装配式悬臂盖梁支架及其模块化预制变高桁架梁制造技术

本实用新型专利技术公开了一种装配式悬臂盖梁支架及其模块化预制变高桁架梁。模块化预制变高桁架梁包括变高桁架梁本体，所述的变高桁架梁本体包括两条并行设置的变高桁架梁体，两条变高桁架梁体之间通过支撑结构连接成一体；每一条变高桁架梁体均包括变高桁架上弦杆、变高桁架直腹杆、变高桁架斜腹杆以及变高桁架下弦杆；高桁架上弦杆呈水平状设置，由第一、第二变高桁架上弦杆拼接而成；变高桁架直腹杆共有三根；变高桁架斜腹杆共有三根，对应为第一、第二、第三变高桁架斜腹杆。由此可知，由此可知，本实用新型专利技术为装配式悬臂盖梁支架的现场拼装提供了必备组件，具有可靠的连接措施，现场拼装要求低，具有较好的通用性，且具备足够的承载力与刚度。载力与刚度。载力与刚度。

【技术实现步骤摘要】
装配式悬臂盖梁支架及其模块化预制变高桁架梁


[0001]本技术涉及一种装配式悬臂盖梁支架及其施工方法，属于土木工程施工领域，属于一种工业化大型临时措施结构，可作为需高空作业的大体积混凝土结构施工临时支撑，尤其适用于城市快速路高架盖梁施工。

技术介绍

[0002]快速路高架已成为城市解决交通拥堵的重要手段，我国主要城市均已建有或正在大规模建设城市高架。
[0003]目前城市快速路以双柱悬臂式盖梁为主，配置8片预制小箱梁，形成双向6车道的快速路行车路线，桥面宽度约25.5m，盖梁宽度约25～26.5m，如所示；同时，与匝道拼接的变宽段，上部结构拓宽至10～12片预制小箱梁，其下部结构相应调整为四柱式连续盖梁，桥面宽度，盖梁长度约36～45m，如所示。此外，城市快速路高架的匝道通常宽7.5m，满足单向2车道要求，盖梁宽度约8.5m。
[0004]国内不同专业设计院关于城市快速路高架盖梁结构形式略有不同，其中对支架体系影响较大的主要为盖梁断面构造(形式&宽度)、混凝土方量(自重)这两个关键参数。目前城市快速路以双柱悬臂式盖梁为主，盖梁最大总长度33.5m，最小总长度15.6m；最大悬臂长度15m，最小悬臂长度4.5m；最大柱外侧间距12m，最小柱外侧间距2.8m。其中常见盖梁总长度约21.98m～27.6m，悬臂长度7～10m，柱外侧间距6m～10m。其设计标准差异较小，故盖梁支架预制装配化可行性较高，能够实现通用化。
[0005]目前，常用的支架体系，主要有：满堂支架体系、贝雷桁架体系以及悬臂支架体系。其中：
[0006]满堂支架体系无法适应城市高架架设，主要体现在2个方面：
[0007]1)占地作业，挤压临时保通道路及施工作业通道空间；
[0008]城市快速路建设通常滞后于城市的扩张与发展，导致项目建设用地范围有限，往往施工场地非常狭小。对于新建项目，常规满堂支架体系需要占据盖梁投影范围施工场地，会对场地内车辆通造成严重的影响，在投影范围外填筑便道，将造成地材的重复开挖和浪费，不仅加大成本且不符合绿色环保要求。对于既有道路的快速化改造项目，盖梁支架体系所占据的空间越多，则交通导改的工作量越大，尤其是主干道的占用，将对城市交通造成严重影响。
[0009]2)新旧工艺交替，成本大幅增长
[0010]过去，国内常规满堂支架体系均采用碗扣式支架，且工艺水平及成本控制方面已达到各方平衡。近几年，为配合建筑业的升级改造，各地政府逐渐推行盘扣式支架体系替代碗扣式支架。盘扣式支架主要在“竖向杆件连接节点构造”与“横向杆件节点构造”两方面对碗扣式支架体系进行升级改造。与之前普遍采用的碗扣式支架体系相比，盘扣式支架体系成本大幅增加，约为碗扣支架的1.8
‑
2.0倍。
[0011]贝雷桁架体系难以肩负“悬臂、大跨”结构的临时支承，原因在于：
[0012]1)抗弯承载力与抗剪承载力不匹配
[0013]贝雷桁架早期作为军用渡河设备，强调一定载荷状态下的跨径需求。考虑到军用渡河期间主要承担移动荷载(人、车辆、坦克等)，且为避免临时结构的振动问题，贝雷桁架采用菱形腹杆体系，使其抗弯承载力很高但抗剪承载力很差，如表2所示。作为临时支承结构时，抗剪承载力成为控制性因素，通常仅限于单位集度较小的结构(混凝土厚度不超过1m)。
[0014]2)贝雷桁架间的销栓连接与弦杆轴向承载力不匹配
[0015]依据《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64
‑
2015)，销栓连接的破坏形式主要包括“受拉破坏”、“受剪破坏”、“局部承压破坏”等3类。
[0016]通常地，销栓承载力取最小值420kN，其仅为弦杆轴向承载力的60％——意味着，贝雷桁架间的连接承载力远低于贝雷桁架自身承载力，使贝雷桁架体系的挠度与经典结构力学存在较大的差异，限制了其在大跨结构、悬臂结构、荷载集度较大结构中的应用。
[0017]3)贝雷桁架以“通用性能”要求对结构性能予以让步
[0018]一方面，以贝雷桁架为主的支承结构，存在着承载上限。以目前占绝对主导地位的321型贝雷桁架为例，其梁高为1.5m，峰值抗剪承载力及抗弯承载力确定，且连接强度低于构件强度；另一方面，支承体系的内力分布通常存在峰谷区，各区域的结构规格相同，其应力状态差距甚大。各截面的构件规格相同，使约40％区段构件的应力状态低于平均状态以下，限制了材料的利用效率。
[0019]现有悬臂支架体系，主要有4类，对应为：
[0020]第1类(采用周转能力较高的贝雷桁架及大钢管体系组装成的悬臂支架体系)仍需占用额外的支承空间(最外侧支承桩)，且软土地区临时基础费用较高(钢管桩基础需要投入大量钢管且插打/拔除所需机械费用高、工期长；RC混凝土基础需要额外的地基处理，费用不菲)；
[0021]第2类(采用贝雷桁架、位于贝雷桁架下方的钢桁架以及位于钢桁架下方的大钢管体系组装成的盖梁支架体系)、第3类(采用大跨径型钢焊接刚架组成的盖梁支架体系)解决了软弱地基及施工作业空间的困扰，但结构传力体系不佳(杆件同时承担弯矩与轴力作用，同一根杆件应力分布不均匀)，用钢指标较高(因杆件应力分布不均匀，为满足最不利截面的应力状态，杆件截面尺寸过大，使单个支架重量不低于45吨)，经济效益较差；
[0022]第4类悬臂盖梁式盖梁支架体系，如图1所示，在单一盖梁支架体系上实现了经济效益的最大化(一方面，所有杆件仅承受轴力作用，杆件应力均匀；另一方面，桁架仅设置1道现场螺栓拼接缝，其余节点均采用焊缝连接，减少了连接材料重量)，但依旧存在2个关键问题：
[0023]1)构件的整体化增加了重复使用的难度，尤其在多个工程中的重复使用：
①
单体桁架尺寸过大，在施工场地内的短驳运输难度较小，但无法满足公路运输的尺寸要求；
②
单体桁架呈空间状态，在承担竖向作用时具备良好的承载力及刚度，但运输过程中不确定的外荷载(如碰撞、冲击等)在其他方向(非竖向载荷方向)的作用，使单体桁架出现损伤、变形，影响其后续适用功能；
[0024]2)仅适用于双悬臂式盖梁，不适用于城市快速路高架的变宽段——即四柱式连续式盖梁。桁架体系的构造特征决定了其在跨径方向仅适用于悬臂体系，而无法接长成为连
续体系。
[0025]综上所述，研发一款能够适用于国内绝大多数快速路高架盖梁施工，同时具备较大净空，能够减少施工周边环境影响，并且成本低，具有较强经济性的工业化预制装配式悬臂盖梁支架体系，是行业发展的必然趋势，也是社会进步对建筑行业的要求。

技术实现思路

[0026]本技术针对现有技术的不足，提供了一种装配式悬臂盖梁支架及其模块化预制变高桁架梁。包含有本技术所述的模块化预制变高桁架梁的装配式悬臂盖梁支架，具备较大净空，能够减少施工周边环境影响，并且成本低，具有较强经济性。
[0027]为实现上述的技术目的，本技术将采取如下的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化预制变高桁架梁，其特征在于，包括变高桁架梁本体，所述的变高桁架梁本体包括两条并行设置的变高桁架梁体，两条变高桁架梁体之间通过支撑结构连接成一体；每一条变高桁架梁体均包括变高桁架上弦杆、变高桁架直腹杆、变高桁架斜腹杆以及变高桁架下弦杆；所述的变高桁架上弦杆呈水平状设置，由第一、第二变高桁架上弦杆拼接而成；所述的变高桁架下弦杆位于变高桁架上弦杆的下方并倾斜于变高桁架上弦杆设置；所述的变高桁架直腹杆、变高桁架斜腹杆均布置在变高桁架上弦杆、变高桁架下弦杆之间，且变高桁架直腹杆呈竖直状，而变高桁架斜腹杆则呈倾斜状；所述的变高桁架直腹杆共有三根，对应为第一、第二、第三变高桁架直腹杆；所述的变高桁架斜腹杆共有三根，对应为第一、第二、第三变高桁架斜腹杆；所述的变高桁架上弦杆上设置有两块节点板c，对应为第一、第二节点板c，所述的变高桁架下弦杆上设置有两块节点板d，对应为第一、第二节点板d；第一变高桁架直腹杆的上端与变高桁架上弦杆的端部所安装的第一节点板c固定，下端则与变高桁架下弦杆的下降端固定；第二变高桁架直腹杆的上端与第二变高桁架上弦杆的中部位置连接，下端则与变高桁架下弦杆对应位置处所安装的第二节点板d固定；第三变高桁架直腹杆的上端与变高...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆新宇，俞骥，曹焕，徐声亮，
申请(专利权)人：宁波市政工程建设集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：