一种用于高桩承台大跨度系梁浇筑的钢桁架吊挂装置的制作方法

1.本技术涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种用于高桩承台大跨度系梁浇筑的钢桁架吊挂装置。


背景技术：

2.系梁是一种位于墩柱上，是改善墩柱受力、提高整体刚度的结构。传统的高桩承台大跨度浇筑施工方法如下：在系梁底部或侧面打入辅助支撑桩，并在支撑桩上设置吊挂梁，然后将吊挂梁与浇筑系梁用的围堰、模板连成一体。结构利用吊挂梁承受围堰、模板自重及浇筑荷载，吊挂梁将荷载传递到支撑桩上，进而将荷载传递到地基中。传统方法的优点在于：施工方法成熟、传力路径清晰、临时结构设计简单。
3.其不足之处在于：
4.1、各个构件之间连接较多，现场焊接量大。吊挂梁与支撑桩之间的焊接，围堰抗沉、抗浮装置与辅助支撑桩的焊接需要有足够的强度，现场焊接质量不容易得到保证。
5.2、当施工大跨度系梁时现场打桩数量较多，且打入桩要求具备较高的精度便于后续结构的安装。现场施工难度大、施工流程复杂、施工机械众多，降低了现场的施工效率。
6.3、辅助支撑桩一般刚度较小，尤其是在高桩承台施工情况下，因为变形量大单根桩实际分担的浇筑荷载较小，而且为了增加打入桩的整体稳定性必要时需要设置复杂的水下连接系。
7.4、辅助支撑桩提供的承载能力也有限，当地质条件较差时，支撑桩不能有效的提供抗拔力，为此不得不加大入土深度，增加了施工难度和临时结构的用量。


技术实现要素：

8.针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种用于高桩承台大跨度系梁浇筑的钢桁架吊挂装置，连接支撑部件少，现场焊接工作少，所需施工机械少，同时避免了复杂的水下连接系以及辅助支撑结构，提高了施工效率。
9.为达到以上目的，一方面，采取的技术方案是：
10.本技术提供一种用于高桩承台大跨度系梁浇筑的钢桁架吊挂装置，包括：
11.用于浇筑系梁的系梁模板；
12.钢桁梁，其两端分别架设于待施工两个的墩柱；
13.张拉千斤顶，有至少两个，其设置于钢桁梁顶部，且张拉千斤顶的输出端竖直向下；
14.吊挂钢绞线，至少两根，每根吊挂钢绞线连接于每个所述张拉千斤顶的输出端；
15.用于连接系梁模板和吊挂钢绞线的锚固装置，其设置于吊挂钢绞线远离张拉千斤顶的一端。
16.优选的，还包括：
17.预埋件，其部分埋设于墩柱，所述钢桁梁通过预埋件安装于墩柱。
18.优选的，所述预埋件安装于墩柱的中心线。
19.优选的，所述钢桁梁还包括：
20.承重柱，其设置在预埋件和钢桁梁的对应端之间。
21.优选的，所述系梁模板包括：
22.侧模，有一对，两端分别抵接于待施工的两个墩柱；
23.底模，两端分别抵接于待施工的两个墩柱；
24.所述底模、两个墩柱的侧面和一对侧模共同围设形成浇筑系梁的空间。
25.优选的，所述系梁模板还包括：
26.端部锚固机构，竖直设置于墩柱的端面边沿，底端安装于底模。
27.优选的，所述端部锚固机构包括：
28.止水挡板，其设置于墩柱的边沿；
29.连接绞线，其一端连接于止水挡板，另一端连接于底模。
30.优选的，所述系梁模板还包括：
31.用于形成系梁内腔的内模，其侧面通过钢绞线连接于侧模。
32.优选的，所述钢桁梁还包括：
33.操作平台，有多个，每个操作平台顺桥向安装于钢桁梁的顶部，且每个张拉千斤顶部分伸出于其中一个操作平台。
34.优选的，每个所述张拉千斤顶位于钢桁架的上弦节点处。
35.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
36.本技术的用于高桩承台大跨度系梁浇筑的钢桁架吊挂装置，由于本技术架设在墩柱上，是自上而下进行吊装，无需自下而上设置支撑桩以及复杂的支撑机构，可以减少现场焊接施工，也降低了刚才的使用量，降低了人工和材料成本，同时减少现场打桩的施工过程，提高施工效率。并且本技术仅需要墩柱进行支撑，可以在高桩、地质不良、水上施工等多种不良施工环境下，便捷、高效的施工系梁。并且本技术仅需要将钢桁梁吊装到墩柱上再进行焊接即可使用，减少了施工所需的工程器械，降低了施工难度。
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为本技术中一个实施例的正视示意图。
39.图2为图1中a-a处的剖面示意图。
40.图3为图1中b-b处的剖面示意图。
41.图4为图1的俯视示意图。
42.附图标记：
43.1、钢桁梁；11、承重柱；12、操作平台；2、张拉千斤顶；3、吊挂钢绞线；4、锚固装置；5、系梁模板；51、侧模；52、底模；53、内模；54、端部锚固机构；541、止水挡板；542、连接绞线；6、预埋件；7、墩柱。
具体实施方式
44.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。
45.本技术提供一种用于高桩承台大跨度系梁浇筑的钢桁架吊挂装置，包括：系梁模板5、钢桁梁1、张拉千斤顶2、吊挂钢绞线3和锚固装置4。
46.具体的，如图1和图3所示，在本实施例中，系梁模板5用于浇筑系梁，由在外面的钢结构和内部的板件共同构成，板件用于确定系梁的形状，钢结构用于连接和支撑。
47.钢桁梁1主要起到支撑的作用。具体的，可以参见图1和图2，钢桁梁1一般为桁架结构，用于减轻重量，钢桁梁1的两端立在墩柱 7上，借助墩柱7进行支撑。
48.张拉千斤顶2，有至少两个，其设置于钢桁梁1顶部，且张拉千斤顶2的输出端竖直向下。具体的，张拉千斤顶2的数量至少有两个，用于维持系梁模板5的稳定，具体的数量需要根据系梁模板5的机构所决定，越大的系梁模板5需要的张拉千斤顶2的数量越多，以便于对系梁模板5的精确调整。
49.吊挂钢绞线3，连接在张拉千斤顶2的输出端，吊挂钢绞线3的另一端设置有锚固装置4。具体的，可以参见图1，吊挂钢绞线3的数量与张拉千斤顶2的数量相同，且在一般的实施例中，吊挂钢绞线 3的末端恰好处于欲将施工的系梁模板5的位置，安装时通过吊机将系梁模板5吊起到施工位置，并通过锚固装置4连接，而张拉千斤顶 2主要是支撑和在一定幅度内调整系梁模板5的状态。
50.而锚固装置4可以参见图1和图3，在本实施例中是一根短横梁，通过两根绞线和系梁模板5相连接，施工完成后割断绞线即可完成分离，在还有一些实施例中，也可以通过连接件连接。
51.一般情况下，只需要钢桁梁1两端摆放在墩柱7上即可实现吊挂施工，但是在一些对系梁形貌要求比较高的实施过程中，随意摆放钢桁梁1使得张拉千斤顶2的位置不够精确，使得张拉千斤顶2调节系梁模板5的位置时有一定的不确定，难以精确的安装系梁模板5，而吊机吊起钢桁梁1时，受到现场环境影响，例如刮风下雨等不良天气以及吊机吊装时的工时要求，难以现场测量对准。
52.因此在一些优选的实施例中，还设置有预埋件6，其部分埋设于墩柱7，上述钢桁梁1通过预埋件6安装于墩柱7。具体的，可以参见图1和图2，在施工墩柱7时，可以先在墩柱7顶部进行测量，选定预埋件6的位置安装预埋件6，在施工钢桁梁1时，可以直接将钢桁梁1对准预埋件6进行安装，极大的方便的安装时钢桁梁1的精确对准。
53.同时为了方便事先验算墩柱7是否足以支撑整个吊挂装置的重量，一些优选的实施例中，上述预埋件6安装于墩柱7的中心线。由钢桁架传递来的竖向荷载借助预埋件6沿墩柱7中心线传递，使墩柱 7及其下的桩结构处在轴心受压的状态，使得整个计算过程更加简便，同时保证受力过程更加合理。
54.在一些情况下，为了避免钢桁梁1和墩柱7的顶面发生摩擦、碰撞导致损坏墩柱7，一些更优选的实施例中，上述钢桁梁1还包括，承重柱11，其设置在预埋件6和钢桁梁1的对应端之间。具体的，一般的实施例中，承重柱11有四个，分别设置在钢桁梁1四角。
55.在一些优选的实施例中，上述系梁模板5包括：
56.侧模51，有一对，两端分别抵接于待施工的两个墩柱7。
57.底模52，两端分别抵接于待施工的两个墩柱7。
58.上述底模52、两个墩柱7的侧面和一对侧模51共同围设形成浇筑系梁的空间。
59.具体的，如图1和图3所示，侧模51由一些钢结构作为连接部件连接侧模51和底模52，同时侧模51靠近混凝土的一侧为板件，这样可以有效的降低侧模51重量，降低吊装系梁模板5的难度。
60.在钢桁梁1受压时，不仅会对墩柱7产生向下的压力，还因为钢桁梁1本身的形变产生向外推的力，向外推的力对墩柱7不利。
61.在一些更优选的实施例中，上述系梁模板5还包括端部锚固机构 54，竖直设置于墩柱7的端面边沿，底端安装于底模52。
62.具体的，端部锚固机构54用来承受一部分的浇筑荷载，具体承受的量可以根据设计需要进行调整，端部锚固机构54产生的竖向力沿着承台端部边沿竖直向下，其对承台中心产生的力矩能够与钢桁梁 1的水平推力对承台中心产生的力矩相互平衡，使得整个体系的受力更为合理。有时为了方便吊挂端部锚固机构54，会在墩柱7旁欲将安装系梁的位置浇筑很短的一部分系梁。
63.在一些进一步的实施例中，上述端部锚固机构54包括：
64.止水挡板541，其设置于墩柱7的边沿。
65.连接绞线542，其一端连接于止水挡板541，另一端连接于底模 52。
66.具体的，可以参见图2，端部锚固机构54包括设置在上方的止水挡板541，止水挡板541主要用于阻挡墩柱7顶部的水泄漏进入系梁模板5内，同时可以用作安装过程中还没有与钢桁梁1连接时，临时固定系梁模板5的结构，同时在吊装过程中，可以通过控制连接绞线542的张拉力，进而控制传递到墩柱7边沿的载荷，使得墩柱7边沿的力矩和钢桁梁1传递到墩柱7的水平方向向外推的力矩相平衡，使得墩柱7整体在水平方向不受力。
67.进一步的，上述系梁模板5还包括，用于形成系梁内腔的内模53，其侧面通过钢绞线连接于侧模51。具体的，参见图3，内模53的作用是形成系梁的内腔，以减轻系梁的重量，内模53包括顶面、侧面和部分底面构成，其中内模53的侧面和系梁模板5的侧模51之间通过绞线连接，使得内模53悬在系梁模板5中央。
68.一些优选的实施例中，上述钢桁梁1还包括，操作平台12，有多个，每个操作平台12顺桥向安装于钢桁梁1的顶部，且每个张拉千斤顶2部分伸出于其中一个操作平台12。具体的，可以参见图1和图4，设置操作平台12主要是为了方便工人靠近张拉千斤顶2进行调整，同时为了保护工人安全，一般的操作平台12有一片足够大的底面板供人站立，还在底面板四周设置围栏防止工人失足坠落。
69.一些优选的实施例中，每个上述张拉千斤顶2位于钢桁架的上弦节点处。具体的，钢桁梁1采用桁架结构，其中上弦部分有多个连接附近大部分杆件的节点，强度最强，支撑效果更好，将张拉千斤顶2 设置在此处可以起到更有效的支撑效果，防止坠落。
70.以图1所示的实施例说明本技术的施工过程：
71.首先对墩柱7进行测绘，找到墩柱7的中心位置，并将预埋件6 安装在墩柱7的中心位置，在墩柱7上欲将浇筑系梁的位置浇筑很短的部分系梁，主要用作系梁模板5的两端封
口使用，同时方便定位系梁模板5的位置。
72.通过吊机将系梁模板5吊装至设计位置，在系梁模板5的两端安装端部锚固机构54，端部锚固机构54的另一端设置在墩柱7顶面边沿，利用端部锚固机构54临时固定系梁模板5，此时工程机械可以断开与系梁模板5的连接，转去吊装钢桁梁1。
73.工程机械吊装钢桁梁1到预设位置，将钢桁梁1的相应位置与预埋件6连接起来，实现钢桁梁1的对准和固定。钢桁梁1安装到位后，开始在钢桁梁1上的张拉千斤顶2上连接吊挂钢绞线3，并将吊挂钢绞线3的另一端通过锚固装置4连接于系梁模板5。调节张拉千斤顶2的张拉力，带动吊挂钢绞线3拉动系梁模板5，使得系梁模板 5的位置达到预设位置，同时使得吊挂钢绞线3的张拉力和端部锚固机构54的连接绞线542的张拉力达到预设比值，用于调整分配到钢桁梁1和端部锚固机构54上的载荷。
74.在系梁模板5内浇筑系梁，同时载荷在钢桁梁1和端部锚固机构54上分配，其中钢桁梁1承受绝大部分的载荷，其中部分载荷通过钢桁梁1的形变形成水平方向向外的力矩，而分配到端部锚固机构54 上的载荷用于平衡这部分力矩。
75.在待浇筑的系梁强度达到预设要求后，先放松张拉千斤顶2，确认系梁稳定后，拆除吊挂钢绞线3以及锚固装置4，然后拆除钢桁梁 1，最后拆除系梁模板5的侧模51、底模52以及端部锚固机构54，完成系梁施工。
76.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。
77.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。
78.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。