專利名稱：水中高位支架單柱預(yù)壓方法及裝置的制作方法
水中高位支架單柱預(yù)壓方法及裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于橋梁工程建造中采用支架法現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁施工的技術(shù)領(lǐng)域，具體 涉及一種適合梁柱式支架的水中高位支架單柱預(yù)壓方法及裝置。
背景技術(shù)：
在橋梁工程建造中，支架法是橋位制梁的基本方法之一，現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁所采 用的支架基本結(jié)構(gòu)形式有滿堂式支架和梁式支架兩種，梁式支架可分為牛腿支架和梁柱式 支架。按照國(guó)家相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，在支架正式使用前，必須對(duì)支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)壓，目的是 檢驗(yàn)支架結(jié)構(gòu)的可靠性，同時(shí)測(cè)量支架的彈性變形和消除支架的非彈性變形。
梁柱式支架預(yù)壓的方法通常采用堆載法，其做法是將預(yù)先制備好的混凝土塊、充 填滿砂子的砂袋或灌滿水的水箱(水袋)吊裝至或放置于所要預(yù)壓的支架上。這種方法需要 準(zhǔn)備的堆載物重量為鋼筋混凝土梁重量的1. 1-1. 2倍，需要制備大量的堆載物，存在浪費(fèi) 材料和材料利用率低的問題，尤其是對(duì)于支架法現(xiàn)澆大跨度的鋼筋混凝土梁時(shí)該問題尤其 突出；且預(yù)壓前必須將全部支架安裝就位，堆載過程中需要進(jìn)行大量堆載物的吊裝和拆卸， 這樣勢(shì)必造成預(yù)壓過程需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，不利于施工的平行作業(yè)，其耗時(shí)一般為1-4 個(gè)月，嚴(yán)重影響工期，尤其是對(duì)于大跨度橋梁的高位支架問題尤為明顯；在堆載物吊裝和拆 卸過程中需要吊裝設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間工作，能耗大，這些均不利于節(jié)能減排，尤其在環(huán)保要求高 的施工環(huán)境下，其能耗和環(huán)保問題尤為突出。
因此，本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)支架預(yù)壓方法進(jìn)行適應(yīng)性分析，提出更為安全、高效、環(huán)保、節(jié) 能、經(jīng)濟(jì)的支架預(yù)壓方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有梁柱式支架堆載預(yù)壓時(shí)投入多、工期長(zhǎng)、能耗大等諸多不足， 提供了一種水中高位支架單柱預(yù)壓方法及裝置，本發(fā)明突出梁柱式支架中梁以下部分對(duì)支 架整體可靠性和彈性變形、非彈性變形的主要影響，通過在梁柱式支架的單柱上進(jìn)行預(yù)壓 來(lái)實(shí)現(xiàn)堆載預(yù)壓的作用，單樁預(yù)壓采用基于滑輪組原理的反壓傳力的方式，該方法安全、高 效、環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)，且適應(yīng)性廣泛。
本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)水中高位支架單柱預(yù)壓方法，其步驟如下1)、安裝上部牽引系統(tǒng)，在單柱頂部的單柱縱梁上以單柱為對(duì)稱中心對(duì)稱安裝兩臺(tái)卷 揚(yáng)機(jī)和兩分配梁，2)、安裝中部連接系統(tǒng)，在單柱同側(cè)的卷?yè)P(yáng)機(jī)和分配梁之間連接牽引鋼絲繩，牽引鋼絲 繩上設(shè)置滑輪組，3)、安裝下部荷載系統(tǒng)，先將預(yù)先拼裝好的承重平臺(tái)與滑輪組連接，然后將承重箱放置 于承重平臺(tái)上，拼裝時(shí)將承重箱放置于水面上，4)、根據(jù)承重平臺(tái)需要設(shè)置的高度，采用卷?yè)P(yáng)機(jī)提升承重平臺(tái)，5)、承重箱采用浮箱，在浮箱內(nèi)灌水壓重，灌水總重量為實(shí)際重量的1.1 1. 2倍，采 用分級(jí)灌水的方法，第一次灌水重量為實(shí)際重量的10%，第二次增加實(shí)際重量的30%，第三 次增加實(shí)際重量的30%，第四次增加實(shí)際重量的30%，第五次增加實(shí)際重量的10 20%，并 按照灌水重量的分級(jí)測(cè)量每級(jí)重量下支架單柱的水平變形和沉降量；或者承重箱采用砂 箱，砂箱壓重，其壓重分級(jí)方法同浮箱的壓重分級(jí)方法；當(dāng)承重箱的容量達(dá)不到實(shí)際重量的1.1 1. 2倍時(shí)，混凝土預(yù)制塊作為備用荷載吊裝至浮箱或砂箱上，6)、如果配備有混凝土預(yù)制塊，將混凝土預(yù)制塊移除，并測(cè)量支架單柱的水平變形和沉 降量，7)、將承重箱內(nèi)的水或砂按壓重時(shí)的分級(jí)順序逆向抽干或卸掉，在分級(jí)卸載過程中，每 級(jí)卸載時(shí)均要測(cè)量支架單柱的水平變形和沉降量，8)、承重箱下放至水中，并解除承重箱與滑輪組的連接，9)、按下部荷載系統(tǒng)、中部連接系統(tǒng)、上部牽引系統(tǒng)的順序拆除預(yù)壓裝置。
水中高位支架單柱預(yù)壓裝置，實(shí)現(xiàn)上述水中高位支架單柱預(yù)壓方法，其特征在于 包括上部牽引系統(tǒng)，中部連接系統(tǒng)以及下部荷載系統(tǒng)，所述的上部牽引系統(tǒng)包括在單柱頂 部的縱梁上以單柱為對(duì)稱中心對(duì)稱固定兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)以及兩分配梁，卷?yè)P(yáng)機(jī)作為牽引鋼絲繩 的牽引端，分配梁作為牽引鋼絲繩的固定端；所述的中部連接系統(tǒng)包括牽引鋼絲繩，牽引鋼絲繩一端與卷?yè)P(yáng)機(jī)連接，另一端與分配 梁連接，牽引鋼絲繩連接滑輪組，滑輪組連接下部承載系統(tǒng)；所述的滑輪組包括上部的定滑輪和下部動(dòng)滑輪；所述的下部荷載系統(tǒng)包括承重平臺(tái)，承重平臺(tái)上設(shè)置若干承重箱以及若干混凝土預(yù)制塊。
所述的承重箱為可注水的浮箱或者可灌砂的砂箱。
所述的承重平臺(tái)設(shè)置兩層，兩層之間通過精扎螺紋鋼連接。
下層荷載系統(tǒng)與滑輪組通過鋼絲繩以及卸扣連接。
本發(fā)明利用基于滑輪組原理的反壓傳力的方式，既實(shí)現(xiàn)了支架結(jié)構(gòu)預(yù)壓的目的， 又能夠解決預(yù)壓過程中堆載物吊裝和卸載、大量堆載物的制備和存放、預(yù)壓材料難以循環(huán) 利用、設(shè)備功率大等等問題，與現(xiàn)有的預(yù)壓方法相比，主要具有以下優(yōu)點(diǎn)1、減少堆載物的浪費(fèi)。傳統(tǒng)方法中預(yù)壓需要制作大量的堆載物，這些堆載物完成預(yù)壓 后基本不再使用，造成大量浪費(fèi)和工業(yè)垃圾難以處理；本發(fā)明主要荷載是水，無(wú)需模板，無(wú) 需制作時(shí)間，無(wú)需較大空間存放，預(yù)壓完成后水還可以用于其它施工環(huán)節(jié)，節(jié)約時(shí)間提高效 率，且可以循環(huán)利用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
2、提高起吊設(shè)備的利用率。傳統(tǒng)的堆載預(yù)壓需要大型起吊設(shè)備將堆載物吊裝到支 架頂部，本發(fā)明荷載系統(tǒng)在下部，浮箱可以浮運(yùn)至位置灌水，不需要吊裝設(shè)備，如需混凝土 預(yù)制塊，則小型起吊設(shè)備即可，起吊高度小，本發(fā)明高效，且節(jié)能環(huán)保效益明顯。
3、適應(yīng)性強(qiáng)。傳統(tǒng)的預(yù)壓法需要較大的起吊設(shè)備而且起吊設(shè)備數(shù)量有限，預(yù)壓起 吊只能是一個(gè)個(gè)進(jìn)行，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備廉價(jià)，可以多個(gè)結(jié)構(gòu)同時(shí)預(yù)壓，可以解決鋼管 樁立于江河湖海的臨時(shí)結(jié)構(gòu)的預(yù)壓?jiǎn)栴}，投入少，操作簡(jiǎn)單，且可用水箱和砂箱，能面對(duì)各 種施工環(huán)境，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。


圖1為本發(fā)明的立面圖，圖2為圖1的A-A面圖，圖中1-卷?yè)P(yáng)機(jī)，2-分配梁，3-鋼絲繩，4-卸扣，5-滑輪組，6-混凝土預(yù)制塊，7-承重箱，8-精軋螺紋鋼，9-承重平臺(tái)，10-單柱，11-單柱縱梁。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明水中高位支架單柱預(yù)壓裝置主要包括上部牽引系統(tǒng)和固定系統(tǒng)、中部連接系統(tǒng)、下部荷載系統(tǒng)；上部牽引系統(tǒng)由兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)組成，上部固定系統(tǒng)由分配梁組成，兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)和分配梁對(duì)稱放置于需要預(yù)壓的單柱上方的縱梁上，通過分配梁和卷?yè)P(yáng)機(jī)將下部荷載系統(tǒng)的作用力傳遞給單柱的軸心，通過卷?yè)P(yáng)機(jī)可調(diào)節(jié)下部荷載系統(tǒng)的高度，并通過上部牽引系統(tǒng)和固定系統(tǒng)承受的荷載大小來(lái)控制單柱的加載和卸載；中部連接系統(tǒng)主要由滑輪組、牽引鋼絲繩組成，通過動(dòng)滑輪將下部荷載系統(tǒng)的一半由卷?yè)P(yáng)機(jī)承受，另一半由上部固定系統(tǒng)承受； 下部荷載系統(tǒng)由可注水的浮箱或可灌砂的砂箱、混凝土預(yù)制塊、連接鋼絲繩、精軋螺紋鋼以及承重平臺(tái)組成，可注水的浮箱或可灌砂的砂箱、混凝土預(yù)制塊用于預(yù)壓荷載的施加，連接鋼絲繩用于和中部連接系統(tǒng)的聯(lián)接，精軋螺紋鋼用于承重平臺(tái)的固定，承重平臺(tái)用于放置可注水的浮箱或可灌砂的砂箱的。
水中高位支架單柱預(yù)壓方法，其步驟如下O預(yù)先在單柱上方的縱梁上對(duì)稱固定好兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)，作為反壓傳力的的動(dòng)力裝置；2)將兩個(gè)分配梁對(duì)稱固定在單柱上方的縱梁上，作為牽引鋼絲繩的固定端，并將牽引鋼絲繩與滑輪組采用卸扣連接，由于與卷?yè)P(yáng)機(jī)連接的滑輪采用動(dòng)滑輪，這個(gè)連接系統(tǒng)減少了卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉力，降低了設(shè)備功率；3)滑輪組下部的連接鋼絲繩采用卸扣與承重平臺(tái)連接；4)承重平臺(tái)設(shè)置兩層，通過精軋螺紋鋼對(duì)拉固定，兩側(cè)的承重平臺(tái)對(duì)焊，其穩(wěn)定作用；5)承重平臺(tái)為浮箱或砂箱、混凝土預(yù)制塊提供一個(gè)支撐平臺(tái)，下層放置浮箱或砂箱，上部可根據(jù)實(shí)際情況放置浮箱或砂箱、混凝土預(yù)制塊。
實(shí)施例牽引系統(tǒng)主要由兩臺(tái)5噸卷?yè)P(yáng)機(jī)和2130工字鋼制作的分配梁組成，連接系統(tǒng)主要由50噸的6門滑輪組(包括動(dòng)滑輪和定滑輪)、 #39 、φ\(chéng)1 '1Smm的牽引鋼絲繩組成，荷載系統(tǒng)主要由浮箱、混凝土預(yù)制塊、 hm連接鋼絲繩、φ ιηπι精軋螺紋鋼以及2130工字鋼制作的承重平臺(tái)組成。
預(yù)壓荷載為180噸，其中預(yù)壓試驗(yàn)重量分別為浮箱未灌水時(shí)單個(gè)重3. 84噸，6個(gè)共重23噸；每個(gè)浮箱灌水16噸，6個(gè)共重96噸；混凝土預(yù)制塊每個(gè)4. 5噸，12個(gè)共重54 噸，130工字鋼100m，共重3. 7噸，兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)及6門滑輪組、8個(gè)卸扣重3噸。以上共計(jì)1 80 噸。
預(yù)先在單柱的縱梁上放置兩臺(tái)5噸卷?yè)P(yáng)機(jī)，并將兩個(gè)2130工字鋼制作的分配梁固定在單柱的縱梁上；通過牽引鋼絲繩和50噸的6門滑輪組采用50噸卸扣連接下部荷載系統(tǒng)，使用2130工字鋼制作的雙層承重平臺(tái)作為浮箱和混凝土預(yù)制塊的放置平臺(tái)。
具體步驟如下O安裝上部牽引系統(tǒng)，在單柱縱梁上安裝卷?yè)P(yáng)機(jī)和2132工字鋼分配梁。
2)安裝中部連接系統(tǒng)，將滑輪組與#39〃·皿牽引鋼絲繩連通過卸扣接好。
3)安裝下部荷載系統(tǒng)，將預(yù)先拼裝好的平臺(tái)與#39 連接鋼絲繩連接好，將浮箱放在承重平臺(tái)上，操作時(shí)將浮箱放于水面上，可通過浮箱自浮減少前期對(duì)預(yù)壓裝置的影響。
4)采用卷?yè)P(yáng)機(jī)提升浮箱，提升高度1. 5m。
5)在浮箱內(nèi)灌水壓重，第一次灌水20cm，以后每次灌水30cm，共分5次將浮箱內(nèi)灌水1. 4m，分級(jí)測(cè)量變形和沉降量，由于浮箱容量的大小不滿足實(shí)際預(yù)壓荷載，故在浮箱上吊裝4塊混凝土預(yù)制塊，在分級(jí)加載過程中，要對(duì)應(yīng)的進(jìn)行支架單柱的水平變形和沉降量的監(jiān)測(cè)。
6)將混凝土預(yù)制塊移除，并進(jìn)行支架單柱的水平變形和沉降量的監(jiān)測(cè)。
7)按加載順序逆向?qū)⒏∠涓∠鋬?nèi)水抽干，在分級(jí)卸載過程中，每級(jí)卸載是均要測(cè)量支架單柱的水平變形和沉降量。
8)浮箱下放至水中，并解除浮箱與滑輪組的連接，9)按下部荷載系統(tǒng)、中部連 接系統(tǒng)、上部牽引系統(tǒng)的順序拆除預(yù)壓裝置。
權(quán)利要求
1.一種水中高位支架單柱預(yù)壓方法，其特征在于步驟如下1)、安裝上部牽引系統(tǒng)，在單柱頂部的單柱縱梁上以單柱為對(duì)稱中心對(duì)稱安裝兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)和兩分配梁，2)、安裝中部連接系統(tǒng)，在單柱同側(cè)的卷?yè)P(yáng)機(jī)和分配梁之間連接牽引鋼絲繩，牽引鋼絲繩上設(shè)置滑輪組，3)、安裝下部荷載系統(tǒng)，先將預(yù)先拼裝好的承重平臺(tái)與滑輪組連接，然后將承重箱放置于承重平臺(tái)上，拼裝時(shí)將承重箱放置于水面上，4)、根據(jù)承重平臺(tái)需要設(shè)置的高度，采用卷?yè)P(yáng)機(jī)提升承重平臺(tái)，5)、承重箱采用浮箱，在浮箱內(nèi)灌水壓重，灌水總重量為實(shí)際重量的1.1 1. 2倍，采用分級(jí)灌水的方法，第一次灌水重量為實(shí)際重量的10%，第二次增加實(shí)際重量的30%，第三次增加實(shí)際重量的30%，第四次增加實(shí)際重量的30%，第五次增加實(shí)際重量的10 20%，并按照灌水重量的分級(jí)測(cè)量每級(jí)重量下支架單柱的水平變形和沉降量；或者承重箱采用砂箱，砂箱壓重，其壓重分級(jí)方法同浮箱的壓重分級(jí)方法；當(dāng)承重箱的容量達(dá)不到實(shí)際重量的1.1 1. 2倍時(shí)，混凝土預(yù)制塊作為備用荷載吊裝至浮箱或砂箱上，6)、如果配備有混凝土預(yù)制塊，將混凝土預(yù)制塊移除，并測(cè)量支架單柱的水平變形和沉降量，7)、將承重箱內(nèi)的水或砂按壓重時(shí)的分級(jí)順序逆向抽干或卸掉，在分級(jí)卸載過程中，每級(jí)卸載時(shí)均要測(cè)量支架單柱的水平變形和沉降量，8)、承重箱下放至水中，并解除承重箱與滑輪組的連接，9)、按下部荷載系統(tǒng)、中部連接系統(tǒng)、上部牽引系統(tǒng)的順序拆除預(yù)壓裝置。
2.一種水中高位支架單柱預(yù)壓裝置，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的水中高位支架單柱預(yù)壓方法，其特征在于包括上部牽引系統(tǒng)，中部連接系統(tǒng)以及下部荷載系統(tǒng)，所述的上部牽引系統(tǒng)包括在單柱頂部的縱梁上以單柱為對(duì)稱中心對(duì)稱固定的兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)以及兩分配梁，卷?yè)P(yáng)機(jī)作為牽引鋼絲繩的牽引端，分配梁作為牽引鋼絲繩的固定端；所述的中部連接系統(tǒng)包括牽引鋼絲繩，牽引鋼絲繩一端與卷?yè)P(yáng)機(jī)連接，另一端與分配梁連接，牽引鋼絲繩連接滑輪組，滑輪組連接下部承載系統(tǒng)；所述的滑輪組包括上部的定滑輪和下部動(dòng)滑輪；所述的下部荷載系統(tǒng)包括承重平臺(tái)，承重平臺(tái)上設(shè)置若干承重箱以及若干混凝土預(yù)制塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水中高位支架單柱預(yù)壓裝置，其特征在于所述的承重箱為可注水的浮箱或者可灌砂的砂箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的水中高位支架單柱預(yù)壓裝置，其特征在于所述的承重平臺(tái)設(shè)置兩層，兩層之間通過精扎螺紋鋼連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水中高位支架單柱預(yù)壓裝置，其特征在于下層荷載系統(tǒng)與滑輪組通過鋼絲繩以及卸扣連接。
全文摘要
本發(fā)明屬于橋梁工程建造中采用支架法現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁施工的技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種水中高位支架單柱預(yù)壓方法及裝置，解決現(xiàn)有梁柱式支架堆載預(yù)壓時(shí)投入多、工期長(zhǎng)、能耗大等諸多不足。所述方法，步驟為安裝上部牽引系統(tǒng)、中部連接系統(tǒng)、下部荷載系統(tǒng)，分級(jí)設(shè)置壓重，分級(jí)測(cè)量，在分級(jí)卸載，拆除預(yù)壓裝置。所述裝置包括上部牽引系統(tǒng)，中部連接系統(tǒng)以及下部荷載系統(tǒng)，上部牽引系統(tǒng)包括兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)以及兩分配梁，中部連接系統(tǒng)包括牽引鋼絲繩，牽引鋼絲繩連接滑輪組，滑輪組連接下部承載系統(tǒng)。本發(fā)明既實(shí)現(xiàn)了支架結(jié)構(gòu)預(yù)壓的目的，又避免了預(yù)壓過程中堆載物吊裝和卸載、大量堆載物的制備和存放、預(yù)壓材料難以循環(huán)利用、設(shè)備功率大等問題。
文檔編號(hào)E01D21/00GK103061264SQ20121052288
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月8日
發(fā)明者胡國(guó)偉, 李建成, 劉榮華, 張俊兵, 劉斌, 于天生, 白文選, 李英杰, 王俊生, 張亞濤, 牛相國(guó), 郭星亮 申請(qǐng)人:中鐵三局集團(tuán)有限公司, 中鐵三局集團(tuán)有限公司廣州分公司