预应力混凝土曲线箱梁连续拖拉装置及其箱梁的制造方法

摘要

本发明涉及一种预应力混凝土曲线箱梁连续拖拉装置，在箱梁箱体首部和尾部的腹板两侧分别设置有限位装置及纠偏装置，所述限位装置与所述纠偏装置在所述腹板两侧对应排列。本发明还提供了一种箱梁制造方法。本发明能将原本只能用于平面上线形为直线或者圆曲线的梁的拖拉方法用于平面上线形为缓和曲线或者直线、圆和缓和曲线线性组合的梁的拖拉。

说明书

技术领域

本发明涉及路桥基础设施领域，具体涉及一种预应力混凝土曲线 箱梁连续拖拉的装置及其箱梁制造方法。

背景技术

预应力混凝土箱梁拖拉法施工是在沿桥纵轴方向的后方预制梁 体，靠前方的千斤顶提供拉力，拉动拉杆或拉索(另一端锚固在梁体 上)，借助各墩顶滑块、滑道，限位措施等，将梁体逐渐向前拖拉就 位。

目前，预应力混凝土曲线箱梁的拖拉施工多应用于平面上拖拉段 主梁轴线为统一半径的圆曲线的梁体上，对于平面上拖拉段线型复杂 的梁体，如位于缓和曲线或者圆曲线、缓和曲线、直线等多线型轴线 上梁体，因为拖拉过程梁体运行轨迹的复杂不确定性，拖拉法应用很 少。

随着桥梁建设的蓬勃发展，越来越多的预应力混凝土桥梁位于缓 和曲线或者圆曲线、缓和曲线和直线结合段上，如果拖拉施工方法仅 适用线路轴线位于统一半径圆曲线上的梁体，其应用范围必受到大大 的限制。

使用拖拉法进行拖拉时，需要在各个墩顶均设置限位及纠偏装 置，使梁体在拖拉过程中同时受多个限位力作用，横向受力状况不明 确，同时可能由于各个墩顶限位装置刚度的差异而引起不可预知的横 向位移，增加拖拉过程中的风险性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种预应力混凝土曲线箱梁连 续拖拉装置，能将原本只能用于平面的拖拉方法能用于曲面拖拉，同 时，使得梁体在拖拉过程中受力明确，控制更简单，拖拉过程更加安 全。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明的技术方案提供一种预应力混凝土曲线 箱梁连续拖拉装置，其中，在箱梁箱体首部和尾部的腹板两侧分别设 置有限位装置及纠偏装置，所述限位装置与所述纠偏装置在所述腹板 两侧对应排列。

其中，在箱梁箱体的长度方向上间隔设置有支撑墩，在紧靠箱梁 箱体首部和尾部的所述支撑墩的横向受压一侧设置有限位装置，在所 述支撑墩的另一侧设置有纠偏装置。

其中，所述纠偏装置为千斤顶或滑轮，所述限位装置为千斤顶或 滑轮。

本发明还提供了一种用于箱梁制造方法，其中，包括以下步骤：

1)、选取待拖拉实际线路的线路轴线；

2)、选取待拖拉路段的拖拉段起点和拖拉段终点；

3)、通过将步骤2)中的拖拉段起点和拖拉段终点与步骤1)中的 线路轴线拟合，从而获得拟合圆曲线，所述拟合圆曲线的拟合半径为 R；

4)、选定箱梁底板的横截面宽度B；

5)、浇筑箱梁，使箱梁底板的轴线为拟合圆曲线中心线，顶板的 轴线为线路设计轴线。

其中，还包括步骤：

6)、在所述步骤5)中腹板的底端接近底板的位置设置有两个垂 直于水平面的梁体限位面；

7)、计算出所述步骤6)中限位面的半径R-B/2和R+B/2的值。

本发明还提供了一种箱梁，其中，使箱梁底板的轴线为拟合圆曲 线中心线，顶板的轴线为线路设计轴线。

其中，所述箱梁的腹板的底端接近底板的位置设置有垂直于水平 面的两个梁体限位面，所述梁体限位面为圆曲面，其半径分别为R-B/2 和R+B/2。

(三)有益效果

本发明提供了一种预应力混凝土曲线箱梁桥连续拖拉装置，能将 原本只能用于平面的拖拉方法能用于曲面拖拉，同时，拖拉过程中采 用两点限位方式，使得梁体在拖拉过程中受力明确，控制更简单，拖 拉过程更加安全。同时，本发明还提供了一种箱梁的制造方法，通过 对梁体的改造保证了多线性轴线的梁体的拖拉轨迹为圆，满足主梁的 拖拉施工要求，并且其线路轴线仍为设计线型，满足成桥后的运营要 求。

附图说明

图1是本发明预应力混凝土曲线箱梁连续拖拉装置的拖拉段梁体 平面图；

图2是本发明预应力混凝土曲线箱梁连续拖拉装置的拖拉段梁体 截面图；

图3是本发明预应力混凝土曲线箱梁连续拖拉装置拖拉过程中限 位纠偏装置布置图。

图中：

1：箱梁；2：拖拉段起点；3：拖拉段终点；4：线路轴线；5： 拟合圆曲线；6：底板；7：梁体限位面；8：顶板；9：线路轴线与拟 合圆曲线调节段；10：拖拉牵引索；11：限位装置；12：纠偏装置； 13：支撑墩；14：牵引索前方千斤顶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描 述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以 此来限制本发明的保护范围。

箱梁1是桥梁的基础设施部件，其制造时是通过浇筑在支撑墩13 上成型，再通过拖拉的方式拉动到目标地点。如附图3所示，依照本 发明一种实施方式的预应力混凝土曲线箱梁连续拖拉装置，在箱梁1 箱体首部和尾部的腹板两侧分别设置有限位装置11及纠偏装置12，限 位装置11与纠偏装置12关于腹板两侧对应设置。在箱梁1箱体的长度 方向上间隔浇注有支撑墩13，在箱梁箱体首部和尾部的支撑墩13的横 向受压一侧设置有限位装置11，在支撑墩13的另一侧设置有纠偏装置 12。纠偏装置12可以选择为千斤顶或者滑轮，限位装置11也可以选择 为千斤顶或者滑轮，但是纠偏装置12和限位装置11的选择均不限于 此。图1为本发明拖拉段梁体平面图，沿拖拉段起点2与拖拉段终点3 之间拟合圆曲线5，使其最大可能的接近实际拖拉段的线路轴线4。在 箱梁1的拉伸方向前端设置有牵引索前方千斤顶14，通过拖拉牵引索 10，来拉动箱梁1。在靠近梁首端的支撑墩13上的箱梁1端部腹板上(特 别是，腹板底端接近底板的位置设置的垂直于水平面的两个梁体限位 面上)分别设置有限位装置11以及纠偏装置12，限位装置11与纠偏装 置12分别位于箱梁1的梁体两侧，在靠近梁尾端的支撑墩13上也分别 设置有限位装置11以及纠偏装置12，限位装置11与纠偏装置12的设置 位置根据具体受力情况确定。这样在限位装置11及纠偏装置12的作用 下，保证了箱梁1沿拟合圆曲线即拖拉轨迹线运动。

本发明还提供了一种箱梁制造方法，如图2所示，为本发明的箱 梁1梁体截面图。方法包括以下步骤，选取待拖拉线路轴线4；选取待 拖拉桥梁段的拖拉段起点2和拖拉段终点3；拟合圆曲线5，其拟合半 径为R；选定箱梁1底板6宽度B；浇筑箱梁1，使其底板6的轴线为拟 合圆曲线5，使得箱梁的顶板8的轴线为线路设计轴线；计算出R-B/2 和R+B/2的值；在腹板的底端接近底板6的位置设置有垂直于水平面的 梁体限位面7，限位面7的半径分别为R-B/2和R+B/2。梁体限位面7， 便于在拖拉梁体时进行限位。

本发明采用两点限位的方式，即拖拉过程每个状态，仅在最靠近 拖拉梁段的首端和尾端的支承墩13上设置限位装置11及纠偏装置12。 限位装置11采用滑轮式结构，纠偏装置12采用千斤顶进行纠偏，实际 应用中不限于上述选择，所有能够完成上述功能的装置或者设备均可 用作此处的纠偏装置或者限位装置。

具体的在拖拉过程中实施方案如下：

第一步，预制箱梁1完成后，在最靠近箱梁1首端的曲线内外的两 个支承墩13上，根据计算结果，横向上受压的一侧安装滑轮限位装置 11，另一侧安装千斤顶纠偏装置12，限位装置11与箱梁1侧腹板的限 位面贴紧，而纠偏装置12则与箱梁1侧腹板限位面留有一定空隙，以 避免拖拉过程梁被卡紧。在最靠近箱梁1尾端的曲线内外侧支承墩13 上与首端同样设置一套限位装置11和纠偏装置12。

第二步，启动拖拉千斤顶，拖动箱梁1沿拟合圆曲线5缓慢前进。 在拖动过程中，可能由于牵引索力的不均衡性，梁体限位面7与限位 装置11会产生间隙，此时启动另一侧的纠偏装置12，把箱梁1顶向限 位装置11，使箱梁1与限位装置11恢复紧密接触。

第三步，箱梁1逐渐向前移动，有两种情况：

在箱梁1前端接触到下一个支承墩13之前，安装好该支承墩13两 侧的限位装置11及纠偏装置12，当箱梁1前端到达该支承墩13时，该 支承墩13的限位装置11及纠偏装置12对箱梁1起作用后，撤去上一个 支承墩13上的限位装置11及纠偏装置12，使箱梁1前端仅受该支承墩 13一点的限位力作用。

在箱梁1后端快离开尾端支承墩13时，安装好其运动前方的支承 墩13的两侧的限位装置11和纠偏装置12，随着箱梁1向前运动，尾端 支承墩13上的限位装置11和纠偏装置12与箱梁1脱离，失去作用，尾 端前面的支承墩13上的限位装置11和纠偏装置12起作用。

第四步，随着箱梁1的前进，不断重复第三步，将后方撤去的限 位装置11和纠偏装置12倒换到前方，使箱梁1在整个拖拉过程中，仅 受最前方和最后方两个支承墩13上限位装置11和纠偏装置12的作用。

由于两点限位平面上为静定结构，作用点和方向确定，根据简单 的力平衡原理即可计算确定拖拉过程各状态在拖拉力作用下曲线梁 横向作用力的大小。同一限位点上，受压一侧安置限位装置11，使箱 梁的前进紧贴着限位装置11进行，另一侧安置纠偏装置12，以防止拖 拉过程中由于拖拉力的不均衡性而引起箱梁1的横向位移，拖拉过程 中如果箱梁1离开限位装置11，则采用纠偏装置12使箱梁1返回拖拉轨 迹线正常运行。

本发明还提供了箱梁1的制造方法。本方法以箱梁1的拖拉段起点 2和拖拉段终点3作为控制点，用通过这两点的圆曲线拟合线路轴线4， 选取合适的圆曲线半径R，使得线路轴线4在拟合圆曲线5两侧的最大 偏差量接近，实际中线路半径比较大，所以两侧偏差量均很小。这样 就产生了两条中心线，即线路轴线4和拟合圆曲线5。设计箱梁1的横 截面时，箱梁的顶板8的轴线为拟合圆曲线，箱梁1的底板6的轴线为 线路设计曲线，顶板8与底板6的中心线就有一定的偏差，在沿线路纵 向上，偏差即为线路轴线4和拟合圆曲线5的差值，该偏差值在拖拉段 箱梁1的拖拉段起点2和拖拉段终点3等于0，这样就保证了拖拉结束后 拖拉段与前段和后段箱梁1现浇的连续性和准确性。在箱梁1两侧的外 腹板面上与底板6交界处设置垂直段作为限位面7(如为直腹板则外腹 板面直接作为梁体限位面7)。这样，箱梁1内、外侧限位面半径分别 为R-B/2和R+B/2，且分别垂直于箱梁1底面的圆柱面。将底板6的中线 即拟合圆曲线5前延伸，即为拖拉轨迹中心线，这样，通过该方法对 箱梁1的设计改造，即可保证了多线性轴线的箱梁1的拖拉轨迹为圆， 满足箱梁1的拖拉施工要求，并且其线路轴线仍为设计线型，满足成 桥后的运营要求。当拖拉段梁体立面上处于竖曲线上时，顶面线为竖 曲线，底面线为通过首端尾端两点的直线，这样在拖拉段，梁高为变 高度梁。首端和尾端梁高相等，与前后段梁体等高相接。这样保证了 拖拉过程立面上为一直线。

本实施例的优点在于，本发明提供的预应力混凝土曲线箱梁桥连 续拖拉设计施工方法，使得拖拉施工可以适用于缓和曲线线路和多线 型线路，并且使拖拉过程横向受力明确，限位纠偏的控制简单易行， 施工过程也更加安全可靠，同时由于使用较少限位纠偏装置，节省了 工程投资。本发明必会使得拖拉施工方法在桥梁施工中得到更广泛的 应用，同时为在困难或特殊条件下的桥梁施工提供一种可行的方案。 同时本发明还提供了一种箱梁的制造方法，通过该方法对箱梁的设计 改造，即可保证了多线性轴线的箱梁的拖拉轨迹为圆，满足箱梁的拖 拉施工要求，并且其线路轴线仍为设计线型，满足成桥后的运营要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以 做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。