CN113235443B - 一种装配式0#块施工托架的预压施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式0#块施工托架的预压施工方法，属于桥梁技术领域，包括安装0#块施工托架、利用预压组件采用分级张拉加载方式进行预压及拆除0#块施工托架。本发明在预压荷载件张拉加载时，钢绞线张拉端受到沿顶壁向内张拉的张拉应力，张拉应力经滑轮限位及变向作用在上纵梁组件上，钢绞线锚固端向下张拉，实现预压荷载。钢绞线在水平向及竖向上变换，其长度为由上纵梁组件经下反力梁组件弯折至桥梁墩身顶壁的行程，只与上纵梁组件长度和其至下反力梁组件距离及下反力梁组件长度和其至桥梁墩身顶壁距离等相关，与桥梁墩身高度无关，有效降低钢绞线应力损失。

Description

一种装配式0#块施工托架的预压施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，特别是一种装配式0#块施工托架的预压施工方法。

背景技术

连续梁式桥上部结构常采用分节段浇筑或安装、最后合龙的施工方法。0#块为连续梁式桥上部结构最先施工的基准块，其常采用“托架法”直接在桥梁墩顶进行现浇而成。现有工艺中所用到的0#块施工托架均为钢构组件，其构件通常在施工现场或厂内进行加工制作，最后统一在施工现场完成安装。根据相关规范要求，在施工托架安装完成后，0#块正式施工前，必须先对施工托架进行荷载试验(预压)，以消除施工托架的非弹性变形，并获得施工托架的弹性变形参数作为0#块底面模板安装标高控制与后续梁段施工线性控制的基础数据。同时，预压也是检验施工托架安全性与可靠性的必要手段。

现有工艺中0#块施工托架的预压方法可分为以下2类：

一、堆载预压：最传统的预压方法，即在安装成型的施工托架顶面堆放重物来模拟托架在施工中的受荷状态，重物的类型一般为沙袋、水箱或是混凝土预制块等。根据过往施工案例，堆载预压能够得到很好的预压效果，在计算荷载准确的条件下所得到的托架的变形参数也较为理想，但是这种方式存在以下缺陷：

(1)施工周期较长、成本较高

堆载预压一般需要提前准备预压材料(沙袋、混凝土预制块、水箱等)，需要一个较长的准备时期与较大的堆放场地。另外，预压所用的各类材料为一次性耗材，预压结束后即被废弃处理，造成极大的材料浪费，导致施工成本增加。

(2)吊装次数繁多、安全风险大

连续梁式桥0#块尺寸与重量往往较大，为了达到较好的预压效果，实际操作中用到的预压材料数量较多。通常在预压材料制备好后，统一运送至桥梁墩底空地存放，再利用吊装设备(如塔式起重机、汽车式起重机等)分批次吊送至墩顶0#块施工托架顶面进行堆载。预压结束后，再次利用吊装设备将预压材料分批次从托架顶面吊送至墩底地面进行卸载，过程中的吊装次数极为繁多，一方面，多次吊装耗时对施工工期的影响不容忽视，另一方面，多次往复吊装会大大增加施工过程的安全风险，特别是在桥墩较高的情况下，安全风险更成几何倍增长。

(3)过程易受到环影气候响，导致数据失真

预压进行过程中出现降雨、降雪等气候，将改变堆放在0#块施工托架顶面预压材料的重量，从而造成预压荷载实际值与设计值存在较大偏差，导致预压试验得到的各类数据失真，甚至试验失败。

二、反力式预压：目前最常用的0#块施工托架预压方法，即通过在桥墩某位置或墩下承台上设置独立的反力装置，利用千斤顶等设备使0#块施工托架受到向下的作用力，以模拟托架在施工中的受荷状态，从而达到预压目的。实际施工中，一般根据力矩平衡原理确定托架顶面的受荷点位。相较堆载预压，反力式预压可节约大量的预压材料和材料的准备时间，能够在一定限度内缩短施工工期，避免了预压材料往复吊送和转运所带来的安全风险，且能够取得较理想的预压效果，但现有的反力式预压工艺仍存在以下不足之处：

(1)作业人员所处工作环境欠安全

如前文所述，0#块施工托架使用前的安全性与可靠性需要利用预压来进行检验，即可认为在预压完成前，0#块施工托架并不处于安全可靠状态。反力式预压过程中，需要作业人员持续停留托架顶面进行受荷装置的安装、加载后千斤顶工作状态的监视等工作，直至预压结束。可见停留托架顶面的作业人员始终处在不安全的工作环境之中。另外，现有工艺中均利用千斤顶进行加载，该加载方法难以做到整体和同步，极易造成托架受扭变形，进一步增过程中的安全风险。

(2)容易出现应力损失现象，导致数据失真

预压过程中，由于加载装置自身构造特点、桥梁结构物尺寸等原因，使0#块施工托架实际受荷值与记录加载值存在较大偏差，导致数据失真。以在墩下承台预埋反力装置，利用穿心千斤顶和钢绞线反力式预压为例，墩下承台预埋精轧螺纹钢和反力梁作为锚固端，然后再垂直向上引出钢绞线至墩顶附近0#块托架顶面横梁张拉端，并预留一定工作长度，其上设置穿心千斤顶，通过千斤顶张拉钢绞线，形成托架与反力装置的对拉，实际操作过程中常见由于钢绞线自重、张拉端和锚固端在竖直方向上的位置偏差、墩身的高度等原因引起千斤顶油表读数与托架实际受荷不一致，即钢绞线内部存在应力损失现象。通常，桥梁墩身越高，钢绞线下设长度越长，应力损失越明显。

(3)混凝土外观质量受到影响

预压前，需要在桥梁墩身某些位置或墩下承台上预埋较多且结构尺寸较大的反力装置或其部件，待预压结束后，再利用砂轮切割工艺或氧气切割工艺将反力装置拆除，在桥梁结构混凝土表面留下难以修饰的“疤痕”，严重影响混凝土的外观质量。

发明内容

本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种装配式0#块施工托架的预压施工方法，预压荷载钢绞线的长度由上纵梁组件经下反力梁组件弯折至桥梁墩身顶壁，与桥梁墩身高度无关，有效降低钢绞线应力损失。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种装配式0#块施工托架的预压施工方法，包括以下内容：

步骤S1：安装0#块施工托架；具体内容如下：

步骤S1.1、在桥梁墩身浇筑过程中预设用于固定托架组件及预压组件的预埋组件及卡槽；具体内容如下：

S1.1.1、当桥梁墩身浇筑至距离墩顶一定距离a1时，在墩身的纵向两端的侧壁安装下座板的预埋组件I，若干组预埋组件I按规划沿横向排列布置；

S1.1.2、当桥梁墩身浇筑至距离墩顶一定距离a2时，在墩身的纵向两端的侧壁安装上座板的预埋组件II，若干组预埋组件II按规划沿横向排列布置；

S1.1.3、当桥梁墩身封顶施工时，在墩顶的纵向两端安装索鞍组件的预埋组件III，若干组预埋组件III按规划沿横向排列布置，且在墩顶的位于预埋组件III纵向内侧一定距离b处预留安装卡座的内卡槽及外卡槽；

步骤S1.2、安装托架组件；具体内容如下：

S1.2.1、在桥梁墩身侧壁上安装下座板及上座板，拧紧与预埋组件I及II配合的精轧螺纹钢螺母，分别固定下座板及上座板；

S1.2.2、在地面上将斜撑组件I端组装在上纵梁组件I端上，利用吊装设备将其吊运至安装位置，将上纵梁组件II端安装在上座板处，将斜撑组件II端安装在下座板处，斜撑组件与上纵梁组件形成三角支撑使上纵梁组件沿纵向延伸外凸于桥梁墩身的侧壁；

S1.2.3、利用吊装设备吊运，在相邻上纵梁组件之间安装上横联组件，并拧紧紧固螺栓固定。

步骤S1.3、安装预压组件；具体内容如下：

S1.3.1、利用吊装设备吊运，将下反力梁组件I端卡装在下座板的套槽处，使下反力梁组件沿纵向延伸外凸于桥梁墩身的侧壁；同时，将滑轮II安装在下座板的套槽内，且在下反力梁组件II端预先安装于滑轮I；

S1.3.2、利用吊装设备吊运，在相邻下反力梁组件之间安装下横联组件，并拧紧紧固螺栓固定；

S1.3.3、在墩顶的内卡槽及外卡槽处插装卡座，插装顺序依次为插入垫板→插入外卡座与内卡座→插入中卡座→放置衬座，然后将对顶螺杆拧入外卡座外壁的螺牙套筒中且拧至套筒底部；

S1.3.4、在墩顶的预埋组件III处安装索鞍组件，拧紧预埋件III的紧固螺栓固定，再将对顶螺杆旋出顶紧索鞍组件；同时，在索鞍组件的座体端安装滑轮III；

S1.3.5、在墩顶衬座上安装固定横梁，固定横梁沿横向延伸设置；

S1.3.6、在固定横梁的纵向内侧安装预压荷载件及活动横梁，活动横梁沿横向延伸设置，预压荷载件安装于活动横梁与固定横梁之间；其中，根据预压总荷载配置若干个预压荷载件，若干个预压荷载件沿横向均匀布置；

S1.3.7、利用吊装设备吊运，将钢绞线张拉端安装在活动横梁上，钢绞线锚固端穿过固定横梁引出，沿纵向向外延伸至滑轮III，经滑轮III下折后沿竖向延伸至滑轮II，经滑轮II外折后延纵向向外延伸至滑轮I，经滑轮I上折后沿竖向向上延伸至上纵梁组件并固定在其顶面，然后由钢绞线张拉端拉直并固定；

步骤S2：利用预压组件采用分级张拉加载方式进行预压；具体内容如下：

步骤S2.1、配置预压参数，具体为，验证预压总荷载及所配置预压组件的预压荷载件是否满足要求，获取预压荷载件的至大张拉应力，根据分级张拉加载级数及至大张拉应力确定每级张拉应力的持续荷载时间；

步骤S2.2、正式张拉加载，具体为，预压荷载件采用三级张拉加载方式施加应力，对应于每级张拉应力的持续荷载时间，应力加载逐级加载顺序为：0→初始应力→第一级张拉应力→第二级张拉应力→第三级张拉应力；

步骤S2.3、预压加载操作结束后，逐级卸载应力，卸载顺序与应力加载顺序相反；

步骤S3：拆除0#块施工托架；具体内容如下：

步骤S3.1、在预压结束后，拆除预压组件；具体为，利用吊装设备吊运，首先松开全部钢绞线使其保持自然状态，再拆除钢绞线及活动横梁，再拆除预压荷载件，再拆除固定横梁，然后拆除卡座与索鞍组件，最后拆除下反力梁组件；

步骤S3.2、在0#块施工完毕后，且满足托架组件拆除条件时，拆除托架组件；具体为，利用吊装设备吊运，先拆除安装在在托架组件上的0#块施工平台，再在上纵梁组件或斜撑组件上设置吊运点，再松开斜撑组件与下座板组件的连接销轴，再松开上纵梁组件与上座板组件的连接销轴，然后将上纵梁组件及斜撑组件一并吊送至地面并运出场外；然后拆除上座板与下座板，最后切除外露在桥梁墩身的各预埋组件并打磨齐平。

在上纵梁组件下方设置下反力梁组件，并在下反力梁组件及索鞍组件上设置滑轮改变作用力方向；在上纵梁组件相应位置处设置锚固点，钢绞线锚固端连接在锚固点处，钢绞线向下延伸后经滑轮I内折，后经滑轮II沿侧壁上折，再经滑轮III沿顶壁内折，并在顶壁上固定钢绞线张拉端及装载预压荷载件；在预压荷载件张拉加载时，钢绞线张拉端受到沿顶壁向内张拉的张拉应力，张拉应力经滑轮限位及变向作用在上纵梁组件上，钢绞线锚固端向下张拉，实现预压荷载。钢绞线在水平向及竖向上变换，其长度为由上纵梁组件经下反力梁组件弯折至桥梁墩身顶壁的行程，只与上纵梁组件长度和其至下反力梁组件距离及下反力梁组件长度和其至桥梁墩身顶壁距离等相关，与桥梁墩身高度无关，有效降低钢绞线应力损失。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1.本发明作为0#块施工托架的施工方法，在其安装完成后，其中自带的预压组件即可作为预压操作中的反力装置，反力梁组件与具有限位功能的下座板直接利用销轴连接固定，并非预埋进桥梁墩身混凝土内部，采用这种方式避免了现有工艺中预埋进桥梁墩身混凝土内部的反力装置的拆除过程及拆除后的“疤痕”对墩身混凝土外观质量造成的不良影响，克服了现有工艺中需要在桥梁墩身某位置或墩下承台单独预埋/安装大尺寸反力装置造成结构混凝土外观质量破坏的弊端。

2.通过墩顶索鞍组件及3个滑轮零件的转向功能，能够利用钢绞线将预压张拉端设置在已完成封顶的桥梁墩身顶面，作业人员可在宽敞、安全的桥梁墩身顶面进行预压加载和加载后千斤顶工作状态监视等工作，解除了现有工艺中人员在安全性和可靠性并未得到验证的0#块施工托架顶面长时间作业的安全风险。

3.通过固定横梁及活动横梁、液压千斤顶(预压荷载件)等，在预压操作中使托架受荷更加均匀，实现了钢绞线的同步张拉，实现托架的同步预压加载，避免了现有工艺中施加预压荷载时0#块托架受扭，避免了现有工艺中由于加载不同步导致托架整体受扭变形的危险情况。

4.原有工艺中钢绞线通常一端锚固于上纵梁，另一端竖直向下锚固于桥墩底部承台上预埋的反力装置上，这样钢绞线用量大且悬吊长，张拉时应力损失明显，然而本预压结构与原工艺相比，既减少了钢绞线的用量又避免了应力损失；本方法用于荷载传导的钢绞线长度始终可控，其长度为由上纵梁组件经下反力梁组件弯折至桥梁墩身顶壁的行程，只与上纵梁组件长度和其至下反力梁组件距离及下反力梁组件长度和其至桥梁墩身顶壁距离等相关，且与例如桥梁墩身高度等桥梁结构物的尺寸无关，同时，该施工方法涉及产品为定型产品，工厂对产品构件的高精度加工制作保证了张拉端与锚固端对应的空间位置，避免了现有工艺中由于位置偏差、钢绞线下悬长度过长及加载装置自身构造特点等原因导致的较大应力损失。

附图说明

图1是本发明的托架的结构示意图。

图2是图1的局部放大结构示意图。

图3是图1的左视图局部示意图。

图4是图1的前视图局部示意图。

图5是本发明的桥梁墩身及预埋组件的局部结构示意图。

图6是图5的俯视图局部示意图。

图7是本发明的钢绞线、索鞍组件及支座组件安装状态的局部结构示意图。

图8是图7的另一视角局部结构示意图。

图9是本发明的索鞍组件及支座组件的结构示意图。

图10是本发明的上纵梁组件及上座板组件安装状态的局部结构示意图。

图11是本发明的上座板组件的结构示意图。

图12是本发明的下反力梁组件、斜撑组件及下座板组件安装状态的局部结构示意图。

图13是图12的另一视角局部结构示意图。

图14是本发明的下座板组件的结构示意图。

图15是本发明的下反力梁组件的II端局部结构示意图。

图16是本发明的下横联组件实例的结构示意图。

图17是本发明的上纵梁组件、斜撑组件及斜座板组件安装状态的局部结构示意图。

图18是本发明的斜座板组件的结构示意图。

图19是本发明的斜铰接套的结构示意图。

附图中，1、支座组件，2、索鞍组件，3、下反力梁组件，4、钢绞线，5、上纵梁组件，6、斜撑组件，10、预压荷载件，30、下座板，50、上座板，60、斜座板，100、桥梁墩身。

具体实施方式

以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。

如图1所示，x为横向，y为纵向即为纵桥向，xy为水平向，z为竖向；向内是指在纵向上指向中心方向，向外是指在纵向上背离中心方向。

参见图4，本发明的0#块施工托架是基于预压荷载件张拉加载，经由滑轮组变向，利用反力梁张拉上纵梁组件，实现预压荷载，并且控制预压荷载件及钢绞线张拉端位置，即控制钢绞线的长度。下述将结合产品进行具体说明。

参见图1-图6，本实施例的一种装配式0#块施工托架，包括：

托架组件，包括上纵梁组件5、上座板组件、斜撑组件6及斜座板组件；斜撑组件6的I端通过斜座板组件设置于上纵梁组件5的I端上，斜撑组件6的II端通过下座板组件设置于桥梁墩身100的侧壁上，且下座板组件位于上座板组件的正下方；上纵梁组件5的II端通过上座板组件设置于桥梁墩身100的纵桥向的一端的侧壁上，且其纵向向外延伸；

预压组件，包括预压荷载件10及预压备件，预压备件包括支座组件1、索鞍组件2、下反力梁组件3、钢绞线4及滑轮；下反力梁组件3的I端通过下座板组件设置于桥梁墩身100的侧壁上，且其纵向向外延伸设置于上纵梁组件5的正下方位置；索鞍组件2的座板端设置于桥梁墩身100的顶壁上，索鞍组件2的座体端外凸出桥梁墩身100的侧壁设置于下座板组件的正上方位置；支座组件1设置于桥梁墩身100的顶壁上，且其位于索鞍组件2的纵向内侧位置；在下反力梁组件3的II端、下座板组件及索鞍组件2的座体端依次设置有滑轮I 41、滑轮II 42及滑轮III 43，钢绞线4的锚固端设置于上纵梁组件5的II端，钢绞线4竖向向下延伸至滑轮I，经滑轮I弯折后纵向向内延伸至滑轮II，再经滑轮II弯折后竖向向上延伸至滑轮III，再经滑轮III弯折后纵向向内延伸，且钢绞线4的张拉端连接在支座组件1上，且钢绞线4的张拉端能够在预压荷载件10拉力作用下纵向向内张拉；其中，预压备件与托架组件配对设置使用，至少3个的托架组件沿横向均匀排列设置；至少3个的钢绞线配置有至少1个预压荷载件进行拉力作用；例如，4个的预压备件沿横向均匀排列设置，4根钢绞线配置有4个或2个预压荷载件进行拉力作用。

参见图7-图9，索鞍组件2通过预埋组件III 103设置于桥梁墩身100的顶壁上。

参见图10-图11，上座板组件包括上座板50、预埋组件II 102及销轴III，上座板50通过预埋组件II设置于桥梁墩身100的侧壁上，其横向两端均设置有纵向向外凸出的上吊耳；上纵梁组件5的I端通过销轴III铰接在上座板50的两个上吊耳上。

参见图12-图14，下座板组件包括下座板30、预埋组件I 101、销轴I及销轴II，下座板30通过预埋组件I设置于桥梁墩身100的侧壁上，其横向两端均设置有纵向向外凸出的下吊耳，其竖向的下端设置有两个纵向向外凸出的凸板；下反力梁组件3的I端适配并插套于凸板和下吊耳围成的套槽内，且其通过销轴I卡接于下座板30的两个下吊耳的下端上；斜撑组件6的II端通过销轴II铰接于下座板30的两个下吊耳的上端上。

参见图17-图18，斜座板组件包括斜座板60、销轴IV及紧固螺栓，斜座板60套接在上纵梁组件5的II端上并通过紧固螺栓固定，斜座板60的横向两端均设置有竖向向下延伸的斜吊耳，斜撑组件6的I端通过销轴铰IV接在斜座板60的两个斜吊耳上。

参见图10-图19，各梁以双拼矩形管为例说明，上纵梁组件5包括两根纵梁、上铰接套及紧固螺栓，上铰接套的套筒端套接在两根纵梁的I端并通过紧固螺栓固定，上铰接套的铰接端铰接在上吊耳上，且两根纵梁在横向上并列布置；斜撑组件6包括两根斜梁、斜铰接套及紧固螺栓，两根斜梁的两端分别套接有斜铰接套的套筒端并通过紧固螺栓固定，两个斜铰接套的铰接端分别铰接在斜吊耳和下吊耳上，且两根斜梁在横向上并列布置；下反力梁组件3包括两根反力梁，两根反力梁的I端卡接在下吊耳上，且两根反力梁在横向上并列布置，且滑轮I和滑轮II均设置于两根反力梁之间，且滑轮II设置于销轴II上。其中上铰接套可与斜铰接套I结构相同，而斜铰接套II 62相对于斜铰接套I 61多设置了钢绞线的穿孔。

如上述，在上纵梁组件5下方设置下反力梁组件3，并在下反力梁组件3及索鞍组件2上设置滑轮改变作用力方向；在上纵梁组件5相应位置处(例如荷载中心位置；当然，根据等效力矩原理，可以由上纵梁锚固点至墩侧壁的距离及施工荷载反算出预压荷载设计值，所以锚固点的位置并不一定在荷载中心处)设置锚固点，钢绞线4锚固端402连接在锚固点处，钢绞线4向下延伸后经滑轮I 41内折，后经滑轮II 42沿侧壁上折，再经滑轮III 43沿顶壁内折，并在顶壁上固定钢绞线4张拉端401及装载预压荷载件10；在预压荷载件10张拉加载时，钢绞线4张拉端受到沿顶壁向内张拉的张拉应力，张拉应力经滑轮限位及变向作用在上纵梁组件5上，钢绞线4锚固端向下张拉，实现预压荷载。钢绞线4经滑轮在水平向及竖向上变换，其长度为由上纵梁组件5经下反力梁组件3弯折至桥梁墩身100顶壁的行程，只与上纵梁组件5长度和其至下反力梁组件3距离以及下反力梁组件3长度和其至桥梁墩身100顶壁距离等相关，与桥梁墩身100高度无关，有效降低钢绞线4应力损失。

参见图1-图9，本实例为4根钢绞线单独配对4个荷载件并分别固定实例的更优实例。本实例中，该预压组件还包括固定横梁12及活动横梁13，固定横梁沿横向延伸的设置于4个预压备件支座组件上，活动横梁沿横向延伸的设置于固定横梁的内侧，活动横梁与固定横梁之间连接有2个沿横向均匀分布的预压荷载件10，钢绞线4的张拉端由滑轮III沿纵向向内延伸，在穿过固定横梁的竖向中部位置及活动横梁的竖向中部位置后，其连接在活动横梁的内侧壁上。如此，2个预压荷载件10在张拉加载时，固定横梁整体受力支撑，张拉应力作用在活动横梁上，而活动横梁同步张拉钢绞线4且均匀分配张拉作用力至各个钢绞线4，受荷更加均匀，实现了钢绞线的同步张拉，实现托架的同步预压加载，避免了现有工艺中施加预压荷载时0#块托架受扭。当然也可以采用3或4个荷载件。

其中，支座组件1包括卡座11及卡槽，包括外卡座111、中卡座113、内卡座112及衬座114，卡槽包括外卡槽104和内卡槽105，桥梁墩身100的顶壁的索鞍组件2的纵向内侧位置依次设置有外卡槽104和内卡槽105，外卡座及内卡座均呈板状且分别插置于外卡槽和内卡槽内，中卡座呈U型板状且其开口端分别插置于外卡槽和内卡槽内，外卡座的内侧壁和内卡座的外侧壁上分别设置有衬齿，衬座呈U型板状且其开口套装于外卡座及内卡座的衬齿上，固定横梁置于衬板上且其位于外卡座与内卡座之间。在卡座、固定横梁及活动横梁的安装过程中，可采用垫板配合使其稳固固定。

参见图1-图9，作为一选项，基于前述实例，本实例中，预压组件还包括对顶组件14，对顶组件包括对顶螺杆142、螺牙套筒141及承接座143，承接座设置于索鞍组件2的座体端的内侧壁上以形成处于竖向的对顶面，螺牙套筒设置于卡座的外侧壁上，对顶螺杆的螺纹端与螺牙套筒螺纹连接，对顶螺杆的对顶端在其旋出情形下能够迫近并紧压在承接座的对顶面上。如此，可以对顶索鞍组件2及卡座，限位辅助卡座固定，提高固定稳定性。

参见图1-图17，作为一选项，基于前述实例，本实例中，该托架还包括横联组件，横联组件包括上横联组件和下横联组件，相邻的两个上纵梁组件5之间连接有横向延伸的上横联组件，相邻的两个下反力梁组件3连接有横向延伸的下横联组件。如此，分别将上纵梁组件5及下反力梁组件3组成整体，在钢绞线4张拉应力作用下，下反力梁组件3整体反向应力，上纵梁组件5整体加载，受荷更加均匀。

其中，参见图15-图16，下横联组件包括横联梁7、边联套71、中联套72及紧固螺栓，边联套能够套接在处于两边缘位置的下反力梁组件3上，中联套能够套接在处于区间位置的下反力梁组件3的一侧上，多根横联梁的两端分别配合下反力梁组件3设置有中联套及边联套，当只有1根横联梁则其两端均设置有两个边联套，当有2根横联梁时其两端分别设置有一个边联套和一个中联套，当有3根及以上横联梁时有2根横联梁设置有一个边联套和一个中联套且其它设置有两个中联套，进而以通过紧固螺栓固定在相邻的两个下反力梁组件3上；上纵梁组件5和下反力梁组件3的横截面的外缘的结构相同，上横联组件和下横联组件的结构相同，以固定在相邻的两个上纵梁组件5上。

如前述，通过各类钢制标准构件、连接件和钢绞线组装，进而实现产品功能。钢制标准构件包括各类轻型管件、板件、杆件、滑轮等。标准构件在工厂统一加工制作完成，再运至施工现场进行拼装。连接件包括转动销轴及配套锁紧螺母(销轴)、高强螺栓及配套螺母(紧固螺栓)、精轧螺纹钢及配套螺母(预埋件)等。需要指出的是，在一些构件上预留有钢绞线贯穿的过孔，钢绞线经滑轮Ⅰ、滑轮Ⅱ、滑轮Ⅲ、支座组件预留过孔、固定横梁预留过孔及活动横梁预留过孔，最后锚固于活动横梁上，张拉端最后锚固在活动横梁上，在此不再赘述。

参见图19，结合上述产品说明，本发明的托架的预压施工方法包括安装步骤、预压步骤及拆除步骤，具体实例如下：

步骤S1、安装0#块施工托架，安装步骤如下：

步骤1.1：预埋组件安装

参见图5-图6，当桥梁墩身浇筑至适宜位置时，在墩身侧壁安装上座板及下座板的预埋预组件；进行桥梁墩身封顶施工时，安装墩顶索鞍预埋组件及在墩顶适宜位置预留好安装墩顶卡槽的槽口。

步骤1.2：在桥梁墩身侧壁安装下座板及上座板，拧紧精轧螺纹钢螺母，下/上座板中销轴零件及下座板中的滑轮零件暂不安装。上/下座板也可在预埋组件安装完成后同步进行安装。

步骤1.3：在上座板处安装上纵梁组件，在下座板处安装斜撑组件及下反力梁组件，组件连接处上好销轴及锁紧螺母。上纵梁组件、装斜撑组件及下反力梁在地面组装好，利用施工现场吊装设备分别吊送至安装位置进行安装；其中上横梁组件与装斜撑组件组装好以后可在地面先进行拼装，再一并吊送至安装位置进行安装。

步骤1.4：在相邻上纵梁组件之间及相邻下反力梁组件之间安装横联组件，并拧紧高强螺栓固定。

步骤1.5：在墩顶预留槽口处安装卡座，并将对顶螺杆拧入螺牙套筒中，且将螺杆拧至套筒底部，各零部件安装顺序为：插入垫板→插入外卡座与内卡座→插入中卡座→放置衬座。

步骤1.6：安装墩顶索鞍组件，拧紧预埋件III，对顶螺杆旋出顶紧墩顶索鞍组件。

步骤1.7：在墩顶卡槽组件上安装固定横梁。

步骤1.8：安装钢绞线、活动横梁及液压千斤顶。钢绞线锚固端设置在上纵梁组件顶面，然后向下竖直引出，经下反力梁组件滑轮I零件，沿下反力梁组件中空部分水平引向下座板组件的滑轮II零件，经滑轮II零件后竖直向上引向墩顶，再经墩顶索鞍组件的滑轮III零件水平引向固定横梁，最后锚固于固定横梁后方的活动横梁背面作为张拉端锚固点，液压千斤顶作为施加预压荷载的动力装置，设置在固定横梁与活动横梁之间。其中在斜撑组件、下座板组件、上座板组件及卡座等预留有钢绞线过孔。当然，可以由墩顶下放钢绞线避免长时间吊着钢绞线，先将钢绞线张拉端安装在活动横梁上，钢绞线锚固端穿过固定横梁引出，沿纵向向外延伸至滑轮III，经滑轮III下折后沿竖向延伸至滑轮II，经滑轮II外折后延纵向向外延伸至滑轮I，经滑轮I上折后沿竖向向上延伸至上纵梁组件并固定在其顶面，然后由钢绞线张拉端拉直并固定。

步骤S2、利用预压组件采用分级张拉加载方式进行预压，预压步骤如下：

步骤2.1.调试做好预压准备，液压千斤顶为本产品的动力装置，配合下反力梁组件与钢绞线可对托架实现预压操作。根据计算的预压荷载配置液压千斤顶，一般工况下为单套产品配置2～3台液压千斤顶即可满足预压要求。例如，如前述4组三角托架、4根反力梁、4根钢绞线及2个千斤顶(荷载件)实例，根据0#块悬臂重量计算所得的预压总荷载为60吨，则按照前文内容，每根钢绞线需要受荷15吨，则为桥梁墩身一侧托架预压配置2台30吨规格千斤顶即可满足要求。

步骤2.2.正式张拉加载时，首先明确最终的张拉控制应力大小，并采用分级张拉加载，并确定每级张拉应力下千斤顶的持荷时间。为保证托架整体同步受荷均匀，液压千斤顶的应力施加顺序为：0→初始应力(使每根钢绞线上得应力值保持一致)→第一级张拉应力→第二级张拉应力→第三级张拉应力。

步骤2.3.千斤顶卸载应分级进行，其顺序与应力加载顺序相反即可。

步骤S3、拆除0#块施工托架，拆除步骤如下：

步骤3.1.本产品的拆除利用布置在施工现场的吊装设备辅助进行。预压结束后，首先应松开全部钢绞线，使其保持自然状态，再拆除钢绞线及活动横梁，最后移走液压千斤顶。

步骤3.2.待上步完成后，再拆除固定横梁，随后卡座与墩顶索鞍组件的拆除可同步进行。

步骤3.3.待前2步结束后即可在托架上搭设0#块施工平台，随即进行0#的施工。

步骤3.4.待0#块施工完毕，且满足托架拆除条件时，先在托架上完成0#块施工平台的拆除，再在上纵梁组件或斜撑组件适当位置设置吊点，利用施工现场吊装设备吊挂稳妥，然后松开上纵梁组件与上座板组件的连接销轴，再松开斜撑组件与下座板组件的连接销轴，将上纵梁组件及斜撑组件一并吊送至桥梁墩下地面并运出场外。下反力梁的拆卸方法与上述一致。

步骤3.5.待上一步骤完成后，进行上座板组件与下座板组件的拆除，同样的，可利用施工现场吊装设备将拆除的零部件吊送至墩下地面并运出场外。

步骤3.6.可采用砂轮锯切除外露在桥梁墩身的预埋组件，并打磨齐平。相较现有工艺中预埋进桥梁墩身的各类大规格、大尺寸型钢、钢板等经切割后在墩身表面产生的大面积损伤，本产品的预埋组件经切割后遗留在墩身表面的痕迹大小在5cm以内，且排列整齐，对墩身混凝土外观质量的影响在工程惯例中可以忽略不计。

本发明与现有技术相比所具有如下优点及效果：

一、该施工方法涉及产品中所有零部件及涉及焊接的组件均为工厂批量加工制作的标准件，厂内制作完成后统一运至施工现场进行安装。其中仅采用精轧螺纹钢、高强螺栓与销轴3类连接件即可完成安装，十分方便、快捷，避免了现有工艺中存在现场焊接与切割操作中的弊端，能够大幅度提高工作效率，且能够回收再次利用。

二、该施工方法一方面继承了现有反力式预压0#块施工托架的各类优点外，同时解决了现有反力式预压0#块施工托架的不足之处，主要体现在以下方面：

1.该施工方法，在其安装完成后，其中自带的预压组件即可作为预压操作中的反力装置，反力梁组件与具有限位功能的下座板直接利用销轴连接固定，并非预埋进桥梁墩身混凝土内部，采用这种方式避免了现有工艺中预埋进桥梁墩身混凝土内部的反力装置的拆除过程及拆除后的“疤痕”对墩身混凝土外观质量造成的不良影响，克服了现有工艺中需要在桥梁墩身某位置或墩下承台单独预埋/安装大尺寸反力装置造成结构混凝土外观质量破坏的弊端。

2.通过墩顶索鞍组件及3个滑轮零件的转向功能，能够利用钢绞线将预压张拉端设置在已完成封顶的桥梁墩身顶面，作业人员可在宽敞、安全的桥梁墩身顶面进行预压加载和加载后千斤顶工作状态监视等工作，解除了现有工艺中人员在安全性和可靠性并未得到验证的0#块施工托架顶面长时间作业的安全风险。

3.通过固定横梁及活动横梁、液压千斤顶(预压荷载件)等，在预压操作中使托架受荷更加均匀，实现了钢绞线的同步张拉，实现托架的同步预压加载，避免了现有工艺中施加预压荷载时0#块托架受扭，避免了现有工艺中由于加载不同步导致托架整体受扭变形的危险情况。

4.原有工艺中钢绞线通常一端锚固于上纵梁，另一端竖直向下锚固于桥墩底部承台上预埋的反力装置上，这样钢绞线用量大且悬吊长，张拉时应力损失明显，然而本预压结构与原工艺相比，既减少了钢绞线的用量又避免了应力损失；本方法用于荷载传导的钢绞线长度始终可控，其长度为由上纵梁组件经下反力梁组件弯折至桥梁墩身顶壁的行程，只与上纵梁组件长度和其至下反力梁组件距离及下反力梁组件长度和其至桥梁墩身顶壁距离等相关，且与例如桥梁墩身高度等桥梁结构物的尺寸无关，同时，该施工方法涉及产品为定型产品，工厂对产品构件的高精度加工制作保证了张拉端与锚固端对应的空间位置，避免了现有工艺中由于位置偏差、钢绞线下悬长度过长及加载装置自身构造特点等原因导致的较大应力损失。

需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明和例证，但这些描述并非用以限定本发明所要求保护范围，凡本发明所提示的技术教导下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利保护范围。

Claims (5)

1.一种装配式0#块施工托架的预压施工方法，其特征在于，包括以下内容：

步骤S1：安装0#块施工托架；

其中，施工托架包括托架组件及预压组件，具体内容如下：

托架组件，包括上纵梁组件、上座板组件、斜撑组件及斜座板组件；上纵梁组件的I端通过上座板组件设置于桥梁墩身的纵桥向的一端的侧壁上，且其纵向向外延伸；斜撑组件的I端通过斜座板组件设置于上纵梁组件的II端上，斜撑组件的II端通过下座板组件设置于桥梁墩身的侧壁上，且下座板组件位于上座板组件的正下方；

预压组件，包括预压荷载件及预压备件，预压备件包括支座组件、索鞍组件、下反力梁组件、钢绞线及滑轮；下反力梁组件的I端通过下座板组件设置于桥梁墩身的侧壁上，且其纵向向外延伸设置于上纵梁组件的正下方位置；索鞍组件的座板端设置于桥梁墩身的顶壁上，索鞍组件的座体端外凸出桥梁墩身的侧壁设置于下座板组件的正上方位置；支座组件设置于桥梁墩身的顶壁上，且其位于索鞍组件的纵向内侧位置；下反力梁组件的II端、下座板组件及索鞍组件的座体端依次设置有滑轮I、滑轮II及滑轮III，钢绞线的锚固端设置于上纵梁组件的II端，钢绞线竖向向下延伸至滑轮I，经滑轮I弯折后纵向向内延伸至滑轮II，再经滑轮II弯折后竖向向上延伸至滑轮III，再经滑轮III弯折后纵向向内延伸，且钢绞线的张拉端连接在支座组件上，且钢绞线的张拉端能够在预压荷载件拉力作用下纵向向内张拉；其中，预压备件与托架组件配对设置使用；

预压组件还包括固定横梁及活动横梁，固定横梁沿横向延伸的设置于预压备件支座组件上，活动横梁沿横向延伸的设置于固定横梁的内侧，活动横梁与固定横梁之间连接有预压荷载件，钢绞线的张拉端由滑轮III沿纵向向内延伸穿过固定横梁的竖向中部位置及活动横梁的竖向中部位置后连接在活动横梁的内侧壁上；

支座组件包括卡座及卡槽，卡座包括外卡座、中卡座、内卡座及衬座，卡槽包括外卡槽和内卡槽，桥梁墩身的顶壁的索鞍组件的纵向内侧位置依次设置有外卡槽和内卡槽，外卡座及内卡座分别插置于外卡槽和内卡槽内，中卡座呈U型板状且其开口端分别插置于外卡槽和内卡槽内，外卡座的内侧壁和内卡座的外侧壁上分别设置有衬齿，衬座呈U型板状且其开口套装于外卡座及内卡座的衬齿上，固定横梁置于衬板上且其位于外卡座与内卡座之间；

该施工托架的安装步骤如下：

步骤S1.1、在桥梁墩身浇筑过程中预设用于固定托架组件及预压组件的预埋组件及卡槽；

步骤S1.2、安装托架组件；

步骤S1.3、安装预压组件；具体内容如下：

S1.3.1、利用吊装设备吊运，将下反力梁组件I端卡装在下座板的套槽处，使下反力梁组件沿纵向延伸外凸于桥梁墩身的侧壁；同时，将滑轮II安装在下座板的套槽内，且在下反力梁组件II端预先安装于滑轮I；

S1.3.2、利用吊装设备吊运，在相邻下反力梁组件之间安装下横联组件，并拧紧紧固螺栓固定；

S1.3.3、在墩顶的内卡槽及外卡槽处插装卡座，插装顺序依次为插入垫板→插入外卡座与内卡座→插入中卡座→放置衬座，然后将对顶螺杆拧入外卡座外壁的螺牙套筒中且拧至套筒底部；

S1.3.4、在墩顶的预埋组件III处安装索鞍组件，拧紧预埋件III的紧固螺栓固定，再将对顶螺杆旋出顶紧索鞍组件；同时，在索鞍组件的座体端安装滑轮III；

S1.3.5、在墩顶衬座上安装固定横梁，固定横梁沿横向延伸设置；

S1.3.6、在固定横梁的纵向内侧安装预压荷载件及活动横梁，活动横梁沿横向延伸设置，预压荷载件安装于活动横梁与固定横梁之间；其中，根据预压总荷载配置若干个预压荷载件，若干个预压荷载件沿横向均匀布置；

S1.3.7、利用吊装设备吊运，将钢绞线张拉端安装在活动横梁上，钢绞线锚固端穿过固定横梁引出，沿纵向向外延伸至滑轮III，经滑轮III下折后沿竖向延伸至滑轮II，经滑轮II外折后延纵向向外延伸至滑轮I，经滑轮I上折后沿竖向向上延伸至上纵梁组件并固定在其顶面，然后由钢绞线张拉端拉直并固定；

步骤S2：利用预压组件采用分级张拉加载方式进行预压；具体内容如下：

步骤S2.1、配置预压参数，具体为，验证预压总荷载及所配置预压组件的预压荷载件是否满足要求，获取预压荷载件的至大张拉应力，根据分级张拉加载级数及至大张拉应力确定每级张拉应力的持续荷载时间；

步骤S2.2、正式张拉加载，具体为，预压荷载件采用三级张拉加载方式施加应力，对应于每级张拉应力的持续荷载时间，应力加载逐级加载顺序为：0→初始应力→第一级张拉应力→第二级张拉应力→第三级张拉应力；

步骤S2.3、预压加载操作结束后，逐级卸载应力，卸载顺序与应力加载顺序相反；

步骤S3：拆除0#块施工托架；具体内容如下：

步骤S3.1、在预压结束后，拆除预压组件；

步骤S3.2、在0#块施工完毕后，且满足托架组件拆除条件时，拆除托架组件。

2.根据权利要求1所述的一种装配式0#块施工托架的预压施工方法，其特征在于：所述步骤S1.1的具体内容如下，

S1.1.1、当桥梁墩身浇筑至距离墩顶一定距离a1时，在墩身的纵向两端的侧壁安装下座板的预埋组件I，若干组预埋组件I按规划沿横向排列布置；

S1.1.2、当桥梁墩身浇筑至距离墩顶一定距离a2时，在墩身的纵向两端的侧壁安装上座板的预埋组件II，若干组预埋组件II按规划沿横向排列布置；

S1.1.3、当桥梁墩身封顶施工时，在墩顶的纵向两端安装索鞍组件的预埋组件III，若干组预埋组件III按规划沿横向排列布置，且在墩顶的位于预埋组件III纵向内侧一定距离b处预留安装卡座的内卡槽及外卡槽。

3.根据权利要求1所述的一种装配式0#块施工托架的预压施工方法，其特征在于：所述步骤S1.2的具体内容如下，

S1.2.1、在桥梁墩身侧壁上安装下座板及上座板，拧紧与预埋组件I及II配合的精轧螺纹钢螺母，分别固定下座板及上座板；

S1.2.2、在地面上将斜撑组件I端组装在上纵梁组件I端上，利用吊装设备将其吊运至安装位置，将上纵梁组件II端安装在上座板处，将斜撑组件II端安装在下座板处，斜撑组件与上纵梁组件形成三角支撑使上纵梁组件沿纵向延伸外凸于桥梁墩身的侧壁；

S1.2.3、利用吊装设备吊运，在相邻上纵梁组件之间安装上横联组件，并拧紧紧固螺栓固定。

4.根据权利要求1所述的一种装配式0#块施工托架的预压施工方法，其特征在于：所述步骤S3.1具体为，利用吊装设备吊运，首先松开全部钢绞线使其保持自然状态，再拆除钢绞线及活动横梁，再拆除预压荷载件，再拆除固定横梁，然后拆除卡座与索鞍组件，最后拆除下反力梁组件。

5.根据权利要求1所述的一种装配式0#块施工托架的预压施工方法，其特征在于：所述步骤S3.2具体为，利用吊装设备吊运，先拆除安装在在托架组件上的0#块施工平台，再在上纵梁组件或斜撑组件上设置吊运点，再松开斜撑组件与下座板组件的连接销轴，再松开上纵梁组件与上座板组件的连接销轴，然后将上纵梁组件及斜撑组件一并吊送至地面并运出场外；然后拆除上座板与下座板，最后切除外露在桥梁墩身的各预埋组件并打磨齐平。

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