CN110205940A - 0#块施工托架及其反拉预压方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种0#块施工托架及其反拉预压方法，通过采用千斤顶反拉及各个重要节点受力测量及拉杆伸长量测量，渐变快捷地实现了托架施工，相较于传统施工方式有效地节约了施工时间，降低了施工难度；节省了钢绞线，成本投入减小，使用的材料和设备均可重复利用，无需额外浪费钢绞线；使用范围扩大，限制条件减少，可以适用于所有受环境所限制而无法按常规预压方法施工的项目；本发明的预压方法检测的节点多，能够更有效地模拟状态，通过千斤顶对各个关键节点进行预压，保证工程质量，有效地解决施工过程中的预压问题。

Description

0#块施工托架及其反拉预压方法

技术领域

本发明涉及高墩施工技术领域，具体涉及一种0#块施工托架及其反拉预压方法。

背景技术

随着经济技术的迅速发展，交通基础设施的建设也得到迅猛发展，道路、桥梁的发展促进了各地区之间的互通，在越来越多的桥梁工程建设中，需要应用到预压对桥梁进行预先的压力测试。

例如在重庆的藻渡河大桥建设中，其桥墩主墩墩身高度最高83米，在墩顶预压安全风险大，且钢绞线束需要垂直向上安装，涉及需要穿过墩底下和墩顶上锚固工具并且定位，且有吊装过程柔性束摆动及单束滑落风险，所以塔吊无法满足安装要求，需要配备卷扬机以及上下定位滑轮引线安装(或者需要斜拉桥斜拉索施工用的穿索设备)，且卷扬机需要固定在墩顶，空间较小；如果卷扬机放在桥下，钢绞线只能逐根安装，不能整体安装；

鉴于安装难度，并且整个预压准备及过程当中占据施工周期，不能提前做准备工作，别的节点工作不能并序开展，根据初步估算安装准备时间至少需要10天，再加上预压、卸载过程等共需15天左右。

根据方案计算，单个承台主墩钢绞线用量为7568m，约27吨，4个承台主墩需要29000m,约102吨。而且即使可以实现，张拉完成后钢绞线不能重复使用，成本很高，资源浪费。

钢绞线下端锚固端和上边张拉端锚固装置配备要求高，且安装定位需要精准。由于涉及多次张拉，所以上端张拉端需要配置工具锚和工作锚，且锚固支点处对型钢的局部压应力较大，变形要求小，如果产生局部变形，容易折弯钢绞线，出现脆断风险；

钢绞线伸缩量很大：钢绞线长度为按照L＝90米计算，弹性模量为E＝1.95×100000MPI,单根钢绞线公称面积为139mm,根据方案最大张拉力为120KN，伸缩量计算为ΔL＝σ/E·L·γ(钢绞线自然下垂倾斜系数1.2)＝478mm。根据计算钢绞线伸缩量达到48cm,对张拉千斤顶的型号要求很高，而且行程太大和压强匹配，千斤顶尺寸很大，和张拉端的锚垫板无法配套，需要单独定制；根据计算钢绞线的伸缩量为48cm,托架的变形量计算控制为1cm,俩者变形刚度相差较大。在过程分级张拉放压时，钢绞线回缩较大导致预应力损失较大，过程分级压力难以控制，不能判断清楚锚具回缩量、钢绞线回缩量以及托架下沉量；

钢绞线初步安装到位时，由于垂直自然松懈及倾斜，导致多个点的受力不均匀，产生偏载，会导致托架发生倾覆危险事故发生，除非需要做好前期的预紧工作以及配备同步张拉控制器，保证各点的受力均匀，过程操作难度不能实现。

因此，为解决以上问题，对于目前日益增多的高墩，大跨度桥梁的施工项目，采用现有的常规预压方法已存在明显不足，而且无法实现，急切需要一种适合此类施工需要的设备预压方法，能够对现有施工技术加以改进，满足高墩及大跨度桥梁施工的需要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供0#块施工托架及其反拉预压方法，能够有效地解决高墩、大吨位结构物支架施工中的预压问题，而且在确保工程施工质量的前提下，极大地节约施工成本，同时也能缩短结构物施工周期，创造良好的经济效益。

本发明的0#块施工托架及其反拉预压方法，包括托架本体，所述托架本体包括对称设置在两高墩外侧的托架I和托架II、对称设置在两高墩内侧的托架III和托架IV，所述托架I和所述托架III相对设置于高墩I上，所述托架II和所述托架IV相对设置于高墩II上，所述高墩I上预埋有用于安装所述托架I及所述托架III的上牛脚盒子I和下牛脚盒子I，所述高墩II上预埋有用于安装所述托架II及所述托架IV的上牛脚盒子II和下牛脚盒子II，所述托架I包括一端安装于所述上牛脚盒子I右端的横梁I和支顶横梁I的支架I，所述支架I上端与所述横梁I铰接，下端与下牛脚盒子I右端铰接，所述横梁I上方设置有一组用于支撑分配梁I的上扁担梁I，所述分配梁I通过拉杆I连接至固定于承台上的下扁担梁I，所述分配梁I通过千斤顶施加张拉力；所述托架II包括一端安装于所述上牛脚盒子II左端的横梁II和支顶横梁II的支架II，所述支架II上端与所述横梁II铰接，下端与下牛脚盒子II左端铰接，所述横梁II上方设置有一组用于支撑分配梁II的上扁担梁II，所述分配梁II通过拉杆II连接至固定于承台上的下扁担梁II，所述分配梁II通过千斤顶施加张拉力；所述托架III包括一端安装于所述上牛脚盒子I左端的横梁III和支顶横梁III的支架III，所述支架III上端与所述横梁III铰接，下端与下牛脚盒子I左端铰接，所述横梁III上方设置有一组用于支撑分配梁III的上扁担梁III，所述分配梁III通过拉杆III连接至固定于承台上的下扁担梁III，所述分配梁III通过千斤顶施加张拉力；所述托架IV包括一端安装于所述上牛脚盒子II右端的横梁IV和支顶横梁IV的支架IV，所述支架IV上端与所述横梁IV铰接，下端与下牛脚盒子II右端铰接，所述横梁IV上方设置有一组用于支撑分配梁IV的上扁担梁IV，所述分配梁IV通过拉杆IV连接至固定于承台上的下扁担梁IV，所述分配梁IV通过千斤顶施加张拉力。

进一步，所述分配梁I与所述上扁担梁I垂直设置，且所述上扁担梁I平行于高墩的托架安装面，所述分配梁I垂直与高墩的托架安装面；所述分配梁II与所述上扁担梁II垂直设置，且所述上扁担梁II平行于高墩的托架安装面，所述分配梁II垂直与高墩的托架安装面；所述分配梁III与所述上扁担梁III垂直设置，且所述上扁担梁III平行于高墩的托架安装面，所述分配梁III垂直与高墩的托架安装面；所述分配梁IV与所述上扁担梁IV垂直设置，且所述上扁担梁IV平行于高墩的托架安装面，所述分配梁IV垂直与高墩的托架安装面。

进一步，所述下扁担梁(I、II、III、IV)通过预埋于所述承台上的连接件固定安装于所述承台上，所述下扁担梁(I、II、III、IV)平行于所述上扁担梁(I、II、III、IV)。

进一步，所述上牛脚盒子I、下牛脚盒子I、上牛脚盒子II及下牛脚盒子II的两端固定设置有连接安装座，用于安装所述托架本体。

进一步，所述下牛脚盒子I及下牛脚盒子II的左右两端设置有千斤顶张拉力作用位置。

进一步，所述托架各组件均为可拆卸连接方式连接。

一种0#块施工托架的反拉预压方法，其施工步骤如下：

a.根据结构物实际高度和预压施加方式设计托架安装位置，由结构物承载重量及自重确定预压荷载，并按照规范要求及安全系数进行验算，确定出托架顶部承受的竖向荷载，作为预压时千斤顶所施加的张拉力；

b.在支架相应安装位置预埋上牛脚盒子(I、II)及下牛脚盒子(I、II、)，作为支架安装基础；

c.组装托架，并按成对的方式做好标记便于成对安装；

d.采用汽车吊调至工装平台上，将四组托架对称安装于两高墩四个平行面上，在托架上拼装上扁担梁(I、II、III、IV)，上扁担梁(I、II、III、IV)上安装分配梁(I、II、III、IV)与承台上的下扁担梁(I、II、III、IV)通过拉杆(I、II、III、IV)一一对应连接；

e.采用24台YC60型千斤顶分为四组同时在分配梁(I、II、III、IV)处给拉杆(I、II、III、IV)施加张拉力，托架预压工况按照托架承受分配梁，底模自重及0#块重量110％时的工况进行预压，分4级预压，分别为20％，50％，80％,110％，每级预压持荷30min，卸载时，按照加载程序逆向逐级卸载，每次反拉过程中均测量拉杆(I、II、III、IV)的伸长量，对于每个观测点，均在加载前、加载过程中、持荷过程中分次观测；

f.采用12台YC60型千斤顶分为两组同时在下牛脚盒子(I、II、)处给牛脚两端的施加压力，让两侧托架之间形成反拉，牛脚预压工况按122KN、1141KN两级预压，每级预压持荷30min，卸载时，按照加载程序逆向逐级卸载，每次反拉过程中均测量拉杆的伸长量，对于每个观测点，均在加载前、加载过程中、持荷过程中分次观测。

本发明的有益效果是：本发明公开的一种0#块施工托架及其反拉预压方法，通过采用千斤顶反拉及各个重要节点受力测量及拉杆伸长量测量，渐变快捷地实现了托架施工，相较于传统施工方式有效地节约了施工时间，降低了施工难度；节省了钢绞线，成本投入减小，使用的材料和设备均可重复利用，无需额外浪费钢绞线；使用范围扩大，限制条件减少，可以适用于所有受环境所限制而无法按常规预压方法施工的项目；本发明的预压方法检测的节点多，能够更有效地模拟状态，通过千斤顶对各个关键节点进行预压，保证工程质量，有效地解决施工过程中的预压问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的侧视图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，图2为图1的侧视图，如图所示，本实施例中的0#块施工托架包括托架本体，所述托架本体包括对称设置在两高墩外侧的托架I21和托架II22、对称设置在两高墩内侧的托架III23和托架IV24，所述托架I21和所述托架III23相对设置于高墩I11上，所述托架II22和所述托架IV24相对设置于高墩II12上，所述高墩I11上预埋有用于安装所述托架I21及所述托架III23的上牛脚盒子I111和下牛脚盒子I112，所述高墩II12上预埋有用于安装所述托架II22及所述托架IV24的上牛脚盒子II121和下牛脚盒子II122，所述托架I21包括一端安装于所述上牛脚盒子I111右端的横梁I31和支顶横梁I31的支架I41，所述支架I41上端与所述横梁I31铰接，下端与下牛脚盒子I112右端铰接，所述横梁I31上方设置有一组用于支撑分配梁I61的上扁担梁I51，所述分配梁I51通过拉杆I81连接至固定于承台9上的下扁担梁I71，所述分配梁I61通过千斤顶施加张拉力；所述托架II22包括一端安装于所述上牛脚盒子II121左端的横梁II32和支顶横梁II32的支架II42，所述支架II42上端与所述横梁II32铰接，下端与下牛脚盒子II122左端铰接，所述横梁II32上方设置有一组用于支撑分配梁II62的上扁担梁II52，所述分配梁II62通过拉杆II82连接至固定于承台9上的下扁担梁II72，所述分配梁II62通过千斤顶施加张拉力；所述托架III23包括一端安装于所述上牛脚盒子I111左端的横梁III33和支顶横梁III33的支架III43，所述支架III43上端与所述横梁III33铰接，下端与下牛脚盒子I112左端铰接，所述横梁III33上方设置有一组用于支撑分配梁III63的上扁担梁III53，所述分配梁III63通过拉杆III83连接至固定于承台9上的下扁担梁III73，所述分配梁III63通过千斤顶施加张拉力；所述托架IV24包括一端安装于所述上牛脚盒子II121右端的横梁IV34和支顶横梁IV34的支架IV44，所述支架IV44上端与所述横梁IV34铰接，下端与下牛脚盒子II122右端铰接，所述横梁IV34上方设置有一组用于支撑分配梁IV64的上扁担梁IV54，所述分配梁IV64通过拉杆IV84连接至固定于承台9上的下扁担梁IV74，所述分配梁IV64通过千斤顶施加张拉力，本发明中的拉杆均采用Φ32精轧钢制成，在施工使用时，可以反复使用，抗疲劳强度高，反复多次使用降低成本减少资源浪费。

本实施例中，所述分配梁I61与所述上扁担梁I51垂直设置，且所述上扁担梁I51平行于高墩的托架安装面，所述分配梁I61垂直与高墩的托架安装面；所述分配梁II62与所述上扁担梁II52垂直设置，且所述上扁担梁II52平行于高墩的托架安装面，所述分配梁II62垂直与高墩的托架安装面；所述分配梁III63与所述上扁担梁III53垂直设置，且所述上扁担梁III53平行于高墩的托架安装面，所述分配梁III63垂直与高墩的托架安装面；所述分配梁IV64与所述上扁担梁IV54垂直设置，且所述上扁担梁IV54平行于高墩的托架安装面，所述分配梁IV64垂直与高墩的托架安装面，四个托架分别两两成对且对称安装于高墩上满足对称位置的预压需求。

本实施例中，所述下扁担梁(I、II、III、IV)通过预埋于所述承台9上的连接件固定安装于所述承台9上，所述下扁担梁(I、II、III、IV)平行于所述上扁担梁(I、II、III、IV)，预埋在承台9上的连接件为精轧钢，其抗疲劳强度高，可以承受较大载荷。

本实施例中，所述上牛脚盒子I111、下牛脚盒子I112、上牛脚盒子II121及下牛脚盒子II122的两端固定设置有连接安装座，用于安装所述托架本体。

本实施例中，所述下牛脚盒子I112及下牛脚盒子II122的左右两端设置有千斤顶张拉力作用位置。

本实施例中，所述托架各组件均为可拆卸连接方式连接。

一种0#块施工托架的反拉预压方法，其施工步骤如下：

a.根据结构物实际高度和预压施加方式设计托架安装位置，由结构物承载重量及自重确定预压荷载，并按照规范要求及安全系数进行验算，确定出托架顶部承受的竖向荷载，作为预压时千斤顶所施加的张拉力；

b.在支架相应安装位置预埋上牛脚盒子(I、II)及下牛脚盒子(I、II、)，作为支架安装基础；

c.组装托架，并按成对的方式做好标记便于成对安装；

d.采用汽车吊调至工装平台上，将四组托架对称安装于两高墩四个平行面上，在托架上拼装上扁担梁(I、II、III、IV)，上扁担梁(I、II、III、IV)上安装分配梁(I、II、III、IV)与承台上的下扁担梁(I、II、III、IV)通过拉杆(I、II、III、IV)一一对应连接；

e.采用24台YC60型千斤顶分为四组同时在分配梁(I、II、III、IV)处给拉杆(I、II、III、IV)施加张拉力，托架预压工况按照托架承受分配梁，底模自重及0#块重量110％时的工况进行预压，分4级预压，分别为20％，50％，80％,110％，每级预压持荷30min，卸载时，按照加载程序逆向逐级卸载，每次反拉过程中均测量拉杆(I、II、III、IV)的伸长量，对于每个观测点，均在加载前、加载过程中、持荷过程中分次观测；

预压荷载值如下：

那么预压加载程序为：

卸载步骤，按加载程序逆向逐级卸荷。

f.采用24台YC60型千斤顶分为两组同时在下牛脚盒子(I、II)处给牛脚两端的施加压力，让两侧托架之间形成反拉，牛脚预压工况按122KN、1141KN两级预压，每级预压持荷30min，卸载时，按照加载程序逆向逐级卸载，每次反拉过程中均测量拉杆的伸长量，对于每个观测点，均在加载前、加载过程中、持荷过程中分次观测。

托架支座预压(下牛脚两端施加压力)主要检查支座、对拉杆变形及支座加工质量，因此托架支座预压工况按照托架承受0#块混凝土110％工况进行预压即可，其荷载值根据前述件下表

部位	110％荷载(KN)
		下牛脚盒子I	407
下牛脚盒子II	321.2

那么预压加载程序为：

(1)初始荷载到 122KN 持荷30min

(2)第二次加载到 1141KN 持荷30min

卸载步骤，按加载程序逆向逐级卸荷。

在高墩墩身安装托架进行预压，高度在12m以内，用精轧螺纹钢代替钢绞线，降低施工难度，安全风险降低，并且预压施工时，可以提前准备或是跟其他工序同时开展，不占用工期，拉杆由精轧钢制成，可以重复使用，环保节约，且受力情况明确，观测方便，影响精轧钢变形的因素少，操作简单。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种0#块施工托架，其特征在于：包括托架本体，所述托架本体包括对称设置在两高墩外侧的托架I和托架II、对称设置在两高墩内侧的托架III和托架IV，所述托架I和所述托架III相对设置于高墩I上，所述托架II和所述托架IV相对设置于高墩II上，所述高墩I上预埋有用于安装所述托架I及所述托架III的上牛脚盒子I和下牛脚盒子I，所述高墩II上预埋有用于安装所述托架II及所述托架IV的上牛脚盒子II和下牛脚盒子II，所述托架I包括一端安装于所述上牛脚盒子I右端的横梁I和支顶横梁I的支架I，所述支架I上端与所述横梁I铰接，下端与下牛脚盒子I右端铰接，所述横梁I上方设置有一组用于支撑分配梁I的上扁担梁I，所述分配梁I通过拉杆I连接至固定于承台上的下扁担梁I，所述分配梁I通过千斤顶施加张拉力；所述托架II包括一端安装于所述上牛脚盒子II左端的横梁II和支顶横梁II的支架II，所述支架II上端与所述横梁II铰接，下端与下牛脚盒子II左端铰接，所述横梁II上方设置有一组用于支撑分配梁II的上扁担梁II，所述分配梁II通过拉杆II连接至固定于承台上的下扁担梁II，所述分配梁II通过千斤顶施加张拉力；所述托架III包括一端安装于所述上牛脚盒子I左端的横梁III和支顶横梁III的支架III，所述支架III上端与所述横梁III铰接，下端与下牛脚盒子I左端铰接，所述横梁III上方设置有一组用于支撑分配梁III的上扁担梁III，所述分配梁III通过拉杆III连接至固定于承台上的下扁担梁III，所述分配梁III通过千斤顶施加张拉力；所述托架IV包括一端安装于所述上牛脚盒子II右端的横梁IV和支顶横梁IV的支架IV，所述支架IV上端与所述横梁IV铰接，下端与下牛脚盒子II右端铰接，所述横梁IV上方设置有一组用于支撑分配梁IV的上扁担梁IV，所述分配梁IV通过拉杆IV连接至固定于承台上的下扁担梁IV，所述分配梁IV通过千斤顶施加张拉力。

2.根据权利要求1所述的0#块施工托架，其特征在于：所述分配梁I与所述上扁担梁I垂直设置，且所述上扁担梁I平行于高墩的托架安装面，所述分配梁I垂直与高墩的托架安装面；所述分配梁II与所述上扁担梁II垂直设置，且所述上扁担梁II平行于高墩的托架安装面，所述分配梁II垂直与高墩的托架安装面；所述分配梁III与所述上扁担梁III垂直设置，且所述上扁担梁III平行于高墩的托架安装面，所述分配梁III垂直与高墩的托架安装面；所述分配梁IV与所述上扁担梁IV垂直设置，且所述上扁担梁IV平行于高墩的托架安装面，所述分配梁IV垂直与高墩的托架安装面。

3.根据权利要求2所述的0#块施工托架，其特征在于：所述下扁担梁(I、II、III、IV)通过预埋于所述承台上的连接件固定安装于所述承台上，所述下扁担梁(I、II、III、IV)平行于所述上扁担梁(I、II、III、IV)。

4.根据权利要求1所述的用于反拉预压的0#块施工托架，其特征在于：所述上牛脚盒子I、下牛脚盒子I、上牛脚盒子II及下牛脚盒子II的两端固定设置有连接安装座，用于安装所述托架本体。

5.根据权利要求1所述的用于反拉预压的0#块施工托架，其特征在于：所述下牛脚盒子I及下牛脚盒子II的左右两端设置有千斤顶张拉力作用位置。

6.根据权利要求1所述的用于反拉预压的0#块施工托架，其特征在于：所述托架各组件均为可拆卸连接方式连接。

7.0#块施工托架的反拉预压方法，其特征在于：

a.根据结构物实际高度和预压施加方式设计托架安装位置，由结构物承载重量及自重确定预压荷载，并按照规范要求及安全系数进行验算，确定出托架顶部承受的竖向荷载，作为预压时千斤顶所施加的张拉力；

b.在支架相应安装位置预埋上牛脚盒子(I、II)及下牛脚盒子(I、II、)，作为支架安装基础；

c.组装托架，并按成对的方式做好标记便于成对安装；

d.采用汽车吊调至工装平台上，将四组托架对称安装于两高墩四个平行面上，在托架上拼装上扁担梁(I、II、III、IV)，上扁担梁(I、II、III、IV)上安装分配梁(I、II、III、IV)与承台上的下扁担梁(I、II、III、IV)通过拉杆(I、II、III、IV)一一对应连接；

e.采用24台YC60型千斤顶分为四组同时在分配梁(I、II、III、IV)处给拉杆(I、II、III、IV)施加张拉力，托架预压工况按照托架承受分配梁，底模自重及0#块重量110％时的工况进行预压，分4级预压，分别为20％，50％，80％,110％，每级预压持荷30min，卸载时，按照加载程序逆向逐级卸载，每次反拉过程中均测量拉杆(I、II、III、IV)的伸长量，对于每个观测点，均在加载前、加载过程中、持荷过程中分次观测；

f.采用12台YC60型千斤顶分为两组同时在下牛脚盒子(I、II、)处给牛脚两端的施加压力，让两侧托架之间形成反拉，牛脚预压工况按122KN、1141KN两级预压，每级预压持荷30min，卸载时，按照加载程序逆向逐级卸载，每次反拉过程中均测量拉杆的伸长量，对于每个观测点，均在加载前、加载过程中、持荷过程中分次观测。