一种基于UHPC永久模板的大悬臂盖梁安装结构的制作方法

一种基于uhpc永久模板的大悬臂盖梁安装结构
技术领域
1.本发明涉及桥梁建筑技术领域，具体公开了一种基于uhpc永久模板的大悬臂盖梁安装结构。


背景技术：

2.在城市桥梁建设中，为提高土地利用率,节省桥下使用空间，降低对既有道路的影响，大悬臂盖梁结构逐渐成为桥梁设计者的首选方案。近年来，悬臂长度屡创新高，随之带来了结构自重的不断增大，施工难度显著增加。
3.当前，大悬臂盖梁的施工方式主要包括：整体现浇、全预制吊装、预制拼装三种。对于整体现浇盖梁，常采用满堂支架法，横穿型钢法，预埋钢板法，抱箍法等。然而，上述方法均需现场支模、拆模，费时费力，严重影响施工效率；而全预制吊装虽然克服了整体现浇盖梁的施工缺点，但鉴于大悬臂盖梁体积大、自重沉，传统的大型工程机具已无法满足运输和吊装需求，同时对运输沿线的桥梁等负荷要求高；而节段预制拼装工序繁琐，安装精度要求高，施工难度大，拼接缝处易渗水，结构耐久性差；因此，如何有效降低大悬臂盖梁自重，避免现场支模、拆模等繁杂工序，提升施工效率，减轻施工对桥下既有结构物和道路通行的影响，是该类盖梁在设计施工中有待解决的一个现实难题，也是突破既有悬臂长度的关键控制因素，此外，无论是全预制吊装和节段预制拼装，两种方式安装在墩柱上时，仍需搭设模板，对盖梁与墩柱的连接点进行浇筑，确保盖梁与墩柱的连接稳定性，避免因震动原因导致盖梁与墩柱脱离。


技术实现要素：

4.本发明意在提供一种基于uhpc永久模板的大悬臂盖梁安装结构，以解决现有全预制吊装和节段预制拼装方式，安装盖梁时仍需搭设模板，对盖梁与墩柱的连接点进行浇筑，确保盖梁与墩柱的连接稳定性，避免因震动原因导致盖梁与墩柱脱离的问题。
5.为了达到上述目的，本发明的基础方案为：
6.一种基于uhpc永久模板的大悬臂盖梁安装结构，包括uhpc材质的盖梁模板与墩柱；所述盖梁模板内置有支撑桁架，支撑桁架底部设置有若干连接梁，连接梁竖直向下贯穿盖梁模板；所述墩柱顶部设置有基座，所述基座上表面开设有若干与连接梁一一正对的连接孔，所述连接孔底部周侧开设有若干限位腔；所述连接梁中空，连接梁周侧开设有若干正对限位腔的通槽，通槽底部铰接有竖向设置的下部限位板，且铰接处设置扭簧，下部限位板顶部滑动连接有与连接梁内壁贴合的滑块，滑块与下部限位板之间设置有支撑弹簧，滑块上固定有朝向连接梁轴心的承重杆；所述连接梁内侧滑动连接有与承重杆相抵的压紧块，压紧块周侧开设有凹槽，凹槽顶部铰接有上部限位板，且铰接处设置有扭簧，所述上部限位板与下部限位板位置对应；所述连接梁上端周侧开设有灌浆孔。
7.在本方案中，将预制的支撑桁架与预制的uhpc材质盖梁模板安装焊接好后，通过传统机械将盖梁模板与支撑桁架吊装至墩柱顶端的基座上，使连接梁插入基座内的连接
孔；此时的下部限位板在滑块与连接梁之间的配合下保持竖直状态，上部限位板通过与连接梁内壁相抵保持竖直状态；盖梁模板安装好后进行混凝土的浇灌，混凝土通过连接梁上端的灌浆孔进入连接梁内，通过混凝土的粘滞性及其自重推动压紧块向下滑动，压紧块向下滑动的同时通过承重杆推动滑块向下滑动，使滑块不再与连接梁内壁贴合，让下部限位板在扭簧的作用下向限位腔内展开；而压紧块滑动至连接梁底部时，此时的上部限位板正对通槽，使上部限位板在扭簧的作用下向限位腔内展开，同时混凝土也通过通槽填充于上部限位板与下部限位板之间，并填充限位腔。
8.在混凝土凝固后，盖梁成型；此外，通过混凝土、上部限位板、下部限位板与限位腔之间的配合，确保盖梁与基座之间的稳定性，避免盖梁在因震动等原因脱离墩柱与基座，当震动发生时，上部限位板与下部限位板先于混凝土与限位腔之间发生碰撞，上部限位板与下部限位板相对于混凝土来说更加坚韧，更不易损坏，更能保证连接梁与限位腔之间的连接稳定性；同时，本方案中，通过预制模板与支撑桁架，显著降低了自重，可采用传统机械进行吊装，易于运输，能够解决因大悬臂盖梁自重过大，吊装难的问题；在吊装完成后，无需对盖梁与墩柱连接点铺设模板，仅需浇筑普通混凝土，即可使其与墩柱固结，并形成免拆uhpc模板的内置支撑桁架组合盖梁，避免现场支模、拆模等繁杂工序，提高了现场施工效率。
9.可选地，所述墩柱顶部开设有凹腔，所述基座底部固定有竖向伸入凹腔内的基柱，且基柱的直径小于凹腔的直径，所述凹腔周侧开设有若干贯穿墩柱的连接槽，连接槽两侧均开设有导向槽，所述导向槽内均滑动连接有耗能座，导向槽与耗能座之间均设置有液压缓冲装置，所述耗能座上均球铰连接有传动杆，相邻传动杆朝相向方向倾斜设置，所述传动杆的端部均与基柱周侧球铰连接。
10.本方案中，当地震发生时，盖梁带动基座发生竖向或水平方向上的移动，基座晃动的同时带动基柱发生同步移动，而基柱移动的同时，通过球铰连接的传动杆将基柱三维任意方向上的移动转化为耗能座在导向槽内的水平移动，而耗能座移动的同时利用液压缓冲装置进行耗能减震，提高了桥梁抗震性能；而在现有桥梁技术中，往往仅考虑到地震横波影响，仅针对桥梁水平方向上受力减震，但均未过多考虑纵波情况下的受力减震分析，当地震或其他因素导致桥梁产生晃动，其受力的方向是不确定的，因此现有技术的桥梁减震存在很大缺陷；但在本方案中，通过基柱与传动杆之间的配合，能够将盖梁三维任意方向的移动转化为耗能座水平方向上的移动，并进行耗能减震，能够更好的起到减震作用，提高桥梁的抗震性能。
11.可选地，所述导向槽处均设置有辅助耗能装置，辅助耗能装置包括固定于连接槽上的压缩耗能箱，压缩耗能箱朝向基柱的一端密封滑动连接有挤压板，挤压板与耗能座之间固定有推动杆；所述压缩耗能箱的另一端上均开设有若干气孔，所述气孔周侧设置有固定于压缩耗能箱内壁上的滑杆，所述气孔处设置有环形的封闭板，封闭板滑动连接于滑杆上，滑杆上设置推动封闭板贴合气孔的复位弹簧，所述封闭板滑动连接有同轴线的连接杆，连接杆固定于挤压板上，所述连接杆周侧开设有通气槽。
12.当耗能座朝远离基柱的方向移动时，耗能座通过推动杆推动挤压板朝向压缩耗能箱的方向移动，挤压板则带动连接杆同步运动，此时的封闭板在复位弹簧与连接杆摩擦力的作用下贴合压缩耗能箱，将气孔封闭；随着挤压板的移动，压缩耗能箱内的空气逐渐压缩，当连接杆移动至通气槽横跨在气孔处时，压缩耗能箱内部通过通气槽与外界连通，经过
压缩的空气通过通气槽流入至外界；而当耗能座朝基柱的方向移动时，耗能座通过推动杆带动挤压板同步运动，挤压板移动时，压缩耗能箱内部的空间扩大，压强逐渐减小，在外界大气压强与连接杆摩擦力的作用下，封闭板克服复位弹簧的作用力暂时脱离气孔，使外界的空气流入至压缩耗能箱内，使压缩耗能箱内部的压强与外界逐渐平衡。在本方案中，将盖梁等结构的动能作用于压缩耗能箱内的空气压缩，并将压缩后的空气排除，既起到了耗能的效果，同时也避免了基柱与墩柱之间的直接接触，相对于机械耗能的方式，采用梁体与墩柱无接触方式进行耗能减震，能够极大的降低了对梁体和墩柱的影响。
13.可选地，所述凹腔周侧开设有若干竖向设置的导槽，导槽内竖向滑动连接有两个连接座，所述连接座两侧均呈波浪形，连接座上均设置球铰连接有支撑杆，同一导槽内的支撑杆朝相向方向倾斜，支撑杆均球铰连接于基柱周侧；所述导槽两侧开设有连接槽，连接槽内滑动连接有与连接座侧壁外形适配的夹紧块，所述夹紧块与连接槽之间固定有压缩弹簧。
14.常态下或震动较小的情况下，基柱具备的动能较小，通过夹紧块对连接座进行夹持固定，而连接座则通过支撑杆对此时的基柱进行支撑固定，防止基柱与盖梁发生晃动，确保常态下盖梁的稳定性；当震动较大时，基柱动能较大，基柱通过支撑杆驱动连接座，导致连接座将两侧的夹紧板推开，从而解除对基柱的固定，使基柱能够移动，从而触发后续的减震措施；同时，通过压缩弹簧时刻推动夹紧块夹持连接座，导致连接座移动时需要消耗动能推开夹紧板，从而起到辅助耗能的作用。当震动较小时，连接座的动能不足以推开夹紧块，夹紧块再次对连接座进行夹持固定，并通过支撑杆对此时的基柱进行支撑固定，起到临时支撑的作用。
15.可选地，所述通气槽数量至少为两个，且通气槽等间距分布。
16.可通过实际情况设置通气槽的数量，让耗能座朝远离基柱方向移动过程中，压缩耗能箱逐次向外释能。
17.可选地，所述封闭板表面设置有橡胶涂层。
18.通过橡胶涂层提高封闭板的封闭性能，提高压缩耗能箱内的密闭性。
19.可选地，所述连接梁与支撑桁架之间固定有斜撑杆。
20.通过设置斜撑杆，提高连接梁与支撑桁架之间的连接稳定性。
21.可选地，所述液压缓冲装置为液压阻尼器。
22.可选地，所述压紧块开设有同轴线的排出孔，排出孔分别与周侧的凹槽连通。
23.通过设置排出孔，避免压紧块堵住连接梁，使混凝土无法通过压紧块流入限位腔内。
24.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
25.图1为本发明实施例的结构示意图；
26.图2为本发明实施例的纵向剖视图；
27.图3为图2中a处的放大示意图；
28.图4为图2中b处的放大示意图；
29.图5为本发明实施例的横向剖视图；
30.图6为图5中c处的放大示意图
31.图7为图5中d处的放大示意图；
32.图8为本发明实施例中连接座的结构示意图。
具体实施方式
33.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
34.说明书附图中的附图标记包括：盖梁模板1、支撑桁架2、墩柱3、基座4、限位腔5、连接梁6、通槽7、下限位板8、滑块9、支撑弹簧10、承重杆11、压紧块12、上部限位板13、灌浆孔14、基柱15、连接槽16、导向槽17、耗能座18、传动杆19、压缩耗能箱20、挤压板21、推动杆22、滑杆23、封闭板24、复位弹簧25、连接杆26、通气槽27、导槽28、连接座29、支撑杆30、夹紧块31、压缩弹簧32、液压阻尼器33、斜撑杆34、排出孔35。
35.实施例
36.如图1、图2、图3、图5所示：
37.一种基于uhpc永久模板的大悬臂盖梁安装结构，包括uhpc材质的盖梁模板1与墩柱3；所述盖梁模板1内置有支撑桁架2，支撑桁架2底部设置有若干连接梁6，连接梁6竖直向下贯穿盖梁模板1；所述墩柱3顶部设置有基座4，所述基座4上表面开设有若干与连接梁6一一正对的连接孔，所述连接孔底部周侧开设有若干限位腔5；所述连接梁6中空，连接梁6周侧开设有若干正对限位腔5的通槽7，通槽7底部铰接有竖向设置的下部限位板，且铰接处设置扭簧，下部限位板顶部滑动连接有与连接梁6内壁贴合的滑块9，滑块9与下部限位板之间设置有支撑弹簧10，滑块9上固定有朝向连接梁6轴心的承重杆11；所述连接梁6内侧滑动连接有与承重杆11相抵的压紧块12，压紧块12周侧开设有凹槽，凹槽顶部铰接有上部限位板13，且铰接处设置有扭簧，所述上部限位板13与下部限位板位置对应；所述连接梁6上端周侧开设有灌浆孔14。
38.在本方案中，将预制的支撑桁架2与预制的uhpc材质盖梁模板1安装焊接好后，通过传统机械将盖梁模板1与支撑桁架2吊装至墩柱3顶端的基座4上，使连接梁6插入基座4内的连接孔；此时的下部限位板在滑块9与连接梁6之间的配合下保持竖直状态，上部限位板13通过与连接梁6内壁相抵保持竖直状态；盖梁模板1安装好后进行混凝土的浇灌，混凝土通过连接梁6上端的灌浆孔14进入连接梁6内，通过混凝土的粘滞性及其自重推动压紧块12向下滑动，压紧块12向下滑动的同时通过承重杆11推动滑块9向下滑动，使滑块9不再与连接梁6内壁贴合，让下部限位板在扭簧的作用下向限位腔5内展开；而压紧块12滑动至连接梁6底部时，此时的上部限位板13正对通槽7，使上部限位板13在扭簧的作用下向限位腔5内展开，同时混凝土也通过通槽7填充于上部限位板13与下部限位板之间，并填充限位腔5。
39.在混凝土凝固后，盖梁成型；此外，通过混凝土、上部限位板13、下部限位板与限位腔5之间的配合，确保盖梁与基座4之间的稳定性，避免盖梁在因震动等原因脱离墩柱3与基座4，当震动发生时，上部限位板13与下部限位板先于混凝土与限位腔5之间发生碰撞，上部限位板13与下部限位板相对于混凝土来说更加坚韧，更不易损坏，更能保证连接梁6与限位
腔5之间的连接稳定性；同时，本方案中，通过预制模板与支撑桁架2，显著降低了自重，可采用传统机械进行吊装，易于运输，能够解决因大悬臂盖梁自重过大，吊装难的问题；在吊装完成后，无需对盖梁与墩柱3连接点铺设模板，仅需浇筑普通混凝土，即可使其与墩柱3固结，并形成免拆uhpc模板的内置支撑桁架2组合盖梁，避免现场支模、拆模等繁杂工序，提高了现场施工效率。
40.如图1、图2、图4所示：可选地，所述墩柱3顶部开设有凹腔，所述基座4底部固定有竖向伸入凹腔内的基柱15，且基柱15的直径小于凹腔的直径，所述凹腔周侧开设有若干贯穿墩柱3的连接槽16，连接槽16两侧均开设有导向槽17，所述导向槽17内均滑动连接有耗能座18，导向槽17与耗能座18之间均设置有液压缓冲装置，所述耗能座18上均球铰连接有传动杆19，相邻传动杆19朝相向方向倾斜设置，所述传动杆19的端部均与基柱15周侧球铰连接。
41.本方案中，当地震发生时，盖梁带动基座4发生竖向或水平方向上的移动，基座4晃动的同时带动基柱15发生同步移动，而基柱15移动的同时，通过球铰连接的传动杆19将基柱15三维任意方向上的移动转化为耗能座18在导向槽17内的水平移动，而耗能座18移动的同时利用液压缓冲装置进行耗能减震，提高了桥梁抗震性能；而在现有桥梁技术中，往往仅考虑到地震横波影响，仅针对桥梁水平方向上受力减震，但均未过多考虑纵波情况下的受力减震分析，当地震或其他因素导致桥梁产生晃动，其受力的方向是不确定的，因此现有技术的桥梁减震存在很大缺陷；但在本方案中，通过基柱15与传动杆19之间的配合，能够将盖梁三维任意方向的移动转化为耗能座18水平方向上的移动，并进行耗能减震，能够更好的起到减震作用，提高桥梁的抗震性能。
42.如图1、图2、图5、图6与图7所示：可选地，所述导向槽17处均设置有辅助耗能装置，辅助耗能装置包括固定于连接槽16上的压缩耗能箱20，压缩耗能箱20朝向基柱15的一端密封滑动连接有挤压板21，挤压板21与耗能座18之间固定有推动杆22；所述压缩耗能箱20的另一端上均开设有若干气孔，所述气孔周侧设置有固定于压缩耗能箱20内壁上的滑杆23，所述气孔处设置有环形的封闭板24，封闭板24滑动连接于滑杆23上，滑杆23上设置推动封闭板24贴合气孔的复位弹簧25，所述封闭板24滑动连接有同轴线的连接杆26，连接杆26固定于挤压板21上，所述连接杆26周侧开设有通气槽27。
43.当耗能座18朝远离基柱15的方向移动时，耗能座18通过推动杆22推动挤压板21朝向压缩耗能箱20的方向移动，挤压板21则带动连接杆26同步运动，此时的封闭板24在复位弹簧25与连接杆26摩擦力的作用下贴合压缩耗能箱20，将气孔封闭；随着挤压板21的移动，压缩耗能箱20内的空气逐渐压缩，当连接杆26移动至通气槽27横跨在气孔处时，压缩耗能箱20内部通过通气槽27与外界连通，经过压缩的空气通过通气槽27流入至外界；而当耗能座18朝基柱15的方向移动时，耗能座18通过推动杆22带动挤压板21同步运动，挤压板21移动时，压缩耗能箱20内部的空间扩大，压强逐渐减小，在外界大气压强与连接杆26摩擦力的作用下，封闭板24克服复位弹簧25的作用力暂时脱离气孔，使外界的空气流入至压缩耗能箱20内，使压缩耗能箱20内部的压强与外界逐渐平衡。在本方案中，将盖梁等结构的动能作用于压缩耗能箱20内的空气压缩，并将压缩后的空气排除，既起到了耗能的效果，同时也避免了基柱15与墩柱3之间的直接接触，相对于机械耗能的方式，采用梁体与墩柱3无接触方式进行耗能减震，能够极大的降低了对梁体和墩柱3的影响。
44.如图2、图8所示：可选地，所述凹腔周侧开设有若干竖向设置的导槽28，导槽28内竖向滑动连接有两个连接座29，所述连接座29两侧均呈波浪形，连接座29上均设置球铰连接有支撑杆30，同一导槽28内的支撑杆30朝相向方向倾斜，支撑杆30均球铰连接于基柱15周侧；所述导槽28两侧开设有连接槽16，连接槽16内滑动连接有与连接座29侧壁外形适配的夹紧块31，所述夹紧块31与连接槽16之间固定有压缩弹簧32。
45.常态下或震动较小的情况下，基柱15具备的动能较小，通过夹紧块31对连接座29进行夹持固定，而连接座29则通过支撑杆30对此时的基柱15进行支撑固定，防止基柱15与盖梁发生晃动，确保常态下盖梁的稳定性；当震动较大时，基柱15动能较大，基柱15通过支撑杆30驱动连接座29，导致连接座29将两侧的夹紧板推开，从而解除对基柱15的固定，使基柱15能够移动，从而触发后续的减震措施；同时，通过压缩弹簧32时刻推动夹紧块31夹持连接座29，导致连接座29移动时需要消耗动能推开夹紧板，从而起到辅助耗能的作用。当震动较小时，连接座29的动能不足以推开夹紧块31，夹紧块31再次对连接座29进行夹持固定，并通过支撑杆30对此时的基柱15进行支撑固定，起到临时支撑的作用。
46.如图5所示：可选地，所述通气槽27数量至少为两个，且通气槽27等间距分布。
47.可通过实际情况设置通气槽27的数量，让耗能座18朝远离基柱15方向移动过程中，压缩耗能箱20逐次向外释能。
48.可选地，所述封闭板24表面设置有橡胶涂层。
49.通过橡胶涂层提高封闭板24的封闭性能，提高压缩耗能箱20内的密闭性。
50.可选地，所述连接梁6与支撑桁架2之间固定有斜撑杆34。
51.通过设置斜撑杆34，提高连接梁6与支撑桁架2之间的连接稳定性。
52.可选地，所述液压缓冲装置为液压阻尼器33。
53.可选地，所述压紧块12开设有同轴线的排出孔35，排出孔35分别与周侧的凹槽连通。
54.通过设置排出孔35，避免压紧块12堵住连接梁6，使混凝土无法通过压紧块12流入限位腔5内。
55.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。