一種變坡頂進預制框架橋涵體外索預應力加固裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種預制框架加固裝置，特別是涉及一種變坡頂進預制框架橋涵體外索預應力加固裝置。
【背景技術】
[0002]對于高排涵工程下穿鐵路，施工方案采用在鐵路路基外側工作坑內預制，然后架空鐵路按設計頂進就位。
[0003]預制框架主體在線外預制完成后，發(fā)現(xiàn)上游已建排水涵實際標高與設計不符一上游流水面標高低于涉鐵新建涵洞的設計流水面標高，導致預制框架涵按設計建成后無法排水。為解決涵洞排水問題，需要對涉鐵段涵洞設計標高進行降低處理，經(jīng)計算，標高下降達65cm。由于預制框架已按原設計標高預制完成，預制框架預制段頂進滑道已按原設計標高形成，經(jīng)過多次優(yōu)化方案比選后采取頂進滑道邊坡處理的施工方案。即在預制框架頂進過程中，對頂進滑道進行降坡處理。
[0004]頂進過程模擬分析如下:
[0005]一般情況下，預制框架頂進滑道與預制框架設計就位處底面處于同一坡度平面上，即設計預制框架標高已確定，施工單位再根據(jù)設計預制框架標高確定頂進工作坑及滑道標高。而在工作坑、滑道標高確定且預制框架預制完成后再大幅度降低設計就位標高的情況基本沒有出現(xiàn)過，需要對頂進滑道進行調整，造成頂進滑道不是在一個坡度上，而是一個變坡滑道，而在變坡滑道上進行預制框架橋涵頂進最大的問題就是預制框架懸空導致的應力可能會對預制框架造成破壞，具體如下:
[0006]1、初始狀態(tài):預制框架已按原設計標高及坡度預制完畢，預制完畢后發(fā)現(xiàn)上游標高比原設計標高低，需要對降低設計標高，降低高度0.65m。預制框架預制工作坑滑道與變更后設計預制框架滑道間采用斜坡順接，頂進滑道是變坡滑道。
[0007]2、頂進開始:①預制框架前端呈懸空狀態(tài)，隨著預制框架前移，預制框架與滑道接觸面越來越小，滑道承受著來自于預制框架自重的單位面積荷載越來越大，荷載越來越集中，容易對滑道結構會造成破壞，需要對頂進滑道進行加固；②預制框架前段處于懸空狀態(tài)，在懸空段重力作用下，相當于預制框架上施加了一個可變扭矩，以預制框架“上變坡點”為支點順時針方向扭動趨勢，以致預制框架頂部及底部頂面均出現(xiàn)拉應力，可能導致已預制框架的破壞。
[0008]3、頂進到兩端重量相等時，即平衡臨界狀態(tài)時，預制框架發(fā)生翻轉進入斜坡道:①此時預制框架承受來自兩端且大小相等、方向相反的扭矩作用，此時預制框架拉應力最大，按最不利荷載控制;②預制框架于邊坡點處翻轉后，后端預制框架抬起，頂進油頂與預制框架成一夾角，需要對頂進設備進行重新調整和布置;③當預制框架翻轉后，預制框架在斜坡滑道上不僅對滑道一個垂直的壓力，還對滑道產(chǎn)生一個沿斜坡方向的推力，可能對斜坡滑道產(chǎn)生破壞，需要對斜坡滑道進行加固；④預制框架以上變坡點為支點進行翻轉，預制框架整個重量壓在上變坡點處，極易引起上變坡點處滑道的破壞，需要對上變坡點進行技術加固處理。
[0009]4、預制框架全部位于斜坡道:①預制框架不受彎矩的作用，整個斜坡滑道除了承受垂直的壓力，還需承受預制框架對滑道產(chǎn)生一個沿斜坡方向的推力，從而對斜坡滑道產(chǎn)生破壞，需要對斜坡滑道進行加固；②傳力桿件需要經(jīng)由變坡點作用在預制框架上，為保證頂進作用力滿足要求，需對傳力桿件做相應的技術處理。
[0010]5、預制框架接近下變坡點:需要阻止預制框架下滑趨勢，除了依靠下滑道阻力，還需要采取抬頭措施，使之沿下滑道前進。
[0011]6、預制框架經(jīng)過下變坡點:①預制框架一端作用在下滑道上，一端作用在斜坡道上，分別在下滑道、斜坡道上形成集中荷載力，極易對滑道進行破壞，也容易對預制框架提造成損壞;②下變坡點處懸空，在重力作用下，預制框架底板底部及頂板底面易形成拉應力而對預制框架造成破壞。
[0012]7、預制框架進入下滑道:預制框架及滑道受力正常，傳力桿件比較長，且需要經(jīng)過上、下兩個變坡點，要確保頂進過程中傳力桿件的穩(wěn)定和正常工作。
[0013]傳統(tǒng)頂進結構體系，一般由后背1、油頂2、傳力桿件3等組成，對于單一坡度滑道上的頂進，施工，采用如圖9結構體系。當頂進滑道為變坡滑道時，如圖1和圖2示，當預制框架4經(jīng)過上變坡點時，預制框架4發(fā)生旋轉，后端翹起，傳力桿件3方向不平行于預制框架橋涵軸線，以致傳力桿件不能將油頂頂力很好傳遞到預制框架橋涵端部，甚至可能還導致傳力桿件失去穩(wěn)定性，無法繼續(xù)進行預制框架頂進施工。
[0014]在變坡頂進過程中，經(jīng)過變坡滑道變坡點時，由于預制框架兩端或中部懸空，在預制框架自重荷載作用下，在預制框架壁上產(chǎn)生的拉應力極易導致預制框架結構的破壞，需要克服拉應力對預制框架的影響。
【實用新型內容】
[0015]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種在變坡頂進過程中經(jīng)過變坡滑道變坡點時，消除在預制框架壁上產(chǎn)生的拉應力對預制框架結構的破壞的變坡頂進預制框架橋涵體外索預應力加固裝置。
[0016]為了解決上述技術問題，本實用新型提供的變坡頂進預制框架橋涵體外索預應力加固裝置，包括體外索預應力張拉結構，所述的體外索預應力張拉結構由三角支撐架、預應力錨梁及預應力鋼束三部分組成，在預制框架的每端的每個邊墻靠近底板、頂板的上、下位置，距頂板、底板內表面一個所述的預應力錨梁的位置均安裝有一個所述的三角支撐架;預制框架的每端沿底板、頂板的上、下位置的所述的三角支撐架上內側面各設一道預應力錨梁;預制框架兩端的上位置的所述的預應力錨梁之間連接有所述的預應力鋼束，預制框架兩端的下位置的所述的預應力錨梁之間連接有所述的預應力鋼束，所述的預應力鋼束根據(jù)頂進過程中最大彎矩荷載最不利應力檢算。
[0017]所述的預應力鋼束采用15(i>sl5.2。
[0018]采用上述技術方案的變坡頂進預制框架橋涵體外索預應力加固裝置，其技術特點是:
[0019]1、本實用新型應用橋梁張拉技術原理，通過在預制框架橋(涵)預制體外安裝預應力鋼束，當預制框架在頂進移動過程中出現(xiàn)懸空狀態(tài)時，通過預應力鋼束給預制框架預先施加一個預應力，可以克服因預制框架懸空出現(xiàn)拉應力現(xiàn)象，防止預制框架被拉壞，適應于在變坡滑道上預制框架橋涵頂進施工；
[0020]2、本實用新型關鍵點就在于預應力錨梁拼裝，預應力錨梁由鋼板組焊而成，對焊接質量要求高，而且嚴格控制三角支撐架平臺水平及高度，既要保證預制框架一端預應力錨梁安裝位置、水平，還要保證預制框架兩端預應力錨梁的軸線平行于預制框架軸線及預制框架側面、頂面、底面，確保應力張放的均勻；
[0021]3、本實用新型的成功應用，克服了傳統(tǒng)滑道預制框架頂進受地形、地物、地貌控制的局限性，通過設置斜坡滑道減少設計埋置深度大的預制框架預制工作坑的開挖深度，一方面可減少開挖和拆迀工作量，減少對周邊建筑物、道路燈的影響。
[0022]4、本實用新型的成功應用，為預制框架橋涵異地預制、吊裝施工技術找到了發(fā)展的方向。
[0023]綜上所述，本實用新型是一種在變坡頂進過程中經(jīng)過變坡滑道變坡點時，消除在預制框架壁上產(chǎn)生的拉應力對預制框架結構的破壞的變坡頂進預制框架橋涵體外索預應力加固方法。
【附圖說明】
[0024]圖1是傳統(tǒng)頂進結構體系示意圖。
[0025]圖2是傳統(tǒng)頂進結構體系使用示意圖。
[0026]圖3是本實用新型的結構示意圖。
[0027]圖4是本實用新型的結構截面示意圖。
[0028]圖5是本實用新型的預應力錨梁的結構示意圖。
[0029]圖6是沿圖5中B-B線剖示圖。
[0030]圖7是沿圖5中C-C線剖示圖。
[0031 ]圖8是本實用新型的三角支撐架的結構示意圖。
[0032]圖9是變坡道上油頂反置預制框架頂進施工方法示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0034]參見圖9，采用變坡道上油頂反置預制框架頂進施工方法，在變坡點設置薄弱過渡段，即將該混凝土滑道進行破除，形成土質基礎的薄弱地段;將油頂反置于預制框架一端，油頂后座背靠預制框架而置，油頂?shù)幕钊c傳力桿件連接置力于后背上，通過油頂施加向后背施加頂力，由油頂后座推動預制框架向前移動的頂進;預制框架頂進—拆除傳力桿件—跟進澆筑臺階式混凝土后座—安裝傳力桿件—預制框架頂進—拆除傳力桿件—跟進澆筑臺階式混凝土后座—安裝傳力桿件—繼續(xù)頂進，如此循環(huán)，直至預制框架按設計頂進到位。
[0035]參見圖3和圖4，變坡頂進預制框架橋涵體外索預應力加固裝置，在頂進前先在預制框架上安裝體外索預應力張拉結構施加預應力以克服頂進過程中出現(xiàn)的拉應力，確保預制框架不因前、后端或中部懸空而導致結構破壞。
[0036]體外索預應力張拉結構由三角支撐架、預應力錨梁及預應力鋼束三部分組成，在預制框架的每端的每個邊墻靠近底板、頂板的上、下位置，距頂板、底板內表面一個預應力錨梁的位置均安裝有一個三角支撐架;預制框架的每端沿底板、頂板的上、下位置的三角支撐架上內側面各設一道預應力錨梁;預制框架兩端的上位置的預應力錨梁之間連接有預應力鋼束，預制框架兩端的下位置的預應力錨梁之間連接有預應力鋼束，預應力鋼束根據(jù)頂進過程中最大彎矩荷載最不利應力檢算。
[0037]三角支撐架:是承受錨梁重量的結構，由雙拼槽鋼組成，安裝于在預制框架邊墻靠近底板、頂板的上、下位置，距頂板、底板內表面一個預應力錨梁的位置，每端所有邊墻上、下各安裝一個三角支撐架:單孔預制框架每端安裝4個、雙孔預制框架每端安裝6個、三孔預制框架每端安裝8個，以此類推。支撐架具體結構及幾何尺寸圖8。
[0038]預應力錨梁由鋼板拼裝而成，長8.1m，高0.6m，寬0.Sm，每端沿上、下頂板、