一种狭小空间内桥梁墩柱增大截面加固系统及其使用方法 |
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申请号 | CN202410007009.9 | 申请日 | 2024-01-03 | 公开(公告)号 | CN117868002A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
申请人 | 中交第二航务工程局有限公司; 中交二航局建筑科技有限公司; | 发明人 | 李送根; 程明明; 晏国泰; 黄晓剑; 韩鹏洲; 胡旭东; 杨青柏; 周华威; 赵恒钎; 范超; 白烨; 殷立静; 翁浩然; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种狭小空间内 桥梁 墩柱增大截面加固系统及其使用方法,包括临时吊轨系统、模板系统、多功能伸缩机构,将用于浇筑 混凝土 的外模板从高度上分为两层结构第一模板和第二模板,利用顶部的多功能伸缩机构作为拼接平台,将拼装作业设置在人员可达处,可保证拼缝 质量 ,外模板整体拼装成型后利用临时吊轨系统下放,解决了起吊设备不可达和净空受限等问题,同时,通过设置的多功能伸缩机构给模板的拼接提供了场地便利,使得施工人员在顶部的 支撑 平台上就能完成大部分操作,多功能伸缩机构还能对外模板进行限位、压紧,防止外模板 变形 ,保证拼接缝 密封性 ,提高了墩柱增大截面混凝土施工的安全性和施工质量。 | ||||||
权利要求 | 1.一种狭小空间内桥梁墩柱增大截面加固系统,其特征在于,包括: |
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说明书全文 | 一种狭小空间内桥梁墩柱增大截面加固系统及其使用方法技术领域[0001] 本发明涉及桥梁加固技术领域。更具体地说,本发明涉及一种狭小空间内桥梁墩柱增大截面加固系统及其使用方法。 背景技术[0002] 连续刚构桥是我国跨江跨河常用桥梁结构形式,受建造时期技术水平的制约以及长时间的运营,桥梁各构件也出现一些需要维修的病害。连续刚构桥墩柱为主要的承力构 件,且为压弯构件承受水平推力,一旦出现病害,对桥梁结构安全影响较大,采用UHPC对墩 柱进行增大截面为常见的维修加固方法。早期,大量的防撞墙为紧紧围绕墩柱的厚重混凝 土结构,由于防撞墙与墩柱之间既有间隙较小,加之墩柱截面需要增大,防撞墙与墩柱之间 的有效施工空间变得更为紧张,作业人员不可达。另外,在既有桥梁下进行作业,往往存在 净空受限、起吊设备不可达等情况。因此,如何在狭小空间内完成模板的安装、使用和拆卸 为影响墩柱加固效果的重要因素。 发明内容[0003] 本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。 [0005] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,一方面,本发明提供了一种狭小空间内桥梁墩柱增大截面加固系统,包括: [0006] 临时吊轨系统,其包括沿横桥向平行固定在梁体底部的第一滑轨和第二滑轨,第一滑轨、第二滑轨分别在墩柱的顺桥向两侧对称设置,第二滑轨位于第一滑轨的外侧,第一 滑轨上沿横桥向对称滑动连接有第一起吊机构,第二滑轨上沿横桥向对称滑动连接有第二 起吊机构; [0007] 模板系统,其包括第一模板、第二模板、固定预埋件,固定预埋件预埋设置在承台顶部,第一模板用于围设固定在墩柱增大截面区域外侧的上段、第二模板用于围设固定在 墩柱增大截面区域外侧的下段,第二模板的上端与第一模板的下端可拆卸式密封固定连 接、第二模板的下端与固定预埋件可拆卸式密封固定连接,在第一模板、第二模板和墩柱之 间共同形成墩柱增大截面混凝土的浇筑空间,第一模板的外侧上端与第一起吊机构的伸缩 端连接,第二模板的外侧上端与第二起吊机构的伸缩端连接; [0008] 多功能伸缩机构,其包括侧伸缩支撑组件和内伸缩支撑组件,侧伸缩支撑组件排列设置在墩柱的外侧防撞墙上,用于朝向墩柱顶推限位第一模板,内伸缩支撑组件排列设 置在墩柱的内侧防撞墙上,用于朝向墩柱顶推限位第一模板和第二模板,最上端的侧伸缩 支撑组件和内伸缩支撑组件还用于在伸长时作为支撑平台; [0009] 第二模板的上端外侧还设置有用于挂在支撑平台上的连接件。 [0010] 优选的是,所述侧伸缩支撑组件包括侧伸缩平台和侧支模构件,侧伸缩平台设置在外侧防撞墙顶部,侧伸缩平台具有沿水平方向运动的伸缩端且伸缩端伸出时形成外支撑 平台,侧支模构件在外侧防撞墙朝向墩柱的一侧沿竖向间隔设置,其中最上端的侧支模构 件一端与侧伸缩平台的伸缩端铰接、另一端与所述第一模板的外侧抵接,其余侧支模构件 一端与外侧防撞墙抵接、另一端与所述第一模板或所述第二模板的外侧抵接; [0011] 所述内伸缩支撑组件穿设在内侧防撞墙上且沿竖向间隔设置,所述内伸缩支撑组件具有沿水平方向运动的伸缩端,其中最上端的所述内伸缩支撑组件的伸缩端在伸长时形 成内支撑平台,内支撑平台与外支撑平台的高度相同。 [0012] 优选的是,所述第一模板、所述第二模板,分别由四侧的模板单元沿水平周向密封拼接而成。 [0013] 优选的是,相邻的所述模板单元在拼接处形成竖向拼接缝,所述固定预埋件与上方相邻的所述模板单元之间在拼接处形成横向拼接缝,竖向拼接缝、横向拼接缝处分别贴 合设置有橡胶条,相邻所述模板单元之间及与所述固定预埋件相邻的所述模板单元在橡胶 条的对应侧布置有磁铁,通过磁铁定位连接并压紧橡胶条,形成密封连接。 [0014] 优选的是,所述第一模板、所述第二模板相对的侧边分别向外沿竖向延伸形成锁紧部,在锁紧部上沿水平方向贯通开设有螺孔,相对两侧的螺孔同轴设置且共同穿入有螺 杆,螺杆的两端伸出对应侧的螺孔外并通过螺母锁紧。 [0015] 优选的是,所述第一模板的上端向上沿竖向延伸形成顶撑部,在顶撑部上、所述第二模板的下端分别朝向墩柱固定设置有脱模千斤顶,脱模千斤顶通过外设液压泵驱动,脱 模千斤顶用于在浇筑墩柱增大截面混凝土后自动脱模。 [0016] 另一方面,本发明还提供了一种狭小空间内桥梁墩柱增大截面加固系统及其使用方法,包括如下施工步骤: [0017] S1、确定墩柱增大截面混凝土浇筑的设计位置,在设计位置底部外侧进行混凝土找平并埋设所述固定预埋件; [0018] S2、所述支撑平台缩回,通过所述第二起吊机构下放所述第二模板至所述连接件位于所述支撑平台所在高度,然后伸出所述支撑平台,通过所述连接件使所述第二模板临 时挂在所述支撑平台的端部; [0019] S3、通过所述第一起吊机构吊起所述第一模板至所述第二模板的上方; [0020] S4、将所述第一模板与所述第二模板紧固密封连接,形成墩柱增大截面区域的外模板,所述临时吊轨系统提起外模板,回缩所述支撑平台,整体下放外模板至设计位置; [0021] S5、利用所述多功能伸缩机构顶推限位外模板,在外模板内侧浇筑混凝土,完成混凝土养护; [0022] S6、回缩所述多功能伸缩机构,脱模; [0023] S7、通过临时吊轨系统将外模板整体提升至所述第二模板与所述支撑平台等高,驱动所述支撑平台伸出,利用所述连接件临时挂住外模板,然后解除所述第一模板与所述 第二模板的连接,先利用所述第一起吊机构吊移所述第一模板,再回缩所述支撑平台,利用 所述第二起吊机构吊移所述第二模板。 [0024] 优选的是,安装所述第一模板和所述第二模板时,按照如下步骤进行: [0025] A1、驱动所述侧伸缩支撑组件和所述内伸缩支撑组件的顶部伸长形成所述支撑平台,通过所述第二起吊机构将所述第二模板的所述模板单元吊至所述侧伸缩平台上进行拼 接,形成所述第二模板; [0026] A2、所述第二起吊机构提起所述第二模板并下放至所述第二模板的上端与所述支撑平台同高,伸出所述支撑平台,通过所述连接件将所述第二模板临时挂在所述支撑平台 上; [0027] A3、所述第一起吊机构将所述第一模板的所述模板单元吊至所述所述侧伸缩平台上密封拼接,形成所述第一模板; [0028] A4、通过法兰连接所述第一模板和所述第二模板。 [0029] 本发明至少包括以下有益效果: [0030] (1)本发明的狭小空间内桥梁墩柱增大截面加固系统及其使用方法包括临时吊轨系统、模板系统、多功能伸缩机构,将用于浇筑混凝土的外模板从高度上分为两层结构第一 模板和第二模板,利用顶部的多功能伸缩机构作为拼接平台,将拼装作业设置在人员可达 处,可保证拼缝质量,外模板整体拼装成型后利用临时吊轨系统下放,解决了起吊设备不可 达和净空受限等问题。 [0033] (4)本发明的多功能伸缩机构同时具备作为结构安装平台、外模板在空中的临时支撑平台及外模板的辅助压紧结构多种功能,给模板的拼接提供了场地便利,使得施工人 员在顶部的支撑平台上就能完成大部分操作,外模板安装到位后,多功能伸缩机构还能伸 出抵触外模板,对外模板进行限位、压紧,防止外模板变形,保证拼接缝密封性,提高了墩柱 增大截面混凝土施工的安全性和施工质量。 [0035] 图1为本发明在安装第一模板时的主视结构图; [0036] 图2为本发明在安装第二模板时的主视结构图; [0037] 图3为本发明在整体下放并固定第一模板、第二模板时的主视结构图; [0038] 图4为本发明在浇筑墩柱增大截面混凝土时的主视结构图; [0039] 图5为本发明在提起拆分第一模板、第二模板时的主视结构图; [0040] 图6为本发明在拆除第二模板时的主视结构图; [0041] 图7为本发明图4在模板系统处的俯视结构图; [0042] 说明书附图标记:1、临时吊轨系统,2、第一模板,3、第二模板,4、固定预埋件,5、内伸缩支撑组件,6、侧伸缩支撑组件,7、侧伸缩平台,8、侧支模构件,9、竖向拼接缝,10、螺杆, 11、脱模千斤顶,12、墩柱,13、外侧防撞墙,14、内侧防撞墙,15、墩柱增大截面。 具体实施方式[0043] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。 [0044] 需要说明的是,下述实施方案中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得;在本发明的描述中,术语“横向”、“纵 向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述, 并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 此不能理解为对本发明的限制。 [0045] 如图1‑7所示,本发明提供一种狭小空间内桥梁墩柱增大截面加固系统,包括: [0046] 临时吊轨系统1,其包括沿横桥向平行固定在梁体底部的第一滑轨和第二滑轨,第一滑轨、第二滑轨分别在墩柱12的顺桥向两侧对称设置,第二滑轨位于第一滑轨的外侧,第 一滑轨上沿横桥向对称滑动连接有第一起吊机构,第二滑轨上沿横桥向对称滑动连接有第 二起吊机构; [0047] 模板系统,其包括第一模板2、第二模板3、固定预埋件4,固定预埋件4预埋设置在承台顶部,第一模板2用于围设固定在墩柱增大截面15区域外侧的上段、第二模板3用于围 设固定在墩柱增大截面15区域外侧的下段,第二模板3的上端与第一模板2的下端可拆卸式 密封固定连接、第二模板3的下端与固定预埋件4可拆卸式密封固定连接,在第一模板2、第 二模板3和墩柱12之间共同形成墩柱增大截面15混凝土的浇筑空间,第一模板2的外侧上端 与第一起吊机构的伸缩端连接,第二模板3的外侧上端与第二起吊机构的伸缩端连接; [0048] 多功能伸缩机构,其包括侧伸缩支撑组件6和内伸缩支撑组件5,侧伸缩支撑组件6排列设置在墩柱12的外侧防撞墙13上,用于朝向墩柱12顶推限位第一模板2,内伸缩支撑组 件5排列设置在墩柱12的内侧防撞墙14上,用于朝向墩柱12顶推限位第一模板2和第二模板 3,最上端的侧伸缩支撑组件6和内伸缩支撑组件5还用于在伸长时作为支撑平台; [0049] 第二模板3的上端外侧还设置有用于挂在支撑平台上的连接件。 [0050] 本发明的狭小空间内桥梁墩柱增大截面加固系统针对在空间狭小、净空不足的施工条件下,将模板系统在竖向上分为两部分,尤其适用于双墩柱12的加固施工,在主梁梁体 底部临时固定临时吊挂系统,用于起吊移动第一模板2和第二模板3,设置的多功能伸缩机 构既可作为安装模板系统后的压紧结构,最上方的侧伸缩支撑组件6、内伸缩支撑组件5,也 可在伸出展开时与连接件配合连接作为第二模板3的临时支撑结构,而顶部的侧伸缩支撑 组件6还可作为施工结构组拼的工作平台并在外侧防撞墙13上配合设置所需的围护结构, 第一起吊机构、第二起吊机构可设置为电动葫芦等装置。 [0051] 模板系统根据墩柱12在防撞墙的内侧增大截面设计的大小及倾斜度进行设计,在施工过程中先通过临时吊轨系统1起吊并下放第一模板2、第二模板3,在顶部的多功能伸缩 机构上作为施工用的支撑平台,组拼连接第一模板2和第二模板3形成整体式的外模板,连 接时确保密封性满足要求,结构对齐、稳固,之后收回多功能伸缩机构,避免阻挡外模板下 移路径,外模板整体拼装成型后下放,将拼装作业设置在人员可达处,可保证拼缝质量,外 模板下放到位后,与固定预埋件4紧固连接,可采用磁铁或其他压紧措施,确保密封性良好, 此时多功能伸缩机构根据需要伸出至外模板外侧,对外模板进行限位、压紧,然后浇筑混凝 土施工墩柱增大截面15区域,辅助放置外模板在浇筑混凝土过程中产生变形或缝隙,混凝 土施工完成后准备外模板的拆除工作,脱模后,回缩多功能伸缩机构,第一起吊机构、第二 起吊机构上提外模板,期间借助多功能伸缩机构作为临时搁置的支撑平台,便于外模板的 分段拆卸,之后依次拆除第一模板2、第二模板3,利用对应的起吊机构吊移即可。 [0052] 在另一种技术方案中,如图1‑7所示,所述侧伸缩支撑组件6包括侧伸缩平台7和侧支模构件8,侧伸缩平台7设置在外侧防撞墙13顶部,侧伸缩平台7具有沿水平方向运动的伸 缩端且伸缩端伸出时形成外支撑平台,侧支模构件8在外侧防撞墙13朝向墩柱12的一侧沿 竖向间隔设置,其中最上端的侧支模构件8一端与侧伸缩平台7的伸缩端铰接、另一端与所 述第一模板2的外侧抵接,其余侧支模构件8一端与外侧防撞墙13抵接、另一端与所述第一 模板2或所述第二模板3的外侧抵接; [0053] 所述内伸缩支撑组件5穿设在内侧防撞墙14上且沿竖向间隔设置,所述内伸缩支撑组件5具有沿水平方向运动的伸缩端,其中最上端的所述内伸缩支撑组件5的伸缩端在伸 长时形成内支撑平台,内支撑平台与外支撑平台的高度相同。 [0054] 对于墩柱12下方与防撞墙之间空间受限的施工条件,在墩柱12外侧的一圈防撞墙顶部设置侧伸缩平台7提供模板安拆组拼的施工作业平台,同时在侧伸缩平台7的伸缩端伸 长时,仍可作为对外模板的限位压紧结构,针对墩柱12内侧的防撞墙,则在防撞墙内部预先 设置内伸缩支撑组件5,如伸缩油缸等结构,连接外部的液压驱动设备来操作,顶部的内支 撑平台和外支撑平台,能够共同支撑第一模板2或第二模板3或连为整体式的外模板,针对 倾斜式的外模板,设置的侧伸缩支撑组件6和内伸缩支撑组件5还能对外模板起到向下压紧 的作用。 [0055] 在另一种技术方案中,如图1、3所示,所述第一模板2、所述第二模板3,分别由四侧的模板单元在支撑平台上安装沿水平周向密封拼接而成。 [0056] 在另一种技术方案中,如图1所示,相邻的所述模板单元在拼接处形成竖向拼接缝9,所述固定预埋件4与上方相邻的所述模板单元之间在拼接处形成横向拼接缝,竖向拼接 缝9、横向拼接缝处分别贴合设置有橡胶条,相邻所述模板单元之间及与所述固定预埋件4 相邻的所述模板单元在橡胶条的对应侧布置有磁铁,通过磁铁定位连接并压紧橡胶条,形 成密封连接。 [0057] 固定预埋件4为钢板预埋件,拼接缝处结构主要由橡胶条和磁铁等组成,橡胶条为密封构件,磁铁主要作用为模板单元在对应竖向拼接缝9或横向拼接缝的初定位和初压紧, 可保证拼缝密实也方便脱模时模板拆解。 [0058] 在另一种技术方案中,如图1所示,所述第一模板2、所述第二模板3相对的侧边分别向外沿竖向延伸形成锁紧部,在锁紧部上沿水平方向贯通开设有螺孔,相对两侧的螺孔 同轴设置且共同穿入有螺杆10,螺杆10的两端伸出对应侧的螺孔外并通过螺母锁紧。 [0059] 在模板单元之间或与固定预埋件4之间先通过磁铁压紧橡胶条实现对模板单元密封连接的一次压紧,然后通过在相对的模板单元两侧穿设拧紧长螺杆10进行二次压紧,进 一步提高拼缝密实性,螺杆10与螺母的配合结构也便于后续模板系统的拆除。与现有技术 密排式螺栓收紧相比,拼缝和解缝更为简便。 [0060] 在另一种技术方案中,如图2‑7所示,所述第一模板2的上端向上沿竖向延伸形成顶撑部,在顶撑部上、所述第二模板3的下端分别朝向墩柱12固定设置有脱模千斤顶11,脱 模千斤顶11镶嵌在第一模板2、第二模板3上,脱模千斤顶11通过外设液压泵驱动,脱模千斤 顶11用于在浇筑墩柱增大截面15混凝土后自动脱模。通过镶嵌在模板顶部和底部的脱模千 斤顶11进行自动反顶脱模,可解决脱模时人员不可达的问题。 [0061] 本发明还提供一种狭小空间内桥梁墩柱增大截面加固系统的使用方法,结合图1‑7所示,包括如下施工步骤: [0062] S1、确定墩柱增大截面15混凝土浇筑的设计位置,在设计位置底部外侧进行混凝土找平并埋设所述固定预埋件4; [0063] S2、结合图2所示,所述支撑平台缩回,通过所述第二起吊机构下放所述第二模板3至所述连接件位于所述支撑平台所在高度,然后伸出所述支撑平台,通过所述连接件使所 述第二模板3临时挂在所述支撑平台的端部; [0064] S3、结合图3所示,通过所述第一起吊机构吊起所述第一模板2至所述第二模板3的上方; [0065] S4、结合图4所示,将所述第一模板2与所述第二模板3紧固密封连接,形成墩柱增大截面15区域的外模板,所述临时吊轨系统1提起外模板,回缩所述支撑平台,整体下放外 模板至设计位置; [0066] S5、结合图4‑5所示,利用所述多功能伸缩机构顶推限位外模板,在外模板内侧浇筑混凝土,完成混凝土养护; [0067] S6、结合图5所示,回缩所述多功能伸缩机构,脱模; [0068] S7、结合图6‑7所示,通过临时吊轨系统1将外模板整体提升至所述第二模板3与所述支撑平台等高,驱动所述支撑平台伸出,利用所述连接件临时挂住外模板,然后解除所述 第一模板2与所述第二模板3的连接,先利用所述第一起吊机构吊移所述第一模板2,再回缩 所述支撑平台,利用所述第二起吊机构吊移所述第二模板3。 [0069] 进一步的,安装所述第一模板2和所述第二模板3时,结合图2‑4,按照如下步骤进行: [0070] A1、驱动所述侧伸缩支撑组件6和所述内伸缩支撑组件5的顶部伸长形成所述支撑平台,通过所述第二起吊机构将所述第二模板3的所述模板单元吊至所述侧伸缩平台7上进 行拼接,形成所述第二模板3; [0071] A2、所述第二起吊机构提起所述第二模板3并下放至所述第二模板3的上端与所述支撑平台同高,伸出所述支撑平台,通过所述连接件将所述第二模板3临时挂在所述支撑平 台上; [0072] A3、所述第一起吊机构将所述第一模板2的所述模板单元吊至所述所述侧伸缩平台7上密封拼接,形成所述第一模板2; [0073] A4、通过法兰连接所述第一模板2和所述第二模板3。 [0074] 具体的,安拆所述螺杆10时,在利用所述橡胶条、所述磁铁定位拼接后,于相对两侧的所述模板单元的所述螺孔内穿入所述螺杆10并锁紧,再进行下放外模板操作,在脱模 前,先于内侧防撞墙14所在一侧解除所述螺杆10,再脱模、提升吊移外模板。 |