贝雷梁悬挂结构及应用其的施工方法
技术领域
本发明涉及渡槽施工领域，特别适用于一种贝雷梁悬挂结构及施工方法，主要适用于地质土条件复杂，不宜开展钢管满堂支模的渡槽施工。
背景技术
渡槽是输水工程跨越山谷、洼地、河沟的常用建筑物，一般墩身高度为20～33m，槽身单跨长度为20～30m，槽身顶部距地面高度较大，施工难度大。当渡槽从水田和河沟中穿过时，不宜设置钢架管满堂脚手架、移动模架等支模方式。
传统的渡槽施工过程中，需进行贝雷梁支撑基础的开挖和处理、钢管支脚的预埋、钢管吊运安装、工字钢梁安装及支架预压等工序，不仅地基条件要求高，而且施工复杂，施工成本高。
鉴于此，为了提高渡槽底部贝雷梁的施工效率，减少工序，同时满足大部分地质条件下可操作性，亟待发明一种简单有效的贝雷梁悬挂结构及应用其的施工方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种贝雷梁悬挂结构及应用其的施工方法，可提高渡槽底部贝雷梁的施工效率，尽量将贝雷架直接悬挂支撑在墩顶，不再进行两墩之间的地面硬化处理等工序，具有较好的技术经济效益。
本技术方案提供一种应用贝雷梁悬挂结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤1：施工准备：施工前按设计要求做好测量放线，确定墩柱、墩帽的位置及尺寸，设计好贝雷梁的数量及跨度，设计出悬挂式端头支架的尺寸以及砂箱的数量和尺寸，并做好通水、通电、通路前期工作；
步骤2：墩柱、墩帽施工：按设计的位置及尺寸绑扎墩柱、墩帽的钢筋笼，在墩帽钢筋绑扎过程中，按设计的位置焊接定型化预埋件，并将一端带螺纹的拉杆与定型化预埋件焊接在一起，其中定型化预埋件预埋于墩帽的侧边，同时在墩帽的钢筋笼顶层钢筋上焊接预埋件，其中预埋件预埋于墩帽的顶侧，支模浇筑混凝土，拉杆带螺纹的一端伸出墩帽混凝土外侧，预埋件上部的钢环位于墩帽混凝土顶部；
步骤3：砂箱、悬挂式端头支架制作；
步骤4：砂箱、千斤顶安装：在墩帽混凝土强度达到设计的要求后，清理顶部杂物后，标记出砂箱、千斤顶的位置，在墩帽顶铺设砂箱底钢板，砂箱按标记的位置放置于砂箱底钢板上，并安装多个千斤顶，砂箱、千斤顶顶部放置砂箱顶钢板，通过钢绳将砂箱顶钢板下部的钢环与预埋件上的钢环进行拉紧；
步骤5：悬挂式端头支架吊装：将悬挂式端头支架吊起移至砂箱上部，并将悬挂式端头支架上弦杆的悬挑端头挂在砂箱顶钢板上，在悬挂式端头支架竖腹杆上焊接带螺栓孔的拉杆垫板；
步骤6：悬挂式端头支架加强连接：使悬挂式端头支架上弦杆的螺栓孔与砂箱顶钢板螺栓孔对齐，并将拉杆穿过拉杆垫板的螺栓孔，高强螺栓插入悬挂式端头支架上弦杆的螺栓孔中，在拉杆端部螺纹头上拧上螺栓；
步骤7：吊装贝雷梁：在悬挂式端头支架安装完成后，将贝雷梁吊起并将贝雷梁的两端搁置于悬挂式端头支架上，通过贝雷梁限位固定端固定贝雷梁上弦杆、贝雷梁下弦杆；
步骤8：浇筑渡槽混凝土：在贝雷梁安装完成后，在贝雷梁上面铺设渡槽支模体系。
根据本发明的另一方面，提供一种贝雷梁悬挂结构，包括砂箱支撑结构以及悬挂式端头支架，其中砂箱支撑结构包括置于墩帽顶部的砂箱底钢板，间隔放置于砂箱底钢板上的砂箱和千斤顶，设置在砂箱与千斤顶顶部的砂箱顶钢板；其中悬挂式端头支架包括由悬挂式端头支架上弦杆、悬挂式端头支架竖腹杆以及悬挂式端头支架下弦杆包围形成一内空的框体结构，其中悬挂式端头支架上弦杆和悬挂式端头支架下弦杆相对框体结构向相反方向延伸；悬挂式端头支架上弦杆连接于砂箱顶钢板，悬挂式端头支架竖腹杆连接于墩帽，贝雷梁置于框体结构内。
相较现有技术，本技术方案具有以下特点和有益效果：
(1)本发明中的贝雷梁采用悬挂式端头支架进行悬挂，不需进行钢管支撑基础的开挖和处理、钢管支脚的预埋、钢管吊运安装、工字钢梁安装及支架预压等工序，只需将贝雷梁直接安放在墩帽上面便可进行模板及后续工作的施工。
(2)本发明中的贝雷梁悬挂结构施工快捷，适用范围广，受水田和河沟等地质条件影响小，大大降低施工成本的同时加快施工进度。
附图说明
图1是本发明的一实施例的贝雷梁悬挂结构的正面整体示意图。
图2是本发明的一实施例的贝雷梁悬挂结构的侧面整体示意图。
图3是本发明的一实施例的悬挂式端头支架的侧面示意图。
图4是本发明的一实施例的悬挂式端头支架的正面示意图。
图5是本发明的一实施例的砂箱支撑结构详图。
图6是本发明的一实施例的贝雷梁悬挂结构的构造详图。
图7是图6贝雷梁悬挂结构剖面图。
其中：1-槽身；2-槽端肋；3-混凝土支座垫石；4-墩帽；5-墩柱；6-贝雷梁；7-悬挂式端头支架；8-砂箱；9-悬挂式端头支架上弦杆；10-悬挂式端头支架斜腹杆；11-悬挂式端头支架竖腹杆；12-悬挂式端头支架下弦杆；13-贝雷梁限位固定端；14-密实混凝土；15-活塞；16-砂粒；17-砂箱底钢板；18-排砂口；19-砂箱顶钢板；20-千斤顶垫板；21-千斤顶；22-预埋件；23-钢绳；24-钢环；25-高强螺栓；26-定型化预埋件；27-拉杆；28-拉杆垫板；29-贝雷梁上弦杆；30-贝雷梁斜腹杆；31-贝雷梁竖腹杆；32-贝雷梁下弦杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
贝雷梁吊装及安装技术要求，砂箱、悬挂式端头支架材料及制作相关技术要求、各种螺栓接头安装技术要求，钢筋、钢管焊接技术要求，混凝土搅拌施工质量标准等，本发明不再累述，重点阐述本发明涉及结构的实施方式。
本方案提供一种贝雷梁悬挂结构，置于墩帽4上用于悬挂贝雷梁6，包括砂箱支撑结构以及悬挂式端头支架7，其中砂箱支撑结构包括置于墩帽4顶部的砂箱底钢板17，间隔放置于砂箱底钢板17上的砂箱8和千斤顶21，设置在砂箱8与千斤顶21顶部的砂箱顶钢板19；其中悬挂式端头支架7包括由悬挂式端头支架上弦杆9、悬挂式端头支架竖腹杆11以及悬挂式端头支架下弦杆12包围形成一内空的框体结构，其中悬挂式端头支架上弦杆9和悬挂式端头支架下弦杆12相对框体结构向相反方向延伸；悬挂式端头支架上弦杆9连接于砂箱顶钢板19，悬挂式端头支架竖腹杆11连接于墩帽4，贝雷梁6置于框体结构内。
如图3-4所示，悬挂式端头支架的示意图被展示，所述悬挂式端头支架7主要由悬挂式端头支架上弦杆9、悬挂式端头支架斜腹杆10、悬挂式端头支架竖腹杆11、悬挂式端头支架下弦杆12、贝雷梁限位固定端13等部分构成，悬挂式端头支架上弦杆9采用双倍加强并严密焊接成一体。
两悬挂式端头支架竖腹杆11垂直连接于悬挂式端头支架下弦杆12上，悬挂式端头支架上弦杆9垂直连接于悬挂式端头支架竖腹杆11的另一端，悬挂式端头支架上弦杆9、悬挂式端头支架竖腹杆11以及悬挂式端头支架下弦杆12包围形成一内空的框体结构，悬挂式端头支架斜腹杆10倾斜置于框体结构内。
悬挂式端头支架上弦杆9、悬挂式端头支架斜腹杆10、悬挂式端头支架竖腹杆11、悬挂式端头支架下弦杆12之间均采用焊接形式连接。
在本方案中，至少两悬挂式端头支架斜腹杆10相接倾斜置于框体结构内，其中一根悬挂式端头支架斜腹杆10一端连接悬挂式端头支架竖腹杆11和悬挂式端头支架下弦杆12的交接处，另一端连接另一侧的悬挂式端头支架竖腹杆11上；另一根悬挂式端头支架斜腹杆10一端连接悬挂式端头支架竖腹杆11和悬挂式端头支架上弦杆9的交接处，另一端和另一根悬挂式端头支架斜腹杆10相交。
如图4所示，框体结构对应悬挂式端头支架上弦杆9的内侧壁间隔设置贝雷梁限位固定端13，框体结构对应悬挂式端头支架下弦杆12的内侧壁设置贝雷梁限位固定端13。贝雷梁限位固定端13为一方形钢块，焊接在悬挂式端头支架上弦杆9、悬挂式端头支架下弦杆12上。
在一些实施例中，其中贝雷梁限位固定端13对称设置，即，置于悬挂式端头支架上弦杆9上的贝雷梁限位固定端13和置于悬挂式端头支架下弦杆12上的贝雷梁限位固定端13对称设置，且两侧的贝雷梁限位固定端13之间留有空隙。
悬挂式端头支架上弦杆9和悬挂式端头支架下弦杆12均相对框体结构向外延伸，其中悬挂式端头支架上弦杆9和悬挂式端头支架下弦杆12的延伸方向相反。在本方案中，悬挂式端头支架上弦杆9采用两个杆严密焊接成一体，以起到双倍加强的作用。
如图5-6所示，砂箱支撑结构的构造详图被展示，包括墩帽4、砂箱8、密实砂箱底钢板17、砂箱顶钢板19、千斤顶垫板20、千斤顶21、预埋件22、钢绳23、钢环24等，所述墩帽4顶部放置砂箱底钢板17，砂箱8和千斤顶21放置于砂箱底钢板17上，千斤顶21下部设置千斤顶垫板20，其中砂箱8、千斤顶21沿着墩帽4的长度方向间隔设置多个，砂箱8的高度和千斤顶21的高度控制一致，在砂箱8与千斤顶21顶部设置砂箱顶钢板19。
所述预埋件22提前预埋于墩帽4内，且置于砂箱底钢板17的边侧，在预埋件22上部和砂箱顶钢板19下部分别设置钢环24，上下两个钢环24之间采用钢绳23进行对拉，将砂箱顶钢板19与预埋件22连接在一起，防止砂箱顶钢板19滑落。
如图5所示砂箱支撑结构内部结构的详图被展示，包括砂箱8、密实混凝土14、活塞15、砂粒16、砂箱底钢板17、排砂口18、砂箱顶钢板19、千斤顶垫板20、千斤顶21等，所述砂箱8主要由活塞15、砂筒、排砂口18等组成，在活塞15内提前灌充密实混凝土14，并在砂筒内填充相同大小的砂粒16。
具体的，砂箱8的结构如下所示：砂箱8包括置于砂箱底钢板17上的砂筒以及一端置于砂筒内的活塞15，其中砂筒内填充砂粒16，活塞15内灌充密实混凝土14，活塞15一端置于砂粒16上方被砂粒16支撑，活塞15的上表面为一平板，砂箱顶钢板19置于该平板上。其中砂筒的横截直径大于活塞15的横截直径。
所述悬挂式端头支架7悬挂于砂箱顶钢板19上，悬挂式端头支架上弦杆9与砂箱顶钢板19采用多个高强螺栓25进行加强连接。所述定型化预埋件26在墩帽4浇筑过程中提前预埋，拉杆垫板28与悬挂式端头支架竖腹杆11进行焊接，拉杆27一端与定型化预埋件26进行焊接，另一端设置螺纹并穿过拉杆垫板28，通过螺栓对拉杆垫板28进行松紧。此时，悬挂式端头支架7置于砂箱顶钢板19的边侧。所述贝雷梁6搁置于悬挂式端头支架7后，贝雷梁6的贝雷梁上弦杆29和贝雷梁下弦杆32均通过贝雷梁限位固定端13进行限位固定。
本方案还提供一种应用贝雷梁悬挂结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)施工准备：施工前按设计要求做好测量放线，确定墩柱5、墩帽4的具体位置及尺寸，并依据槽身1施工时满载重量设计好贝雷梁6的数量及跨度，根据贝雷梁6的数量及尺寸设计出悬挂式端头支架7的尺寸以及砂箱8的数量和尺寸，并做好通水、通电、通路等前期工作。
(2)墩柱、墩帽施工：按设计的位置及尺寸绑扎墩柱5、墩帽4的钢筋笼，在墩帽4钢筋绑扎过程中，按设计的位置焊接定型化预埋件26，并将一端带螺纹的拉杆27与定型化预埋件26焊接在一起，其中定型化预埋件26预埋于墩帽4的侧边，同时在墩帽4的钢筋笼顶层钢筋上焊接预埋件22，其中预埋件22预埋于墩帽4的顶侧，支模浇筑混凝土，拉杆27带螺纹的一端伸出墩帽4混凝土外侧，预埋件22上部的钢环24位于墩帽4混凝土顶部。
(3)砂箱、悬挂式端头支架制作：砂箱8的制作应大小一致，砂宜采用中细砂，并筛除2mm以上的颗粒，以保证能顺利从排砂口18放砂，排砂口18置于砂筒的边侧，每箱的装砂量需经过压实试验和仔细计算得出，确保承重后梁底在同一水平面上。悬挂式端头支架7采用型钢在工厂制作，悬挂式端头支架上弦杆9悬挑长度300mm，悬挂式端头支架上弦杆9双倍加强并严密焊接成一体，保证其受力时不发生弯曲剪切破坏和变形。
(4)砂箱、千斤顶安装：在墩帽4混凝土强度达到设计的要求后，清理顶部杂物后，用红色笔标记出砂箱8、千斤顶21的位置，在墩帽4顶铺设砂箱底钢板17，砂箱8按标记的位置放置于砂箱底钢板17上，并安装多个千斤顶21，砂箱8、千斤顶21顶部放置砂箱顶钢板19，通过钢绳23将砂箱顶钢板19下部的钢环24与预埋件22上的钢环24进行拉紧。
(5)悬挂式端头支架吊装：用塔吊将悬挂式端头支架7吊起移至砂箱8上部，并将悬挂式端头支架上弦杆9的悬挑端头挂在砂箱顶钢板19上，并初步调整其位置，在悬挂式端头支架竖腹杆11上焊接带螺栓孔的拉杆垫板28。
(6)悬挂式端头支架加强连接：人工使用千斤顶及撬棍等工具精确调整悬挂式端头支架7的位置，使悬挂式端头支架上弦杆9的螺栓孔与砂箱顶钢板19螺栓孔对齐，并将拉杆27穿过拉杆垫板28的螺栓孔，高强螺栓25插入悬挂式端头支架上弦杆9的螺栓孔中，使悬挂式端头支架上弦杆9与砂箱顶钢板19牢固的连接在一起，并在拉杆27端部螺纹头上拧上螺栓，使悬挂式端头支架竖腹杆11紧贴墩帽4侧壁。
(7)吊装贝雷梁：在悬挂式端头支架7安装完成后，采用大型汽车吊将贝雷梁6吊起，贝雷梁6两端搁置于悬挂式端头支架7上，并通过贝雷梁限位固定端13固定贝雷梁上弦杆29、贝雷梁下弦杆32，相邻的贝雷梁6之间绑扎钢丝，增强贝雷梁6的整体性。
(8)浇筑渡槽混凝土：在贝雷梁6安装完成后，在贝雷梁6上面铺设渡槽支模体系，并在墩帽4上部设置混凝土支座垫石3，浇筑渡槽槽身1混凝土，槽端肋2支承在混凝土支座垫石3上。
其中贝雷梁悬挂结构的施工方法内涉及的贝雷梁悬挂结构的结构如上所述，在此不展开说明。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
