一种用于桥梁新旧主梁横向拼接施工的临时锁定装置

1.本实用新型涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种用于桥梁新旧主梁横向拼接施工的临时锁定装置。


背景技术：

2.随着我国道路交通运输产业的迅猛发展，很多早先建设的道路已经难以满足当前及未来的交通通行要求，这使得很多道路一直面临拥堵运输的问题，严重制约经济社会发展。为了解决当前道路交通拥堵现状，对既有道路进行改扩建是重要解决手段，在我国诸多城市已经大面积应用，在未来也有更多的需求。桥梁是道路的关键性节点工程，对既有桥梁进行改造拓宽，采用下部结构分离和上部结构连接是主要方法之一，因此新旧桥梁的横向拼接成为桥梁改扩建的关键施工内容。
3.然而，在新旧桥梁横向拼接过程中，如果旧桥桥面有交通通行，车辆行进过程中会在旧桥拼接位置产生显著的竖向振动，这直接影响拼接混凝土的早期性能，如果拼接过程中旧桥因车辆运行导致的拼接处竖向振动幅度过大和振动频率过高，则使得拼接混凝土在浇筑早期出现开裂等问题，直接影响新旧桥梁的拼接质量及结构的安全，因此目前在新旧桥梁横向拼接施工中通常对旧桥交通进行引流或者完全中止，这又会对区域交通运输产生很大的影响，造成显著的间接的经济损失和社会影响。
4.因此在新旧桥梁横向拼接中，如何在交通通行状态下，减少车辆震动对拼接混凝土的性能的影响，保证新旧桥梁拼接的质量和安全，是现有技术中面临的难题。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种用于桥梁新旧主梁横向拼接施工的临时锁定装置，用于限制新旧桥主梁的相对竖向位移，保证拼接混凝土在浇筑初期不发生开裂或应力水平在目标控制范围。
6.本实用新型的目的可以通过如下技术方案实现：所述临时锁定装置包括螺柱、数块钢板和数个螺母；所述钢板中间设有通孔或螺纹孔，所述螺柱贯穿钢板的通孔或螺纹孔，数块钢板分成上钢板和下钢板，所述螺母将上钢板、下钢板分别对应锁紧在新旧主梁拼接间隙的上方、下方。
7.设置在主梁上方的钢板、下方的钢板、以及上方的螺母和下方的螺母，均可以根据需要使用一个或多个。这个可以根据车流量信息、梁板的厚度、和临时拼接装置的具体尺寸和形状等来综合验算。
8.施工临时锁定装置用于限制新旧桥主梁的相对竖向位移，保证拼接混凝土在浇筑初期不发生开裂或应力水平在目标控制范围，从而进一步保证新旧桥梁拼接的质量和安全。
9.进一步的，所述钢板呈略凹向其与新旧主梁接触位的形状。这样的形状设计可以使得螺母锁紧的过程中借助钢板本身材质和形状，产生一定的弹性，使得钢板和新旧主梁
接触时，锁紧更稳定，又不会过于损伤新旧主梁。
10.进一步的，所述螺柱可以采用精轧螺纹钢筋，采用工地上随处可见的精轧螺纹钢筋，其成本低，选材和制造都更加方便。
11.进一步的，所述上钢板为一块或两块，所述下钢板为两块。因下钢板承接在主梁下方，受力比较大，所以采用两块钢板更合适。
12.此外，为了确保螺母将钢板锁紧时受力更加均匀，在钢板上和螺母接触的位置设有凸台；或者在钢板上不设置凸台，而是在钢板和螺母接触的对应位置安装有一个垫片，也可以起到同样的作用。
13.进一步的，所述钢板为变厚度，通常选用中部厚，边缘薄，从中部到边缘逐渐过渡。
14.进一步的，所述钢板中间呈圆形或多边形，钢板周围设有不少于两个叶片。
15.进一步的，所述上钢板或下钢板均可以选用一块或两块钢板，当选用一块钢板时，采用多叶片式；当采用两块钢板时，采用两叶片式，且两个两叶片式钢板的叶片交叉放置。
16.钢板采用变厚度设计，周围设置多个叶片，可以使得钢板结构和受力更合理，叶片和新旧主梁的梁板接触更充分，受力更加均匀，且不会给桥体带来损坏。
17.在桥梁新旧主梁横向拼接施工时候，采用本实用新型的临时锁定装置时，其施工方法和原理如下：
18.在旧桥旁建造相同跨径和桥跨结构型式的新桥，新旧桥主梁间预留主梁拼接间隙；
19.拆除旧桥拼接处防撞护栏，对混凝土表面进行凿毛和植筋，并在旧桥采用水马做拼接施工的交通防护临时设施；
20.在所述主梁拼接间隙处设置若干个临时锁定装置，控制新旧主梁的竖向位移；
21.搭设支架及模板，浇筑拼接混凝土；
22.待拼接混凝土达到强度后拆除模板、支架和临时锁定装置；
23.浇筑拆除临时锁定装置位置的拼接混凝土；
24.对每跨均按上述方法进行施工，直到新旧桥拼接完成，再进行桥面防水、桥面铺装工序；
25.待铺装层达到施工强度后拆除水马，新旧桥投入运营使用。
26.由于采用了临时锁定装置，其功能用于限制新旧桥主梁的相对竖向位移，保证拼接混凝土在浇筑初期不发生开裂。
27.具体使用临时锁定装置的时候，可以将其在每个拼接跨的整个跨度上对称或均匀设置；或者将数个临时锁定装置组成临时锁定装置组，所述临时锁定装置组在每个拼接跨的整个跨度上对称或均匀设置。将临时锁定装置和临时锁定装置组对称或均匀地设置在拼接跨上，可以使得每个位置的受力更均匀和平衡。
28.无论是所述临时锁定装置还是所述临时锁定装置组，其设置位置可以优选在每个拼接跨的跨中和四分点，此时从跨中和支点分别向四分点搭设支架及模板，浇筑拼接混凝土；或将所述临时锁定装置或所述临时锁定装置组设置在每个拼接跨的三分点，此时从跨中和支点分别向三分点搭设支架及模板，浇筑拼接混凝土。其中每个桥跨的主梁端部支座所在的位置为所述支点位置，主梁中央为跨中位置。
29.浇筑拼接混凝土的顺序可以从跨中和支点分别向四分点搭设支架及模板，然后浇
筑混凝土。使得已浇筑拼接缝可以进一步限制新旧主梁的相对竖向位移，提高后续拼接混凝土的可施工性。浇筑拼接混凝土的支架可以采用反力吊。
30.本实用新型具有如下有益效果：
31.1.本实用新型的临时锁定装置可以方便地拆卸安装，无需对旧桥进行打孔，其使用不对新旧桥梁产生任何损伤。
32.2.本实用新型的临时锁定装置布置在每一跨的主梁竖向变形较为显著的跨中和四分点等位置，可以最大程度发挥该临时锁定装置的功能。
33.3.本实用新型的临时锁定装置的锁定及相应的施工过程使得已经浇筑的拼接混凝土可以发挥限制因旧桥行车荷载作用产生的新旧主梁在拼接位置的相对竖向位移，减少车桥振动对拼接混凝土早期性能的干扰，从而提高新旧主梁拼接混凝土的质量。使得旧桥在扩建改造全过程中可以维持既有交通的通行，不需要进行交通封闭或引流，可以显著降低改扩建工程的交通维护成本，并提高改扩建桥梁的施工建设效率。
附图说明
34.图1a是本实用新型临时锁定装置的一个实施例的结构示意图(上下各两个钢板)。
35.图1b是本实用新型临时锁定装置的另一个实施例的结构示意图(上面一个钢板，下面两个钢板)。
36.图2a是本实用新型临时锁定装置的四叶片钢板实施例结构的平面示意图。
37.图2b是本实用新型临时锁定装置的两叶片钢板实施例结构的平面示意图。
38.图2c是本实用新型临时锁定装置的两叶片钢板另一个实施例结构的平面示意图。
39.图3是新旧主梁横向拼接施工中的桥面横向截图。
40.图4是交通通行状态下改扩建桥梁新旧主梁横向拼接施工中的俯视图，图中是截取了位于两支点间的一段梁板，显示了拼接缝的施工顺序。
41.图5是交通通行状态下改扩建桥梁新旧主梁横向拼接施工中搭设模板和反力吊的示意图。
42.图中：1为临时锁定装置、2为螺柱，3为钢板、31为通孔、32为中部、33 为叶片、34为凸台、4为螺母、5为水马、6为旧桥、7为新桥、8为主梁拼接间隙、9为防撞护栏、10为拼接缝、11为水马、12为模板、13为反力吊、14 为螺栓。
具体实施方式
43.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细地描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
44.如图1a为本实用新型的临时锁定装置1的一个实施例的结构示意图，包括螺柱2、四块钢板3、和两个螺母4，所述钢板3中部均设有通孔31。使用时，将四块钢板3中的两块作为上钢板、两块作为下钢板，分别置于主梁拼接间隙8 位置的上方和下方，然后将螺柱2穿过钢板3上的通孔31，再通过螺母4分别将上、下钢板3锁定在主梁上、下方。
45.图1b为本实用新型的临时锁定装置1的另外一个实施例，该实施例中，上钢板采用了一块，下钢板采用了两块，连接的螺柱采用了螺栓14；使用时，将螺栓14贯穿两块下钢板，然后从新旧主梁的间隙下方上穿，再将上钢板装入螺栓14，最后再旋紧螺母将上、下钢板分
别锁紧在主梁上、下方。
46.当然，所述螺柱或螺栓可以采用工地上常见的螺纹钢筋，既方便又可以节约成本。
47.如图2a、2b、2c为钢板3的三种实施例，其中图2a的钢板有四个叶片33，图2b、2c有两个叶片33。所述钢板3的厚度可以为变厚度，是变厚度钢板。钢板3的形状中部32较厚，呈矩形，上面开有通孔31，钢板3周围设有两个或两个以上叶片33，钢板3在靠近螺母4的位置可以设凸台34。当临时锁定装置 1的上钢板或下钢板只采用一块钢板时，可以采用多叶片式钢板，而采用两块钢板时，则可以采用两叶片式钢板；当采用两块两叶片式钢板时，两叶片交叉放置。这些都有助于锁紧效果更好，受力更均匀，并减少对主梁的损伤。
48.本实用新型的临时锁定装置，可以应用在交通通行状态下改扩建桥梁新旧主梁横向拼接施工中，其使用方法及工作原理如下：
49.在旧桥6旁建造相同跨径和桥跨结构型式的新桥7，新旧桥主梁间预留主梁拼接间隙8；
50.拆除旧桥6拼接处防撞护栏9，对混凝土表面进行凿毛和植筋，并在旧桥6 采用水马11做拼接施工的交通防护临时设施；
51.在所述主梁拼接间隙处设置若干个临时锁定装置1，控制新旧主梁的竖向位移；
52.搭设支架及模板12，浇筑拼接混凝土；
53.待拼接混凝土达到强度后拆除模板12、支架和临时锁定装置1；
54.浇筑拆除临时锁定装置1位置的拼接混凝土；
55.对每跨均按上述方法进行施工，直到新旧桥拼接完成，再进行桥面防水、桥面铺装工序；
56.待铺装层达到施工强度后拆除水马11，新旧桥投入运营使用。
57.图3为新旧桥拼接施工后的横截面图。在旧桥7和新桥6之间为主梁拼接间隙8，浇筑混凝土后形成拼接缝10。所述的临时锁定装置1在施工中是竖直方向置于主梁拼接间隙8中的，临时锁定装置1的上、下钢板的叶片33则被螺母4锁紧在主梁的上、下方。
58.图4为新旧主梁横向拼接施工中的俯视图，图中是截取了位于两支点间的一个桥跨，显示了拼接缝10的施工顺序。在旧桥6和新桥7之间为主梁拼接间隙8，该桥跨的主梁两端支座所在的位置为支点位置，主梁中央为跨中位置，图中在桥跨的跨中和两个四分点位分别设置了三个临时锁定装置组，每个临时锁定装置组有三个临时锁定装置。当然，每个临时锁定装置组也可以有2个、4个、 5个临时锁定装置；也可以不用临时锁定装置组，而是在每个拼接跨均匀或对称设置单个的临时锁定装置。此外，临时锁定装置或所述临时锁定装置组设置位置也是可变的，比如还可以设置在每个拼接跨的三分点位置。
59.图4中同时显示了搭设模板、支架和浇筑混凝土的顺序，如箭头所示，从两个支点位和跨中位分别向两个四分点位置进行搭设支架、模板，然后浇筑。当然这一顺序也不是唯一的，还可以从跨中和支点分别向三分点搭设支架及模板，浇筑拼接混凝土。在浇筑拼接混凝土的过程中，施工中搭设的支架可以用反力吊13，参见图5。
60.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，只要是在上述实施例基础上实现的非实质性改进的技术方案，均应视为包含在本实用新型的专利保护范围内。