[发明专利]H型塔柱内力可调的临时横撑结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁施工，特别是涉及一种H型塔柱内力可调的临时横撑结构及其施工方法。

背景技术

随着我国公路、铁路快速路网的大规模建设，大量跨江、河、海桥梁纷纷兴建，斜拉桥是大跨度桥梁的最主要桥型之一。对于H型高塔倾斜塔柱施工，随着倾斜塔柱施工高度的增加，塔柱悬臂部分下根部外侧混凝土的拉应力逐渐增大，同时向内倾斜塔柱施工的悬臂端由于重力作用，向外产生位移也越来越大，为控制塔柱线形、内力满足设计要求并保证施工期间结构安全，在倾斜塔柱施工过程中，应分高度设置临时水平横撑，控制塔柱悬臂施工高度。

目前，H型索塔倾斜中塔柱施工临时水平横撑设置常规施工方法如下：利用塔吊在塔柱内侧相应位置水平吊装水平横撑结构，水平横撑的一端直接与索塔预埋件焊接，待焊接完毕后在水平横撑另一端结构钢管柱前端两边布置千斤顶和油泵，并按设计或监控单位要求，启动油泵使千斤顶沿水平方向向外顶推至设计吨位，然后在临时水平横撑与索塔塔柱内侧预埋件之间空隙内抄垫钢板，并将横撑与抄垫钢板、预埋件之间焊接起来，最后千斤顶卸载完成临时横撑安装。临时横撑拆除时再根据安装顶推力及施工工况变化情况重新计算拆除时水平横撑顶推力，利用千斤顶先向外顶推至计算力值，然后割除焊缝，再抽出抄垫钢板，千斤顶回油卸载后利用塔吊拆除临时水平横撑钢结构。

但是上述施工方法存在以下不足：

1、焊接完毕塔吊方可松构，整个吊装过程占用塔吊时间较长，严重影响主塔塔柱施工，延误施工工期。

2、临时水平横撑两端需与抄垫钢板、索塔预埋件全部焊接起来，焊接工作量较大，且均在高空施焊，存在高空作业安全风险。

3、临时水平横撑安装完成后，难以调整顶推力。随着索塔的施工，测量监控单位会对索塔线型及内力进行测量监控，并随时根据测量结果对临时水平横撑顶推力进行调整，以控制索塔偏位及内力值处于允许范围内。而常规的临时水平横撑端头与抄垫钢板、索塔预埋件都焊接起来了，进行顶推力调整前需将焊缝割除，待顶推力调整完毕后再焊接起来，工序繁琐，工作量大，且割除焊缝操作时安全风险较大。

4、临时水平横撑拆除时由于横撑两端均与索塔预埋件焊接起来，且拆除与安装时施工工况变化较大，难以准确计算拆除时水平横撑内力，故而难以采用油顶进行先卸载后拆除方法，拆除工作存在较大的难度，而且安全风险较大。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种安全、方便的H型塔柱内力可调的临时横撑结构及其施工方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种H型塔柱内力可调的临时横撑结构，其特征在于：包括横撑和分别固定在两侧塔柱上的牛腿，所述横撑搭载在牛腿上，所述横撑包括与一侧塔柱抵接的抵接端和与抵接端相对的顶推端，所述顶推端与另一侧塔柱之间相对活动且插装有抄垫物，所述顶推端设有受力后使横撑向抵接端发生位移的顶推部。

作为上述技术方案的进一步改进，所述顶推端为阶梯轴结构，所述阶梯轴结构的轴头搭载在牛腿上，所述阶梯轴结构的轴肩构成所述顶推部。通过将顶推端设置成阶梯轴结构并由顶推装置直接顶推轴肩，可以保证顶推轴向力的均匀平衡，保证顶推的效果。

作为上述技术方案的进一步改进，所述塔柱上设有预埋件，所述牛腿通过螺栓与预埋件连接并固定在塔柱上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述预埋件包括在塔柱内的预埋螺杆和过渡螺母，所述预埋螺杆的一端连接位于塔柱内的锚固件，另一端螺纹连接过渡螺母的前部，所述牛腿通过螺栓连接过渡螺母的后部。牛腿在空中安装只需套上螺栓，拧紧即可，操作简单，安全风险小。

作为上述技术方案的进一步改进，所述过渡螺母为由前至后直径递增的锥台螺母，所述锥台螺母的后端面与塔柱端面平齐。常规临时横撑预埋件为预埋大块钢板，横撑的端部需要焊接在预埋板上，焊接工作量大。本临时横撑的预埋件包括预埋螺杆和锥台螺母，预埋工作与塔柱液压爬架施工一样，其安装简单，方便施工人员熟练。由于锥台螺母由前至后直径递减，在需要拆除时，只需将其反向拧出，向预埋孔中填入修饰用的混凝土即可完成塔柱表面的修饰工作，预埋螺杆和锚固件无需理会，其工作量小，操作简单，外观质量良好。

本发明还包括上述临时横撑结构的施工方法，包括以下步骤：

a.   塔柱施工通过横撑预设安装位置后，在塔柱内壁安装牛腿；

b.   吊装横撑使其两端分别直接搁置在牛腿上；

c.    在横撑的顶推端布置千斤顶，启动千斤顶向外顶推顶推部使横撑向抵接端轴向位移并达到设计吨位，在顶推端与塔柱之间空隙处设置抄垫物，直到抄垫密实；