钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装的制作方法

1.本实用新型属于钢桁混凝土组合拱桥安装工程技术领域，具体涉及一种钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装。


背景技术：

2.钢桁混凝土组合拱桥在我国的应用实践尚处于起步阶段，该结构形式桥梁的制造研究也在逐步发展，为满足钢桁混凝土组合拱桥大节段吊装要求，桥位现场需要对吊装节段进行总拼，但由于钢桁混凝土组合拱桥在浇筑完混凝土后会产生不可逆变形，无法保证非连续匹配节段间法兰盘匹配精度，严重影响了吊装节段总拼效率和质量。


技术实现要素：

3.针对上述背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种结构设计合理，结构稳定且简易，实用性较强，可明显降低非连续匹配段法兰盘安装难度，克服场地狭小及其他原因导致的节段间无连续匹配的法兰盘的安装问题，能显著提高吊装节段总拼效率和质量的钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装。
4.本实用新型的技术方案如下：
5.上述的钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装，包括钢骨架和旋转结构；所述钢骨架为矩形框架结构，其上下两侧共四角均匹配安装有一组所述旋转结构；每组所述旋转结构由法兰连接板和一对法兰盘组成；一对所述法兰盘彼此平行且匹配对称固设于所述法兰连接板的两端；所述法兰连接板中部与所述绕钢骨架匹配铰接，以使所述旋转结构整体可绕所述钢骨架进行旋转。
6.所述钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装，其中：所述钢骨架包括竖向杆和横撑杆；所述竖向杆为竖直且对称设置的一对；所述横撑杆也具有一对且分别匹配水平连接于一对所述竖向杆的上端之间和下端之间；一对所述竖向杆与一对所述横撑杆共同围成一个矩形框结构。
7.所述钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装，其中：每个所述竖向杆的上端还向位于所述矩形框结构上侧的所述横撑杆上方伸出且伸出端匹配安装有一组所述旋转结构，每个所述竖向杆的下端还向位于所述矩形框结构下侧的所述横撑杆下方伸出且伸出端匹配安装有另一组所述旋转结构。
8.所述钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装，其中：每组所述旋转结构的法兰连接板是通过其中部开设的旋转孔配以销轴(23)与所述竖向杆匹配铰接。
9.所述钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装，其中：所述矩形框结构其中一组内对角之间还匹配倾斜连接有斜撑杆。
10.所述钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装，其中：所述竖向杆和横撑杆均由h型型钢焊接而成。
11.有益效果：
12.本实用新型钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装结构设计简单、合理，在解决钢桁混凝土组合拱桥在浇筑完混凝土后产生不可逆变形的情况下使用时，能保证钢桁混凝土组合拱桥非连续匹配节段间法兰盘的匹配精度。
13.本实用新型可解决混凝土收缩徐变后，非连续匹配段法兰盘的匹配安装；本实用新型结构形式稳定且简易，实用性较强，可明显降低法兰盘安装难度；本实用新型还可克服场地狭小及其他原因导致的节段间无连续匹配的法兰盘的安装问题，提高了吊装节段总拼效率和质量，保质保量完成总拼生产任务。
附图说明
14.图1为本实用新型钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装的主视图；
15.图2为本实用新型钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装的左视图；
16.图3为本实用新型钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装与上吊装节段装配的结构示意图；
17.图4为本实用新型钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装的图3中a-a方向结构示意图；
18.图5为本实用新型钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装的图3中b区域的放大图；
19.图6为本实用新型钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装与下吊装节段装配的结构示意图；
20.图7为本实用新型钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装的图6中c区域的放大图。
具体实施方式
21.如图1至图7所示，本实用新型钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装，包括钢骨架1和旋转结构2。
22.该钢骨架1为由矩形框架结构，其包括竖向杆11、横撑杆12及斜撑杆13。该竖向杆11为竖直且对称设置的一对即包括左竖向杆和右竖向杆；该横撑杆12具有一对即包括上横撑杆和下横撑杆，该上横撑杆匹配水平连接于该左竖向杆和右竖向杆的上端之间，该下横撑杆匹配水平连接于该左竖向杆和右竖向杆的下端之间；该一对竖向杆11与一对横撑杆12共同围成矩形框结构。该斜撑杆13成倾斜连接于由一对竖向杆11与一对横撑杆12共同围成的矩形框结构的一组内对角之间；具体是，该斜撑杆13的上端固定连接于左竖向杆上端与上横撑杆左端的连接处，该斜撑杆13的下端固定连接于右竖向杆下端与下横撑杆右端的连接处。其中，该一对竖向杆11的上端向位于上方的横撑杆12的上方竖直伸出，该一对竖向杆11的下端向位于下方的横撑杆12的下方竖直伸出。为保证该本实用新型钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装结构形式稳定且具备足够的刚度，竖向杆11及横撑杆12均由h型型钢焊接而成，并在斜向组焊槽钢结构的斜撑杆13。
23.该旋转结构2具有四组且分别匹配安装于该钢骨架1的四角即一对竖向杆11的两端；每组旋转结构2由法兰连接板21和工装法兰盘22组成；该绕钢骨架1的每根竖向杆11的两端均匹配铰接安装有一对法兰连接板21；每个法兰连接板21通过其中部开设的旋转孔配
以销轴23与该绕钢骨架1的竖向杆11匹配铰接，每个法兰连接板21的两端匹配对称固设有一对彼此平行的工装法兰盘22，故四组旋转结构2共具有8个工装法兰盘22；该旋转结构2整体可通过销轴23绕钢骨架1的竖向杆11进行旋转。
24.为保证钢桁法兰盘与本实用新型的工装高度贴合，除通过旋转结构2可旋转外，还可通过大孔径(φ50mm)平行双法兰盘即一对彼此平行的工装法兰盘22，解决钢梁浇筑混凝土后出现的同一断面内四对工装法兰盘22相对位置关系变化问题。即上吊装节段01两个上弦杆位置、两个下弦杆位置处的法兰盘在混凝土浇筑前已安装完成(为保证上吊装节段01的法兰盘倾斜角度，因此上吊装01两个上弦杆位置、两个下弦杆位置处的法兰盘在混凝土浇筑前安装完成)，但混凝土浇筑及养护完成后，因混凝土收缩徐变影响，上吊装节段01四处预装法兰盘位置也将发生变化；在徐变发生后，将本实用新型的工装法兰盘22与上吊装节段01四处(上弦杆两处、下弦杆两处)法兰盘进行匹配，匹配过程为通过匹配工装四角的旋转结构2将本实用新型一侧的工装法兰盘22与上吊装节段01端头四处法兰盘进行紧密贴合，因徐变影响，本实用新型一侧的工装法兰盘22与上吊装节段01端头处四处法兰盘位置关系将均发生错位，并以该错位关系为依据，进行本实用新型另一侧的工装法兰盘22与下吊装节段02的法兰盘的临时固定(本实用新型另一侧的工装法兰盘22与下吊装节段02的法兰盘的相对位置关系与本实用新型一侧的工装法兰盘22与上吊装节段01的法兰盘位置关系保持同步)；最后使用全站仪先测量上吊装节段01的上、下弦杆法兰盘中心纵向间距(通过测量出的三维坐标计算)，以该纵向间距为依据，确定组装下吊装节段02的法兰盘时匹配工装的倾斜角度。
25.本实用新型钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装的工作原理为：
26.1)钢桁吊装节段在混凝土收缩徐变完成后，将本实用新型的工装与钢桁混凝土上吊装节段01的法兰盘进行匹配，如图3所示；
27.2)因混凝土收缩徐变影响，上吊装节段01的法兰盘与本实用新型一侧的工装法兰盘22在贴合的状态下将出现错位，上吊装节段01的法兰盘与本实用新型一侧的工装法兰盘22的相对位置关系为依据组装本实用新型另一侧的工装法兰盘22与下吊装节段02的法兰盘，如图3和图4所示；
28.3)通过全站仪测量上吊装节段01的上、下弦杆法兰盘中心点的三维坐标(测量该三维坐标的目的是量取上吊装节段01在混凝土浇筑完后，收缩徐变导致上、下弦杆法兰盘中心点的实际相对位置)，并以该实际相对位置为依据，确定匹配工装与下吊装节段02匹配时工装的倾斜角度，如图5所示。
29.本实用新型的制作工艺要求为：
30.①
为保证本实用新型的工装的适用性，首先在cad中进行工装与匹配节段的模拟，以确定工装的外形尺寸；
31.②
本实用新型的工装要求具有较高的强度、刚度及稳定性，所以组成本实用新型的工装的构件以中厚板h型焊接型钢为主；
32.③
在制作本实用新型的工装时焊接h型钢要注意其焊接变形，平面度及扭曲须控制在每米1mm之内；且旋转中心外贴补强板须进行铣面，以保证旋转结构2与竖向杆11的精密配合；
33.④
本实用新型的工装的竖向杆11及法兰连接板21中部的旋转孔需经机加工处理，
保证销轴23与旋转孔之间的间隙配合；
34.⑤
本实用新型的工装的旋转结构2在制作过程中须保证一对工装法兰盘22平行，且8个工装法兰盘22外形尺寸制作误差须小于1mm；
35.⑥
本实用新型的工装在存放、运输及使用过程中要注意轻拿轻放，避免因为外力造成本实用新型的工装的永久变形；
36.⑦
本实用新型的工装使用过程中需借助全站仪进行三维坐标的测量，因此全站仪的测量误差需小于0.5mm。
37.本实用新型结构设计合理，结构稳定且简易，实用性较强，可明显降低非连续匹配段法兰盘安装难度，可克服场地狭小及其他原因导致的节段间无连续匹配的法兰盘的安装，可提高工作效率。

技术特征：
1.一种钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装，其特征在于：所述工装包括钢骨架(1)和旋转结构(2)；所述钢骨架(1)为矩形框架结构，其上下两侧共四角均匹配安装有一组所述旋转结构(2)；每组所述旋转结构(2)由法兰连接板(21)和一对工装法兰盘(22)组成；一对所述工装法兰盘(22)彼此平行且匹配对称固设于所述法兰连接板(21)的两端；所述法兰连接板(21)中部与所述钢骨架(1)匹配铰接，以使所述旋转结构(2)整体可绕所述钢骨架(1)进行旋转。2.如权利要求1所述的钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装，其特征在于：所述钢骨架(1)包括竖向杆(11)和横撑杆(12)；所述竖向杆(11)为竖直且对称设置的一对；所述横撑杆(12)也具有一对且分别匹配水平连接于一对所述竖向杆(11)的上端之间和下端之间；一对所述竖向杆(11)与一对所述横撑杆(12)共同围成一个矩形框结构。3.如权利要求2所述的钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装，其特征在于：每个所述竖向杆(11)的上端还向位于所述矩形框结构上侧的所述横撑杆(12)上方伸出且伸出端匹配安装有一组所述旋转结构(2)，每个所述竖向杆(11)的下端还向位于所述矩形框结构下侧的所述横撑杆(12)下方伸出且伸出端匹配安装有另一组所述旋转结构(2)。4.如权利要求3所述的钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装，其特征在于：每组所述旋转结构(2)的法兰连接板(21)是通过其中部开设的旋转孔配以销轴(23)与所述竖向杆(11)匹配铰接。5.如权利要求2所述的钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装，其特征在于：所述矩形框结构其中一组内对角之间还匹配倾斜连接有斜撑杆(13)。6.如权利要求2所述的钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装，其特征在于：所述竖向杆(11)和横撑杆(12)均由h型型钢焊接而成。

技术总结
本实用新型涉及一种钢桁混凝土组合拱桥节段间法兰盘匹配安装的工装，其包括钢骨架和旋转结构；所述钢骨架为矩形框架结构，其上下两侧共四角均匹配安装有一组所述旋转结构；每组所述旋转结构由法兰连接板和一对法兰盘组成；一对所述法兰盘彼此平行且匹配对称固设于所述法兰连接板的两端；所述法兰连接板中部与所述绕钢骨架匹配铰接，以使所述旋转结构整体可绕所述钢骨架进行旋转。本实用新型结构设计合理，结构稳定且简易，实用性较强，可明显降低非连续匹配段法兰盘安装难度，克服场地狭小及其他原因导致的节段间无连续匹配的法兰盘的安装问题，能显著提高吊装节段总拼效率。能显著提高吊装节段总拼效率。能显著提高吊装节段总拼效率。


技术研发人员：李涛 王伟祖 张剑峰 王卫红 化苏文 郭继涛 曹庆国 赵陇康
受保护的技术使用者：中铁宝桥集团有限公司
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/9/20