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一种路桥抢险应急施工的无定向支护方法及支护装置

申请号 CN202311255329.8 申请日 2023-09-26 公开(公告)号 CN117306513A 公开(公告)日 2023-12-29
申请人 广州公路工程集团有限公司; 发明人 夏维欢; 黄威; 唐润;
摘要 本 发明 属于建筑应急施工技术领域,公开了一种路桥抢险应急施工的无定向支护方法及支护装置,该方法包括如下步骤:S1、制备两种、多条可调式支护柱;S2、对可调式支护柱进行预组合;S3、对被 支撑 建筑结构件进行无定向支护;S4、对被支护的建筑结构件周围缝隙灌浆;S5、测试建筑结构面并进行后续操作。本发明通过无定向施工方法支护装置的结合,A、B两种可调式支护柱结构设计合理,两种支护柱可以根据抢险施工需要快速的自由组合、形成所需 角 度和长度的支护组合体,进行支护,配合灌浆作业,可快速修复受损建筑结构件的功能、恢复路桥的基本通行能 力 ;或者对新建项目施工现场进行作业场地空间提供支护、保障施工人员安全。
权利要求

1.一种路桥抢险应急施工的无定向支护方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、制备多条可调式支护柱:分别制备两种、多条能首尾相接、彼此组合的可调式支护柱,每条可调式支护柱均至少设有一个垂直移动自由度和两个转动自由度;其中一种为A型可调式支护柱,其包括自上而下依次连接的底部球接顶托板、A型螺旋支撑杆、A型底托板、A型地锚,其中底部球接顶托板通过底部凹槽与A型螺旋支撑杆的球头轴接、构成球面副,A型螺旋支撑杆下端通过A型底托板与A型地锚块连接;另外一种为B型可调式支护柱,其包括也自上而下依次连接的B型顶托板、B型螺旋支撑杆、B型底托板、B型地锚块,其中B型顶托板与B型螺旋支撑杆固定连接,B型地锚块通过B型底托板与B型螺旋支撑杆的下端轴接、构成转动副;
S2、对可调式支护柱进行预组合:将至少两条A型与B型可调式支护柱,分别运输到路桥抢险施工现场,根据现场支护需要将两条可调式支护柱进行预组合、形成包括至少五个自由度的无定向支护组合体,具体为包括三种组合形式的无定向支护组合体:A型+A型、A型+B型,B型+B型可调式支护柱进行组合,并且预先将两条可调式支护柱相对应结合面进行连接,使连接后的每个无定向支护组合体均具有至少五个自由度;
S3、对被支撑建筑结构件进行无定向支护:作业人员根据支护需要、选择合适的预组合方案,将支护组合体设置在需要支护的位置、进行实际组合;按照恢复路桥的受损建筑结构件的功能或者保护现场作业人员的需要,确定无定向支护组合体中的两个可调式支护柱的支护起始点与终点的位置,协同调节两个可调式支护柱首尾连接后的支撑杆方向及倾斜度,然后人工驱动螺旋支撑杆、获得所需的长度、并通过螺旋支撑杆的预紧对无定向支护组合体进行紧固、定向,使无定向支护组合体的两个螺旋支撑杆的轴线呈一条直线、无定向支护组合体的自由度降低至0,对现场建筑结构件进行定向支撑或支护,该直线为受力方向;
S4、对被支护的建筑结构件周围缝隙灌浆:作业人员使用可凝固流体建筑材料,对支护后的受损建筑结构件与路桥基础或其他路桥结构件之间的缝隙进行灌浆,使流体建筑材料充分填充各处缝隙、凝固;
S5、测试建筑结构面并进行后续操作:测试受损结构件及其周围的建筑结构面的功能恢复情况;若受损结构件及其周围的建筑结构面功能恢复情况已经达到要求则撤除可调式支护柱、反向重复步骤S3、拆下支护组合体,再重复步骤S4、用于修复下一处受损结构件;若受损结构件及其周围的建筑结构面的功能恢复情况未达到要求则不撤除支护组合体、用于增强受损结构件及其周围的建筑结构面的支护,或者增设新的支护组合体,重复步骤S2‑S4,直至受损结构件及其周围的建筑结构面的功能恢复情况达到要求、恢复通行,或者对施工场地的支护平达到设计标准,保障抢险施工作业人员的安全。
2.如权利要求1所述路桥抢险应急施工的无定向支护方法,其特征在于,所述的步骤S1包括以下步骤:
S11:制备A型可调式支护柱,使其具有4个自由度,其中,顶托板与螺旋支撑杆的球头轴接构成球面副具有三个自由度,螺旋支撑杆的长度能伸缩、具有一个自由度;
S12:制备B型可调式支护柱,使其具有3个自由度,其中,螺旋支撑杆的长度能伸缩、具有一个自由度,螺旋支撑杆与地锚块轴接、构成的转动副具有两个自由度。
3.如权利要求1所述路桥抢险应急施工的无定向支护方法,其特征在于,所述A型螺旋伸缩杆的下端通过A型底托板与所述A型地锚块通过镙钉连接,所述B型螺旋伸缩杆的下端与所述B型底托板的顶面铰接,所述B型底托板的底面与所述B型地锚块通过螺钉连接;
所述的步骤S2包括如下步骤:
S21:进行A型+A型可调式支护柱的预组合时,先拆下第一个A型可调式支护柱的A型地锚块,然后再通过第一个A型可调式支护柱的A型底托板与第二个A型可调式支护柱的底部球接顶托板螺栓连接;
S22:进行A型+B型可调式支护柱的预组合时,先拆下A型可调式支护柱的A型地锚块,然后再通过A型可调式支护柱的A型底托板与B型可调式支护柱的B型顶托板螺栓连接;
S23:进行B型+B型可调式支护柱的预组合时,先拆下第一个B型可调式支护柱的B型地锚块,接着反转第一个B型可调式支护柱的支撑方向,使第一个B型可调式支护柱的B型顶托板在下方,第一个B型可调式支护柱的B型底托板在上方,然后再通过第一个B型可调式支护柱的B型顶托板与第二个B型可调式支护柱的B型顶托板螺栓连接。
4.如权利要求1所述路桥抢险应急施工的无定向支护方法,其特征在于,所述步骤S3包括如下步骤:
S31:作业人员分析现场情况,划定单次支护作业的建筑结构面区域,区域中需要支护的受损结构件,确定被支护建筑结构件的被支撑面和支撑角度,再确定合适的支撑面;
S32:作业人员根据支护需要、选取合适数量和组合形式的预组合支护组合体,确定每一组合体的起点、终点的支护方案;
S33:对被支撑建筑结构件进行无定向支护:作业人员根据支护需要、根据已经确定的预组合方案,将每一支护组合体设置在需要支护的位置、进行实际组合、进行支护;按照恢复路桥的受损结构件的功能或者保护现场作业人员的需要,确定无定向支护组合体中的两个可调式支护柱的支护起始点与终点的位置,协同调节两个可调式支护柱首尾连接后的支撑杆方向及倾斜角度;作业人员将每一支护组合体,按照支护方案,依次设置在需要支护的位置;
S34:重复步骤S33,重复多次、依次对划定单次支护作业的建筑结构面区域内的多个建筑结构件进行多点支护后,再进行后续的整体灌浆,以达到建筑局部结构面功能恢复的效果。
5.如权利要求1所述路桥抢险应急施工的无定向支护方法,其特征在于,所述步骤S4包括如下步骤:
步骤S41、制备液态的速凝膨胀型高聚物注浆材料,具体为丙烯酸盐类或聚酯类双组份速凝膨胀型高聚物浆料之一;
步骤S42、在加固工作面上打出多个注浆孔,并向各注浆孔中分别插入注浆花管;
步骤S43、将压力管路的出口分别连接到注浆钢花管的入口处、紧固、密闭;
步骤S44、使用液体压力设备将液态的速凝膨胀型高聚物注浆材料加压、连续送入注浆钢花管的入口内,速凝膨胀型高聚物注浆材料在注浆钢花管快速混合,体积膨胀、经过注浆钢花管的开孔,向其周边的建筑结构件孔隙中扩散;
步骤S45、达到设定的注浆时间或者达到设定的注浆压力值后,停止注浆,等待高聚物注浆材料的体积继续膨胀、固化,将注浆钢花管周边区域内的建筑构建孔隙填满并加压、牢固粘结,使该区域内的建筑构件快速恢复其结构强度。
6.一种实施如权利要求1‑5任一项所述方法的路桥抢险应急施工无定向支护装置,其特征在于,其包括多个无定向支护组合体,每一个无定向支护组合体包括二条可调式支护柱;所述无定向支护组合体由二条可调式支护柱首尾相接、彼此组合而成,所述可调式支护柱为A型可调式支护柱或B型可调式支护柱;所述A型可调式支护柱包括A型螺旋伸缩杆、底部球接顶托板、A型底托板及呈四棱锥型的A型地锚块,所述B型可调式支护柱包括B型螺旋伸缩杆、B型顶托板、B型底托板及呈四棱锥型的B型地锚块,所述A型螺旋伸缩杆的上端与所述底部球接顶托板的底面球形铰接,所述A型螺旋伸缩杆的下端与所述A型底托板顶面固定连接,所述B型螺旋伸缩杆的上端与所述B型顶托板的底面固定连接,所述B型螺旋伸缩杆的下端与所述B型底托板顶面铰接;所述A型地锚块、B型地锚块的上端分别与所述A型底托板、B型底托板的底面活动连接,所述A型地锚块、B型地锚块由上往下逐渐缩小,所述底部球接顶托板、A型底托板、B型顶托板、B型底托板分别设有多个相对应的连接螺栓孔。
7.如权利要求6所述路桥抢险应急施工支护装置,其特征在于,所述A型螺旋伸缩杆包括A型内螺旋空心支护管、A型外螺旋支护螺杆、A型支护转盘,所述A型支护转盘具有与所述A型外螺旋支护螺杆相匹配的第一螺孔,所述A型内螺旋空心支护管的下端与所述A型底托板顶面固定连接,所述A型内螺旋空心支护管的上端与所述A型支护转盘的底面转动连接,所述A型外螺旋支护螺杆的下端穿过所述A型支护转盘的第一螺孔伸入所述A型内螺旋空心支护管的管腔内,并与所述A型支护转盘螺纹连接,所述A型外螺旋支护螺杆的上端与所述底部球接顶托板的底面球形铰接。
8.如权利要求7所述路桥抢险应急施工支护装置,特征在于,所述A型可调式支护柱还包括四个A型加强筋,四个所述A型加强筋设在所述A型内螺旋空心支护管与所述A型底托板的连接处。
9.如权利要求6至8任一项所述路桥抢险应急施工支护装置,其特征在于,所述B型螺旋伸缩杆包括B型内螺旋空心支护管、B型外螺旋支护螺杆、B型支护转盘,所述B型支护转盘具有与所述B型外螺旋支护螺杆相匹配的第二螺孔,所述B型内螺旋空心支护管的下端与所述B型底托板顶面铰接,所述B型内螺旋空心支护管的上端与所述B型支护转盘的底面转动连接,所述B型外螺旋支护螺杆的下端穿过所述B型支护转盘的第二螺孔伸入所述B型内螺旋空心支护管的管腔内,并与所述B型支护转盘螺纹连接,所述B型外螺旋支护螺杆的上端与所述B型顶托板的底面固定连接。
10.如权利要求9所述路桥抢险应急施工支护装置,其特征在于,所述B型可调式支护柱还包括四个B型加强筋,四个所述B型加强筋设在所述B型内螺旋空心支护管与所述B型顶托板的连接处。
11.如权利要求10所述路桥抢险应急施工支护装置,其特征在于,所述底部球接顶托板、A型底托板、B型顶托板、B型底托板的连接螺栓孔的数量分别为四个,各所述四个连接螺栓孔分别设在所述底部球接顶托板、A型底托板、B型顶托板、B型底托板的四个角。
12.如权利要求11所述路桥抢险应急施工支护装置,其特征在于,所述A型支护转盘、B型支护转盘的周向外侧面分别设有A型转动手柄、B型转动手柄。

说明书全文

一种路桥抢险应急施工的无定向支护方法及支护装置

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑应急施工技术领域,尤其涉及一种能够快速恢复基本通行能的路桥抢险应急施工的无定向支护方法及支护装置。

背景技术

[0002] 在现有技术中,经常因为发生地震、泥石流、洪等地质、气象灾害,造成路桥的较大地理区域范围内的多条道路的部分路段,同时发生连续的开裂、塌方、侧翻等毁损事故,完全丧失或者大部分丧失通行能力;但是这些毁损事故往往又发生在交通繁忙的关键路段上或者交通咽喉路段,导致外部抢险车辆、大中型抢险装备、抢险物质均无法被运输到事故发生地,无法进行快速的抢险修复、使其恢复通行能力。
[0003] 现有技术中,路桥涵洞一般是采用在支撑梁上设置混凝土制模板的结构设计,支撑钢梁设置在桩基或者路桥地基的其他建筑结构件上;在发生上述事故时,支撑钢梁、混凝土预制模板及桩基或者路桥地基的结构薄弱的部分,均有可能被破坏,如果要对其进行快速的抢修,必须使用大中型施工设备和大量的建筑材料,然而,这一方式显然无法对较大地理区域范围内的多条道路的被损坏的路段同时进行施工,只能从两侧开始施工,必然会大大延迟道路恢复通行能力的时间,无法支持短时间内将中大型抢险设备及大量的抢险人员、物质能够向前输送,在黄金24小时内对灾区实施救援。
[0004] 现有技术中的路桥抢险应急施工的支护方法,可以采取锚索加固技术、钢板加固技术、喷锚加固技术、水泥灌注技术、挡土墙技术等,但是其均具有所需施工设备多、施工材料多、施工人员多和施工时间长等不足,无法快速恢复多段受损道路的基本通行能力。
[0005] 为了解决路桥施工中的隧道钢拱架支护的问题,中国专利文献ZL202123064915.3公开了一种隧道钢拱架临时支撑装置,其包括支撑钢管和调节螺杆,支撑钢管的底端固定设有支撑组件,支撑钢管的顶部开设有螺纹槽,螺纹槽与调节螺杆螺纹连接,调节螺杆的顶端固定设有转盘,转盘的顶端固定设有固定柱,固定柱的顶端固定设有支撑托板,支撑托板的两侧均开设有限位槽,两个限位槽的内部均滑动连接有限位架,支撑托板的两边侧设有固定组件;该支撑装置能够对钢拱架拱脚及时进行支撑,防止边墙围岩开挖后失稳坍塌,待安装下一台阶钢拱架时再取下支撑装置,在实现可循环使用的同时确保钢拱架对隧道围岩进行有效支撑,保障开挖及支护班组工人的安全。但是,该支撑装置仅具有一个自由度、仅能够对钢拱架拱脚在竖直方向上进行支撑,而且,其单条支撑装置的支撑高度有限,通常不超过2.5米。
[0006] 涵洞就是路桥下或者高速路桥下的过道孔洞,一般高度在4.5米到5.5米之间。根据国家公路工程技术标准,高速公路、一级公路、二级公路的涵洞净高为5米,公路,四级公路的涵洞净高为4.5米。高架桥和立交桥限高一般在2.8米至3.6米之间,公铁桥限高为
3.5米至4.5米之间。此外,现有的公路的路桥涵洞的设计尺寸,一般要求考虑远景可能实施维修罩面和部分特种超高车辆的通行安全,同时考虑施工净空的要求,上跨县道(含县道)以上等级路的桥梁净空高度尽可能提高到5.5m;水泥路及乡道为5.0m,其它为4.5m。因此,该专利文献提供的支撑装置,其单条只有一个自由度、不足2.5米的高度,各条之间不能组合,显然不能应用于对路桥涵洞与桥梁的抢险修复施工或者支护作业。
[0007] 因此,上述现有技术中的施工方法和支护装置,均无法满足采用更少的设备、人员、材料,快速修复多段受损的道路,使其快速恢复基本通行能力,供抢险设备、人员、材料通过,尽快展开抢救人员生命等高价值目标的抢险救灾工作的需求。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于提供一种路桥抢险应急施工的无定向支护方法及支护装置,该支护装置由二条可调式支护柱首尾相接、彼此组合而成,可调式支护柱分A、B两种可调式支护柱结构设计,其根据自由度和长度的需要、可以两两自由组合,采用轻量化、组合化设计,便于人工徒步携带,用于路桥应急抢险施工中的无定向支撑、支护,支持支护+灌浆修复的支护方法;A、B两种支护柱可以根据抢险施工需要快速的自由组合、形成所需度和长度的支护组合体,进行支护;配合灌浆作业,能够在数小时内快速修复受损建筑结构件的功能,恢复路桥的基本通行能力;或者对新建项目施工现场进行作业场地空间提供支护、保障施工人员安全。
[0009] 其技术方案如下:
[0010] 一种路桥抢险应急施工的无定向支护方法,包括以下步骤:
[0011] S1、制备多条可调式支护柱:分别制备两种、多条能首尾相接、彼此组合的可调式支护柱,每条可调式支护柱均至少设有一个垂直移动自由度和两个转动自由度;其中一种为A型可调式支护柱,其包括自上而下依次连接的底部球接顶托板、A型螺旋支撑杆、A型底托板、A型地锚,其中底部球接顶托板通过底部凹槽与A型螺旋支撑杆的球头轴接、构成球面副,A型螺旋支撑杆下端通过A型底托板与A型地锚块连接;另外一种为B型可调式支护柱,其包括也自上而下依次连接的B型顶托板、B型螺旋支撑杆、B型底托板、B型地锚块,其中B型顶托板与B型螺旋支撑杆固定连接,B型地锚块通过B型底托板与B型螺旋支撑杆的下端轴接、构成转动副;
[0012] S2、对可调式支护柱进行预组合:将至少两条A型与B型可调式支护柱,分别运输到路桥抢险施工现场,根据现场支护需要将两条可调式支护柱进行预组合、形成包括至少五个自由度的无定向支护组合体,具体为包括三种组合形式的无定向支护组合体:A型+A型、A型+B型,B型+B型可调式支护柱进行组合,并且预先将两条可调式支护柱相对应结合面进行连接,使连接后的每个无定向支护组合体均具有至少五个自由度;
[0013] S3、对被支撑建筑结构件进行无定向支护:作业人员根据支护需要、选择合适的预组合方案,将支护组合体设置在需要支护的位置、进行实际组合;按照恢复路桥的受损建筑结构件的功能或者保护现场作业人员的需要,确定无定向支护组合体中的两个可调式支护柱的支护起始点与终点的位置,协同调节两个可调式支护柱首尾连接后的支撑杆方向及倾斜角度,然后人工驱动螺旋支撑杆、获得所需的长度、并通过螺旋支撑杆的预紧力对无定向支护组合体进行紧固、定向,使无定向支护组合体的两个螺旋支撑杆的轴线呈一条直线、无定向支护组合体的自由度降低至0,对现场建筑结构件进行定向支撑或支护,该直线为受力方向;
[0014] S4、对被支护的建筑结构件周围缝隙灌浆:作业人员使用可凝固流体建筑材料,对支护后的受损建筑结构件与路桥基础或其他路桥结构件之间的缝隙进行灌浆,使流体建筑材料充分填充各处缝隙、凝固;
[0015] S5、测试建筑结构面并进行后续操作:测试受损结构件及其周围的建筑结构面的功能恢复情况;若受损结构件及其周围的建筑结构面功能恢复情况已经达到要求则撤除可调式支护柱、反向重复步骤S3、拆下支护组合体,再重复步骤S4、用于修复下一处受损结构件;若受损结构件及其周围的建筑结构面的功能恢复情况未达到要求则不撤除支护组合体、用于增强受损结构件及其周围的建筑结构面的支护,或者增设新的支护组合体,重复步骤S2‑S4,直至受损结构件及其周围的建筑结构面的功能恢复情况达到要求、恢复通行,或者对施工场地的支护水平达到设计标准,保障抢险施工作业人员的安全。
[0016] 所述的步骤S1包括以下步骤:
[0017] S11:制备A型可调式支护柱,使其具有4个自由度,其中,顶托板与螺旋支撑杆的球头轴接构成球面副具有三个自由度,螺旋支撑杆的长度能伸缩、具有一个自由度;
[0018] S12:制备B型可调式支护柱,使其具有3个自由度,其中,螺旋支撑杆的长度能伸缩、具有一个自由度,螺旋支撑杆与地锚块轴接、构成的转动副具有两个自由度。
[0019] 所述A型螺旋伸缩杆的下端通过A型底托板与所述A型地锚块通过镙钉连接,所述B型螺旋伸缩杆的下端与所述B型底托板的顶面铰接,所述B型底托板的底面与所述B型地锚块通过螺钉连接;
[0020] 所述的步骤S2包括如下步骤:
[0021] S21:进行A型+A型可调式支护柱的预组合时,先拆下第一个A型可调式支护柱的A型地锚块,然后再通过第一个A型可调式支护柱的A型底托板与第二个A型可调式支护柱的底部球接顶托板螺栓连接;
[0022] S22:进行A型+B型可调式支护柱的预组合时,先拆下A型可调式支护柱的A型地锚块,然后再通过A型可调式支护柱的A型底托板与B型可调式支护柱的B型顶托板螺栓连接;
[0023] S23:进行B型+B型可调式支护柱的预组合时,先拆下第一个B型可调式支护柱的B型地锚块,接着反转第一个B型可调式支护柱的支撑方向,使第一个B型可调式支护柱的B型顶托板在下方,第一个B型可调式支护柱的B型底托板在上方,然后再通过第一个B型可调式支护柱的B型顶托板与第二个B型可调式支护柱的B型顶托板螺栓连接。
[0024] 所述步骤S3包括如下步骤:
[0025] S31:作业人员分析现场情况,划定单次支护作业的建筑结构面区域,区域中需要支护的受损结构件,确定被支护建筑结构件的被支撑面和支撑角度,再确定合适的支撑面;
[0026] S32:作业人员根据支护需要、选取合适数量和组合形式的预组合支护组合体,确定每一组合体的起点、终点的支护方案;
[0027] S33:对被支撑建筑结构件进行无定向支护:作业人员根据支护需要、根据已经确定的预组合方案,将每一支护组合体设置在需要支护的位置、进行实际组合、进行支护;按照恢复路桥的受损结构件的功能或者保护现场作业人员的需要,确定无定向支护组合体中的两个可调式支护柱的支护起始点与终点的位置,协同调节两个可调式支护柱首尾连接后的支撑杆方向及倾斜角度;作业人员将每一支护组合体,按照支护方案,依次设置在需要支护的位置;
[0028] S34:重复步骤S33,重复多次、依次对划定单次支护作业的建筑结构面区域内的多个建筑结构件进行多点支护后,再进行后续的整体灌浆,以达到建筑局部结构面功能恢复的效果。
[0029] 所述步骤S4包括如下步骤:
[0030] 步骤S41、制备液态的速凝膨胀型高聚物注浆材料,具体为丙烯酸盐类或聚酯类双组份速凝膨胀型高聚物浆料之一;
[0031] 步骤S42、在加固工作面上打出多个注浆孔,并向各注浆孔中分别插入注浆钢花管;
[0032] 步骤S43、将压力管路的出口分别连接到注浆钢花管的入口处、紧固、密闭;
[0033] 步骤S44、使用液体压力设备将液态的速凝膨胀型高聚物注浆材料加压、连续送入注浆钢花管的入口内,速凝膨胀型高聚物注浆材料在注浆钢花管快速混合,体积膨胀、经过注浆钢花管的开孔,向其周边的建筑结构件孔隙中扩散;
[0034] 步骤S45、达到设定的注浆时间或者达到设定的注浆压力值后,停止注浆,等待高聚物注浆材料的体积继续膨胀、固化,将注浆钢花管周边区域内的建筑构建孔隙填满并加压、牢固粘结,使该区域内的建筑构件快速恢复其结构强度。
[0035] 一种实施上述方法的路桥抢险应急施工无定向支护装置,其包括多个无定向支护组合体,每一个无定向支护组合体包括二条可调式支护柱;所述无定向支护组合体由二条可调式支护柱首尾相接、彼此组合而成,所述可调式支护柱为A型可调式支护柱或B型可调式支护柱;所述A型可调式支护柱包括A型螺旋伸缩杆、底部球接顶托板、A型底托板及呈四棱锥型的A型地锚块,所述B型可调式支护柱包括B型螺旋伸缩杆、B型顶托板、B型底托板及呈四棱锥型的B型地锚块,所述A型螺旋伸缩杆的上端与所述底部球接顶托板的底面球形铰接,所述A型螺旋伸缩杆的下端与所述A型底托板顶面固定连接,所述B型螺旋伸缩杆的上端与所述B型顶托板的底面固定连接,所述B型螺旋伸缩杆的下端与所述B型底托板顶面铰接;所述A型地锚块、B型地锚块的上端分别与所述A型底托板、B型底托板的底面活动连接,所述A型地锚块、B型地锚块由上往下逐渐缩小,所述底部球接顶托板、A型底托板、B型顶托板、B型底托板分别设有多个相对应的连接螺栓孔。
[0036] 所述A型螺旋伸缩杆包括A型内螺旋空心支护管、A型外螺旋支护螺杆、A型支护转盘,所述A型支护转盘具有与所述A型外螺旋支护螺杆相匹配的第一螺孔,所述A型内螺旋空心支护管的下端与所述A型底托板顶面固定连接,所述A型内螺旋空心支护管的上端与所述A型支护转盘的底面转动连接,所述A型外螺旋支护螺杆的下端穿过所述A型支护转盘的第一螺孔伸入所述A型内螺旋空心支护管的管腔内,并与所述A型支护转盘螺纹连接,所述A型外螺旋支护螺杆的上端与所述底部球接顶托板的底面球形铰接。
[0037] 所述A型可调式支护柱还包括四个A型加强筋,四个所述A型加强筋设在所述A型内螺旋空心支护管与所述A型底托板的连接处。
[0038] 所述B型螺旋伸缩杆包括B型内螺旋空心支护管、B型外螺旋支护螺杆、B型支护转盘,所述B型支护转盘具有与所述B型外螺旋支护螺杆相匹配的第二螺孔,所述B型内螺旋空心支护管的下端与所述B型底托板顶面铰接,所述B型内螺旋空心支护管的上端与所述B型支护转盘的底面转动连接,所述B型外螺旋支护螺杆的下端穿过所述B型支护转盘的第二螺孔伸入所述B型内螺旋空心支护管的管腔内,并与所述B型支护转盘螺纹连接,所述B型外螺旋支护螺杆的上端与所述B型顶托板的底面固定连接。
[0039] 所述B型可调式支护柱还包括四个B型加强筋,四个所述B型加强筋设在所述B型内螺旋空心支护管与所述B型顶托板的连接处。
[0040] 所述底部球接顶托板、A型底托板、B型顶托板、B型底托板的连接螺栓孔的数量分别为四个,各所述四个连接螺栓孔分别设在所述底部球接顶托板、A型底托板、B型顶托板、B型底托板的四个角。
[0041] 所述A型支护转盘、B型支护转盘的周向外侧面分别设有A型转动手柄、B型转动手柄。
[0042] 需要说明的是:
[0043] 在本发明的描述中,需要理解的是,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,或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。
[0044] 下面对本发明的优点或原理进行说明:
[0045] 1、本发明提供的路桥抢险应急施工的无定向支护方法及支护装置,通过无定向支护方法与支护装置的灵活组配、协同配合,实现快速修复受损路桥的目的。该支护装置包括多个无定向支护组合体,每一个无定向支护组合体由二条可调式支护柱首尾相接、彼此组合而成,可调式支护柱分A、B两种可调式支护柱结构设计,其两两之间可以自由组合、以获得有效支护所需的长度、角度及自由度;单条采用轻量化、组合化设计,便于人工徒步携带,用于路桥应急抢险施工中的无定向支撑、支护(垂直、水平、任意斜向),支持支护+灌浆修复的施工方法;A、B两种支护柱可以根据抢险施工需要快速的自由组合、形成所需角度和长度的支护组合体,适用于多种施工基础(包括硬地或者软地等)、进行有效支护;配合快凝浆料的灌浆作业、增加破损结构件之间的连接强度,快速修复受损建筑结构件的功能,能够在数小时内恢复路桥的基本通行能力;或者对新建项目施工现场进行作业场地空间提供支护、保障施工人员安全。
[0046] 2、在运送抢险物质和设备的时候,采用本发明的路桥抢险应急施工的无定向支护方法及支护装置的协同配合,短程无需运输工具(如汽车等)的运载,可以由人工(或畜力)徒步将多个可调式支护柱携带到施工现场安装、克服灾区地形复杂、交通不便的困难,配合携带的少量建筑材料,利用原有的路桥建筑结构件(特别是已经部分损毁的结构件),对毁损的路桥进行应急抢险施工,使其在灾后12小时内通过抢险作业、恢复初步通过能力(承重5‑10T);本发明单条长度较小、轻量化、便携,可由施工人员徒步直接搬运到现场(无需修建运输便道),利用原有结构件进行支护施工、提供多点无定向、自适应支护;支护后进行灌浆,使破损的结构件快速恢复初步承重能力,使路桥各处断点快速接续,恢复初步交通运输能力。
[0047] 3、本发明提供的路桥抢险应急施工的无定向支护方法及支护装置,由于连接后的每个无定向支护组合体均具有至少五个自由度,因此,能够使无定向支护组合体与需支护的起始点或终点的支撑接触面更为贴合、稳定,能够选择合适的支撑面(包括底面和顶面,优先选择硬地、避开软地),提高了无定向支护方法及支护组合体支撑的稳定性和安全性。
[0048] 4、本发明提供的路桥抢险应急施工的无定向支护方法,支护装置能够承受各种外力和内力的作用,保持自身的稳定性和承载力,防止发生位移、变形、滑动等现象,确保施工安全,体现了无定向支护方法和支护装置本身结构的稳定性。
[0049] 5、本发明提供的路桥抢险应急施工的无定向支护方法,在抢险应急施工中,经过实验测试,其多个组合体形成的支护结构能够快速安装、快速支撑、快速恢复受损结构的功能,多数情况下能够在数小时内恢复路桥基本通行能力(涵洞的修复速度快于桥梁),可以帮助人们尽快控制险情(包括继发的险情),减小灾害或者事故带来的损失,验证了本发明无定向支护方法及支护装置具有快速性、高效性和有效性。
[0050] 6、本发明提供的路桥抢险应急施工的无定向支护方法及支护装置,能够根据路桥、涵洞的不同情况,灵活配置两种可调式支护柱的组合形式、组合角度和长度,使支护装置能够根据不同的形式和特点,适应不同的地质条件、路桥结构形式和施工环境,验证了本发明无定向支护方法及支护装置的广泛适应性。
[0051] 7、本发明提供的路桥抢险应急施工的无定向支护装置,具有足够的可靠性和耐久性,在不拆卸的情况下,其支护作业面能够承受长时间的使用和各种继发性自然灾害的侵袭(如余震),确保被修复后路桥涵洞的安全使用,验证了本发明无定向支护方法及支护装置的可靠性。
[0052] 8、本发明提供的路桥抢险应急施工的无定向支护装置,在保证安全性和稳定性的前提下,结构简单、经济、实用、制造及运输成本低,降低了施工成本和维护费用,因而该本无定向支护方法及支护装置具有较好的经济性。
[0053] 9、本发明采用速凝膨胀型高聚物注浆材料,对支护后的受损建筑结构件与路桥基础或其他路桥结构件之间的缝隙进行灌浆,通过加压、使流体建筑浆料充分填充各处缝隙、凝固;该高聚物注浆材料膨胀性好的,其膨胀比可达20:1,能够有效填充空腔和裂缝,挤密结构件的缝隙,快速提高结构件的承载力。本发明采用的高聚物不含水分,注浆作业也不会降低路桥结构件的强度,并且具有速凝的优点,一般可在60‑120秒钟内凝固,极大地缩短了工期。高聚物注浆材料质量较轻,对本已存在损伤的路桥结构件产生的附加荷载较小,不会影响加重损伤部分结构件的稳定。该高聚物注浆材料配合支护装置,具有操作自由度大,设备轻便、材料用量较少,支护作业时间短、两端支护基础牢固、效果好,十分适合灾情险急的应急抢险处置。当然,也可以应用于新建的路桥项目中,大中型设备进场前的初期施工中的必要的临时支护作业。
[0054] 10、本发明的A型螺旋伸缩杆包括A型内螺旋空心支护管、A型外螺旋支护螺杆、A型支护转盘,B型螺旋伸缩杆包括B型内螺旋空心支护管、B型外螺旋支护螺杆、B型支护转盘,本发明的螺旋伸缩杆通过设置的支护转盘能够带动调节外螺旋支护螺杆进行转动,在调节支护转盘与外螺旋支护螺杆的螺纹连接下能够调整螺旋伸缩杆的伸缩长度,适用与不同的防护高度进行使用,并且使螺旋伸缩杆可靠的自,提高了本发明无定向支护方法及支护装置的适用性。
[0055] 11、本发明的A型可调式支护柱还包括四个A型加强筋,四个A型加强筋用于提高A型内螺旋空心支护管与A型底托板的连接稳定性。
[0056] 12、本发明的B型可调式支护柱还包括四个B型加强筋,四个B型加强筋用于提高B型内螺旋空心支护管与B型顶托板的连接稳定性。
[0057] 13、本发明在底部球接顶托板、A型底托板、B型顶托板、B型底托板分别设连接螺栓孔,连接螺栓孔方便二条可调式支护柱的首尾相接连接,提高无定向支护方法及支护组合体预组合的快捷性。
[0058] 14、本发明在支护转盘的周向外侧面设转动手柄,方便支护转盘的人工转动操作。

附图说明

[0059] 图1是本发明实施例路桥抢险应急施工支护装置A型可调式支护柱的立体外形结构示意图。
[0060] 图2是本发明实施例路桥抢险应急施工支护装置A型可调式支护柱的分解结构示意图。
[0061] 图3是本发明实施例路桥抢险应急施工支护装置B型可调式支护柱的立体外形结构示意图。
[0062] 图4是本发明实施例路桥抢险应急施工支护装置B型可调式支护柱的分解结构示意图。
[0063] 图5是本发明实施例A型可调式支护柱叠在B型可调式支护柱上方的立体外形结构示意图。
[0064] 图6是本发明实施例A型可调式支护柱叠在A型可调式支护柱上方的立体外形结构示意图。
[0065] 图7是本发明实施例B型可调式支护柱叠在B型可调式支护柱上方的立体外形结构示意图。
[0066] 图8是本发明实施例A型可调式支护柱的俯视结构示意图。
[0067] 图9是本发明实施例B型可调式支护柱的俯视结构示意图。
[0068] 图10是本发明实施例二个可调式支护柱组合后垂直支护的状态示意图。
[0069] 图11是本发明实施例二个可调式支护柱组合后斜向支护的状态示意图。
[0070] 图12是本发明实施例二个可调式支护柱组合后水平支护的状态示意图。
[0071] 附图标记说明:
[0072] 10、A型可调式支护柱,11、A型螺旋伸缩杆,111、A型内螺旋空心支护管,112、A型外螺旋支护螺杆,113、A型支护转盘,12、底部球接顶托板,13、A型底托板,14、A型地锚块,15、A型加强筋,16、A型转动手柄,20、B型可调式支护柱,21、B型螺旋伸缩杆,211、B型内螺旋空心支护管,212、B型外螺旋支护螺杆,213、B型支护转盘,22、B型顶托板,23、B型底托板,24、B型地锚块,25、B型加强筋,26、B型转动手柄,30、连接螺栓孔。

具体实施方式

[0073] 下面对本发明的实施例进行详细说明。
[0074] 本发明提供的路桥抢险应急施工的无定向支护方法及支护装置,是为了满足采用更少的设备、人员、材料,快速修复因为大面积地震、地质灾害等原因造成的多段受损道路的桥梁、涵洞等设施,使其快速恢复基本通行能力,供后续的抢险设备、人员、材料通过,尽快展开抢救人员生命等高价值目标的抢险救灾工作的需求;也可以满足路桥项目建设中,大中型设备进场前的早期施工中的临时性支护作业。
[0075] 为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0076] 除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在限制本发明。
[0077] 这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0078] 实施例1:
[0079] 参见图1至图12,本实施例提供的路桥抢险应急施工的无定向支护方法,应用于大面积地质灾害(如地震)时的路桥抢险快速应急施工,包括以下步骤:
[0080] S1、制备多条可调式支护柱:分别制备A/B两种、多条能首尾相接、彼此组合的轻质合金制成的可调式支护柱,每条可调式支护柱均至少设有一个垂直移动自由度和两个转动自由度;其中一种为A型可调式支护柱10,其包括自上而下依次连接的底部球接顶托板12、A型螺旋支撑杆、A型底托板13、A型地锚块14,其中底部球接顶托板12通过底部凹槽与A型螺旋支撑杆的球头轴接、构成球面副,A型螺旋支撑杆下端通过A型底托板13与A型地锚块14连接;另外一种为B型可调式支护柱20,其包括也自上而下依次连接的B型顶托板22、B型螺旋支撑杆、B型底托板23、B型地锚块24,其中B型顶托板22与B型螺旋支撑杆固定连接,B型地锚块24通过B型底托板23与B型螺旋支撑杆的下端轴接、构成转动副;其中,A型可调式支护柱10构成球面副的A型螺旋支撑杆与底部球接顶托板12的接触面,以及B型可调式支护柱20的构成转动副的B型螺旋支撑杆与B型底托板23的铰接面,均为粗糙面,在无预紧力时能发生相互之间的位移,在有预紧力时则螺杆自锁、不能发生相互之间位移,其相互之间的自由度降低为0;另外,还能在B型螺旋支撑杆与B型底托板23的铰接处设置一个铰接锁定机构,当需要B型螺旋支撑杆与B型底托板23自由转动时,可打开铰接锁定机构,当需要使B型螺旋支撑杆与B型底托板23的连接固定时,可将铰接锁定机构锁死;所述的步骤S1,具体包括:
[0081] S11:制备A型可调式支护柱10,使其具有4个自由度,其中,顶托板与螺旋支撑杆的球头轴接构成球面副具有三个自由度,螺旋支撑杆的长度能伸缩、具有一个自由度;
[0082] S12:制备B型可调式支护柱20,使其具有3个自由度,其中,螺旋支撑杆的长度能伸缩、具有一个自由度,螺旋支撑杆与地锚块轴接、构成的转动副具有两个自由度;
[0083] S2、对可调式支护柱进行预组合:将至少两条(实际根据需求,通常一个支护作业面为10‑20条)A型与B型可调式支护柱20,分别通过徒步运输到路桥抢险施工现场,根据现场支护需要将两条可调式支护柱进行预组合、形成包括至少五个自由度的无定向支护组合体,具体为包括三种组合形式的无定向支护组合体:A型+A型、A型+B型,B型+B型可调式支护柱20进行组合,并且预先将两条可调式支护柱相对应结合面进行连接,使连接后的每个无定向支护组合体均具有至少五个自由度;所述A型螺旋伸缩杆11的下端通过A型底托板13与所述A型地锚块14通过镙钉连接,所述B型螺旋伸缩杆21的下端与所述B型底托板23的顶面铰接,所述B型底托板23的底面与所述B型地锚块24通过螺钉连接;所述的步骤S2具体包括如下步骤:
[0084] S21:进行A型+A型可调式支护柱的预组合时,先拆下第一个A型可调式支护柱10的A型地锚块14,然后再通过第一个A型可调式支护柱10的A型底托板13与第二个A型可调式支护柱10的底部球接顶托板12螺栓连接(参见图6);
[0085] S22:进行A型+B型可调式支护柱的预组合时,先拆下A型可调式支护柱10的A型地锚块14,然后再通过A型可调式支护柱10的A型底托板13与B型可调式支护柱20的B型顶托板22螺栓连接(参见图5);
[0086] S23:进行B型+B型可调式支护柱的预组合时,先拆下第一个B型可调式支护柱20的B型地锚块24,接着反转第一个B型可调式支护柱20的支撑方向,使第一个B型可调式支护柱20的B型顶托板22在下方,第一个B型可调式支护柱20的B型底托板23在上方,然后再通过第一个B型可调式支护柱20的B型顶托板22与第二个B型可调式支护柱20的B型顶托板22螺栓连接(参见图7)。
[0087] S3、对被支撑建筑结构件进行无定向支护:作业人员根据支护需要、选择合适的预组合方案,将支护组合体设置在需要支护的位置、进行实际组合;按照恢复路桥的受损建筑结构件的功能或者保护现场作业人员的需要,确定无定向支护组合体中的两个可调式支护柱的支护起始点(顶面)与终点(底面)的位置,优选硬地、避免软地;对于无法避免的软地(如无桥梁基础的底泥部位)需要先进行强化(包括将一条可调式支护柱先行沉入底泥中,或者使用石块、板状结构件预先沉入底泥中,获得硬地,上部再连接支护组合体);分别确定好顶面和底面的定位后,协同调节两个可调式支护柱首尾连接后的支撑杆方向及倾斜角度,然后人工驱动螺旋支撑杆、获得所需的支护点位、长度、并通过螺旋支撑杆的预紧力对无定向支护组合体进行紧固、定向、自锁,使无定向支护组合体的两个螺旋支撑杆的轴线呈一条直线、无定向支护组合体的自由度降低至0,对现场建筑结构件进行定向支撑或支护,该直线为受力方向(支护组合体连接后支护状态下、其轴线方向与受力线重叠);在此需要说明的是,根据实际施工作业面的需要,步骤S3可重复多次、进行一定区域内的多个建筑结构件进行支护,多点、可靠支护后再灌浆,以达到局部建筑结构面较大面积的功能恢复的效果;
[0088] S4、对被支护的建筑结构件周围缝隙灌浆:作业人员使用可凝固型流体建筑材料(本实施例中采用双组分高聚物树脂),加压后,对支护后的受损建筑结构件与路桥基础或其他路桥结构件之间的缝隙进行灌浆,使流体建筑材料充分填充各处缝隙、凝固;在此需要说明的是,步骤S4可根据需要事先打孔,方便灌浆作业,同时对受损较为严重的区域进行重点强化;
[0089] S5、测试建筑结构面并进行后续操作:测试受损结构件及其周围的建筑结构面的整体功能恢复情况;若受损结构件及其周围的建筑结构面功能整体的恢复情况已经达到预定的要求(如载荷5‑10T)则撤除可调式支护柱、反向重复步骤S3、拆下支护组合体,再重复步骤S4、用于新的工作面,修复下一处受损结构件;若受损结构件及其周围的建筑结构面的功能恢复情况未达到要求则不撤除支护组合体、用于增强受损结构件及其周围的建筑结构面的支护,或者增设新的支护组合体,重复步骤S2‑S4,直至受损结构件及其周围的建筑结构面的功能恢复情况达到要求、恢复通行。一般抢修施工1‑2个小时,就可以使长度为10‑15米、宽度为4‑6米、高度为4‑5.5米的道路涵洞或者单节桥梁恢复基本通行能力,并且能够快速的使施工场地的支护水平达到设计标准,在施工过程中通过逐次支护、层层推进的方式施工,还能避免塌方、抵抗后续的余震、防止建筑结构件的零散脱落等,保障抢险施工作业人员的安全。
[0090] 本发明实施例还提供了实施上述方法的路桥抢险应急施工无定向支护装置,其包括多个轻质金属材质的无定向支护组合体,每一个无定向支护组合体包括二条可调式支护柱,每条的重量约为10‑15公斤、折叠后的长度为1.5‑1.8米,完全伸出(保留20厘米自锁段)后的长度约为2.8‑3.4米;所述无定向支护组合体由二条可调式支护柱首尾相接、彼此组合而成,组合后的无定向支护组合体的总长度约为5.4‑6.4米,有效支护高度为5‑6米,能够适用于绝大多数抢险施工的要求;所述可调式支护柱为A型可调式支护柱10或B型可调式支护柱20;所述A型可调式支护柱10包括A型螺旋伸缩杆11、底部球接顶托板12、A型底托板13及呈四棱锥型的A型地锚块14,所述B型可调式支护柱20包括B型螺旋伸缩杆21、B型顶托板22、B型底托板23及呈四棱锥型的B型地锚块24,所述A型螺旋伸缩杆11的上端与所述底部球接顶托板12的底面球形铰接,所述A型螺旋伸缩杆11的下端与所述A型底托板13顶面固定连接,所述B型螺旋伸缩杆21的上端与所述B型顶托板22的底面固定连接,所述B型螺旋伸缩杆21的下端与所述B型底托板23顶面铰接;所述A型地锚块14、B型地锚块24的上端分别与所述A型底托板13、B型底托板23的底面活动连接,所述A型地锚块14、B型地锚块24由上往下逐渐缩小,所述底部球接顶托板12、A型底托板13、B型顶托板22、B型底托板23分别设有多个相对应的连接螺栓孔30。
[0091] 该支护装置包括多个无定向支护组合体,每一个无定向支护组合体由二条可调式支护柱首尾相接、彼此组合而成,可调式支护柱分A、B两种可调式支护柱结构设计,其自由度可以自由组合,采用轻量化、组合化设计,便于人工徒步携带,用于路桥应急抢险施工中的无定向支撑、支护(垂直、水平、任意斜向,参见图10至图12),能够较好的支持快捷的支护+灌浆修复的施工方法;A、B两种可调式支护柱可以根据抢险施工需要快速的自由组合、形成所需角度和长度的支护组合体,进行支护;配合灌浆作业,快速修复受损建筑结构件的功能,恢复路桥的通行能力;或者对新建项目施工现场进行作业场地空间提供支护、保障施工人员安全。
[0092] 在大面积道路受损、道路中断的区域内,组织向灾区运送抢险物质和设备的时候,首先采用本发明的路桥抢险应急施工的无定向支护方法及支护装置对受损的路桥进行抢修作业;由人工(或者畜力等)将多个可调式支护柱携带到受损路桥的施工现场进行无定向支护,配合携带的少量设备和建筑材料(包括小型的发电、打孔、灌浆等设备,以及灌浆用材料),利用原有的建筑结构件,对毁损的路桥进行应急抢险施工,使其能够抢在灾后12小时内恢复初步通过能力(承重5‑10T),然后使更多的抢险设备、物质进行前送;本发明提供的无定向支护装置采用轻量化、便携设计,单条折叠后的高度低于1.6米、约20公斤,可由施工人员直接搬运到现场,利用原有结构件进行支护施工、提供多点无定向、自适应支护;支护后进行灌浆,使破损的结构件快速恢复初步承重能力,使路桥各处断点在数小时内即可快速接续,恢复初步交通运输能力。
[0093] 本发明实施例提供的连接后的每个无定向支护组合体,均具有至少五个自由度,因此,能够使无定向支护组合体与需支护的起始点或终点的支撑接触面更为贴合、稳定,提高了无定向支护组合体支撑的稳定性和安全性。
[0094] 本发明提供的路桥抢险应急施工的无定向支护方法,其多点、可靠设置的支护装置能够承受各种外力和内力的作用,保持自身的稳定性和承载力,防止路桥在后续(包括余震等)发生位移、变形、滑动等现象,确保施工安全,体现了支护装置本身结构的稳定性。在抢险应急施工中,能够实现支护结构能够快速运输、快速安装、快速支撑,以尽快控制险情,减小灾害或者事故损失,体现了本支护方法的快速性、有效性。
[0095] 本发明提供的路桥抢险应急施工的无定向支护方法及支护装置,根据路桥涵洞的不同情况,以及不同的施工场地情况,支护装置能够根据不同的建筑形式和场地特点,灵活调节支护的起点和终点,角度,长度等参数,以适应各种不同的地质条件、结构形式和施工环境,体现了本发明支护方法与装置的适应性。
[0096] 本发明提供的路桥抢险应急施工的无定向支护装置,具有足够的可靠性和耐久性,能够承受长时间的使用和各种自然灾害的侵袭(包括继发性的二次灾害),能够确保路桥涵洞在抢险后的持续安全使用、避免反复抢险,体现了本支护方法及装置的可靠性、有效性。在保证安全性和稳定性的前提下,本发明结构简单、经济、实用、使用的设备和材料较少,降低了施工成本和维护费用,体现了本实施例无定向支护方法及支护装置的经济性。
[0097] 其中,所述A型螺旋伸缩杆11包括金属材质的A型内螺旋空心支护管111、A型外螺旋支护螺杆112、A型支护转盘113,所述A型支护转盘113具有与所述A型外螺旋支护螺杆112相匹配的第一螺孔,所述A型内螺旋空心支护管111的下端与所述A型底托板13顶面固定连接,所述A型内螺旋空心支护管111的上端与所述A型支护转盘113的底面转动连接,所述A型外螺旋支护螺杆112的下端穿过所述A型支护转盘113的第一螺孔伸入所述A型内螺旋空心支护管111的管腔内,并与所述A型支护转盘113螺纹连接,所述A型外螺旋支护螺杆112的上端与所述底部球接顶托板12的底面球形铰接。
[0098] 所述B型螺旋伸缩杆21包括金属材质的B型内螺旋空心支护管211、B型外螺旋支护螺杆212、B型支护转盘213,所述B型支护转盘213具有与所述B型外螺旋支护螺杆212相匹配的第二螺孔,所述B型内螺旋空心支护管211的下端与所述B型底托板23顶面铰接,所述B型内螺旋空心支护管211的上端与所述B型支护转盘213的底面转动连接,所述B型外螺旋支护螺杆212的下端穿过所述B型支护转盘213的第二螺孔伸入所述B型内螺旋空心支护管211的管腔内,并与所述B型支护转盘213螺纹连接,所述B型外螺旋支护螺杆212的上端与所述B型顶托板22的底面固定连接。
[0099] 本发明实施例的螺旋伸缩杆通过设置的支护转盘能够带动调节外螺旋支护螺杆进行转动,在调节支护转盘与外螺旋支护螺杆的螺纹连接下能够调整螺旋伸缩杆的伸缩长度,保留约20cm长度的自锁区域,组合后能够适用于4‑5.5m的支护高度,大幅提高了其适用性。
[0100] 所述A型可调式支护柱10还包括四个A型加强筋15,四个所述A型加强筋15设在所述A型内螺旋空心支护管111与所述A型底托板13的连接处。四个A型加强筋15用于提高A型内螺旋空心支护管111与A型底托板13的连接稳定性。
[0101] 所述B型可调式支护柱20还包括四个B型加强筋25,四个所述B型加强筋25设在所述B型内螺旋空心支护管211与所述B型顶托板22的连接处。四个B型加强筋25用于提高B型内螺旋空心支护管211与B型顶托板22的连接稳定性。
[0102] 所述底部球接顶托板12、A型底托板13、B型顶托板22、B型底托板23的连接螺栓孔30的数量分别为四个,各所述四个连接螺栓孔30分别设在所述底部球接顶托板12、A型底托板13、B型顶托板22、B型底托板23的四个角。连接螺栓孔30方便二条可调式支护柱的首尾相接连接,提高无定向支护组合体预组合的快捷性。
[0103] 所述A型支护转盘113、B型支护转盘213的周向外侧面分别设有A型转动手柄16、B型转动手柄26。在支护转盘的周向外侧面设转动手柄,方便支护转盘的转动操作。
[0104] 实施例2:
[0105] 本发明实施例2提供的路桥抢险应急施工的无定向支护方法,与实施例1基本上相同,其不同之处在于:所述的步骤S3,具体包括以下步骤:
[0106] S31:作业人员分析现场情况,划定单次支护作业的建筑结构面区域,区域中需要支护的受损结构件,确定被支护建筑结构件的被支撑面(包括顶面、底面)和支撑角度,再确定合适的支撑面、支撑受理线;
[0107] S32:作业人员根据支护需要、选取合适数量和组合形式的预组合支护组合体,确定每一组合体的起点、终点的支护方案,以使每一组合体的受力线与其轴线重合;
[0108] S33:对被支撑建筑结构件进行无定向支护:作业人员根据支护需要、根据已经确定的预组合方案,将每一支护组合体设置在需要支护的位置、进行实际组合、进行支护;按照恢复路桥的受损结构件的功能或者保护现场作业人员的需要,确定无定向支护组合体中的两个可调式支护柱的支护起始点与终点的位置,协同调节两个可调式支护柱首尾连接后的支撑杆方向及倾斜角度,确保每一组合体的受力线与其轴线重合;作业人员将每一支护组合体,按照支护方案,依次设置在需要支护的位置;其中,步骤S33还具体包括以下步骤:
[0109] S331、分别将A型可调式支护柱10的底部球接顶托板12、A型底托板13及B型可调式支护柱20的B型顶托板22、B型底托板23与被支护平面连接,再分别调节A型螺旋支撑杆、B型螺旋支撑杆的长度及连接中间部位,最后调整组合体整体的倾斜角度、在人工旋转螺杆到设定的高度,然后螺纹自锁、预紧;
[0110] S332、按照恢复路桥的受损建筑结构件的功能或者保护现场作业人员的需要,确定无定向支护组合体中的二个可调式支护柱的支护起始点与终点的位置,协同调节二个可调式支护柱首尾连接后的螺旋伸缩杆方向及倾斜角度,然后人工驱动螺旋支撑杆、获得所需的长度、并通过螺旋支撑杆的预紧力对无定向支护组合体进行紧固、定向,使无定向支护组合体的两个螺旋支撑杆的轴线呈一条直线、无定向支护组合体的自由度降低至0,对现场建筑结构件进行定向支撑或支护,其中,无定向支护组合体的两个螺旋支撑杆呈直线的轴线为受力方向,每一组合体的受力线与其连接后的轴线重合;
[0111] S34:重复步骤S33,重复多次、依次对划定单次支护作业的建筑结构面区域内的多个建筑结构件进行多点支护后,再进行后续的整体灌浆,以达到建筑局部结构面较大面积整体功能恢复的效果。
[0112] 实施例3:
[0113] 本发明实施例3提供的路桥抢险应急施工的无定向支护方法,与实施例2基本上相同,其不同之处在于:所述的步骤S4,具体包括以下步骤:
[0114] 步骤S41、制备液态的速凝膨胀型高聚物注浆材料,具体为丙烯酸盐类或聚氨酯类双组份速凝膨胀型高聚物浆料之一;
[0115] 步骤S42、在加固工作面上打出多个注浆孔,并向各注浆孔中分别插入注浆钢花管;
[0116] 步骤S43、将压力管路的出口分别连接到注浆钢花管的入口处、紧固、密闭;
[0117] 步骤S44、使用液体压力设备将液态的速凝膨胀型高聚物注浆材料加压、连续送入注浆钢花管的入口内,速凝膨胀型高聚物注浆材料在注浆钢花管快速混合,体积膨胀、经过注浆钢花管的开孔,向其周边的建筑结构件孔隙中扩散;
[0118] 步骤S45、达到设定的注浆时间或者达到设定的注浆压力值后,停止注浆,等待高聚物注浆材料的体积继续膨胀、固化,将注浆钢花管周边区域内的建筑构建孔隙填满并加压、牢固粘结,使该区域内的建筑构件快速恢复其结构强度。
[0119] 本发明采用的速凝膨胀型高聚物注浆材料,用于支护后的受损建筑结构件与路桥基础或其他路桥结构件之间的缝隙进行灌浆,使流体建筑材料充分填充各处缝隙、凝固,膨胀性好的高聚物注浆材料,与常规水泥硬化时的干缩性不同,高聚物注浆材料的膨胀比可达20:1,能够有效填充空腔和裂缝,挤密建筑结构件,提高承载力。本发明采用的高聚物注浆材料具有速凝的优点,一般可在60‑120秒钟内凝固,极大地缩短了工期。同时,本发明采用的高聚物注浆材料质量较轻、便于徒步运输,并且对本已存在损毁的建筑结构件产生的附加荷载较小,不会影响个各建筑结构件之间的稳定。本发明具有操作自由度大,设备轻便,支护时间短、效果好,十分适合灾情险急的应急抢险处置,有效解决了由常规水泥施工支护抢险存在工期长、效果欠佳等缺点。
[0120] 本发明采用双组份高聚物注浆设备,通过钢花管对建筑结构件的裂隙进行高压注浆,使得双组份速凝膨胀性高聚物注浆材料能够快速的渗透进各处裂隙中,并迅速膨胀固化,起到快速固结各受损建筑结构件的作用;同时,多余的高聚物浆液还能够在结构件的裂隙中劈裂开,挤密破碎的建筑结构件,形成以钢花管为主干的树枝状高聚物浆脉,对松散的建筑结构件碎块起到立体加筋的作用,进一步增强建筑结构件的稳定性。
[0121] 本发明采用的双组份速凝膨胀性高聚物注浆材料是一种由两个或两个以上不同成分组成的注浆材料,具有速凝、膨胀、高强度等特点。双组份高聚物注浆材料的膨胀比可达20:1,在裂隙中膨胀固化后,结构件的硬质连接面粘聚力可以提高约150~480kPa。该双组份速凝膨胀性高聚物注浆材料可以选择丙烯酸盐类或聚氨酯类浆料;其中的丙烯酸盐类浆料是以丙烯酸盐为基料,加入速凝剂、膨胀剂、增稠剂等添加剂制成,具有较好的粘结性、耐久性和抗渗性能,同时具有速凝、膨胀等特性。聚氨酯类浆料是以聚氨酯为基料,加入速凝剂、膨胀剂、增稠剂等添加剂制成,具有较好的粘结性、耐久性和抗渗性能,同时具有较好的低温性能和快速凝固性能。
[0122] 本发明其他实施例采用的有机树脂基料,还可以包括以下几种:环树脂、树脂、不饱和聚酯树脂等,具体可以根据抢险施工的具体需要和施工条件而选择。
[0123] 本发明上述实施例提供的无定向支护方法及支护装置,已经在内部研发测试工地上进行了实测,经过实际测试表明,本发明提供的路桥抢险应急施工的无定向支护方法及支护装置,适合与人工短途(1‑2公里)徒步携带,m单人单次能携带2‑4条,能够满足大面积灾害导致的多处路桥损毁时的徒步应急抢险修复,无需事先修筑施工便道运输设备和材料,可以克服各种困难,快速到达施工地点并展开施工作业,采用更少的设备、人员、材料,快速修复多段受损的道路(包括涵洞、桥梁),使其快速恢复基本通行能力,供后续大量的抢险设备、人员、材料通过,尽快到达灾区一线,展开抢救人员生命等高价值目标的抢险救灾工作。
[0124] 本发明提供的A、B两种可调节支护柱,可以预先在工厂内批量化制备并存储,根据抢险施工需要使用汽车等交通工具快速调配、运输到能够到达的、较为靠近施工地点的地方卸货,交通中断的运输距离再由人工徒步将其运输至抢险施工现场,并且根据作业面的需要,进行自由组合、形成所需角度和长度的支护组合体,进行多点、可靠的支护;再进一步配合快速凝固和膨胀的灌浆作业,能够在数小时内快速修复多处受损建筑结构件的功能,恢复路桥的基本通行能力;也可以对新建项目早期的施工现场,大中型设备进场前,对两侧山地、陡坡、洞室等有塌方危险的作业场地空间提供临时支护、保障施工人员安全。
[0125] 以上仅为本发明的具体实施例,并不以此限定本发明的保护范围;在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进,均属本发明的保护范围。
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