先张法预应力混凝土箱梁制梁台座装备

摘要

本发明公开了一种先张法预应力混凝土箱梁制梁台座装备，属于梁桥预制的装备，目的是解决现有技术不能制作32m/900t级预应力混凝土箱梁的问题，包括制梁台座及设置在其上的张拉体系，制梁台座由埋置于地面内的台座基础以及设置在台座基础上的导向装置和模板系统构成；张拉体系由设置在台座基础上的传力柱以及设置在传力柱端部的千斤顶、分布于千斤顶周围的保护支撑和位于千斤顶、保护支撑外侧的张拉横梁构成，传力柱的端部为下部凸出的台阶状，张拉横梁分为位于传力柱台阶状端部的台阶上的张拉上横梁和位于传力柱台阶状端部的台阶下的台座基础上的张拉下横梁，适用于制作32m/900t级预应力混凝土箱梁。

说明书

技术领域

本发明属于梁桥预制的装备，特别涉及应用先张法预应为混凝土箱梁进行梁预制的台座装备。

背景技术

先张法是先将预应力钢筋(丝)施加一定拉力，再浇筑砼，当砼达到一定强度时再剪断预应力钢筋(丝)，并使构件得到预应力的一种方法，即先张拉钢筋后浇注混凝土。先张法是把钢筋在台座上按设计要求的张拉应力拉紧，然后浇筑混凝上，待混凝土达到一定强度并与钢筋牢固粘结后，放松钢筋。由于钢筋的回缩，而混凝土与钢筋的粘结力又阻止这一回缩.于是钢筋的拉力传递于混凝土上，使混凝土得到顶应压力。

现有的先张法预制梁桥的台座装备中，配筋形式多是采用直线配筋，常用先张梁最大跨度局限于20m以下。目前尚没有采用折线配预应力筋箱型梁应用先张法制作32m/900t级预应力混凝土箱梁的台座装备，尤其是张拉吨位达到52000kN，更是未见文献报道。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术不能制作32m/900t级预应力混凝土箱梁的问题，提供一种先张法预应力混凝土箱梁制梁台座，能够制作32m/900t级预应力混凝土箱梁，能够保证在52000kN大吨位张拉力作用下张拉及放张的安全并保证张拉及放张的效率。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

先张法预应力混凝土箱梁制梁台座装备，包括制梁台座及设置在其上的张拉体系，制梁台座由埋置于地面内的台座基础以及设置在台座基础上的导向装置和模板系统构成；张拉体系由设置在台座基础上的传力柱以及设置在传力柱端部的千斤顶、分布于千斤顶周围的保护支撑和位于千斤顶、保护支撑外侧的张拉横梁构成，传力柱的端部为下部凸出的台阶状，张拉横梁分为位于传力柱台阶状端部的台阶上的张拉上横梁和位于传力柱台阶状端部的台阶下的台座基础上的张拉下横梁；导向装置包括埋置于先张梁的梁体内的一次性使用部分和设置于其外的重复使用部分，一次性使用部分包括由连接螺栓连接的支撑侧板，在支撑侧板之间间隔布置有导向辊，重复使用部分包括由连接销与支撑侧板下端连接的连接环，连接环的下端通过固定轴与底座机架连接，底座机架的底部通过地脚螺栓与台座基础连接。张拉横梁按直线预应力筋及折线预应力筋的张拉及放张要求分别设置为张拉下横梁及张拉上横梁，张拉横梁采用可移动的钢箱结构；传力柱端部设计成为台阶状，以便在台阶上安装张拉上横梁，满足箱梁折线筋张拉。

所述台座基础由对称的两部分构成，每部分分别包括地基梁及设置在地基梁内的导向装置预埋螺栓、设置在地基梁上的条形基础和张拉作业区中部基础，在条形基础的外侧设置有埋入地基梁内的传力柱支墩；对称的两部分之间设置有砼作业区中部基础，紧临砼作业区中部基础处设置有砼作业区端部基础，紧临砼作业区端部基础处设置有张拉作业区端部基础；传力柱设置在张拉作业区中部基础上；上述各作业区基础相互断开。

所述传力柱包括传力柱中部和传力柱端部，传力柱端部的宽度大于传力柱中部，传力柱端部设置有向左倾斜于垂直线的“L”状端部台阶，先张梁的折线筋穿出该“L”状端部台阶的竖部后与张拉上横梁连接，先张梁的直线筋穿出该“L”状端部台阶的横部后与张拉下横梁连接；端部台阶的竖部内侧设置有可供折线筋穿过的弹簧筋，端部台阶的横部内侧设置有钢板，紧临钢板设置有钢筋网片，钢筋网片的内侧设置有可供直线筋穿过的弹簧筋。传力柱采用C50钢筋混凝土结构，能够满足箱梁52000kN张拉力而不失稳；传力柱端部扩宽至2.5m以便安装千斤顶和螺旋支撑。

所述张拉横梁包括上下叠置的钢箱，钢箱的左右两侧板为厚钢板，上下两个钢箱之间通过厚板栓接在一起，上下钢箱连接处的外侧设置有层叠的锚垫板，直线筋或折线筋与锚垫板中部的钢绞线连接，张拉下横梁的上下两钢箱之间设置有钢管。张拉横梁分为上、下横梁，以保证直线筋和折线筋张拉时的不同方向位移；采用钢箱结构，截面设计合理，在52000kN张拉力作用下横梁变形小；两钢箱栓接拼装以便制作、拆卸、运输及安装；张拉横梁装配锚垫板，以满足32m以下不同跨度不同预应力筋根数先张箱梁施加预应力；张拉下横梁锚固的预应力根数较多，在两钢箱结构之间设三排钢管，便于穿束。

所述传力柱的端部上设置的钢板厚度为30mm、钢筋网片为四层。传力柱端部千斤顶作用位置采用30mm厚钢板、弹簧筋和4层钢筋网片加强，保证在52000kN张拉力下端部混凝土的局部承压强度。

所述千斤顶分为设置于传力柱端部的端部台阶的竖部外侧的上千斤顶和设置于端部台阶的横部外侧的下千斤顶；上千斤顶每侧为一个，位于保护支撑分布的中心位置；下千斤顶为五个，呈四个围绕中间一个的对称分布。

所述保护支撑为具有T型螺纹的螺杆式支撑，分为分布于上千斤顶周围的上保护支撑和分布于下千斤顶周围的下保护支撑。每完成一级张拉，锁定千斤顶，并及时旋紧保护支撑螺杆，避免千斤顶失效或因长时间支撑而产生泄压等意外发生。保护支撑螺杆采用42CrMo合金结构钢、T型螺纹。上横梁每个支撑螺杆的设计承载能力为1500kN、下横梁为6000kN。

所述上千斤顶和下千斤顶的液压油路分别采用相互独立的泵站供油，分别构成上千斤顶油路和下千斤顶油路。为保证千斤顶的同步性，每端上、下横梁各采用一套泵站，全梁共采用四套超高压液压系统泵站，每套泵站将两台油泵并联供油，确保供油安全和供油效率。

所述上千斤顶油路包括连接在第一泵站出油口与系统回油通道之间的第一安全溢流阀、进油口与第一泵站出油口连接的第一电磁换向阀，第一电磁换向阀的两个工作油口分别与第一液控单向阀、第二液控单向阀的进油口连接，并交错分别与两个液控单向阀的控制油口连接，第一液控单向阀的出油口与上千斤顶的回油口连接，第二液控单向阀的出油口与上千斤顶的进油口连接。

所述下千斤顶油路包括连接在第二泵站出油口与系统回油通道之间的第二安全溢流阀、进油口与第二泵站出油口连接的第二电磁换向阀，第二电磁换向阀的两个工作油口分别与第三液控单向阀、第四液控单向阀的进油口连接，并交错分别与两个液控单向阀的控制油口连接，第三液控单向阀的出油口与下千斤顶的回油口连接，第四液控单向阀的出油口与下千斤顶的进油口连接。

所述第一液控单向阀的出油口并联连接两台上千斤顶的回油口，第二液控单向阀的出油口并联连接上述两台上千斤顶的进油口；第三液控单向阀的出油口并联连接十台下千斤顶的回油口，第四液控单向阀的出油口并联连接上述十台下千斤顶的进油口。下横梁每端十台、上横梁每端两台自锁式液压千斤油顶，各油顶采用并联回路供油，使用液控单向阀组成的连锁回路，方便实现任意位置上的锁紧，确保张拉安全。

采用超高压电磁阀及液压单向阀，保证在高油压下油不外泄，控制反应灵敏，保证多千斤顶同步作用，张拉和放张平稳、安全。

所述模板系统的模板由梁底模板、侧模板和端模板构成，侧模板和底模板采用固定式，并按设计要求设置梁体预留压缩量、反拱量以及端部位移量。

所述模板系统包括底部埋置于台座基础内的大支撑丝杆、间布于大支撑丝杆之间的支撑丝杆和收支丝杆；上述各丝杆的内侧与其固定安装有模板支架；制梁台座的端部侧面设置有侧模板端节，在模板支架上设置有侧模板端头模板支撑座，并设置有工作平台支架，在工作平台支架上铺设有端头工作平台；制梁台座的中部侧面设置有侧模板通用节，在模板支架上设置有侧模板通用节模板支撑座，也设置有工作平台支架，在工作平台支架上铺设有通用工作平台，在先张梁的外侧还设置有箱梁堵板；台座基础的砼作业区中部基础的上方设置有梁底模板；工作平台支架的外侧设置有侧模板栏杆。

本发明采用上述结构后，具有如下有益效果：

(1)传力柱能满足箱梁直、折线筋张拉；能承受箱梁52000kN张拉力；能提供张拉设备的作用空间；

(2)张拉横梁保证直线筋和折线筋张拉时的不同方向位移；在52000kN张拉力作用下横梁变形小，预应力损失在设计范围内；钢箱式的张拉横梁便于制作、拆卸、运输及安装；能满足32m及以下不同跨度先张箱梁施加预应力，穿钢束方便。

(3)选择的大吨位张拉千斤顶、大吨位千斤顶保护支撑、张拉油路等装置适合52000kN张拉力需要；张拉及放张设备能够保证在52000kN大吨位张拉力作用下张拉及放张的安全并保证张拉及放张的效率。

可见，采用上述结构的本发明，适用于制作32m/900t级预应力混凝土箱梁。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的台座基础的结构示意图；

图3是图2的俯视示意图；

图4是图2中A-A`向和B-B`向的1/2截面拼接示意图；

图5是本发明的传力柱的结构示意图；

图6是本发明的传力柱端部结构的示意图；

图7是本发明的传力柱中部示意图；

图8是本发明的传力柱端部示意图；

图9是本发明的张拉横梁布置示意图；

图10是本发明的张拉横梁结构示意图；

图11是图10的侧视示意图；

图12是本发明的张拉上横梁处的千斤顶和保护支撑布置图；

图13是本发明的张拉下横梁处的千斤顶和保护支撑布置图；

图14是本发明的上千斤顶的液压油路示意图；

图15是本发明的下千斤顶的液压油路示意图；

图16是本发明的模板系统的结构示意图；

图17是本发明的模板系统在制梁台座端部和中部的1/2截面拼接示意图；

图18是本发明的单个导向装置的结构示意图；

图19是图18的侧剖示意图；

图中标号，1是台座基础，101是导向装置预埋螺栓，102是砼作业区中部基础，103是条形基础，104是传力柱支墩，105是砼作业区端部基础，106是张拉作业区端部基础，107是张拉作业区中部基础，2是导向装置，201是导向辊，202是支撑侧板，203是连接螺栓，204是连接环，205是连接销，206是底座机架，207是固定轴，208是滑套，209是轴夹板，210是地脚螺栓，3是模板系统，31是梁底模板顶面，32是侧模板端节，33是侧模板通用节，34是梁底模板，35是支撑丝杆，36是收支丝杆，37是大支撑丝杆，38是元宝铁，39是侧模板栏杆，310是工作平台支架，311是侧模板端头模板支撑座，312是箱梁堵板，313是侧模板通用节模板支撑座，314是通用工作平台，315是端头工作平台，316是模板支架，4是张拉横梁，41是张拉上横梁，42是张拉下横梁，421是锚垫板，422是钢绞线，423是钢箱，424是厚板，425是钢管，5是传力柱，51是传力柱中部，52是传力柱端部，521是弹簧筋，522是钢板，523是钢筋网片，53是端部台阶，6是千斤顶，61是上千斤顶，6101是第一泵站，6102是第一安全溢流阀，6103是第一电磁换向阀，6104是第一液控单向阀，6105是第二液控单向阀，62是下千斤顶，6201是第二泵站，6202是第二安全溢流阀，6203是第二电磁换向阀，6204是第三液控单向阀，6205是第四液控单向阀，7是保护支撑，71是上保护支撑，72是下保护支撑，8是折线筋，9是直线筋，10是先张梁，11是保护反力墙，12是先张梁的底面。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，先张法预应力混凝土箱梁制梁台座装备包括制梁台座及设置在其上的张拉体系，制梁台座由埋置于地面内的台座基础1以及设置在台座基础1上的导向装置2和模板系统3构成；张拉体系由设置在台座基础1上的传力柱5以及设置在传力柱5端部的千斤顶6、分布于千斤顶6周围的保护支撑7和位于千斤顶6、保护支撑7外侧的张拉横梁4构成，传力柱5的端部为下部凸出的台阶状，张拉横梁4分为位于传力柱5台阶状端部的台阶上的张拉上横梁41和位于传力柱5台阶状端部的台阶下的台座基础1上的张拉下横梁42。在张拉横梁4的外侧还设置有保护反力墙11。

如图2、图3、图4所示，台座基础1由对称的两部分构成，每部分分别包括地基梁及设置在地基梁内的导向装置预埋螺栓101、设置在地基梁上的条形基础103和张拉作业区中部基础107，在条形基础103的外侧设置有埋入地基梁内的传力柱支墩104；对称的两部分之间设置有砼作业区中部基础102，紧临砼作业区中部基础102处设置有砼作业区端部基础105，紧临砼作业区端部基础105处设置有张拉作业区端部基础106；传力柱5设置在张拉作业区中部基础107上；上述各作业区基础相互断开。图4是图2中的A-A`和B-B`面分别自其对称中心线取1/2拼接而成的结构示意图。

导向装置2包括埋置于先张梁10的梁体内的一次性使用部分和设置于其外的重复使用部分(如图18所示，附图标记12表示先张梁的底面，其上面的部分为置于梁体内的部分)，一次性使用部分包括由连接螺栓203连接的支撑侧板202，在支撑侧板202之间间隔布置有导向辊201，重复使用部分包括包括由连接销205与支撑侧板202下端连接的连接环204，连接环204的下端通过固定轴207与底座机架206连接，底座机架206的底部通过地脚螺栓210与台座基础1连接，固定轴207的两端由轴夹板209定位，固定轴207外面套有滑套208。利用导向辊201固定钢绞线，使预应力筋在腹板内弯起，通过支撑侧板202、连接环204、连接销205、固定轴207等对钢绞线进行固定。

模板系统3如图16、图17所示，模板系统3的模板由梁底模板、侧模板和端模板构成，侧模板和梁底模板采用固定式，并按设计要求设置梁体预留压缩量、反拱量以及端部位移量。模板系统3还包括底部埋置于台座基础1内的大支撑丝杆37、间布于大支撑丝杆37之间的支撑丝杆35和收支丝杆36；上述各丝杆的内侧与其固定安装有模板支架316；制梁台座的端部侧面设置有侧模板端节32，在模板支架316上设置有侧模板端头模板支撑座311，并设置有工作平台支架310，在工作平台支架310上铺设有端头工作平台315；制梁台座的中部侧面设置有侧模板通用节33，在模板支架316上设置有侧模板通用节模板支撑座313，也设置有工作平台支架310，在工作平台支架310上铺设有通用工作平台314，在先张梁的外侧还设置有箱梁堵板312；台座基础1的砼作业区中部基础102的上方设置有梁底模板34，梁底模板34的模板顶面31与制作的先张梁10的底面接触，梁底模板34之间的导向装置基座上设置有元宝铁38；工作平台支架310的外侧设置有侧模板栏杆39。

张拉横梁4如图9、图10、图11所示，分为位于传力柱5台阶状端部的台阶上的张拉上横梁41和位于传力柱5台阶状端部的台阶下的台座基础1上的张拉下横梁42，分别包括上下叠置的钢箱423，钢箱423的左右两侧板为厚钢板，上下两个钢箱423之间通过厚板424栓接在一起，上下钢箱423连接处的外侧设置有层叠的锚垫板421，直线筋9或折线筋8与锚垫板421中部的钢绞线422连接，张拉下横梁42的上下两钢箱之间设置有钢管425。张拉横梁分为上、下横梁，以保证直线筋9和折线筋8张拉时的不同方向位移；采用钢箱423的结构，截面设计合理，在52000kN张拉力作用下横梁变形小；采用Q345C型厚板424，可焊性好，保证了焊接质量、提高了结构的强度和刚度，两钢箱栓接拼装以便制作、拆卸、运输及安装；横梁装配锚垫板421，以满足32m以下不同跨度不同预应力筋根数先张箱梁施加预应力；张拉下横梁42锚固的预应力根数较多，在两钢箱结构之间设三排钢管425，便于穿束。

传力柱5如图5、图6、图7、图8所示，包括传力柱中部51和传力柱端部52，传力柱端部52的宽度大于传力柱中部51，传力柱端部52设置有向左倾斜于垂直线的“L”状端部台阶53，先张梁10的折线筋8穿出该“L”状端部台阶53的竖部后与张拉上横梁41连接，先张梁10的直线筋9穿出该“L”状端部台阶53的横部后与张拉下横梁42连接；端部台阶53的竖部内侧设置有可供折线筋8穿过的弹簧筋521，端部台阶53的横部内侧设置有钢板522，紧临钢板522设置有钢筋网片523，钢筋网片523的内侧设置有可供直线筋9穿过的弹簧筋521。传力柱端部52设计成为台阶状，以便在台阶上安装张拉上横梁41，满足箱梁折线筋张拉；传力柱5采用C50钢筋混凝土结构，能够满足箱梁52000kN张拉力而不失稳；端部千斤顶作用位置采用30mm厚的钢板522、弹簧筋521和四层钢筋网片523加强，保证在52000kN张拉力下端部混凝土的局部承压强度；传力柱端部52扩宽至2.5m以便安装千斤顶6和保护支撑7。

千斤顶6和保护支撑7的布置如图12、图13所示，千斤顶6分为设置于传力柱端部52的端部台阶53的竖部外侧的上千斤顶61和设置于端部台阶53的横部外侧的下千斤顶62；上千斤顶61每侧为一个，位于保护支撑7分布的中心位置；下千斤顶62为五个，呈四个围绕中间一个的对称分布。保护支撑7为具有T型螺纹的螺杆式支撑，分为分布于上千斤顶61周围的上保护支撑71和分布于下千斤顶62周围的下保护支撑72。在预应力筋单根初调方面，直线筋初调采用YDC380-200型前卡式千斤顶，折线筋初调采用YDC250-200型前卡式千斤顶，以适应初调时不同钢绞线的构造要求；为保证整体张拉及放张作业，采用YD600-180型液压千斤顶，下横梁每侧为五个，共二十个，上横梁每侧一个，共四个；为保证千斤顶6作业安全及张拉质量，上、下横梁与反力墙间每侧千斤顶四周设置四个螺杆式保护支撑7，两端共计三十二个。每完成一级张拉，锁定千斤顶6，并及时旋紧保护支撑7，避免千斤顶6失效或因长时间支撑而产生泄压等意外发生；支撑螺杆采用42CrMo合金结构钢、T型螺纹；上横梁每个保护支撑的设计承载能力为1500kN、下横梁为6000kN。

上千斤顶61和下千斤顶62的液压油路分别采用相互独立的泵站供油，分别构成上千斤顶油路和下千斤顶油路。

上千斤顶61的液压油路如图14所示，包括连接在第一泵站6101出油口与系统回油通道之间的第一安全溢流阀6102、进油口与第一泵站6101出油口连接的第一电磁换向阀6103，第一电磁换向阀6103的两个工作油口分别与第一液控单向阀6104、第二液控单向阀6105的进油口连接，并交错分别与两个液控单向阀的控制油口连接，第一液控单向阀6104的出油口与上千斤顶61的回油口连接，第二液控单向阀(105的出油口与上千斤顶61的进油口连接。

下千斤顶62的液压油路如图15所示，包括连接在第二泵站6201出油口与系统回油通道之间的第二安全溢流阀6202、进油口与第二泵站6201出油口连接的第二电磁换向阀6203，第二电磁换向阀6203的两个工作油口分别与第三液控单向阀6204、第四液控单向阀6205的进油口连接，并交错分别与两个液控单向阀的控制油口连接，第三液控单向阀6204的出油口与下千斤顶62的回油口连接，第四液控单向阀6205的出油口与下千斤顶62的进油口连接。

第一液控单向阀6102的出油口并联连接两台上千斤顶61的回油口，第二液控单向阀6103的出油口并联连接上述两台上千斤顶61的进油口；第三液控单向阀6204的出油口并联连接十台下千斤顶62的回油口，第四液控单向阀6205的出油口并联连接上述十台下千斤顶62的进油口。

为保证上下千斤顶的同步性，每端上、下横梁各采用一套泵站，全梁共采用四套超高压液压系统泵站，每套泵站将两台BZ63-10油泵并联供油，确保供油安全和供油效率；张拉下横梁处每端十台、张拉上横梁每端两台YD600-180型自锁式液压千斤油顶，各油顶采用并联回路供油，使用液控单向阀组成的连锁回路，方便实现任意位置上的锁紧，确保张拉安全；采用超高压电磁阀及液压单向阀，保证在高油压下油不外泄，控制反应灵敏，保证多千斤顶同步作用，张拉和放张平稳、安全。