一种托梁换柱临时支撑装置及方法与流程

本发明涉及桥梁工程，尤其涉及一种托梁换柱临时支撑装置及方法。

背景技术：

1、近年来极端气象灾害频发，山区高速河道冲刷加剧，大量早期高速公路桥梁出现河床下切、桩基外露、竖向承载力衰减病害。以g70福银高速西安至陕鄂界麻池河—山阳段为例，全线50.237km范围内共计51处风险桥梁，其中小泉沟大桥为二级重大风险点，需采用托梁换柱工艺完成病害桩基重建;托梁换柱方案主要是对拟换柱桥墩两侧主梁进行支撑，然后切割凿除盖梁及桥墩、外露桩基混凝土，然后对桩基进行冲桩，重新浇筑桩基，桩基预埋的钢护筒为永久性钢护筒，作为将来河床下切的防护措施。

2、传统托梁换柱临时支撑采用的固定工字钢分配梁+卸落块结构，然而现有的卸落块主要是通过几个四棱台互相组拼，然后通过精轧螺纹钢进行连接，通过精轧螺纹钢的旋转控制，实现卸落块的高度调整，该结构整体性较差，存在一定的安全隐患。

技术实现思路

1、针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种托梁换柱临时支撑装置及方法，解决了现有技术中托梁换柱支撑装置整体性差的技术问题，实现了托梁换柱支撑过程中，盖梁支撑稳定、可靠的技术效果。

2、本发明的技术方案是：一种托梁换柱临时支撑装置，包括临时墩柱、水平设置在临时墩柱顶端的分配梁和活动设置在分配梁顶端且用于支撑箱梁的支撑调节组件；临时墩柱设置有两个，临时墩柱内部上端设置有预埋件；

3、分配梁同时与两个临时墩柱上的预埋件焊接固定；分配梁下底面设置有位于任一临时墩柱两侧，且分别与对应位置处的预埋件焊接固定的斜撑；

4、支撑调节组件包括基座、旋转座、顶升柱和支撑座；基座活动设置在分配梁顶端，基座上端面设置有导向套；旋转座转动连接在基座上，旋转座上设置有第一斜面，顶升柱通过滑动立柱活动插接在旋转座上方，顶升柱底端设置有与第一斜面抵接的第二斜面；支撑座设置在顶升柱顶端，支撑座下底面设置有与导向套活动插接的导向滑杆；导向套上设置有锁定构件，锁定构件能够与导向滑杆卡接，而使导向滑杆与导向套之间保持相对静止。

5、锁定构件包括设置在导向套外侧壁上的调整座、滑动连接在调整座上的锁定板、活动插接在调整座上的调整楔块和套设在导向套外部且与锁定板转动连接的u型收紧架；调整座内部滑动卡接有偏移块；锁定板与偏移块滑动连接，锁定板的侧壁上设置有第一锁块，导向滑杆侧壁上设置有若干第二锁块，当导向滑杆在导向套内部移动至某一高度时，第一锁块能够与对应位置处的第二锁块卡接锁止；导向套的侧壁上贯穿设置有供锁定板伸入的开槽；调整楔块与偏移块抵接，调整楔块能够推动偏移块在调整座内部向上移动，调整座上通过支架转动连接有与调整楔块螺纹连接的第一丝杠；u型收紧架上螺纹连接有能够与导向套的外壁抵接的第二丝杠。

6、实际使用时，当导向滑杆在导向套内部移动至某一高度时，旋转第二丝杠，利用u型收紧架拉动锁定板在偏移块上旋转，并伸入导向套上的开槽，通过第一丝杠带动调整楔块在调整座内部移动，利用调整楔块推动偏移块在调整座内部向上移动，使得锁定板上的第一锁块能够插入导向滑杆上的第二锁块之间的间隙，最后利用u型收紧架进一步拉动拉动锁定板在偏移块上旋转，实现第一锁块和第二锁块的咬合锁止。

7、进一步地，导向套的外侧壁上卡接有能够与锁定板抵接的复位弹簧；

8、实际使用时，当需要解锁第一锁块和第二锁块时，松开第二丝杠，此时锁定板在复位弹簧的推动作用下远离导向滑杆。

9、进一步地，基座上设置有提升构件，提升构件包括滑动连接在基座上的提升框架和转动连接在基座上端面的提升齿轮；提升框架的底部能够嵌入基座内部，提升框架上设置有贯穿基座且与提升齿轮啮合连接的齿条；基座侧壁上设置能够与提升框架卡接的锁止螺栓；提升齿轮一侧设置有第一驱动座；

10、使用时，通过转动第一驱动座带动提升齿轮旋转，利用提升齿轮与齿条的连接作用驱动提升框架上下移动；便于向基座下方置入垫块；同时，当支撑调节组件上端面与支撑箱梁下底面接触时，施工人员能够快速确定所需垫块的数量。

11、进一步地，还包括设置在基座上的垫块存放组件；垫块存放组件包括设置在基座上的第一箱体、滑动连接在第一箱体内部的第二箱体和设置在第一箱体内部且能够带动第二箱体滑出或进入第一箱体内部的收放构件；第一箱体底端敞口设置，第一箱体底端贯穿基座，第二箱体内部等距分布有若干隔板，相邻两个隔板之间形成垫块的存放腔，第二箱体靠近基座的一侧且与各个存放腔位置对应处均设置有卸料槽；垫块上贯穿设置有通孔；

12、实际使用时，将垫块通过卸料槽插入各个存放腔内部，利用收放构件带动第二箱体滑出或进入第一箱体，便于对垫块进行拿取使用。

13、进一步地，收放构件包括设置在第一箱体顶端的齿轮箱和转动连接在第一箱体内部两侧，且顶端伸入齿轮箱内部的旋转丝杠；两个旋转丝杠的顶端均设置有旋转齿轮；齿轮箱内部转动连接有同时与旋转齿轮啮合连接的联动齿轮，联动齿轮顶端设置有贯穿齿轮箱的第二驱动座；第二箱体的侧壁上设置有与旋转丝杠螺纹连接的螺纹座；

14、实际使用时，旋转第二驱动座，利用联动齿轮带动旋转齿轮旋转，利用旋转丝杠与螺纹座的连接作用带动第二箱体在第一箱体内部移动。

15、进一步地，隔板上转动卡接有滚筒，通过在隔板上设置滚筒，能够降低垫块抽拉时的滑动阻力，有利于提高施工效率。

16、进一步地，预埋件包括设置在临时墩柱内顶部的第一预埋件、设置在临时墩柱内部且位于第一预埋件下方的第二预埋件和水平贯穿临时墩柱的锚固拉杆；第一预埋件、第二预埋件和锚固拉杆均设置有数个；临时墩柱两侧均设置有与对应位置处的第二预埋件、锚固拉杆焊接固定的连接钢板；

17、分配梁与第一预埋件焊接固定，斜撑与连接钢板焊接固定；

18、实际使用过程中，第一预埋件承受分配梁传递的竖向荷载；锚固拉杆贯穿临时墩柱，对两侧的连接钢板形成对拉约束；第二预埋件进一步锚固连接钢板；而连接钢板作为斜撑的焊接基座；荷载由分配梁、斜撑分别传递至第一预埋件、连接钢板，再通过锚固拉杆、第二预埋件扩散至整个临时墩柱的混凝土内部，改善了临时墩柱顶部局部承压，有利于提升整个支撑体系的整体稳定性。

19、进一步地，旋转座周向等距分布有若干连接座；通过在旋转座设置多个连接座，便于将外部工具与旋转座进行对接，提高了操作便利性以及工作效率。

20、本发明还提供了一种托梁换柱临时支撑方法，基于上述的一种托梁换柱临时支撑装置，包括如下步骤：

21、s1、绑扎临时墩柱钢筋时同步设置预埋件；其中，沿桥面长度方向，每组原墩柱的两侧均布设有两个临时墩柱；

22、s2、在地面完成分配梁的组焊，焊接完成后将分配梁吊装至临时墩柱顶部，将分配梁、斜撑与预埋件点焊临时固定；利用全站仪复核分配梁轴线偏位，利用水准仪测量分配梁的高程，验收合格后，将分配梁、斜撑与预埋件满焊固定；

23、s3、在分配梁上端面点焊临时固定千斤顶和楔形垫块，利用千斤顶顶升箱梁，千斤顶将力传递至分配梁和临时墩柱，验证临时支撑体系受力性能，确认合格后拆除千斤顶和楔形垫块；

24、s4、在各个箱梁与原盖梁之间安装千斤顶，并逐级施加顶升力，使顶升力从50%增加至100%，每次顶升2mm，控制墩顶误差≤1mm，顶升过程中，工作人员实时监测箱梁是否开裂，若发现异常立即停工；边顶升边支垫，控制箱梁总顶升高度为5mm，使箱梁脱离原支座；

25、s5、在分配梁上端面且与各个箱梁位置对应处布设支撑调节组件；根据箱梁与分配梁之间的间距，利用钢板将支撑调节组件垫高；然后旋转旋转座，利用第一斜面和第二斜面的抵接作用使得顶升柱、滑动立柱和支撑座同步升高，并最终使支撑座与箱梁下底面抵接；利用锁定构件将导向滑杆与导向套锁止；

26、s6、在各个临时墩柱顶端布设位移观测靶标，利用图像位移计实时监测临时墩柱的倾角和箱梁的竖向位移；若临时墩柱的倾角和箱梁的竖向位移出现偏移，及时进行调整；

27、s7、拆除原盖梁、墩柱，新建桩基与墩柱养护至100%设计强度；反向分级回载，使箱梁上的荷载完全移交永久墩柱后，拆除支撑调节组件、分配梁和临时墩柱即可。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几点：

29、第一、本发明的支撑调节组件结构设计合理，利用斜面配合、锁块的结构，替代了传统四棱台卸落块、精轧螺纹钢的调节结构；通过旋转座上的第一斜面与顶升柱上第二斜面的斜面抵接实现高度调节，调节到位后依靠第一锁块锁与第二锁块咬合机械锁止，整体结构刚性好，避免传统卸落块拼装松散、螺纹受荷变形滑脱风险，提高了托梁换柱施工临时支撑的整体性与作业安全性；

30、第二、本发明针对传统施工垫块需要现场搬运、堆放，高空作业搬运垫块劳动强度大，容易发生坠落风险的技术问题，通过在基座上设置垫块存放组件，将多组垫块分层收纳在第二箱体的存放腔内部，通过丝杠、齿轮联动机构驱动第二箱体滑移，垫块可从卸料槽送出，配合提升构件完成垫块垫入作业；

31、第三、本发明的分配梁通过第一预埋件焊接固定，斜撑通过第二预埋件、锚固拉杆、连接钢板与临时墩柱锚固，多层锚固把分配梁、斜撑的荷载有效扩散传递至临时墩柱混凝土内部，避免了局部焊缝与混凝土局部承压破坏。