可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构论文和设计-刘军华

全文摘要

本实用新型公开了一种可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，该结构包括Y构斜腿、支撑装置和顶升装置；所述支撑装置包括贝雷梁和多个第一钢管墩，每个第一钢管墩的底端直接埋入地底下，且每个第一钢管墩的顶端均与贝雷梁固定连接，所述Y构斜腿的纵向根部直接埋入地底下，在所述第一钢管墩与贝雷梁形成的支撑装置上搭设一施工平台，该施工平台位于Y构斜腿的上方。本实用新型与第一钢管墩贝雷梁支架体系组合使用，实现了将传统的支架系统与Y构施工中的临时水平拉杆工艺相结合，填补了桥梁结构技术的一项空白，由此避免了桥梁支架施工时Y构受力不利，而Y构大悬臂阶段斜腿根部应力较大容易开裂等问题的出现。

主设计要求

1.一种可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，其特征在于，包括Y构斜腿、支撑装置和顶升装置；所述支撑装置包括贝雷梁和多个第一钢管墩，每个第一钢管墩的底端直接埋入地底下，且每个第一钢管墩的顶端均与贝雷梁固定连接，所述Y构斜腿的纵向根部直接埋入地底下，在所述第一钢管墩与贝雷梁形成的支撑装置上搭设一施工平台，该施工平台位于Y构斜腿的上方；所述顶升装置包括两个转向块、两组预应力钢束和固定在Y构斜腿的两个倾斜端部下端上的锚固梁；在施工平台的主梁两侧对称位置布置有一对千斤顶，且该两个千斤顶直接安装在一对位于Y构斜腿立面中心的第二钢管墩上，且每个千斤顶上均固定该转向块；每组的预应力钢束的一端锚固在同一侧的其中一个锚固梁，且所述预应力钢束的中部固定在转向块上后且另一端锚固在同一侧的另一个锚固梁上，所述预应力钢束与两个锚固梁之间形成对Y构斜腿张拉力的调整。

设计方案

所述顶升装置包括两个转向块、两组预应力钢束和固定在Y构斜腿的两个倾斜端部下端上的锚固梁；在施工平台的主梁两侧对称位置布置有一对千斤顶，且该两个千斤顶直接安装在一对位于Y构斜腿立面中心的第二钢管墩上，且每个千斤顶上均固定该转向块；每组的预应力钢束的一端锚固在同一侧的其中一个锚固梁，且所述预应力钢束的中部固定在转向块上后且另一端锚固在同一侧的另一个锚固梁上，所述预应力钢束与两个锚固梁之间形成对Y构斜腿张拉力的调整。

2.根据权利要求1所述的可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，其特征在于，每个第一钢管墩的顶端均通过法兰连接砂筒，位于施工平台两侧呈对称位置的两个砂筒上均安装有H型钢横梁，所述贝雷梁铺设在多个H型钢横梁形成的平面上，所述施工平台的上部荷载通过第一钢管墩及第二钢管墩传递至地面。

3.根据权利要求1所述的可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，其特征在于，同一侧的两个锚固梁沿转向块呈对称分布。

4.根据权利要求1所述的可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，其特征在于，每组预应力钢束包括至少一根预应力钢绞线。

5.根据权利要求1所述的可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，其特征在于，所述Y构斜腿的两个倾斜端之间的角度为大于90度的大张角。

6.根据权利要求1所述的可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，其特征在于，每个转向块上内嵌有一与预应力钢束相适配的容纳槽，所述的中部固定在该容纳槽内。

7.根据权利要求1所述的可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，其特征在于，每个第二钢管墩均包括钢管主体和墩部支撑体，所述钢管主体与墩部支撑体两者一体成型，且两者的连接处外围设置有一下支撑环，所述墩部支撑体的顶端设置有一上支撑环。

8.根据权利要求7所述的可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，其特征在于，所述墩部支撑体上位于上支撑环与下支撑环之间的外围上均匀设置有多个加强筋。

9.根据权利要求8所述的可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，其特征在于，每个加强筋均呈直角梯字形结构，且该直角梯字形结构的直角部抵持在上支撑环，直角梯字形结构上与直角部相对的部分抵持在下支撑环，直角梯字形结构的最长边固定在墩部支撑体的外围上。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及建设施工技术领域，尤其涉及一种可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构。

背景技术

随着我国公路建设的迅速发展，对桥梁结构整体性能的要求越来越高，如线形要求、外形美观的要求、行车平顺舒适的要求等。而在市政桥梁及复线高架桥中，“Y”型墩连续刚构桥是一种比较常用的结构形式，与采用双肢薄壁墩柱的普通连续刚构桥相比，不仅造型美观，且Y墩充分利用了两侧空间，从而可以减小主梁跨径，有利于结构竖向受力。然而Y墩与传统直立式墩柱相比，它对施工技术的要求更高，因此，Y形墩的施工相关技术往往成为此类桥梁施工过程中的关键。

对于Y型(或V型)墩刚构桥来说，其常用支架施工方法为平衡支架法和满堂支架法。其中平衡支架法配合劲性骨架在Y形墩的施工中得到了广泛的使用，但是根据其受力特点，该方法适用于高度不大且倾角不大的中小型Y形墩刚构桥，然而对于大张角Y墩会导致其施工的难度很大，在平衡支架法的施工过程中，混凝土浇筑必须均匀对称进行，以保证施工时平衡支架及支撑的稳定，两侧浇筑误差必须控制在一定的范围，施工难度较大。因此对于大张角Y构，通常采用支架法进行现浇施工，通过方案比选，钢管墩贝雷梁的结构形式更为经济可靠。

大张角Y构的主墩形式目前还应用不多。近期建成的广州地铁14#线邓村连续刚构桥采用了此种Y墩型式，其大张角Y墩以简洁刚劲的特征，体现了连续刚构桥建造的新思路。但由于在施工Y墩上0#块时，施工支架直接支撑在Y构上，在浇筑0#块混凝土时对Y构产生了极大的支反力，使Y构斜腿在此施工阶段的应力极为不利。再加上缺少系统的研究和应用，Y构支架的适应性、技术性、安全性和经济性问题，目前仍未得到明确的回答，技术应用处于孤立状态，技术发展更是未见报导。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，该结构将传统的支架系统与Y构施工中的临时水平拉杆工艺相结合，填补了桥梁结构技术的一项空白。

为实现上述目的，本实用新型提供一种可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，包括Y构斜腿、支撑装置和顶升装置；所述支撑装置包括贝雷梁和多个第一钢管墩，每个第一钢管墩的底端直接埋入地底下，且每个第一钢管墩的顶端均与贝雷梁固定连接，所述Y构斜腿的纵向根部直接埋入地底下，在所述第一钢管墩与贝雷梁形成的支撑装置上搭设一施工平台，该施工平台位于Y构斜腿的上方；

其中，每个第一钢管墩的顶端均通过法兰连接砂筒，位于施工平台两侧呈对称位置的两个砂筒上均安装有H型钢横梁，所述贝雷梁铺设在多个H型钢横梁形成的平面上，所述施工平台的上部荷载通过第一钢管墩及第二钢管墩传递至地面。

其中，同一侧的两个锚固梁沿转向块呈对称分布。

其中，每组预应力钢束包括至少一根预应力钢绞线。

其中，每个转向块上内嵌有一与预应力钢束相适配的容纳槽，所述的中部固定在该容纳槽内。

其中，每个第二钢管墩均包括钢管主体和墩部支撑体，所述钢管主体与墩部支撑体两者一体成型，且两者的连接处外围设置有一下支撑环，所述墩部支撑体的顶端设置有一上支撑环。

其中，所述墩部支撑体上位于上支撑环与下支撑环之间的外围上均匀设置有多个加强筋。

其中，每个加强筋均呈直角梯字形结构，且该直角梯字形结构的直角部抵持在上支撑环，直角梯字形结构上与直角部相对的部分抵持在下支撑环，直角梯字形结构的最长边固定在墩部支撑体的外围上。

与现有技术相比，本实用新型提供的可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，具有如下有益效果：

1)该结构主要包括Y构斜腿、支撑装置和顶升装置，该结构的设计，钢管墩与贝雷梁支架体系组合使用，实现了将传统的支架系统与Y构施工中的临时水平拉杆工艺相结合，填补了桥梁结构技术的一项空白，由此避免了桥梁支架施工时Y构受力不利，而Y构大悬臂阶段斜腿根部应力较大容易开裂等问题的出现；

2)本设计的支架由钢管墩贝雷梁直接埋入地底下，避免支撑在Y构上导致Y构受力情况不良；

3)预应力钢束与两个锚固梁之间形成对Y构斜腿张拉力的调整，通过预应力钢绞线的张拉，锚固梁对Y构斜腿能够起到与传统的临时水平拉杆类似的顶升作用，从而改善Y构斜腿根部的受力，避免其开裂；

4)可实时调节斜腿应力的Y构施工支架将支撑系统与水平拉杆相结合，功能升级，技术、经济指标优化；可实时调节斜腿应力的Y构施工支架是支架体系的尺寸和布置在纵、横向均得到控制，结构优势得以发挥，劣势得以限制，用材大幅减小。

附图说明

图1为本实用新型Y构及其施工支架总体布置示意图；

图2为图1中的一种可调节斜腿应力的Y构施工支架总体结构示意图；

图3为图2的Y构施工支架轴测图；

图4为图2的Y构施工支架横截面投影示意图；

图5为图2的Y构施工支架细部结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

请参阅图1，本实用新型提供的可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，包括Y构斜腿1、支撑装置2和顶升装置3；所述支撑装置2包括贝雷梁21和多个第一钢管墩22，每个第一钢管墩的底端直接埋入地底下，且每个第一钢管墩的顶端均与贝雷梁固定连接，所述Y构斜腿1的纵向根部直接埋入地底下，在所述第一钢管墩与贝雷梁形成的支撑装置上搭设一施工平台4，该施工平台位于Y构斜腿的上方；Y构斜腿1、支撑装置和顶升装置三者形成Y构施工支架；

所述顶升装置3包括两个转向块31、两组预应力钢束32和固定在Y构斜腿的两个倾斜端部下端上的锚固梁33；在施工平台的主梁两侧对称位置布置有一对千斤顶34，且该两个千斤顶直接安装在一对位于Y构斜腿立面中心的第二钢管墩23上，且每个千斤顶上均固定该转向块；每组的预应力钢束32的一端锚固在同一侧的其中一个锚固梁，且所述预应力钢束的中部固定在转向块上后且另一端锚固在同一侧的另一个锚固梁上，所述预应力钢束与两个锚固梁之间形成对Y构斜腿张拉力的调整，通过调整预应力钢束的张拉力，对Y构斜腿起到不同程度的顶升效果，从而改善Y构斜腿的纵向根部的应力。

在本实施例中，每个第一钢管墩的顶端均通过法兰24连接砂筒25，位于施工平台4两侧呈对称位置的两个砂筒上均安装有H型钢横梁26，所述贝雷梁铺设在多个H型钢横梁形成的平面上，所述施工平台的上部荷载通过第一钢管墩及第二钢管墩传递至地面，避免对Y构斜腿产生应力。本技术中第一钢管墩、第二钢管墩及Y构斜腿1的纵向根部直接埋入地面底下的深度，可根据地质情况而定。

在本实施例中，同一侧的两个锚固梁沿转向块呈对称分布。每组预应力钢束包括至少一根预应力钢绞线。该结构中预应力钢绞线能够直接通过转向块锚固在锚固梁上，无需再设置水平拉杆。

在本实施例中，每个转向块上内嵌有一与预应力钢束相适配的容纳槽，所述的中部固定在该容纳槽内。该结构中形成一个内嵌的结构来固定预应力钢束，使得预应力钢束与转向块之间的结构足够稳定，因为在大张力的拉动下，也使得两者的位置不会出现偏移，由此进一步避免开裂问题。

在本实施例中，每个第二钢管墩23均包括钢管主体231和墩部支撑体232，所述钢管主体与墩部支撑体两者一体成型，且两者的连接处外围设置有一下支撑环233，所述墩部支撑体的顶端设置有一上支撑环234。所述墩部支撑体上位于上支撑环与下支撑环之间的外围上均匀设置有多个加强筋235。该结构中第一和第二钢管墩的结构设计，使得钢管墩与贝雷梁两者作为支撑体系，稳定效果更好；加强筋的设计，加大了钢管墩的受力效果，而且进一步避免支撑在Y构上导致Y构受力情况不良的现象。加强筋的设计，加大了钢管墩的支撑力度，进一步加强了Y构斜腿根部的受力。

在本实施例中，每个加强筋均呈直角梯字形结构，且该直角梯字形结构的直角部抵持在上支撑环，直角梯字形结构上与直角部相对的部分抵持在下支撑环，直角梯字形结构的最长边固定在墩部支撑体的外围上。加强筋设计为直角梯字形结构，使得钢管墩的受力面积更大，稳定性更好。

在本实施例中，所述贝雷梁由多个贝雷梁模块拼接而成，且每相邻两个贝雷梁模块之间通过螺栓固定连接，所述第一钢管墩由多个第一钢管墩模块拼接而成，相邻两个第一钢管墩模块均通过螺栓固定连接；所述贝雷梁模块和第一钢管墩模块根据Y构斜腿依次拼装和安装，先施工基础、安装Y构斜腿并进行预压操作，再张拉预应力钢束来调整Y构斜腿的纵向根部的应力，便于进行后续的浇筑混凝土施工。当然，本案中两个贝雷梁模块之间及两个第一钢管墩模块之间不局限于用螺栓连接的方式，还可以通过直接浇筑的方式等固定；贝雷梁和钢管墩采用模块化的设计及建造方式，第一钢管墩、贝雷梁、体外预应力等构件为独立单元，组合拼装成支架体系，同时起到顶升Y构斜腿的作用；模块化的设计，形成了一套工业化桥梁建造技术。独立单元在工厂匹配制造，在现场依次拼装和安装，先施工基础、安装支架并进行预压等操作，再张拉预应力钢束，便于进行后续的浇筑混凝土施工。Y构施工支架的独立构件在工厂匹配制造，运至现场，安装成钢管墩贝雷梁支撑体系，其上搭设施工平台，并安装千斤顶及转向块，再安装预应力钢束并将其锚固在锚固梁上，固定于锚固梁后张拉预应力起到顶升效果。

相较于现有技术的情况，本实用新型提供的可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构，具有如下优势：

1)该结构主要包括Y构斜腿、支撑装置和顶升装置，该结构的设计，与钢管墩贝雷梁支架体系组合使用，实现了将传统的支架系统与Y构施工中的临时水平拉杆工艺相结合，填补了桥梁结构技术的一项空白，由此避免了桥梁支架施工时Y构受力不利，而Y构大悬臂阶段斜腿根部应力较大容易开裂等问题的出现；

2)本设计的支架由钢管墩贝雷梁直接埋入地底下，避免支撑在Y构上导致Y构受力情况不良；

4)可实时调节斜腿应力的Y构施工支架将支撑系统与水平拉杆相结合，功能升级，技术、经济指标优化；可实时调节斜腿应力的Y构施工支架是支架体系的尺寸和布置在纵、横向均得到控制，结构优势得以发挥，劣势得以限制，用材大幅减小；

5)模块化设计方式和建造理念实现了支撑整体结构的分步形成，吊重分解，施工便捷；

6)通过这个结构，在此类大张角桥梁施工过程中，改善桥梁受力状况避免过大的应力集中，目前在此类结构桥梁施工中完全没有应用到该技术，该技术是一个全新的实用新型，而且在地铁、高速等桥梁中都起到了极大的作用，最主要的是解决了目前大张角桥梁施工的难题。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

设计图

可实时调节斜腿应力的Y构施工支架结构论文和设计

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