本发明专利技术属于土木工程施工机械设备制造技术领域，公开了一种预弯预应力梁施加应力装置及其施工方法，包括预拱度钢梁、三杆铰接钢支墩架和定型加载千斤顶，所述预拱度钢梁设置在所述三杆铰接钢支墩架上，所述定型加载千斤顶放置在所述预拱度钢梁的上表面；所述定型加载千斤顶通过高强螺栓杆铰接有拉杆，所述预拱度钢梁的端部挂设有挂钩，所述挂钩设有供所述拉杆插接的通孔，所述拉杆穿过所述通孔的一端螺纹连接有固定螺母，所述挂钩在所述拉杆穿过所述通孔的一侧安装有与所述固定螺母相抵的高强弹簧。本发明专利技术以解决装置不能重复利用、易侧倾和成本高的问题。
A Prestressing Device for Prestressed Beams and Its Construction Method
【技术实现步骤摘要】
一种预弯预应力梁施加应力装置及其施工方法
本专利技术属于土木工程施工机械设备制造
，尤其涉及一种预弯预应力梁施加应力装置及其施工方法。
技术介绍
预弯预应力组合梁亦称为预弯梁，其力学性能介于钢结构桥梁和钢筋混凝土桥梁之间，属于组合结构桥梁的范畴,与一般的组合结构相比又增加了预应力的特点。预弯预应力组合梁桥与钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构及钢-混组合结构桥梁相比均具有独特的优越性，建筑高度小、结构承载力大、结构耐久性好、吊装重量轻、装配化程度高，施工速度快等特点。组合结构桥梁是我国桥梁发展的趋势之一，预弯预应力组合梁桥采用预弯钢梁施加预应力，免去了预应力钢筋和锚固装置，减少了混凝土用量，其自重减轻，具有免防腐，结构耐久性好，建筑高度小、工业化程度高、环境污染少、未来可回收利用等综合优点。目前被日本、欧美等国家广泛采用,推广和应用此类桥梁符合我们国家大力发展节能省地型建筑、建设资源节约型社会的长期政策导向的理念。可以预期，预弯预应力组合梁桥在未来具有广阔的发展前景。预弯预应力组合梁桥的高跨比在1/25～1/30的范围内，可用于10m～50m之间的中小跨径简支桥梁预弯预应力组合梁主要由预弯钢梁和一期和二期混凝土组成，在工厂或者施工场地制作再吊装就位施工工艺。预弯预应力梁施工关键在预弯梁预应力的施加，由于预弯力较大，加载过程钢梁易侧翻，一般加力装置无法实现。15m～50m预弯梁设计预拱度一般在1-5cm左右，按照设计预拱度加工成预弯梁，由于预弯钢梁刚度极大，要使预弯钢梁形成预应力，需要大型压弯装置，才能使预弯钢梁发生变形，形成预应力。目前施加预弯梁施加预压力方法按《预弯预应力组合梁桥技术标准》CJJ/T276-2018，预弯预应力组合梁桥的主要施工工艺流程应包括：钢梁加工、检验→焊接连接件→矫正钢梁预拱度→钢梁运输→加载设备制作与现场安装→钢梁就位→安装防侧倾装置→施加预弯力→临时锚固→卸掉加力装置→翻转梁→绑扎钢筋→浇筑一期混凝土→养生、拆模及释放预弯力→预弯梁复位及吊装就位→绑扎钢筋、浇筑二期混凝土→浇筑桥面混凝土及沥青混凝土等。钢梁的预弯预应力的施工可采用单梁预弯和双梁预弯两种施工方法，双梁对弯主要设备有：支承台、加载反力架、加载千斤顶、防侧倾、锚固锁定装置、翻转架。双梁预弯主要特点：利用两片预弯钢梁之间的内力平衡，一次性对上、下两片钢梁同时施加预弯力，加载装置均可重复利用，生产利用效率较高。单梁预弯主要特点是加载装置比较简单。综上所述，现有技术存在的问题是：1.单梁、双梁预弯施工工艺复杂，都有加载设备制作与现场安装，安装防侧倾装置，施加预弯力并锚固、翻转梁过程，需要增加新的装置。2.双梁预弯对加载装置要求高。单梁预弯是预弯梁生产效率低，并且单梁加载时现场制作反力平台和地锚难以重复利用。3.这两种方法都需要制作一定刚度和强度的支承台、加载反力架、地锚、防侧移装置、翻转架、预应力锚固装置，且设备笨重，转移与运输麻烦。4.支承台、加载反力架、地锚大量装置不能重复利用，施工成本高。梁的预弯加载需要在专用的支承台上施工，施工工期长。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种预弯预应力梁施加应力装置及其施工方法。本专利技术的技术方案：一种预弯预应力梁施加应力装置，包括预拱度钢梁、三杆铰接钢支墩架和定型加载千斤顶，所述预拱度钢梁设置在所述三杆铰接钢支墩架上，所述定型加载千斤顶放置在所述预拱度钢梁的上表面；所述定型加载千斤顶通过高强螺栓杆铰接有拉杆，所述预拱度钢梁的端部挂设有挂钩，所述挂钩设有供所述拉杆插接的通孔，所述拉杆穿过所述通孔的一端螺纹连接有固定螺母，所述挂钩在所述拉杆穿过所述通孔的一侧安装有与所述固定螺母相抵的高强弹簧。本技术方案的工作原理和有益效果：1、本专利技术包括有三杆铰接钢支墩架、定型加载千斤顶、高强螺栓杆、拉杆、高强弹簧、固定螺母和挂钩，其中，三杆铰接钢支墩架用以支撑预拱度钢梁，三杆铰接钢支墩架可标准化，拉杆根据需要梁长做成几种定型杆，拉杆通过高强弹簧和固定螺母连接在挂钩上，形成一个张拉施力装置，所以本装置的构件可重复利用，节约大量成本，且安装、拆卸方便。2、本专利技术通过定型加载千斤顶加压，迫使预拱度钢梁向下弯曲，使预拱度钢梁变直，预应力形成。拉杆是适应预拱度钢梁在变直过程中有所伸长，利用挂钩与固定螺母之间的高强弹簧，便能使得拉杆变长，从而预拱度钢梁变长不致锁死现象，本专利技术形成的张拉施力装置有利于先张法的施工。3、定型加载千斤顶、拉杆和预拱度钢梁三者形成三角型达到自平衡体，在张拉过程，预拱度钢梁不会侧向翻转和翘曲，不会产生侧倾，无需防侧倾装置，施工安全；施加预应力后，预应力梁无需侧翻，浇筑砼，待砼达到强度后，卸掉张拉千斤顶，形成预弯预应力混凝土组合钢梁，无需大的翻转架。进一步，所述三杆铰接钢支墩架的数量为两个，两个所述三杆铰接钢支墩架的支撑位置分别在离所述预拱度钢梁两端0.8～1.2米。两个三杆铰接钢支墩架对预拱度钢梁提供稳定的支撑力。进一步，所述预拱度钢梁包括上翼缘板、梁肋和下翼缘板，所述上翼缘板和下翼缘板相互平行设置，所述梁肋的两端分别垂直连接所述上翼缘板和下翼缘板；所述下翼缘板离地50厘米以上。本方案的预拱度钢梁设置，便于绑扎钢筋、立模与混凝土浇筑。进一步，所述三杆铰接钢支墩架包括底杆和两根连杆，所述底杆的两端分别活动连接两根所述连杆，所述底杆的长度比所述下翼缘板的宽度多80～100厘米，两根所述连杆的长度比所述预拱度钢梁的高度多50～60厘米。三杆铰接钢支墩架可形成上端为开口的三角形，底杆和两根连杆可采用铰接的方式，方便张开和合拢。进一步，所述定型加载千斤顶置于所述预拱度钢梁的反弯点中点位置。便于在定型加载千斤顶周围临时焊接限位钢板。进一步，所述预拱度钢梁的上翼缘板的反弯点中点位置焊接有限位钢板。限位钢板防止定型加载千斤顶滑动。进一步，所述拉杆的数量为四根，所述挂钩的数量为四个，四个所述挂钩对称挂设在所述预拱度钢梁的两端，且所述预拱度钢梁的两端补强处置，四根所述拉杆对称连接在所述定型加载千斤顶上，且四根所述拉杆分别对应设置在四个所述挂钩上。增加了张拉施力装置，且四根拉杆对称设置，提高了张拉效果和防侧翻效果。其中，预拱度钢梁的两端补强处置，防止被拉变形。进一步，位于所述定型加载千斤顶两侧的拉杆与所述预拱度钢梁构成等腰三角形。本放置构成有等腰三角形，提高了装置的稳定性，进一步防止预拱度钢梁侧倾。一种根据上述的预弯预应力梁施加应力装置的施工方法，包括以下步骤：步骤一：硬化梁现场浇筑一期混凝土和加载工作施工平台，加工形成预拱度钢梁；步骤二：将所述预拱度钢梁放置在两个活动的三杆铰接钢支墩架上；两个所述三杆铰接钢支墩架的底杆放置在施工平台上，张开所述三杆铰接钢支墩架的两根连杆，放置所述预拱度钢梁，将两根所述连杆定在所述预拱度钢梁的上翼缘板下面，两个所述三杆铰接钢支墩架的支撑位置分别在离所述预拱度钢梁两端0.8～1.2米，且使得所述预拱度钢梁的下翼缘板离地50厘米以上；步骤三：用定型加载千斤顶放置在所述预拱度钢梁的上翼缘板上表面的中点处；步骤四：用四根高强螺栓杆将四根可调节长度的拉杆通过螺栓对称连接在所述定型加载千斤顶上；步骤五：用四个挂钩对称挂设在所述预拱度钢梁的两端，且所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种预弯预应力梁施加应力装置，其特征在于，包括预拱度钢梁(2)、三杆铰接钢支墩架(1)和定型加载千斤顶(3)，所述预拱度钢梁(2)设置在所述三杆铰接钢支墩架(1)上，所述定型加载千斤顶(3)放置在所述预拱度钢梁(2)的上表面；所述定型加载千斤顶(3)通过高强螺栓杆(7)铰接有拉杆(4)，所述预拱度钢梁(2)的端部挂设有挂钩(5)，所述挂钩(5)设有供所述拉杆(4)插接的通孔(9)，所述拉杆(4)穿过所述通孔(9)的一端螺纹连接有固定螺母(6)，所述挂钩(5)在所述拉杆(4)穿过所述通孔(9)的一侧安装有与所述固定螺母(6)相抵的高强弹簧(8)。
【技术特征摘要】
1.一种预弯预应力梁施加应力装置，其特征在于，包括预拱度钢梁(2)、三杆铰接钢支墩架(1)和定型加载千斤顶(3)，所述预拱度钢梁(2)设置在所述三杆铰接钢支墩架(1)上，所述定型加载千斤顶(3)放置在所述预拱度钢梁(2)的上表面；所述定型加载千斤顶(3)通过高强螺栓杆(7)铰接有拉杆(4)，所述预拱度钢梁(2)的端部挂设有挂钩(5)，所述挂钩(5)设有供所述拉杆(4)插接的通孔(9)，所述拉杆(4)穿过所述通孔(9)的一端螺纹连接有固定螺母(6)，所述挂钩(5)在所述拉杆(4)穿过所述通孔(9)的一侧安装有与所述固定螺母(6)相抵的高强弹簧(8)。2.根据权利要求1所述的预弯预应力梁施加应力装置，其特征在于，所述三杆铰接钢支墩架(1)的数量为两个，两个所述三杆铰接钢支墩架(1)的支撑位置分别在离所述预拱度钢梁(2)两端0.8～1.2米。3.根据权利要求2所述的预弯预应力梁施加应力装置，其特征在于，所述预拱度钢梁(2)包括上翼缘板(201)、梁肋(202)和下翼缘板(203)，所述上翼缘板(201)和下翼缘板(203)相互平行设置，所述梁肋(202)的两端分别垂直连接所述上翼缘板(201)和下翼缘板(203)；所述下翼缘板(203)离地50厘米以上。4.根据权利要求3所述的预弯预应力梁施加应力装置，其特征在于，所述三杆铰接钢支墩架(1)包括底杆(101)和两根连杆(102)，所述底杆(101)的两端分别活动连接两根所述连杆(102)，所述底杆(101)的长度比所述下翼缘板(203)的宽度多80～100厘米，两根所述连杆(102)的长度比所述预拱度钢梁(2)的高度多50～60厘米。5.根据权利要求1所述的预弯预应力梁施加应力装置，其特征在于，所述定型加载千斤顶(3)置于所述预拱度钢梁(2)的反弯点中点位置。6.根据权利要求5所述的预弯预应力梁施加应力装置，其特征在于，所述预拱度钢梁(2)的上翼缘板(201)的反弯点中点位置焊接有限位钢板。7.根据权利要求1所述的预弯预应力梁施加应力装置，其特征在于，所述拉杆(4)的数量为四根，所述挂钩(5)的数量为四个，四个所述挂钩(5)对称挂设在所述预拱度钢梁(2)的两端，且所述预拱度钢梁(2)的两端补强处置，四根所述拉杆(4)对称连接在所述定型加载千斤顶(3)上，且四根所述拉杆(4)分别对应设置在四个所述挂钩(5)上。8.根据权利要求7所述的预弯预...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，段献礼，刘朝辉，熊军，王解军，谭聪，王新忠，
申请(专利权)人：湖南城市学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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