一种钢桁架连接用临时可伸缩杆件装置的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种钢桁架连接用临时可伸缩杆件装置。


背景技术：

2.近年来，我国钢结构桥梁发展迅猛，一方面得益于钢铁制造工艺、钢材质量及防腐技术的不断提高，另一方面得益于钢结构桥梁疲劳、焊接、振动及桥梁结构的设计、施工等方面技术的日益成熟与发展。下承式简支钢桁架桥具有自重轻，跨越能力强，建筑高度低，施工速度快等特点，是常见的铁路桥型之一。
3.简支钢桁架桥一般采用预制拼装，整体顶推施工方案。对于多跨简支钢桁架桥而言，可通过临时桁架杆件将多跨简支钢桁架连接在一起，由简支结构变成连续结构状态，整体一起顶推。顶推就位后，解除桁架临时连接杆件，由连续结构变成简支结构状态，形成多跨简支钢桁架桥。通过临时杆件将多跨简支钢桁架桥的上弦节点相互连接、下弦节点相互连接的方式形成整体，既可以把前、后跨钢桁架结构作为前、后导梁结构，避免逐跨简支钢桁架顶推施工所需要设置前、后导梁结构，又可以一次性顶推就位，解除临时杆件形成多跨简支钢桁架桥的架设，这种“简支变连续、连续变简支”的施工方式显得更加经济合理，施工更为便捷。
4.作为钢桁架连接用的临时杆件既要能承受整个顶推过程中所受拉力与压力的交替变化，而且还要安装、拆卸方便。钢桁架预制拼装阶段，杆件都是逐个安装连接，较为容易。但当顶推就位后，各跨钢桁架在自重作用下，墩顶处的上弦连接杆件承受极大拉力，下弦连接杆件承受极大压力，会使得临时杆件的拆除显得尤为困难。在临时杆件受力状态下，对临时杆件如果采取切割方式进行拆除，临时杆件的受力瞬间释放，很可能引起各跨结构的受力、变形瞬间调整，产生结构振动，面临的结构安全，施工风险巨大。因此，从结构受力的角度考虑，如果能通过钢桁架连接处临时杆件的伸长与压缩的变形，将多跨钢桁架在自重作用下由连续结构状态下的变形缓慢变化到简支状态下的变形，临时杆件的所受的拉力或压力也就完全释放，此时拆除临时杆件就非常方便。
5.基于此，本实用新型提供一种钢桁架连接用临时可伸缩杆件装置，可调节临时杆件的长度，进而调整多跨钢桁架由连续状态到简支状态下的受力与变形，使临时杆件的受力进行释放，方便临时杆件的拆除。采用本装置可以方便的解除钢桁架的临时连接，使得这种多跨简支钢桁架的“简支变连续，连续变简支”的施工更加安全、方便有效。


技术实现要素：

6.本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种钢桁架连接用临时可伸缩杆件装置。
7.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种钢桁架连接用临时可伸缩杆件装置，包括钢砂筒装置、传力杆件装置、辅助连
接装置、第一临时杆件节段、第二临时杆件节段；
9.所述钢砂筒装置包括钢砂筒、法兰连接盘、封板、第一出砂孔、第二出砂孔；所述钢砂筒一端安装有法兰连接盘，钢砂筒内部固定安装有封板，封板一侧至法兰连接盘处所在钢砂筒的内部空间为储砂腔室，钢砂筒外侧设有第一出砂孔和第二出砂孔，且第一出砂孔和第二出砂孔均与储砂腔室相联通；
10.所述辅助连接装置分别与法兰连接盘和第二临时杆件节段可拆卸连接；
11.所述传力杆件装置包括连接板、第一连接构件、套筒、杆件、端板；所述连接板一侧固定安装有套筒，连接板另一侧固定安装第一连接构件，连接板中部安装杆件的一端，杆件的另一端安装端板，所述封板上设有与杆件相适配的通孔使杆件活动在封板的通孔中，端板活动连接在储砂腔室中；
12.所述第一连接构件与第一临时杆件节段可拆卸连接。
13.为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
14.进一步地，所述第一出砂孔靠近封板位置，第二出砂孔靠近法兰连接盘位置；且第一出砂孔和第二出砂孔上均配套设有螺帽。
15.进一步地，所述钢砂筒和套筒的整体形状呈圆筒型；所述封板、连接板和端板的整体形状呈圆形；
16.所述杆件的横截面和通孔的形状均为十字型。
17.进一步地，所述钢砂筒表面设有刻度线。
18.进一步地，所述储砂腔室中填充有填充物。
19.进一步地，所述法兰连接盘与钢砂筒之间安装有加强筋。
20.进一步地，所述辅助连接装置包括钢砂筒法兰盖、第二连接构件；钢砂筒法兰盖一侧与法兰连接盘可拆卸连接，钢砂筒法兰盖另一侧安装第二连接构件，第二连接构件与第二临时杆件节段可拆卸连接。
21.进一步地，所述第一连接构件和第二连接构件的整体形状呈“工”字型；所述第一临时杆件节段和第二临时杆件节段的横截面呈正方型。
22.进一步地，所述法兰连接盘与钢砂筒法兰盖的连接处安装有止水带；所述套筒上安装有止水带。
23.本实用新型的有益效果是：
24.1、本实用新型提供的一种钢桁架连接用临时可伸缩杆件装置由第一临时杆件节段、第二临时杆件节段、传力杆件装置、钢砂筒装置组成，部分装置之间采用高强螺栓连接，方便安装、拆卸。
25.2、本实用新型通过杆件端头的端板将钢砂筒中的储砂腔室分成两部分，改变圆形端板两侧的储砂腔室中砂体的体积，可使传力杆件装置发生移动，达到临时杆件的伸长或缩短。
26.3、圆形钢砂筒外壁设有刻度线，通过圆形套筒在刻度线上的位置，判别临时杆件的伸长或缩短量，并与理论计算结果相对比，判别杆件是否将内力完全释放。
27.4、常规临时杆件受力状态下，对临时杆件如果采取切割方式进行拆除，临时杆件的受力瞬间释放，很可能引起各跨结构的受力、变形瞬间调整，产生结构振动，面临的结构安全，施工风险巨大。本技术中的临时可伸缩杆件装置，可调节临时杆件的长度，使临时杆
件的受力进行缓慢释放，同时还方便临时杆件的拆除，施工更加安全、方便有效。
附图说明
28.图1是本实用新型应用在钢桁架桥上的示意图。
29.图2是本实用新型整体结构示意图。
30.图3是本实用新型整体结构爆炸示意图。
31.图4是本实用新型第一临时杆件节段示意图。
32.图5是本实用新型传力杆件装置结构示意图。
33.图6是本实用新型传力杆件装置爆炸示意图。
34.图7是本实用新型钢砂筒装置与辅助连接装置连接关系示意图。
35.图8是本实用新型辅助连接装置结构示意图。
36.图9是本实用新型整体结构安装分解示意图。
37.图10是本实用新型整体结构平面示意图。
38.图11是本实用新型整体结构一侧平面剖视示意图。
39.图12是本实用新型整体结构另一侧平面剖视示意图。
40.图中：1、钢砂筒装置，11、钢砂筒，12、法兰连接盘，13、封板，14、第一出砂孔，15、第二出砂孔，16、储砂腔室，17、螺帽，18、加强筋，2、传力杆件装置，21、连接板，22、第一连接构件，23、套筒，24、杆件，25、端板，26、通孔，3、辅助连接装置，31、钢砂筒法兰盖，32、第二连接构件，4、第一临时杆件节段，5、第二临时杆件节段，6、止水带。
具体实施方式
41.下面结合附图详细说明本实用新型。
42.参考图1。简支钢桁架桥一般采用预制拼装，整体顶推施工方案。对于多跨简支钢桁架桥而言，可通过临时桁架杆件将多跨简支钢桁架连接在一起，由简支结构变成连续结构状态，整体一起顶推。顶推就位后，解除桁架临时连接杆件，由连续结构变成简支结构状态，然后进行后续施工。本技术的装置可以使用在图1中的a处或b处，使形成多跨连续钢桁架结构；当用在图1中的a处时，本技术作为上弦连接杆件承受极大拉力，当用在图1中的b处时，本技术作为下弦连接杆件承受极大压力。
43.本技术采用如下技术方案：
44.参考图2-图4。一种钢桁架连接用临时可伸缩杆件装置，主要包括临时杆件节段（第一临时杆件节段4、第二临时杆件节段5）、传力杆件装置2、钢砂筒装置1、辅助连接装置3这四个部分。
45.临时杆件节段可根据钢桁架桥杆件形式选择匹配截面形式，本文选择矩形截面，端头开孔，用于与传力杆件装置2中的工字型第一连接构件22以及辅助连接装置3中的工字型第二连接构件32进行高强螺栓连接。
46.参考图5-图6。传力杆件装置2包含：工字型第一连接构件22、圆形连接板21、圆形套筒23、十字板杆件24、圆形端板25，止水带6。传力杆件装置2可通过第一连接构件22与第一临时杆件节段4进行高强螺栓连接；第一连接构件22与十字板杆件24分别通过与圆形连接板21焊接形成连接；圆形套筒23与圆形连接板21进行焊接连接，并能套在钢砂筒装置1
上，圆形套筒23端口采用止水带6进行封闭，避免雨水进入；圆形端板25与十字板杆件24进行焊接。
47.参考图7-图8。钢砂筒装置1包含：圆形钢砂筒11、圆形十字孔封板13、出砂孔（第一出砂孔14、第二出砂孔15）及螺帽17、法兰连接盘12；辅助连接装置3包括：钢砂筒法兰盖31、法兰加劲肋（加强筋18）、高强连接螺栓、工字型连第二接构件、止水带6。圆形钢砂筒11的筒壁设置出砂孔及螺帽17，用于出砂；筒中设置圆形十字孔封板13，用于封口且使十字板杆件24在十字孔（通孔26）中抽动；筒端设置法兰连接盘12，用于与钢砂筒法兰盖31连接，形成储砂腔室16，法兰盘连接处采用止水带6进行封闭；钢砂筒法兰盖31与工字型第二连接构件32进行焊接。
48.临时杆件节段可根据钢桁架桥的桁架杆件连接要求选用适应的杆件截面形式，同样工字型连接构件（第一连接构件22和第二连接构件32）也可选用与临时杆件节段杆件相适应的截面形式，连接方式采用高强螺栓进行连接，安装、拆卸方便。
49.参考图3和图9。传力杆件装置2中圆形端板25可以将不同截面形式杆件24进行连接，同时可以连接圆形套筒23。圆形套筒23可套在圆形钢砂筒11外，并用止水带6封堵接口，形成封闭空间，避免雨水进入钢砂筒装置1中。圆形钢砂筒11筒壁设有刻度线，通过圆形套筒23与圆形钢砂筒11之间的相对位移判断十字板杆件24在圆形钢砂筒11中的位置，以及临时连接杆件的伸长或缩短的长度。十字板杆件24端头设有圆形端板25形成传力装置，圆形端板25可将圆形砂筒腔室分成两部分，释放圆形端板25左侧砂子（通过第一出砂孔14），左侧砂子体积减小，临时杆件在外力作用下，圆形端板25左移，临时杆件伸长。同样释放圆形端板25右侧砂子（通过第二出砂孔15），临时杆件缩短。
50.参考图3和图9。钢砂筒装置1通过圆形钢砂筒11、圆形十字孔封板13、钢砂筒法兰盖31形成储砂腔室16。圆形钢砂筒11设有出砂孔及螺帽17用于出砂，圆形十字孔封板13设有十字孔（通孔26），方便十字板杆件24从十字孔（通孔26）中抽动。圆形钢砂筒11端头设置法兰连接盘12与钢砂筒法兰盖31用高强螺栓对接，封住端头。钢砂筒法兰盖31底部设置与圆形钢砂筒11内径一致的凸出圆板，用于挤密储砂腔室16中的砂子，使得十字板杆件24不发生移动。钢砂筒法兰盖31顶部连接工字型第二连接构件32，工字型第二连接构件32与第二临时杆件节段5进行螺栓连接。
51.钢砂筒装置1中圆形十字孔封板13位置设置，决定了临时连接杆件的伸长与压缩量的大小，而临时连接杆件的伸长与压缩量可根据结构有限元计算分析以及考虑一定的富余量得出，以此设置十字孔封板13在圆形钢砂筒11中的位置。
52.参考图9。本技术的装置使用方法如下：
53.步骤一：构件拼装，将传力杆件装置2中工字型第一连接构件22与圆形连接板21进行焊接，十字板杆件24与圆形端板25进行焊接，钢砂筒装置1中圆形十字孔封板13在圆形钢砂筒11内合适位置进行焊接，钢砂筒法兰盖31与工字型第二连接构件32焊接。
54.步骤二：将十字板杆件24从圆形钢砂筒11右端进入，穿过十字孔封板13。紧接着将圆形套筒23从圆形钢砂筒11左端套在圆形钢砂筒11外壁上，然后将十字板杆件24与圆形连接板21进行焊接，再将圆形套筒23与圆形连接板21进行焊接，完成传力杆件装置2与钢砂筒装置1的交接形式。
55.步骤三：准备一定数量待使用的干燥细砂。
56.步骤四：使端板25处于储砂腔室16的最上位置，从圆形钢砂筒11第一出砂孔14或第二出砂孔15将细砂灌注至储砂腔室16中部位置后振动密实，拧上螺帽17，接着将十字板传力杆件24的圆形端板25拉至细砂顶面（此时端板25位于储砂腔室16的中部位置），再从圆形钢砂筒11端口将储砂腔室16灌满细砂且振动密实（此时储砂腔室16已经填满）。最后，盖上钢砂筒法兰盖31，拧紧对接高强螺栓，并通过盖板凸出部位使砂体挤压密实。最后在圆形套筒23与圆形钢砂筒11、对接法兰盘上用止水带6密封防水。
57.步骤五：分别将工字型第一连接构件22以及工字型第二连接构件32与临时杆件节段进行螺栓接，形成临时可伸缩杆件。
58.步骤六：拆除临时杆件时，根据临时杆件的受力状态，看临时杆件是需要伸长还是缩短，打开相应的出砂孔螺帽17出砂（若外力拉扯该装置，即需要伸长，此时打开第一出砂口，沙子外流腾出空间，外力使端板25连接的传力杆件装置2向左侧移动，整体伸长）。出砂过程中，随时观察圆形套筒23与圆形钢砂筒11的相对位移量，当不在发生位移时拆除临时杆件。
59.参考图10-图12。圆形十字孔封板13设有十字孔（通孔26），方便十字板杆件24在钢砂筒11中滑动，同时封堵细砂。十字板杆件24端头焊接圆形端板25，形成类似“活塞”构造，可通过改变储砂腔室16中圆形端板25左右两侧细砂体积，达到临时杆件的伸长或缩短。第一出砂口和第二出砂口的数量可以设置多个。法兰盖板与工字型连接构件进行焊接，工字型连接构件在翼缘板上开孔与临时杆件节段进行螺栓连接，方便安装与拆卸。第一连接构件22和第二连接构件32端部分别与不同的桥结构体连额。
60.通过临时杆件节段、传力杆件装置2、钢砂筒装置1的连接可形成一种钢桁架连接用临时可伸缩杆件装置，钢桁架桥顶推施工过程中杆件不会发生变形。当需要拆除临时杆件时，根据临时杆件的受力状态，打开相应的出砂孔螺帽17出砂，调节临时杆件的长度，达到钢桁架结构体系变化所需要的变形需求，从而临时连接杆件不受力，方便拆除。
61.本实用新型在多跨简支钢桁架桥中通过临时杆件的连接，由“简支变连续”进行顶推施工，顶推就位后拆除临时连接杆件，再由“连续变简支”完成多跨简支钢桁架桥架设。通过改变临时连接杆件的长度，将连续结构的变形调整至简支结构下的变形，临时连接杆件将变成零杆，没有内力，方便拆除，且桥梁施工安全、可靠。
62.需要注意的是，实用新型中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
63.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。