱肋合拢段46的安装方向。悬吊撑板43采用厚度为10mm的钢板轧制而成；拱肋合拢段46采用厚度为10mm的钢板轧制而成；立板调节栓72包括直径为60mm的螺杆和螺栓，并使螺栓两侧螺杆的紧固方向相反。导向立板73采用厚度为2mm的钢板轧制而成，与立板调节栓72垂直焊接连接。
36.在其中一些实施例中，导向槽板45采用厚度为10mm的钢板轧制而成，横断面呈“u”形，内径为200mm，顶压撑杆48水平放置在导向槽板45上，顶压撑杆48的侧面与导向槽板45相贴合。压撑杆48的曲率与拱肋合拢段46的曲率相同。
37.在其中一些实施例中，压板紧固栓37采用螺杆轧制而成，压板紧固栓37的一端与撑架挂板66垂直焊接连接，另一端穿过连杆压板38后通过螺栓紧固。
38.综上所述，本方案提供复杂三维变截面拱肋合拢结构，用以解决相关技术中拱肋安装的修复施工质量和精确度的问题，具体而言，现有的拱肋合拢段安装结构需依赖外部承载平台提供反力，且在安装施工时需先安装拱肋合拢段的一端，再固定其另一端，无法满足同步安装的需求，导致施工效率较低。固本方案与现有的拱肋合拢段安装结构相比，大大提升了施工效率。具体的，在施工中，如图1
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4所示，将变截面拱肋1的腹板置于变截面拱肋1的底板上，在已安装的变截面拱肋1的顶板上设置悬撑作业平台36，并通过压板紧固栓37对连杆压板38及顶压连杆39施加顶压力，使顶压连板40与变截面拱肋1的腹板紧密贴合；采用外部吊装设备进行上部相接的变截面拱肋1吊放施工，并使相接的变截面拱肋1通过焊接连接；在变截面拱肋1合拢段两侧的变截面拱肋1上分别设置拼接套箍41，并在相对的拼接套箍41下的悬吊撑柱42之间设置悬吊撑板43；将承压千斤顶44置于导向槽板45上，将拱肋合拢段46置于合拢底撑板47上；先通过承压千斤顶44对顶压撑杆48施加横向顶压力，再通过顶压千斤顶8将拱肋合拢段46顶升至两相对的变截面拱肋1之间，并使拱肋合拢段的两端与相接的变截面拱肋1焊接连接，至此施工结束。本方案与现有技术的区别在于，在变截面拱肋合拢段两侧的变截面拱肋1上分别设置拼接套箍41，通过拼接套箍41设置承压千斤顶44和顶压千斤顶8，承压千斤顶44对顶压撑杆48施加顶压预应力，使两段变截面拱肋1之间的距离被撑开，方便将拱肋合拢段46安装在变截面拱肋1上，降低了拱肋合拢段46合拢施工的难度；由于两段变截面拱肋1之间的距离被撑开，拱肋合拢段46可以被顶压千斤顶8顶升至两相对的变截面拱肋1间，拱肋合拢段46的两端能与变截面拱肋1同步安装，提升了施工效率。并且在变截面拱肋1上通过压板紧固栓37对挂板紧固体65施加顶压力使其与变截面拱肋1的腹板紧密贴合，不依赖搭建外部平台可以使变截面拱肋1固定后不发生移动。另外，本方案在顶升拱肋合拢段46过程中通过导向立板73进行导向限位，可有效防止顶升过程中拱肋合拢段46发生移动导致其无法被顶升至两相对的变截面拱肋1之间，因此降低了拱肋合拢段46合拢施工的难度。
39.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
40.以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。