一種橫梁預(yù)埋件扣件連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種橫梁預(yù)埋件扣件連接結(jié)構(gòu)，涉及橋梁建造【技術(shù)領(lǐng)域】，包括墩身預(yù)埋鋼板、預(yù)埋鋼板錨固件，墩身預(yù)埋鋼板與預(yù)埋鋼板錨固件焊接在一起，預(yù)埋鋼板錨固件上開設(shè)有四個預(yù)留孔，四個預(yù)留孔中間設(shè)置一個鋼板銷槽；還包括橫梁和焊接在橫梁端部的三角托架橫梁端鋼板，所述三角托架橫梁端鋼板上開設(shè)有與預(yù)埋鋼板錨固件對應(yīng)的四個預(yù)留孔和一個鋼板銷槽，三角托架橫梁端鋼板和預(yù)埋鋼板錨固件的鋼板銷槽內(nèi)鑲?cè)脘摪蹇奂N，三角托架橫梁端鋼板和預(yù)埋鋼板錨固件的預(yù)留孔內(nèi)穿過精軋螺紋鋼筋，鋼筋的端部通過螺帽旋緊。本實用新型利用鋼板扣件銷傳遞荷載，提高抗剪能力，杜絕了直接在預(yù)埋件上焊接和熱切割而造成混凝土受熱破裂、鋼板變形的影響。
【專利說明】一種橫梁預(yù)埋件扣件連接結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及橋梁建造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種橫梁預(yù)埋件扣件連接結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁是橋梁常用的上部結(jié)構(gòu)形式，多采用掛籃施工方法， 如圖1所示，墩頂部0#塊件是掛籃拼裝的作業(yè)平臺，墩頂懸出部分的承重體系可采用三角 托架結(jié)構(gòu)形式。目前現(xiàn)有承重體系的抗剪能力較差，承重體系的托架直接在預(yù)埋件上焊接， 施工過程中會造成混凝土受熱破裂、鋼板變形等影響，施工安全度低、施工質(zhì)量不易控制。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型的目的在于提供一種懸澆箱梁三角托架扣件連接結(jié)構(gòu)，以解決上述技 術(shù)問題。
[0004] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0005] -種懸澆箱梁三角托架扣件連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括橋墩，橋墩兩側(cè)對稱設(shè)置 三角托架，所述橋墩內(nèi)設(shè)置有預(yù)埋件，所述三角托架通過預(yù)埋件固定安裝在橋墩側(cè)壁上，橋 墩兩側(cè)對稱的三角托架之間通過錨固系統(tǒng)連接，所述預(yù)埋件與三角托架之間通過鋼板扣件 銷連接，橋墩同一側(cè)的多個三角托架之間通過橫向連接系連接成一個整體。
[0006] 所述三角托架由橫梁和斜撐構(gòu)成，斜撐下端固連三角架錨固端鋼板；三角托架采 用工字鋼加工制作，其數(shù)量、用材規(guī)格、型號根據(jù)托架承擔(dān)荷載大小通過受力驗算確定。
[0007] 所述預(yù)埋件包括橫梁預(yù)埋件和斜撐預(yù)埋件，所述橫梁預(yù)埋件包括墩身預(yù)埋鋼板、 預(yù)埋鋼板錨固件及拉桿孔預(yù)埋鋼管，所述預(yù)埋鋼板錨固件上設(shè)置有四個預(yù)留孔，四個預(yù)留 孔中間設(shè)置一個鋼板銷槽，所述拉桿孔預(yù)埋鋼管兩端分別與橋墩兩側(cè)對稱的預(yù)埋鋼板錨固 件上設(shè)置的預(yù)留孔對應(yīng)，所述斜撐預(yù)埋件與橫梁預(yù)埋件結(jié)構(gòu)相同。
[0008] 所述鋼板扣件銷設(shè)置在三角架錨固端鋼板和預(yù)埋鋼板錨固件中間的鋼板銷槽內(nèi)， 鋼板扣件銷采用鋼板制作；三角托架安裝時將鋼板扣件銷嵌入三角架錨固端鋼板及預(yù)埋鋼 板錨固件的鋼板銷槽內(nèi)，鋼板銷槽密合，承受上下剪切荷載。
[0009] 所述錨固系統(tǒng)采用四根精軋螺紋鋼筋穿過拉桿孔預(yù)埋鋼管、預(yù)埋鋼板錨固件及三 角架錨固端鋼板，將橋墩與兩側(cè)對稱的三角托架錨固成一個整體。
[0010] 所述橫向連接系采用型鋼材料在三角托架間交叉焊接形成框架結(jié)構(gòu)。
[0011] 所述型鋼材料主要采用角鋼或槽鋼。
[0012] 本實用新型三角架錨固端鋼板和預(yù)埋鋼板錨固件中間部位設(shè)計了鋼板銷槽，鋼板 銷槽內(nèi)放置鋼板扣件銷，鋼板銷槽和鋼板扣件銷尺寸一致，鋼板銷槽上下內(nèi)壁和鋼板扣件 銷上下面光滑平整，加工時采用火焰切割機切割成型后再用車床進行銑刨平整，以確保鋼 板扣件銷嵌入鋼板銷槽內(nèi)時與槽內(nèi)壁接觸緊密，受力均勻。
[0013] 一種橫梁預(yù)埋件扣件連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括墩身預(yù)埋鋼板、預(yù)埋鋼板錨固 件，墩身預(yù)埋鋼板與預(yù)埋鋼板錨固件焊接在一起，預(yù)埋鋼板錨固件上開設(shè)有四個預(yù)留孔，四 個預(yù)留孔中間設(shè)置一個鋼板銷槽；還包括橫梁和焊接在橫梁端部的三角托架橫梁端鋼板， 所述三角托架橫梁端鋼板上開設(shè)有與預(yù)埋鋼板錨固件對應(yīng)的四個預(yù)留孔和一個鋼板銷槽， 三角托架橫梁端鋼板和預(yù)埋鋼板錨固件的鋼板銷槽內(nèi)鑲?cè)脘摪蹇奂N，三角托架橫梁端鋼 板和預(yù)埋鋼板錨固件的預(yù)留孔內(nèi)穿過精軋螺紋鋼筋，鋼筋的端部通過螺帽旋緊。
[0014] 墩身預(yù)埋鋼板共設(shè)置八根，每根長度均大于60cm，厚度為10_。
[0015] 施工工藝流程：
[0016] 施工準備一托架加工及試拼一設(shè)置墩身預(yù)埋件（預(yù)埋件精確定位、模板安裝、砼 澆筑、模板拆除、清理預(yù)埋鋼板及孔道）一鋼板扣件銷安裝一三角托架安裝一錨固系統(tǒng)安 裝一橫向連接系安裝一底側(cè)模板安裝一托架預(yù)壓檢測一〇#塊件施工一拆除托架一墩身錨 固點處理。
[0017] 本實用新型的有益效果是：
[0018] 利用鋼板扣件銷傳遞荷載，提高抗剪能力，杜絕了直接在預(yù)埋件上焊接和熱切割 而造成混凝土受熱破裂、鋼板變形的影響。
[0019] 1、整體結(jié)構(gòu)受力明確，對于不同結(jié)構(gòu)斷面尺寸和負荷大小，可適用簡單力學(xué)理論 進行結(jié)構(gòu)分析和計算。
[0020] 2、利用墩柱混凝土抗壓，型鋼材料受拉、抗剪的特性，發(fā)揮了材料的性能。利用鋼 板扣件銷傳遞荷載，提高抗剪能力，杜絕了直接在預(yù)埋件上焊接和熱切割而造成混凝土受 熱破裂、鋼板變形的影響。采用錨固設(shè)計，設(shè)備在專門作業(yè)場加工精度高，安裝拆除方便快 捷。
[0021] 3、構(gòu)件為剛性連接，構(gòu)件自身剛度大，整體受力后非彈性變形小，投入使用前預(yù)壓 檢測實驗工作量小，安全性高，易于控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 圖1為三角托架及橋梁的縱斷面圖；
[0023] 圖2為三角托架及橋梁的橫斷面圖；
[0024] 圖3為橫梁預(yù)埋件的主視圖；
[0025] 圖4為橫梁預(yù)埋件的左視圖；
[0026] 圖5為斜撐預(yù)埋件的主視圖；
[0027] 圖6為斜撐預(yù)埋件的左視圖；
[0028] 圖7為三角托架的受力簡圖。
【具體實施方式】
[0029] 為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體實施例和附圖，進一步闡述本實用新型，但下述實施例僅僅為本實用新型的優(yōu) 選實施例，并非全部。基于實施方式中的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的 前提下所獲得其它實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0030] 如圖1、圖2所示，一種懸澆箱梁三角托架扣件連接結(jié)構(gòu)，包括橋墩1，橋墩1兩側(cè) 對稱設(shè)置三角托架4,橋墩1內(nèi)設(shè)置有預(yù)埋件3,三角托架4通過預(yù)埋件3固定安裝在橋墩 1側(cè)壁上，橋墩1兩側(cè)對稱的三角托架4之間通過錨固系統(tǒng)2連接，預(yù)埋件3與三角托架4 之間通過鋼板扣件銷連接，橋墩1同一側(cè)的多個三角托架4之間通過橫向連接系5連接成 一個整體，三角托架4由橫梁41和斜撐42構(gòu)成，斜撐42下端固連三角架錨固端鋼板43。
[0031] 如圖3、圖4所示，一種橫梁預(yù)埋件扣件連接結(jié)構(gòu)，包括墩身預(yù)埋鋼板31、預(yù)埋鋼板 錨固件32,墩身預(yù)埋鋼板31與預(yù)埋鋼板錨固件32焊接在一起，預(yù)埋鋼板錨固件32上開設(shè) 有四個預(yù)留孔36,四個預(yù)留孔36中間設(shè)置一個鋼板銷槽35 ;
[0032] 還包括橫梁42和焊接在橫梁42端部的三角托架橫梁端鋼板43,所述三角托架橫 梁端鋼板43上開設(shè)有與預(yù)埋鋼板錨固件32對應(yīng)的四個預(yù)留孔36和一個鋼板銷槽35,三角 托架橫梁端鋼板43和預(yù)埋鋼板錨固件32的鋼板銷槽35內(nèi)鑲?cè)脘摪蹇奂N34,三角托架橫 梁端鋼板43和預(yù)埋鋼板錨固件32的預(yù)留孔36內(nèi)穿過精軋螺紋鋼筋，鋼筋的端部通過螺帽 旋緊。
[0033] 所述墩身預(yù)埋鋼板共設(shè)置八根，每根長度均大于60cm，厚度為10mm。
[0034] 如圖5、圖6所示，一種斜撐預(yù)埋件扣件連接結(jié)構(gòu)，包括墩身預(yù)埋鋼板31、預(yù)埋鋼板 錨固件32,墩身預(yù)埋鋼板31與預(yù)埋鋼板錨固件32焊接在一起，預(yù)埋鋼板錨固件32上開設(shè) 有四個預(yù)留孔36,四個預(yù)留孔36中間設(shè)置一個鋼板銷槽35 ;
[0035] 還包括斜撐41和焊接在斜撐41端部的三角托架斜撐端鋼板44,所述三角托架橫 梁端鋼板43上開設(shè)有與預(yù)埋鋼板錨固件32對應(yīng)的四個預(yù)留孔36和一個鋼板銷槽35,三角 托架斜撐端鋼板44和預(yù)埋鋼板錨固件32的鋼板銷槽35內(nèi)鑲?cè)脘摪蹇奂N34,三角托架斜 撐端鋼板44和預(yù)埋鋼板錨固件32的預(yù)留孔36內(nèi)穿過精軋螺紋鋼筋，鋼筋的端部通過螺帽 旋緊。
[0036] 所述墩身預(yù)埋鋼板共設(shè)置六根，每根長度均大于60cm，厚度為10_。
[0037] 六根墩身預(yù)埋鋼板等分在鋼板銷槽35兩側(cè)，六根墩身預(yù)埋鋼板相互平行，并且相 鄰兩根之間留有間隙，混凝土可填充進去。
[0038] 體系受力驗算：
[0039] (1)三角托架橫梁、斜撐承載能力驗算，如圖7所示。
[0040] 根據(jù)三角托架橫梁上0#塊設(shè)備及實體荷載計算出三角托架與墩柱錨固端的反 力？41、？42、？81、？82，橫梁、斜撐承受的彎矩1根據(jù)公式 〇=1^(1/1+"4)〈￡驗算橫梁、斜 撐鋼材的抗拉、抗壓、抗彎強度。式中：k一安全系數(shù)；M-橫梁、斜撐承受的彎矩；W-橫梁、 斜撐材料的截面抵抗矩；N-橫梁、斜撐承受的內(nèi)力，由錨固端反力計算得出；A-橫梁、斜 撐材料的截面積；f 一鋼材的抗拉、抗壓、抗彎強度容許值。
[0041] ⑵鋼板預(yù)留槽、扣件銷受力驗算
[0042] 根據(jù)公式〇 = kFAZ(FBZ)/A〈f驗算鋼板預(yù)留槽、扣件銷鋼材抗壓強度。式中：k一 安全系數(shù)；FAZ、FBZ-三角托架與墩柱錨固端的反力；A-鋼板預(yù)留槽或鋼板扣件銷承壓面 面積；σ -鋼板預(yù)留槽、銷抗壓強度；f一鋼材的抗壓強度容許值。
[0043] 預(yù)埋鋼板錨固件受力驗算
[0044] 根據(jù)公式V = μ Asfsv/k驗算預(yù)埋件剪切荷載V能否滿足設(shè)計剪切荷載，預(yù)埋件 埋入混凝土長度不得少于60cm，預(yù)埋件一般采用鋼板或鋼筋。式中：k一安全系數(shù)；V-作 用于預(yù)埋件的剪切荷載，設(shè)計剪切荷載等于FAZ、FBZ ; μ-摩擦系數(shù)；As-預(yù)埋件截面積； fsv-鋼材在砼中抗剪強度容許值。
[0045] 鋼板尺寸及厚度的確定
[0046] 根據(jù)墩身混凝土承受的壓力公式kP/A = fed確定鋼板尺寸，鋼板尺寸的大小必須 滿足橫梁、斜撐、精軋螺紋錨固結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要。式中：k一安全系數(shù)；P-鋼板承受壓力，根 據(jù)橫梁錨固端、橫梁與斜撐連接處的反力FAX、FBX計算；A-鋼板尺寸面積；fed-砼抗壓強 度容許值。
[0047] 根據(jù)結(jié)構(gòu)布置形式計算鋼板承受的最大彎矩M，根據(jù)公式t=k 6Mmax/'f確定鋼 板厚度，其厚度應(yīng)滿足預(yù)留槽、扣件銷受力要求。式中一鋼板厚度；k一安全系數(shù);Mmax- 鋼板承受的最大彎矩；f 一鋼板抗彎強度容許值。
[0048] 施工工藝流程及操作要點
[0049] 1.施工工藝流程
[0050] 施工準備一托架加工及試拼一設(shè)置墩身預(yù)埋件（預(yù)埋件精確定位、模板安裝、砼 澆筑、模板拆除、清理預(yù)埋鋼板及孔道）一鋼板扣件銷安裝一三角托架安裝一錨固系統(tǒng)安 裝一橫向連接系安裝一底側(cè)模板安裝一托架預(yù)壓檢測一〇#塊件施工一拆除托架一墩身錨 固點處理。
[0051] 2.操作要點
[0052] 2. 1施工準備
[0053] 熟悉設(shè)計文件，做好人員組織及材料、設(shè)備籌備。根據(jù)實施性施工組織設(shè)計要求組 織對施工人員進行技術(shù)交底，掌握各施工工序操作要點。
[0054] 在施工現(xiàn)場平整場地，制作托架加工平臺，平臺面宜用混凝土澆筑而成，頂面平整 度控制在± l〇mm，長寬滿足三角托架整體加工要求，先在平臺上按托架設(shè)計尺寸精確放樣， 再下料焊接拼裝；
[0055] 2. 2測量定位、放樣
[0056] 根據(jù)三角托架設(shè)計，在墩身混凝土澆筑時對預(yù)埋件及拉桿孔預(yù)埋鋼管進行精確定 位、放樣，采用焊接固定。
[0057] 2. 3三角托架的制作及安裝
[0058] (1)三角托架
[0059] 三角托架材料均采用普通型號工字鋼、鋼板制作。為減少橫梁受力產(chǎn)生的最大彎 矩，橫梁可懸出，懸出長度不宜超過橫梁總長的三分之一，并經(jīng)驗算確定。斜撐與墩身角度a 一般控制在30°至45°之間。斜撐與橫梁連接端采用焊接連接，橫梁、斜撐由錨固端鋼板 與墩身錨固連接。三角托架一般在加工場加工成型后現(xiàn)場拼裝，以滿足精度要求。
[0060] (2)墩身預(yù)埋件設(shè)置
[0061] 預(yù)埋件包括墩身預(yù)埋鋼板、預(yù)埋鋼板錨固件和預(yù)留孔鋼管三部分，墩身預(yù)埋鋼板 承受橫梁、斜撐傳遞的剪力。墩身預(yù)埋鋼板與預(yù)埋鋼板錨固件焊成整體，預(yù)埋鋼板錨固件采 用厚10mmX600mm鋼板，預(yù)埋鋼板銷固件表面凹入墩身側(cè)面30mm，三角托架拆除后用混凝 土封堵，封堵混凝土配合比同墩身混凝土配合比，以保證墩身整體顏色一致，外形美觀。
[0062] 預(yù)埋鋼板錨固件四角預(yù)留4個直徑50mm鋼板預(yù)留孔，每兩塊墩身兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置， 兩側(cè)對應(yīng)預(yù)埋鋼板錨固件的鋼板預(yù)留孔之間用直徑48_鋼管連接作為錨固精軋螺紋鋼筋 的預(yù)留孔，為防止施工時位置移動，鋼管與鋼板預(yù)留孔四周焊接。預(yù)埋件預(yù)埋應(yīng)在墩柱模板 校準后進行，澆筑混凝土前，鋼管應(yīng)固定，封堵鋼管端口，防止?jié)仓炷習(xí)r鋼管受到擾動 變形及混凝土進入。
[0063] (3)扣件和錨固拉桿安裝
[0064] 墩身預(yù)埋鋼板和三角托架錨固端鋼板中間部位設(shè)計了預(yù)留扣件槽，槽孔內(nèi)放置鋼 板扣件銷，預(yù)留槽和鋼板扣件銷尺寸一致，槽孔上下內(nèi)壁和鋼板扣件銷上下面光滑平整，加 工時采用火焰切割機切割成型后再用車床進行銑刨平整，以確保鋼板扣件銷嵌入預(yù)留槽內(nèi) 時與槽內(nèi)壁接觸緊密，受力均勻。
[0065] 墩身預(yù)埋鋼板、托架錨固端鋼板厚度一般16mm至40mm，以保證鋼板有足夠的剛 度，受力均勻。鋼板扣件銷厚度不小于墩身預(yù)埋鋼板和托架錨固端鋼板厚度之和。
[0066] 三角支架錨固端鋼板與墩身預(yù)埋鋼板尺寸、預(yù)留孔等吻合，采用直徑32_精軋螺 紋將三角托架與墩身錨固連接成一個整體，錨固時螺帽應(yīng)用加力桿擰緊。
[0067] (4)安裝注意事項
[0068] 1)將精軋螺紋鋼筋穿入墩身，放置橫梁錨固端鋼板扣件銷，使鋼板扣件銷上下面 成剪切狀壓緊，擰緊精軋螺紋螺帽。
[0069] 2)為使上下鋼板扣件銷同時受力，三角托架斜撐錨固端鋼板與斜撐可先不焊接， 將其與鋼板扣件銷、預(yù)埋鋼板三者壓緊錨固，在橫梁錨固端與墩身錨固后再現(xiàn)場進行焊接。 同樣的方法將其他三角托架安裝就位。
[0070] 3)施工完成拆除托架后，應(yīng)及時對墩身預(yù)埋鋼板位置處表面進行修復(fù)處理，使墩 身外表美觀。
[0071] 2. 4根據(jù)設(shè)計，用型鋼將幾組三角架橫向連接，形成一個整體。在三角托架上鋪設(shè) 底側(cè)模板，利用調(diào)平鍥塊調(diào)整底模板至設(shè)計高度。
[0072] 2. 5預(yù)壓檢測
[0073] 三角托架安裝后，組織設(shè)計和現(xiàn)場施工技術(shù)人員進行檢查，確認是否符合設(shè)計、制 作及安裝要求。
[0074] 在鋪設(shè)的底模板上加載預(yù)壓，加載采用砂袋堆碼，重量為荷載的1. 2倍。
[0075] 在底模板、托架的中軸線及底板邊設(shè)置控制點，控制點采用直徑8mm長度20mm鋼 筋制作，將其焊接在控制點上，堆載時做好保護。
[0076] 預(yù)壓分空載、50%荷載、100%荷載三級荷載重量檢測其變形量，滿載后檢測72小 時變形量，檢測時段為每間隔12小時。預(yù)壓過程中認真觀察扣件鋼板銷與承接件鋼板咬合 情況。
[0077] 整理檢測數(shù)據(jù)，驗算變形量，確定是否滿足設(shè)計和施工要求。
[0078] 2.6 0# 塊施工
[0079] 三角托架預(yù)壓完成，拆除預(yù)壓荷載，校核模板軸線、尺寸、高程等技術(shù)數(shù)據(jù)，涂脫模 劑，安裝鋼筋，澆筑混凝土。
[0080] 以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的僅為本實用新型的優(yōu)選例，并不用來限制本實用新型，在不脫離本實用新型精神和范圍 的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用 新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1. 一種橫梁預(yù)埋件扣件連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括墩身預(yù)埋鋼板、預(yù)埋鋼板錨固件， 墩身預(yù)埋鋼板與預(yù)埋鋼板錨固件焊接在一起，預(yù)埋鋼板錨固件上開設(shè)有四個預(yù)留孔，四個 預(yù)留孔中間設(shè)置一個鋼板銷槽； 還包括橫梁和焊接在橫梁端部的三角托架橫梁端鋼板，所述三角托架橫梁端鋼板上開 設(shè)有與預(yù)埋鋼板錨固件對應(yīng)的四個預(yù)留孔和一個鋼板銷槽，三角托架橫梁端鋼板和預(yù)埋鋼 板錨固件的鋼板銷槽內(nèi)鑲?cè)脘摪蹇奂N，三角托架橫梁端鋼板和預(yù)埋鋼板錨固件的預(yù)留孔 內(nèi)穿過精軋螺紋鋼筋，鋼筋的端部通過螺帽旋緊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫梁預(yù)埋件扣件連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：墩身預(yù)埋鋼板共設(shè) 置八根，每根長度均大于60cm，厚度為10_。
【文檔編號】E01D19/00GK204174522SQ201420559811
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】王如寶, 郝智明, 董娟, 楊軍, 季曉俊 申請人:安徽省新路建設(shè)工程集團有限責(zé)任公司