一种柱墩装配式自动托换复位装置及其施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及土木工程加固托换改造技术领域，具体来说是一种柱墩装配式自动托换复位装置及其施工方法，包括若干组上钢牛腿和下钢牛腿，分别连接在被托换柱墩上，每组上钢牛腿、下钢牛腿之间用悬挑螺栓固定一个升降支撑柱；还包括设置于切断后的被托换柱墩中间，与压力表和自动保压供水装置相连的液囊。本发明专利技术同现有技术相比，其优点在于：将托换沉降调控位移监测转换为压力监测，受环境影响更小；托换牛腿与被托换墩柱的连接面，引入了最新的二阶齿接触界面，抗剪切滑移能力大幅提高；采用液囊自动保压供水，漏油污染风险小，长期使用成本低；每个柱墩实现了液囊承载和周边升降临时支撑承载双保险；装置结构简单，拼装方便，施工效率高，安全性高。安全性高。安全性高。

【技术实现步骤摘要】
一种柱墩装配式自动托换复位装置及其施工方法


[0001]本专利技术涉及土木工程加固托换改造
，具体来说是一种柱墩装配式自动托换复位装置及其施工方法。

技术介绍

[0002]结构托换是改变工程结构荷载传力路线的技术。随着我国建筑业发展由大规模新建阶段逐渐进入新建和加固改造并重阶段，以及城市更新建设活动的蓬勃发展，既有工程结构加固、移位、大空间改造、地下空间开发、隧道穿越既有桩基建筑物等工程日益增加。在上述工程中，柱墩托换是普遍应用的关键性工程技术。
[0003]柱墩托换技术通常是将原来由柱墩向基础传递的竖向荷载，转换至通过托换节点和与之配套的支撑、千斤顶等组成的系统传递。托换过程中，托换节点和节点下的支撑完成后，柱墩往往需要被切割，与基础分离，从而实现卸载和荷载传力路径的转变。
[0004]国内外学者和工程技术人员对柱墩托换进行了大量研究，设计了多种多样的托换节点形式，其中最常见的是抱柱梁+梁柱接触界面植筋模式。这种托换节点形式需要浇筑混凝土等湿作业，然后养护，施工工期较长。因此，河海大学等机构设计了预应力混凝土装配式、钢结构装配式柱墩托换节点，并进行了试验研究，并进行了工程试点应用。这些研究并未同时考虑沉降差因素。
[0005]为了控制托换结构产生不均匀沉降时确保上部结构安全，基于主动托换概念，上海天演建筑物移位工程公司提出了在移动支座中叠加竖向千斤顶的思路。但这些装配式托换节点的组装单元较为庞大，施工难度高，且尺度需要定制，对柱截面形状的适应性较差，大大提高了工程成本。因此，应进一步研发构造和操作简单的新型装配式托换节点形式。
[0006]当存在多柱墩同步一体托换时，主动托换工程中的沉降差自动调整往往采用PLC(逻辑编程控制器)系统，该系统待机耗能和成本均较高，特别是当托换柱墩的数量较少，托换结构受力时间段较长时，性价比差更为明显。因此应研发成本低廉、构造简单的新型沉降差自动调控系统。
[0007]结构托换体系中的常用临时支撑为钢立柱、液压千斤顶等，辅之以采用位移传感器监测沉降，反馈后发出指令，调整临时支撑高度。可在施工现场，位移传感器容易受到环境影响，从而沉降差调控效果。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种构造简单、施工方便且高效低污染的柱墩装配式自动托换复位装置及其施工方法。
[0009]为了实现上述目的，设计一种柱墩装配式自动托换复位装置，包括若干组上钢牛腿和下钢牛腿，上钢牛腿和下钢牛腿连接在被托换柱墩上，每组上钢牛腿、下钢牛腿之间用悬挑螺栓固定一个升降支撑柱；还包括液囊，液囊设置于切断后的被托换柱墩中间，液囊与压力表和自动保压供水装置相连，所述液囊外围装配护筒用套箍约束拼装成整体。
[0010]优选的，若干组上钢牛腿、下钢牛腿通过牛腿抗剪螺栓和带二阶齿钢板固定到被托换柱墩，然后通过钩在钢牛腿锚环的若干组华兰螺丝拉紧。
[0011]优选的，上钢牛腿或下钢牛腿由一个翼缘不等长H型钢、带二阶齿钢板、装配式加劲肋组成，带二阶齿钢板与H型钢连接一侧为竖直平面，与柱表面接触面为带齿面，设有一个一阶大齿和若干组二阶小齿；腹板两侧上、下翼缘板上设有预留凹槽，用以安装加劲肋，腹板外侧靠近边缘自上而下两侧焊接有若干组锚环。
[0012]优选的，升降支撑柱由钢螺旋芯筒和钢螺旋套筒组成，两者通过螺丝扣嵌套在一起，钢螺旋芯筒上端端板通过支撑悬吊螺栓悬挂在上钢牛腿下翼缘上，钢螺旋套筒下部设有加载杆孔，穿入加载杆。
[0013]优选的，装配式护筒由一组L形钢护板单元组成，两个侧面均设有上、下两个半圆缺口，竖板外侧从上到下设有多个橡胶凸，整组L形钢护板单元两两接触形成封闭护筒，护筒内部四周和被托换柱墩表面均不接触，橡胶凸上部为套箍。
[0014]一种墩装配式自动托换复位装置的施工方法，方法具体如下：
[0015]1)在柱墩托换设计高度内放切割线，切割线之间的距离和液囊高度匹配；
[0016]2)在柱墩切除区以外上、下邻近部位打磨柱墩表面，形状和钢牛腿中带二阶齿钢板形状基本吻合；
[0017]3)涂抹水泥砂浆，砂浆强度不低于柱墩混凝土强度；
[0018]4)安装上下钢牛腿，用膨胀螺栓或锚栓固定，向下表面保持水平；
[0019]5)安装华兰螺丝，旋紧，将上、下钢牛腿拼装成两个托换平台；6)在每组上、下钢牛腿之间安装升降支撑柱，上部端板用悬吊螺栓悬挂在上钢牛腿下部，并逐一在钢螺旋套筒的加载杆孔中插入加载杆调整高度，直至顶紧；
[0020]7)从支撑柱缝隙中穿入静力切割绳锯，进行柱墩切割；切割后放入尺寸匹配的套箍，可临时固定在柱墩上下端预留段内；
[0021]8)选择与柱墩尺寸匹配的液囊，安放在柱墩切除区域，然后连接压力表、供排水阀和保压供水装置；
[0022]9)充水试压：上下柱端之间安装位移计，然后向高压液囊内充水加压，直到上柱端有向上运动迹象，其后卸压；
[0023]10)称重测压：将四周升降支撑柱旋松，上柱有下沉迹象，液囊加压供水，将上柱端顶回至原标高，则此压力即为水压保持目标值，
[0024]11)安装护筒：首先将预先安放的套箍将护筒单元沿被托换柱墩摆放一周，两两相邻，然后将放置的套箍套下，到达橡胶凸时遇到阻碍，增大向下套箍力度，橡胶凸变形后，下面的套箍即可通过本层橡胶凸，这样每层对应橡胶凸上部安装有一个套箍；将套箍继续向橡胶凸挤压，当套箍有箍紧感觉时，停止挤压套箍；
[0025]12)重新将所有支撑旋紧，设备处于自动备用状态。
[0026]优选的，方法还包括升降支撑柱的状态调整：
[0027]1)被托换柱沉降或停工工况中，升降支撑柱备用状态为顶紧上、下钢牛腿，当柱出现沉降时，压力表测得水压减小，则保压供水装置自动调整供水，保证上柱恢复原标高状态，然后逐一调整升降支撑柱，使其伸长至顶紧状态；
[0028]2)被托换柱沉降隆起工况中，升降支撑柱备用状态为不受力状态。
[0029]本专利技术同现有技术相比，其优点在于：
[0030]1.将托换沉降调控位移监测转换为受环境影响更小的压力监测；
[0031]2.在托换牛腿与被托换墩柱的连接面，引入了最新的二阶齿接触界面，抗剪切滑移能力大幅提高；
[0032]3.采用液囊自动保压供水，有效解决了采用PLC系统漏油污染风险大，长期使用成本高等问题；
[0033]4.每个柱墩，实现了液囊承载和周边升降临时支撑承载双保险；
[0034]5.装置结构简单，拼装方便，施工效率高，安全性高。
附图说明
[0035]图1是本专利技术所提供的复位装置的系统安装状态立面图；
[0036]图2是本专利技术所提供的复位装置的牛腿安装截面图；
[0037]图3是本专利技术所提供的复位装置的牛腿构造立面图；
[0038]图4是本专利技术所提供的复位装置的升降支撑放大图；
[0039]图5是本专利技术所提供的复位装置的护筒液囊安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柱墩装配式自动托换复位装置，包括若干组上钢牛腿和下钢牛腿，上钢牛腿和下钢牛腿连接在被托换柱墩上，其特征在于每组上钢牛腿、下钢牛腿之间用悬挑螺栓固定一个升降支撑柱；还包括液囊，所述液囊设置于切断后的被托换柱墩中间，所述液囊与压力表和自动保压供水装置相连，所述液囊外围装配护筒用套箍约束拼装成整体。2.如权利要求1所述的一种柱墩装配式自动托换复位装置，其特征在于所述若干组上钢牛腿、下钢牛腿通过牛腿抗剪螺栓和带二阶齿钢板固定到被托换柱墩，然后通过钩在钢牛腿锚环的若干组华兰螺丝拉紧。3.如权利要求1所述的一种柱墩装配式自动托换复位装置，其特征在于所述上钢牛腿或下钢牛腿由一个翼缘不等长H型钢、带二阶齿钢板、装配式加劲肋组成，带二阶齿钢板与H型钢连接一侧为竖直平面，与柱表面接触面为带齿面，设有一个一阶大齿和若干组二阶小齿；腹板两侧上、下翼缘板上设有预留凹槽，用以安装加劲肋，腹板外侧靠近边缘自上而下两侧焊接有若干组锚环。4.如权利要求1所述的一种柱墩装配式自动托换复位装置，其特征在于所述升降支撑柱由钢螺旋芯筒和钢螺旋套筒组成，两者通过螺丝扣嵌套在一起，钢螺旋芯筒上端端板通过支撑悬吊螺栓悬挂在上钢牛腿下翼缘上，钢螺旋套筒下部设有加载杆孔，穿入加载杆。5.如权利要求1所述的一种柱墩装配式自动托换复位装置，其特征在于所述装配式护筒由一组L形钢护板单元组成，两个侧面均设有上、下两个半圆缺口，竖板外侧从上到下设有多个橡胶凸，整组L形钢护板单元两两接触形成封闭护筒，护筒内部四周和被托换柱墩表面均不接触，橡胶凸上部为套箍。6.一种采用如权利要求1
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5任一所述柱墩装配式自动托换复位装置的施工方法，其特征在于方法具体如下：1)在柱墩托换设计高度内放切割线，切割线之间的距离和液囊高度匹...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕建龙，曾越，刘习生，杨融，赵光，穆宝刚，张强，
申请(专利权)人：中铁上海工程局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：