CN109958051A - 大跨度高度差系杆拱结构顶推机构及顶推方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大跨度高度差系杆拱结构顶推机构及顶推方法，机构包括沿系杆拱结构的水平移动方向布置的多个顶推临时墩，顶推临时墩的顶部设有具有水平和竖直两个方向上移动的步履式千斤顶，且步履式千斤顶的水平移动方向与系杆拱结构的水平移动方向一致，顶部临时墩的顶部还设置有高度可调的垫块组。本发明通过多点位的步履式千斤顶的先垂直上升再水平移动实现构件在顶推设备上横向、竖向移动，解决拱桥整体向河对岸移动并最终就位的难题通过调整垫块高差，解决系杆拱结构的底面高低差问题，并能有效的提高施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及大跨度钢结构施工技术领域，尤其涉及一种大跨度高度差系杆拱结构顶推机构及顶推方法。
背景技术
目前，建筑工程的发展与时俱进，日新月异，对于施工技术和施工质量的要求也是越来越高。大跨度钢结构在建筑工程中被广泛应用，但是大多钢结构存在跨度大、自重大、异型的特点，这给现场施工带来了巨大困难。特别是在场地有限、施工机械有限的施工环境中，根本起重机械无法满足安装要求，而工程中常见的顶推、滑移机构或滑移方法较为复杂且制作成本较大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大跨度高度差系杆拱结构顶推机构及顶推方法，可实现系杆拱结构的水平移动，解决底面高低差问题，并能有效的提高施工效率。
本发明提供了一种大跨度高度差系杆拱结构顶推机构，其特征在于：包括沿系杆拱结构的水平移动方向布置的多个顶推临时墩，所述顶推临时墩的顶部设有具有水平和竖直两个方向上移动的步履式千斤顶，且所述步履式千斤顶的水平移动方向与所述系杆拱结构的水平移动方向一致，所述顶部临时墩的顶部还设置有高度可调的垫块组。
在所述大跨度高度差系杆拱结构顶推机构的一些实施例中，还包括导梁，所述导梁连接于所述系杆拱结构的两端并沿所述系杆拱结构的水平移动方向向外延伸，且所述导梁的底面与所述系杆拱结构的两端底面齐平。
在所述大跨度高度差系杆拱结构顶推机构的一些实施例中，所述步履式千斤顶包括水平千斤顶、竖向千斤顶、滑道和滑块，所述滑道沿所述系杆拱结构的水平移动方向设置于所述顶推临时墩的顶部，所述滑块滑设于所述滑道中，所述水平千斤顶安装于所述滑道的一端且其推杆连接于所述滑块，所述竖向千斤顶安装于所述滑块上。
在所述大跨度高度差系杆拱结构顶推机构的一些实施例中，所述系杆拱结构包括底部系梁和拱形肋，所述拱形肋的两端拱脚与所述底部系梁的两端焊接固定，所述底部系梁和所述拱形肋之间通过铰接撑座铰接有刚性斜撑。
在所述大跨度高度差系杆拱结构顶推机构的一些实施例中，垫块组包括多块相互叠设的垫块，通过改变垫块的叠加数量调整所述垫块组的高度。
在所述大跨度高度差系杆拱结构顶推机构的一些实施例中，所述步履式千斤顶的顶部可拆卸的设置有垫板。
在所述大跨度高度差系杆拱结构顶推机构的一些实施例中，每一所述顶推临时墩包括多根底部支承桩、连接于所述底部支承桩间的桩间连杆，以及连接于所述底部支承桩顶部的桩帽和H型钢分配梁。
在所述大跨度高度差系杆拱结构顶推机构的一些实施例中，多个所述顶推临时墩之间连接有联系桁架。
本发明的第二方面还提供了一种大跨度高度差系杆拱结构顶推方法，其包括步骤：
沿系杆拱结构的水平移动方向布置多个顶推临时墩，作为顶推承重结构点；
在所述顶推临时墩的顶部安装步履式千斤顶，所述步履式千斤顶具有水平和竖直两个方向上的移动，且所述步履式千斤顶的水平移动方向与所述系杆拱结构的水平移动方向一致；
在所述顶推临时墩的顶部设置高度可调的垫块组；
将系杆拱结构放置于所述步履式千斤顶和所述垫块组上；
利用所述步履式千斤顶的竖直移动顶起所述系杆拱结构，使得所述系杆拱结构脱离所述垫块组；
利用所述步履式千斤顶的水平移动带着所述系杆拱结构向前水平移动；
待所述步履式千斤顶水平移动到位后，利用所述步履式千斤顶的竖直移动下降所述系杆拱结构至所述垫块组上；
继续下降所述步履式千斤顶至顶部脱离所述系杆拱结构，将所述步履式千斤顶水平移回原位，再向上顶起下一工位的所述系杆拱结构，按此循环逐段顶进所述系杆拱结构。
在所述大跨度高度差系杆拱结构顶推方法的一些实施例中，在所述步履式千斤顶的竖直移动和水平移动的过程中，根据系杆拱结构的底面标高适配性地调整所述垫块组的高度。
本发明提供的顶推机构通过顶推临时墩、步履式千斤顶及调节垫块组合起来形成顶推机构。本发明提供的顶推机构的顶推方法是通过多点位的步履式千斤顶的先垂直上升再水平移动实现构件在顶推设备上横向、竖向移动，解决拱桥整体向河对岸移动并最终就位的难题通过调整垫块高差，解决系杆拱结构的底面高低差问题，并能有效的提高施工效率。刚性斜撑的作用是保证在顶推过程中钢拱桥的整体稳定和变形控制，导梁作用是减少拱桥结构在顶推过程中结构的应力和变形。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
图1示出了根据本发明实施例的大跨度高度差系杆拱结构顶推机构的示例性平面示意图。
图2示出了根据本发明实施例的大跨度高度差系杆拱结构顶推机构的示例性立面示意图。
图3示出了根据本发明实施例顶推机构中的顶推临时墩的示例性结构示意图。
图4示出了根据本发明实施例顶推机构中的导梁的示例性平面示意图。
图5示出了根据本发明实施例顶推机构中的步履式千斤顶的安装结构的示例性正面示意图。
图6示出了根据本发明实施例顶推机构中的步履式千斤顶的安装结构的示例性顶面示意图。
图7示出了根据本发明实施例顶推机构中的步履式千斤顶的安装结构的示例性侧面示意图。
图8示出了根据本发明实施例顶推机构中系杆拱结构、刚性斜撑和铰接撑座的连接结构的示例性正面示意图。
图9示出了根据本发明实施例顶推机构中系杆拱结构、刚性斜撑和铰接撑座的连接结构的示例性侧面示意图。
图10示出了根据本发明实施例顶推机构中导梁的示例性局部立面示意图。
附图中标记与名称的对应关系如下：
1-垫块I，2-垫块II，3-千斤顶顶座，4-步履式千斤顶，5-抄垫钢板，6-撑座，7-刚性斜撑，8-系杆拱结构，9-顶推临时墩，91-支承桩，92-桩间连杆，93-桩帽，94-H型钢分配梁，95-联系桁架，10-导梁。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细地说明。
本发明提供的大跨度高度差系杆拱结构顶推机构通过顶推临时墩、步履式千斤顶及调节垫块组合起来形成顶推机构。本发明提供的顶推机构的顶推方法是通过多点位的步履式千斤顶的先垂直上升再水平移动实现构件在顶推设备上横向、竖向移动，解决解决拱桥整体向河对岸移动并最终就位的难题通过调整垫块高差，解决系杆拱结构的底面高低差问题，并能有效的提高施工效率。刚性斜撑的作用是保证在顶推过程中钢拱桥的整体稳定和变形控制，导梁作用是减少拱桥结构在顶推过程中结构的应力和变形。
参见图1和图2，图1示出了根据本发明实施例的大跨度高度差系杆拱结构顶推机构的示例性平面示意图，图2示出了根据本发明实施例的大跨度高度差系杆拱结构顶推机构的示例性立面示意图，如图所示，本发明的大跨度高度差系杆拱结构顶推机构主要由顶推临时墩9、步履式千斤顶4及高度可调的垫块组三部分构成，用于系杆拱结构8的水平移动。
本实施例中的系杆拱结构8采用钢拱桥，包括底部系梁和拱形肋，拱形肋的两端拱脚与底部系梁的两端焊接固定，配合图2、图8和图9所示，在钢拱桥的底部系梁与拱形肋之间通过撑座6铰接连接有多道刚性斜撑7，撑座6需提前焊接固定于系杆拱结构8的底部系梁和拱形肋上，撑座6采用铰接座，焊接于拱形肋的下底板与底部系梁的上顶板，撑座6设置有销轴耳板孔，刚性斜撑7采用刚性圆管，倾斜设置，两端焊接安装耳板，刚性斜撑7两端的耳板分别通过销轴可转动地连接于拱形肋和底部系梁上的撑座6销轴耳板孔中。刚性斜撑7和撑座6在钢拱桥拼装结束后适，用于顶推过程中刚拱桥的变形控制及稳定性控制。
进一步的，配合图3、图5和图7所示，顶推临时墩9的数量根据钢拱桥的水平移动距离而定，多个顶推临时墩9沿着钢拱桥的水平移动方向满铺在钢拱桥的底部，作为顶推承重结构点，由此，在钢拱桥的底部形成一个顶推承重面，可用于顶推及拼装钢拱桥。顶推临时墩9包括临时支承桩91、连接临时支承桩91间的桩间连杆92，以及连接于支承桩91顶部的桩帽93和H型钢分配梁94，其中，支承桩91可采用钢管，下端固定在钢拱桥下方的河道中，上端标高趋向于钢拱桥的底面标高。桩间连杆92可采用圆管，较佳地，在顶推临时墩9之前采用墩间联系桁架95焊接成整体，以提高整体稳定性，提升对钢拱桥的顶推支承能力。
再配合图3、图5～7所示，本发明中采用的步履式千斤顶4具有水平和竖直两个方向上可移动的功能，其中，步履式千斤顶4为现有技术，是一种起重位移的专用工具，是根据重型构件或大型设备的空间三维位置精确定位需要而研制的专业调整设备，应用步履式千斤顶可进行对铁路、公路桥梁或类似梁式构件的多支点位移控制，实现横向(X)纠偏，纵向(Y)推进，及竖直顶升(Z)的精确定位，步履式千斤顶的顶升负载大，位置控制精度高，操作简便，自动化程度高。在本实施例中仅应用了步履式千斤顶4在水平和竖直两个方向上可移动的功能，如图3、图5～7所示，图中示出了步履式千斤顶4的示例性结构，该步履式千斤顶4包括水平千斤顶、竖向千斤顶、滑道和滑块，滑道沿系杆拱结构8的水平移动方向设置于顶推临时墩9的顶部，滑块滑设于滑道中，水平千斤顶安装于滑道的一端且其推杆连接于滑块，水平千斤顶推杆的伸缩可带动滑块沿滑道前后移动以沿系杆拱结构8的水平方向前进或后退，竖向千斤顶安装于滑块上，竖向千斤顶可随滑块的水平移动而平移，竖向千斤顶的推杆竖直朝上，当系杆拱结构8的底面落于竖向千斤顶的推杆顶面时，竖向千斤顶推杆的伸缩可控制系杆拱结构8的高度。在竖向千斤顶的推杆顶面可设置多块垫板，垫板采用抄垫钢板5，可根据系杆拱结构8的下底面标高，可通过调整抄垫钢板5的数量来满足系杆拱结构8的高度差问题。
顶部临时墩9的顶部还设置有高度可调的垫块组，如图5所示，垫块组包括多块相互叠设的垫块I 1和垫块II 2，通过改变垫块的叠加数量调整垫块组的高度，垫块组设置在步履式千斤顶4的水平移动方向的前后两侧，可对上方的系杆拱结构8起支承作用。垫块组的顶面标高在初始状态时与步履式千斤顶4的顶面标高一致(竖向千斤顶未顶出状态下)。通过调整垫块I 1和垫块II 2的数量来调整垫块组的整体支承高度，根据系杆拱结构8的下底面标高，可通过调整垫块组的支承高度来满足系杆拱结构8的高度差问题。
在配合图2、图4和图10所示，在系杆拱结构8的前后两端分别设有用于加长底部系梁的导梁10，导梁10可采用变截面工字型钢，与钢拱桥的前后拱脚焊接。导梁10的底面与钢拱桥的两端底面齐平。导梁10起到延长钢拱桥两端的作用，前端的导梁10可延伸至钢拱桥前方一段距离处的顶推临时墩9上，后端的导梁10可延伸至钢拱桥后方一段距离处的顶推临时墩9上，从而减少钢拱桥的悬挑。钢拱桥与导梁10整体移动时，导梁10与钢拱桥整体落于顶推机构上，用于减少钢拱桥底部系梁的水平应力。
下面对本发明实施例的顶推机构如何实现大跨度高度差系杆拱结构的顶推施工的方法做进一步说明。本发明提供的大跨度高度差系杆拱结构顶推方法，主要包括以下步骤：
步骤一：施工顶推临时墩9，完成钢管桩的施工和上部分配梁的安装，顶推临时墩施工完成后安装临时墩间联系桁架，施工完成的多个顶推临时墩沿系杆拱结构的水平移动方向布置，作为顶推承重结构点；
步骤二：临时墩9上的分配梁上安装垫块I 1和垫块II 2，安装步履式千斤顶3，根据系杆拱结构高度安装抄垫钢板5。
步骤三：在加工厂提前在系杆拱结构中安装完成撑座6，使用吊车组装系杆拱结构8，并完成系杆拱结构钢结构焊接及防腐涂装工程。
步骤四：安装系杆拱结构8内刚性斜撑7；
步骤五：安装系杆拱结构8前后导梁10；
步骤六：用顶推设备进行试顶推，顶起系杆拱结构后推进一个行程，确认系杆拱结构和临时结构正常后进行正式顶推。
步骤七：正式顶推，实时在系杆拱结构和步履式千斤顶4之间抄垫垫块，确保各顶推点接触密实，顶推至设计位置后拆除前端导梁。
步骤八：桥台上布置落梁千斤顶落梁至设计标高。
其中，步骤七的顶推过程进一步包括：启动步履式千斤顶的竖向千斤顶的推杆，竖向千斤顶的推杆向上推出，同步顶起系杆拱结构产生竖向位移，至系杆拱结构离开垫块组，紧接着水平千斤顶启动，产生水平前进位移，带着系杆拱结构同步位移一个推进行程；之后，竖向千斤顶向下回落，使系杆拱结构落于千斤顶前后垫块I 1和垫块II 2之上，竖向千斤顶的推杆继续向下降直至其顶面脱离系杆拱结构，将水平千斤顶水平移回原位，再启动竖向千斤顶向上顶起下一工位的系杆拱结构，按此循环进行系杆拱结构逐段前进顶推，根据系杆拱结构下底面标高，不断抽出抄垫垫板5和垫块I 1满足系杆拱结构的高度差问题。
本发明大跨度高度差系杆拱结构顶推机构的有益效果在于，根据该顶推方法顶推大跨度钢结构使用的顶推机构结构简单，其中的垫块及导梁可由H型钢或钢板直接制成，便于施工现场制作。且使用顶推机构顶推大跨度双拱桥的操作简单，可以有效的解决施工场地小、结构跨度大吊装困难的问题，顶推施工中也无需支架大型机械设备，施工平稳，安全可靠，从而提高了施工效率和经济效益。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种大跨度高度差系杆拱结构顶推机构，其特征在于：包括沿系杆拱结构的水平移动方向布置的多个顶推临时墩，所述顶推临时墩的顶部设有具有水平和竖直两个方向上移动的步履式千斤顶，且所述步履式千斤顶的水平移动方向与所述系杆拱结构的水平移动方向一致，所述顶部临时墩的顶部还设置有高度可调的垫块组。
2.如权利要求1所述的大跨度高度差系杆拱结构顶推机构，其特征在于：还包括导梁，所述导梁连接于所述系杆拱结构的两端并沿所述系杆拱结构的水平移动方向向外延伸，且所述导梁的底面与所述系杆拱结构的两端底面齐平。
3.如权利要求1所述的大跨度高度差系杆拱结构顶推机构，其特征在于：所述步履式千斤顶包括水平千斤顶、竖向千斤顶、滑道和滑块，所述滑道沿所述系杆拱结构的水平移动方向设置于所述顶推临时墩的顶部，所述滑块滑设于所述滑道中，所述水平千斤顶安装于所述滑道的一端且其推杆连接于所述滑块，所述竖向千斤顶安装于所述滑块上。
4.如权利要求1所述的大跨度高度差系杆拱结构顶推机构，其特征在于：所述系杆拱结构包括底部系梁和拱形肋，所述拱形肋的两端拱脚与所述底部系梁的两端焊接固定，所述底部系梁和所述拱形肋之间通过铰接撑座铰接有刚性斜撑。
5.如权利要求1所述的大跨度高度差系杆拱结构顶推机构，其特征在于：垫块组包括多块相互叠设的垫块，通过改变垫块的叠加数量调整所述垫块组的高度。
6.如权利要求1所述的大跨度高度差系杆拱结构顶推机构，其特征在于：所述步履式千斤顶的顶部可拆卸的设置有垫板。
7.如权利要求1所述的大跨度高度差系杆拱结构顶推机构，其特征在于：每一所述顶推临时墩包括多根底部支承桩、连接于所述底部支承桩间的桩间连杆，以及连接于所述底部支承桩顶部的桩帽和H型钢分配梁。
8.如权利要求1所述的大跨度高度差系杆拱结构顶推机构，其特征在于：多个所述顶推临时墩之间连接有联系桁架。
9.一种大跨度高度差系杆拱结构顶推方法，其特征在于，包括步骤：
沿系杆拱结构的水平移动方向布置多个顶推临时墩，作为顶推承重结构点；
在所述顶推临时墩的顶部安装步履式千斤顶，所述步履式千斤顶具有水平和竖直两个方向上的移动，且所述步履式千斤顶的水平移动方向与所述系杆拱结构的水平移动方向一致；
在所述顶推临时墩的顶部设置高度可调的垫块组；
将系杆拱结构放置于所述步履式千斤顶和所述垫块组上；
利用所述步履式千斤顶的竖直移动顶起所述系杆拱结构，使得所述系杆拱结构脱离所述垫块组；
利用所述步履式千斤顶的水平移动带着所述系杆拱结构向前水平移动；
待所述步履式千斤顶水平移动到位后，利用所述步履式千斤顶的竖直移动下降所述系杆拱结构至所述垫块组上；
继续下降所述步履式千斤顶至顶部脱离所述系杆拱结构，将所述步履式千斤顶水平移回原位，再向上顶起下一工位的所述系杆拱结构，按此循环逐段顶进所述系杆拱结构。
10.如权利要求1所述的大跨度高度差系杆拱结构顶推方法，其特征在于：在所述步履式千斤顶的竖直移动和水平移动的过程中，根据系杆拱结构的底面标高适配性地调整所述垫块组的高度。
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