一种塔柱横梁支架地面预压装置及方法与流程

1.本技术涉及桥梁施工技术领域，特别涉及一种塔柱横梁支架地面预压装置及方法。


背景技术：

2.参见图1
‑
3所示，通常由于塔柱中、上横梁设置高度较高，一般采用牛腿托架法施工。牛腿托架是指利用型钢组合成类似牛腿结构的支撑托架，将牛腿托架固定在墩柱侧壁，然后在牛腿托架上放置平台板及其他构件，使之在墩柱侧面形成一个新的支撑平面。牛腿托架作为支撑构件，需要对牛腿托架进行预压处理，若是牛腿支架的承载力太低，在施工时容易造成牛腿托架被上部荷载压坏，最终造成无法挽回的后果。
3.但是，由于塔柱中、上横梁设置高度较高，对牛腿托架进行高空预压的难度大，操作不安全且施工投入大。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种塔柱横梁支架地面预压装置及方法，以解决相关技术中由于塔柱中、上横梁设置高度较高，对牛腿托架进行高空预压的难度大，操作不安全且施工投入大的问题。
5.第一方面，提供了一种塔柱横梁支架地面预压装置，该支架包括多个桁片，该预压装置用于预压测试件，所述测试件包括两个成中心对称、且相连的所述桁片；该预压装置包括：
6.支座，其用于支撑所述测试件；
7.多个预压机构，每个所述预压机构对应所述测试件的两个桁片的上弦杆上相对称的两个节点；且所述预压机构的两端分别用于固定于两个所述节点上，并用于按照所述节点的预设最大受力，对两个所述节点施加张拉力。
8.一些实施例中，该预压装置还包括测量机构，所述测量机构用于测量所述桁片的下弦杆上的观测点的变形量，并用于将所述变形量与预设变形量进行对比，判断所述桁片是否满足施工需求。
9.一些实施例中，所述预设变形量为小于l/400，其中，l为所述桁片的下弦杆上相邻的两个节点的距离。
10.一些实施例中，该预压装置还包括限位机构，所述限位机构用于限制所述桁片在张拉力的作用下反弹。
11.一些实施例中，所述限位机构包括多个限位扣件，各所述限位扣件分别扣设于所述桁片的上弦杆和下弦杆上，并与所述支座连接；且所述限位扣件与所述上弦杆和所述下弦杆之间在水平方向上留有间隙，防止阻碍所述上弦杆和所述下弦杆的变形。
12.一些实施例中，所述预压机构包括：
13.千斤顶，其设于其中一个所述桁片的的上弦杆上的节点上；
14.两个螺母；
15.精轧螺纹钢，其一端通过其中一个螺母固定于所述千斤顶上，另一端依次穿过所述千斤顶、该桁片的上弦杆上的节点、以及另一个桁片的上弦杆上的节点，并通过另一个螺母固定于该节点上。
16.一些实施例中，所述预压机构包括：
17.两个反力座，两个所述反力座对称分设于所述测试件的两侧，所述反力座的两端分别抵持于所述桁片的上弦杆上相邻的两个节点上；
18.千斤顶，其设于其中一个所述反力座的中点；
19.两个螺母；
20.精轧螺纹钢，其一端通过其中一个螺母固定于所述千斤顶上，另一端依次穿过所述千斤顶、该反力座和另一个所述反力座，并通过另一个螺母固定于所述反力座上。
21.第二方面，提供了一种使用上述所述的预压装置对塔柱横梁支架进行地面预压的方法，其包括以下步骤：
22.将所述测试件放置于所述支座上；
23.将每个所述预压机构的两端分别固定于对应的两个节点上；
24.按照所述节点的预设最大受力，通过所述预压机构对两个所述节点施加张拉力。
25.一些实施例中，按照所述节点的预设最大受力，通过所述预压机构对两个所述节点施加张拉力；具体包括以下步骤：
26.根据所述节点的预设最大受力，获取最大张拉力；
27.按照0％f、20％f、50％f和100％f，通过所述预压机构对两个所述节点进行分级张拉；
28.观测所述测试件是否破坏；
29.若破坏，则停止张拉；
30.若未破坏，则继续下一次张拉，并重新观测所述测试件的变形。
31.一些实施例中，该方法还包括以下步骤：
32.测量所述桁片上的观测点的变形量，并将所述变形量与预设变形量进行对比；
33.若所述变形量大于所述预设变形量，则判断所述桁片不满足施工需求；
34.若所述变形量不大于所述预设变形量，则判断所述桁片满足施工需求。
35.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：本技术实施例的塔柱横梁支架地面预压装置将支架的高空预压转化为地面预压，再将预压合格的支架安装到塔柱上，既有效检验了各桁片强度、刚度和稳定性，确保横梁施工的安全，且一次实现对两个桁片的上弦杆的预压，大大简化了预压工序，化高空作业为陆地作业，加快了施工进度，避免了高空试验的安全风险。
36.本技术实施例提供了一种塔柱横梁支架地面预压装置及方法，由于本技术实施例将支架的预压转化到地面上，先在地面上对支架进行预压，再将满足条件的支架安装到塔柱上。那么对了实现对每个桁片的上弦杆施加荷载，本技术实施例通过将两个桁片对接，形成测试件，再将预压测试件放置在支座上，然后在两个桁片的上弦杆的节点上设置预压机构，通过预压机构按照节点的预设最大受力，对两个节点施加张拉力，因此，本技术实施例的塔柱横梁支架地面预压装置将支架的高空预压转化为地面预压，再将预压合格的支架安
装到塔柱上，既有效检验了各桁片强度、刚度和稳定性，确保横梁施工的安全，且一次实现对两个桁片的上弦杆的预压，大大简化了预压工序，化高空作业为陆地作业，加快了施工进度，避免了高空试验的安全风险。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。
38.图1为背景技术中牛腿托架的安装示意图；
39.图2为图1的a
‑
a方向视图；
40.图3为图1的b
‑
b方向视图；
41.图4为本技术实施例提供的塔柱横梁支架地面预压装置的结构示意图；
42.图5为本技术实施例提供的限位机构的结构示意图；
43.图6为本技术实施例提供的反力座的结构示意图；
44.图7为图6的侧视图；
45.图8为图6的俯视图。
46.图中：1、支架；10、桁片；100、上弦杆；101、下弦杆；11、节点；12、观测点；2、限位机构；20、限位扣件；3、测试件；4、支座；5、预压机构；50、千斤顶；51、螺母；52、精轧螺纹钢；53、反力座。
具体实施方式
47.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
48.实施例1：
49.参见图1
‑
图3所示，一般先将牛腿支架固定在墩柱侧壁，再在高空对牛腿支架进行预压处理。预压的目的是为了保证牛腿支架能满足支撑横梁自重及各种施工荷载，需要对牛腿支架进行荷载预压，以便检验盖梁支架是否满足盖梁施工的各种荷载，消除支架结构非弹性变形，确保桥梁施工的绝对安全，以此工艺试验来指导后续桥梁的施工任务。但是牛腿支架安装完成后进行高空预压，容易造成牛腿支架被压坏的情况，那么就需要高空更换牛腿支架，大大增加了施工难度。
50.参见图4所示，本技术实施例1提供了一种塔柱横梁支架地面预压装置，该支架1包括多个桁片10，该预压装置用于预压测试件3，测试件3包括两个成中心对称、且相连的桁片10，两个桁片10的下弦杆101通过垫块点焊固定；该预压装置包括支座4和多个预压机构5，支座4用于支撑测试件3；每个预压机构5对应测试件3的两个桁片10的上弦杆100上相对称的两个节点11；且预压机构5的两端分别用于固定于两个节点11上，并用于按照节点11的预设最大受力，对两个节点11施加张拉力。
51.支架1包括多个桁片10，安装在高空时，各桁片10竖直并排设置，形成支架1以支撑横梁。在高空对桁片10进行预压时，是在桁片10的上弦杆100上施加荷载，以对桁片10进行预压。本技术实施例1将支架1的预压转化到地面上，先在地面上对支架1进行预压，再将满足条件的支架1安装到塔柱上。那么对了实现对每个桁片10的上弦杆100施加荷载，本技术实施例1通过将两个桁片10对接，形成测试件3，再将预压测试件3放置在支座4上，然后在两个桁片10的上弦杆100的节点11上设置预压机构5，通过预压机构5按照节点11的预设最大受力，对两个节点11施加张拉力，从而一次实现对两个桁片10的上弦杆100的预压。
52.因此，本技术实施例1的塔柱横梁支架地面预压装置将支架1的高空预压转化为地面预压，再将预压合格的支架1安装到塔柱上，既有效检验了各桁片10强度、刚度和稳定性，确保横梁施工的安全，且一次实现对两个桁片10的上弦杆100的预压，大大简化了预压工序，化高空作业为陆地作业，加快了施工进度，避免了高空试验的安全风险。
53.可选的，参见图4所示，该预压装置还包括测量机构，测量机构用于测量桁片10的下弦杆101上的观测点12的变形量，并用于将变形量与预设变形量进行对比，判断桁片10是否满足施工需求。
54.对桁片10进行预压后，通过测量机构测量桁片10上观测点的变形量，本技术实施例1的观测点12位于桁片10的下弦杆上(观测点选取承力薄弱部位)，将变形量与预设变形量进行对比，若变形量大于预设变形量，则判断桁片10不满足施工需求，需要更换桁片10；若变形量不大于预设变形量，则判断桁片10满足施工需求。
55.优选的，预设变形量小于l/400，其中，l为桁片10的下弦杆101上相邻的两个节点11的距离。
56.观测点12选取在下弦杆101上相邻的两个节点11之间。
57.进一步的，参见图4和图5所示，该预压装置还包括限位机构2，限位机构2用于限制桁片10在张拉力的作用下反弹。
58.由于本技术实施例1是将两个桁片10进行对接组成测试件3，并对两个桁片10进行相互挤压，那么平放的测试件3在挤压作用下容易产生反弹，通过设置限位机构2限制桁片10在张拉力的作用下反弹。
59.更进一步的，限位机构2包括多个限位扣件20，各限位扣件20分别扣设于桁片10的上弦杆100和下弦杆101上，并与支座4连接；且限位扣件20与上弦杆100和下弦杆101之间在水平方向上留有间隙，防止阻碍上弦杆100和下弦杆101的变形。
60.根据预设的变形量，将限位扣件20与上弦杆100和下弦杆101之间在水平方向上留有间隙，该间隙不小于预设的变形量，限位扣件20与上弦杆100和下弦杆101之间在竖直方向上不留间隙，那么该限位扣件20即能限制桁片10向上反弹，又不阻碍上弦杆100和下弦杆101的水平变形。
61.可选的，参见图4所示，预压机构5包括千斤顶50、两个螺母51和精轧螺纹钢52，千斤顶50设于其中一个桁片10的的上弦杆100上的节点11上；精轧螺纹钢52一端通过其中一个螺母51固定于千斤顶50上，另一端依次穿过千斤顶50、该桁片10的的上弦杆100上的节点11、以及另一个桁片10的上弦杆100上的节点11，并通过另一个螺母51固定于该节点11上。
62.两个成中心对称、且相连的桁片10，其节点11也成中心对称设置，且对称设置的两个节点11的最大受力相等，通过精轧螺纹钢52穿过两个节点11并固定，再通过千斤顶50对
其中一个节点11施加张拉力，该张拉力为节点11的最大受力，从而使两个节点11都受到相等的张拉力，实现对两个桁片10的张拉。
63.可选的，参见图4所示，预压机构5包括两个反力座53、千斤顶50、两个螺母51和精轧螺纹钢52，两个反力座53对称分设于测试件3的两侧，反力座53的两端分别抵持于桁片10的上弦杆100上相邻的两个节点11上；千斤顶50设于其中一个反力座53的中点；精轧螺纹钢52一端通过其中一个螺母51固定于千斤顶50上，另一端依次穿过千斤顶50、该反力座53和另一个反力座53，并通过另一个螺母51固定于反力座53上。
64.参见图6
‑
8所示，反力座53通过支脚支撑在地面上，且反力座53抵持在桁片10上相邻的两个节点11上，与节点11之间没有固定连接。
65.两个成中心对称、且相连的桁片10，其节点11也成中心对称设置，且对称设置的两个节点11的最大受力相等，通过精轧螺纹钢52穿过两个反力座53的中间，再通过千斤顶50对其中一个反力座53施加张拉力，该张拉力为节点11的最大受力的两倍，那么每个节点受到的是一半的张拉力，也就是最大受力。本技术实施例1通过一个千斤顶50实现对两对节点11的张拉，更加省时高效。
66.实施例2：
67.本技术实施例2提供了一种使用预压装置对塔柱横梁支架进行地面预压的方法，其包括以下步骤：
68.s1：将测试件3放置于支座4上；
69.s2：将每个预压机构5的两端分别固定于对应的两个节点11上；
70.s3：按照节点11的预设最大受力，通过预压机构5对两个节点11施加张拉力。
71.本技术实施例2将支架1的预压转化到地面上，先在地面上对支架1进行预压，再将满足条件的支架1安装到塔柱上。那么对了实现对每个桁片10的上弦杆100施加荷载，本技术实施例1通过将两个桁片10对接，形成测试件3，再将预压测试件3放置在支座4上，然后在两个桁片10的上弦杆100的节点上设置预压机构5，通过预压机构5按照节点11的预设最大受力，对两个节点11施加张拉力，从而一次实现对两个桁片10的上弦杆100的预压。
72.因此，本技术实施例2的塔柱横梁支架地面预压方法将支架1的高空预压转化为地面预压，再将预压合格的支架1安装到塔柱上，既有效检验了各桁片10强度、刚度和稳定性，确保横梁施工的安全，且一次实现对两个桁片10的上弦杆100的预压，大大简化了预压工序，化高空作业为陆地作业，加快了施工进度，避免了高空试验的安全风险。
73.可选的，步骤s3中按照节点11的预设最大受力，通过预压机构5对两个节点11施加张拉力；具体包括以下步骤：
74.s30：根据节点11的预设最大受力，获取最大张拉力f；
75.例如最大受力为1000n，最大张拉力f为1000n。
76.s31：按照0％f、20％f、50％f和100％f，通过预压机构5对两个节点11进行分级张拉；
77.s32：观测测试件3是否破坏；
78.每次张拉过程中，观测测试件3的焊缝是否开裂、是否产生扭曲变形等不可逆的破坏。
79.s33：若破坏，则停止张拉；
80.s34：若未破坏，则继续下一次张拉，并重新观测测试件3的变形。
81.更进一步的，该方法还包括以下步骤：
82.s4：测量桁片10上的观测点12的变形量，并将变形量与预设变形量进行对比；
83.s5：若变形量大于预设变形量，则判断桁片10不满足施工需求；
84.s6：若变形量不大于预设变形量，则判断桁片10满足施工需求。
85.对桁片10进行预压后，通过测量机构测量桁片10上观测点的变形量，本技术实施例2的观测点12位于桁片10的下弦杆上(观测点选取承力薄弱部位)，将变形量与预设变形量进行对比，若变形量大于预设变形量，则判断桁片10不满足施工需求，需要更换桁片10；若变形量不大于预设变形量，则判断桁片10满足施工需求。
86.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
87.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
88.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。