CN101260651A - 主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固固方法及装置。它是在承台施工时，将预应力杆设在锚桩内部和/或外部，预应力杆下端与锚桩连接锚固在承台顶面内，然后锚桩与承台连接，预应力杆的另一端锚固在锚桩的顶部与横梁连接，对预应力杆施加预加力；这样预应力杆与锚桩组成的竖直锚固体系，使预应力杆和锚桩通过自动协调变形进行内力重分配，实现横梁与承台之间自平衡加载锚固。本发明利用预应力杆预张力来消除锚桩朔性变形和部分弹性变形，很好的解决了钢箱梁悬拼施工过程中产生的强大拉压荷载造成支架变形很大的问题。该方法操作方便简单，实施容易，易于控制稳定；所述装置结构简单，施工成本低。

Description

主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固方法和装置

技术领域

本发明属于双塔双索面钢箱梁桥梁施工技术，具体涉及一种横梁与承台之间实现锚固的方法，及实现锚固的装置。

背景技术

双塔双索面钢箱梁桥梁的主梁采用分离式钢箱梁，上下行两幅之间用钢横梁连接，其中下塔柱为”人”字形结构，中、上塔柱为独柱结构，独柱部分塔柱从钢箱梁上下行两幅的中间空挡穿过，一直延伸至塔顶最高点。独柱结构的存在及塔梁之间的相互位置，决定零号块梁段只能锚固在临时支架上，临时支架生根于承台顶面，承台顶面与支架顶面的距离达56m，钢箱梁悬拼施工过程中产生的强大拉压荷载造成支架变形很大，现有的承台与梁段之间采用的锚固方式及装置，无法满足钢箱梁悬拼施工精度要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固方法，并提供一种主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固装置，以解决上述问题。

实现本发明目的之一的主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固方法，它是在承台施工时，将预应力杆设在锚桩内部和/或外部，预应力杆下端与锚桩连接锚固在承台顶面内，然后锚桩与承台连接，预应力杆的另一端锚固在与锚桩连接的横梁顶部，对预应力杆施加预加力；这样预应力杆与锚桩组成的竖直锚固体系，使预应力杆和锚桩通过自动协调变形进行内力重分配，实现横梁与承台之间自平衡加载锚固。

所述预应力杆为钢筋，特别是精扎螺纹钢筋。

实现本发明目的之二的主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固装置，它包括横梁与承台之间连接的锚桩，所述锚桩内和/或外设有预应力杆，预应力杆的一端连接承台，预应力杆的另一端锚固在横梁顶面。

本发明利用预应力杆特别是利用精扎螺纹钢筋强度高、变形小的特性，来抵抗主梁悬拼施工过程中重复荷载的作用，利用预张力来消除锚桩朔性变形和部分弹性变形，很好的解决了钢箱梁悬拼施工过程中产生的强大拉压荷载造成支架变形很大的问题。该方法操作方便简单，实施容易，易于控制稳定；所述装置结构简单，施工成本低。

附图说明

图1主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固结构示意图。

图2图1中A处放大图。

图3图2中D-D剖视示意图。

图4图1中B处放大图。

图5图3中E-E剖视示意图。

具体实施方式

如图1所示，承台1上连接锚桩2，锚桩2上端连接横梁3。本实施例锚桩2采用钢管桩。锚桩2之间连接平联装置4。平联装置4与现有的结构相同，不再此类述其结构。锚桩2内设有预应力杆5，预应力杆5的一端与承台1连接，另一端锚固在横梁3顶面。本实施例中预应力杆5采用精轧螺纹钢筋。

承台1与精轧螺纹钢筋5的连接结构如图4所示，精轧螺纹钢筋5下端连接锚板6，锚板6的周围设有加强钢筋7。锚板6、加强钢筋7和精轧螺纹钢筋5下部埋在承台1内。承台1上连接垫板8，垫板8通过螺纹及钢筋9固定在承台1上。精轧螺纹钢筋5穿过垫板8由锚具10锚固在承台1上。锚具10可为螺母。锚桩2与垫板8连接，可采用焊接。本实施例中精轧螺纹钢筋5沿圆周设在锚桩2内(图5)。锚桩2侧壁上设加强筋板10与垫板8焊接。

横梁3与精轧螺纹钢筋5的连接结构如图2所示，横梁3上连接锚板11，精轧螺纹钢筋5穿过横梁3和锚板11由锚具12施加预加力使之与横梁3连接(锚板11上开设孔，精轧螺纹钢筋5从孔中穿过)，锚具12采用螺母。锚板11上连接接长钢管桩13，精轧螺纹钢筋5沿圆周设在接长钢管桩13(图3)，接长钢管桩13内填充混凝土砂浆14，将施加有预应力的精轧螺纹钢筋5及锚具12固定在混凝土砂浆14内。接长钢管桩13外设有加强筋板15与锚板11焊接。

承台施工时，将预应力杆精轧螺纹钢筋5与锚板6通过螺母连接，在锚板6区域布设加强钢筋7后进行砼浇注，将垫板8穿过露出的精轧螺纹钢筋5并用锚具10螺母连接，再利用螺纹及钢筋9将垫板8锚固在承台上；将钢管桩2与垫板8焊接；接长精扎螺纹钢筋及锚桩，锚桩接长到位后；将精扎螺纹钢筋5穿过横梁3及其上的锚板11，通过锚具12螺母施加预应力后用混凝土砂浆14填充，完成施工。

预应力施加工作原理：其原理来源于虎克定理，即 $p=\frac{E.A}{L}.\mathrm{\Δl},$ P为荷载值；E为弹性模量；A为截面面积；L为杆件长度；ΔL为变形值；设A1为预应力钢筋截面面积；A2为钢管截面面积；E为钢材弹性模量；L为锚固立柱长度(预应力钢筋和钢管近似等长)；ΔL1为预应力钢筋伸长量；ΔL2为钢管压缩量；P0为初始预轴向力；

则对预应力钢筋： $p0=\frac{E.A1}{L}.\mathrm{\Δl}1$ (P0为拉力)；

对钢管桩： $p0=\frac{E.A2}{L}.\mathrm{\Δl}2$ (P0为压力)

由上贰式可知，在不考虑力的方向时，可得A1ΔL1＝A2ΔL2    (1)

设ΔL为锚固立柱受到外力P(p＜＝p0)后的变形值；

则 $P=\frac{E.A1}{L}(\mathrm{\ΔL}1\±\mathrm{\ΔL})-\frac{E.A2}{L}\left(\mathrm{\ΔL}2\mathrm{\μ\ΔL}\right)$ (当P为向上的拉力时，预应力筋总伸长量增大，前面括号取+号，钢管伸长总伸长量减小，取-号，当P  为向下的压力时则反之)，即 $\frac{\mathrm{PL}}{E}=A1\mathrm{\ΔL}1\±A1\mathrm{\ΔL}-A2\mathrm{\ΔL}2\±A2\mathrm{\ΔL}---\left(2\right)$

将(1)式代入(2)式， $\mathrm{\ΔL}=\frac{\mathrm{PL}}{E(A1+A2)}$ 即有预应力杆和钢管桩共同组成的竖直锚固体系，在预轴向力作用下，不仅消除了结构的初始变形，而且无论锚固钢管体系是在受到拉力或压力的情况下，预应力筋和钢管立柱通过自动协调变形进行内力重分配来使得变形均小于

和实现横梁与承台之间自平衡加载锚固。

Claims (10)

1、一种主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固方法，它是在承台施工时，将预应力杆埋设在锚桩内部和/或外部，预应力杆下端与锚桩连接锚固在承台顶面内，然后锚桩与承台连接，预应力杆的另一端锚固在锚桩的顶部与横梁连接，对预应力杆施加预加力；这样预应力杆与锚桩组成的竖直锚固体系，使预应力杆和锚桩通过自动协调变形进行内力重分配，实现横梁与承台之间自平衡加载锚固。

2、如权利要求1所述主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固方法，其特征在于预应力杆下端与锚板连接锚固在承台顶面内。

3、如权利要求1所述主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固方法，其特征在于预应力杆穿过横梁由锚固件施加预加力并与横梁连接。

4、如权利要求3所述主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固方法，其特征在于穿过横梁的预应力杆及锚固件使用混凝土砂浆进行填充。

5、如权利要求2所述主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固方法，其特征在于承台内锚板的周围设有加强钢筋。

6、如权利要求2所述主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固方法，其特征在于埋在承台内的预应力杆相间隔连接锚板和垫板，垫板与承台连接；锚桩与垫板连接。

7、如权利要求1～6所述任一主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固方法，其特征在于预应力杆为钢筋。

8、一种主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固装置，它包括横梁与承台之间连接的锚桩，其特征在于所述锚桩内和/或外设有预应力杆，预应力杆的一端连接承台，预应力杆的另一端连接横梁。

9、如权利要求7所述主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固装置，其特征在于预应力杆与承台的连接结构：预应力杆一端间隔连接锚板和垫板，锚板预制在承台内，垫板与承台连接。

10、如权利要求7所述主梁与承台之间实现自平衡加载临时锚固装置，其特征在于预应力杆与横梁的结构为：预应力杆穿过横梁由锚固件施加预加力并锚固在横梁上；锚固件区域采用混凝土砂浆进行填充。

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