一种桥梁支架预压施工结构及施工方法

技术领域

本申请涉及桥梁施工的技术领域，尤其是涉及一种桥梁支架预压施工结构及施工方法。

背景技术

桥梁施工过程中，尤其是大跨径或中跨径桥梁施工过程中，主要采用的是预应力混凝土钢构连续箱梁组合体系，其横截面结构为单箱多室或单箱单室。连续箱梁的施工方法一般为混凝土现浇施工，现浇施工的支架的稳定性和变形量是决定支架现浇施工成功与否的关键，也是施工安全的保障。

目前，为消除施工过程中的弹性变形与非弹性变形，需要通过对支架进行预压保证其稳定性，并获取相关变形数据，以此来检验支架的稳定性和支架变形量，同时计算地基的沉降量，从而及时对支架的荷载设计进行调整；在对于支架的预压方法主要是采用沙袋或者水箱进行堆载预压，且预压重量不小于箱梁的恒载和施工荷载之和。

然而桥梁在施工过程中，桥梁支架除了受到箱梁和施工载荷竖直方向上的载荷外，施工载荷还会对支架形成一定的横向载荷力，容易导致支架倾斜或发生弯曲，从而对桥梁后续的施工造成影响。

发明内容

为了有效降低施工载荷的横向载荷对桥梁支架稳定性的影响，本申请提供一种桥梁支架预压施工结构及施工方法。

第一方面，本申请提供的一种桥梁支架预压施工结构，采用如下的技术方案：

一种桥梁支架预压施工结构，包括机架和载重台，所述机架上沿竖直方向滑动设置有升降架，所述升降架上沿水平方向滑动设置有支撑架，所述机架上设置有用于驱使升降架升降的升降组件，所述升降架上设置有用于驱使支撑架滑动的第一驱动组件，所述载重台吊装在支撑架上；

所述载重台的内部设置有配重腔，所述载重台上开设有与配重腔连通的进沙口和出沙口，所述载重台上设置有用于封闭出沙口的阀门；

所述载重台的顶壁设置有配重台，所述配重台上转动设置有压辊，所述压辊与载重台滚动连接，所述载重台上设置有用于驱使配重台在载重台上移动的传动组件。

通过采用上述技术方案，在对桥梁支架进行预压施工时，通过升降组件驱使升降架上升,通过第一驱动组件驱使支撑架滑动，将载重台吊运至桥梁支架的上方，再驱使升降架缓慢下滑，将载重台放置在桥梁支架上，通过进沙口向载重台的配重腔内注入沙子，使载重台整体的重量大于箱梁的重量，通过传动组件驱使配重台在载重台上移动，模拟施工载荷，从而有效降低桥梁后续施工时，施工载荷的横向载荷对桥梁支架稳定性造成的影响。

可选的，所述升降组件包括绕线轮、传动轮、拉绳和第一驱动源，所述绕线轮转动设置在机架上，所述传动轮转动设置在机架的顶部，所述拉绳绕设在绕线轮上，且所述拉绳绕过传动轮并与升降架固定连接，所述第一驱动源用于驱使绕线轮转动。

通过采用上述技术方案，通过第一驱动源驱使绕线轮转动，通过拉绳即可带动升降架在机架上上升或下降。

可选的，所述机架上固定设置有液压柱和蓄水箱，所述液压柱竖直设置，所述液压柱的顶端沿液压柱的长度方向开设有注水腔，所述注水腔内滑动穿设有导柱，且所述导柱与升降架固定连接，所述液压柱的底部开设有与注水腔连通的通水口，所述通水口连通有导水管，所述导水管与蓄水箱连通，所述液压柱上设置有用于封闭通水口的密封组件。

通过采用上述技术方案，升降架在上升时，导柱在注水腔内滑动，通过通水口和导水管将蓄水箱内的水吸入注水腔内，当发生施工故障，如拉绳断裂等突发情况时，通过密封组件封闭通水口，阻止注水腔内的水流出，从而阻止升降架受重力影响而急速下坠，对施工人员的生命安全造成威胁，大大提高了施工的安全性。

可选的，所述密封组件包括挡水密封塞和弹性件，所述挡水密封塞沿液压柱的长度方向滑动设置在注水腔内，所述弹性件用于驱使挡水密封塞向远离液压柱底壁方向滑动，所述挡水密封塞位于通水口与导柱之间，所述挡水密封塞上开设有贯穿挡水密封塞的通孔，所述通水口的最大通水量大于通孔的最大通水量，且所述挡水密封塞用于封闭通水口。

通过采用上述技术方案，升降架在匀速缓慢下降时，通水口的通水量小于或等于通孔的最大通水量，因此挡水密封塞在弹性件的弹力作用下在注水腔内保持相对稳定，当升降架急速下坠时，通水口的通水量大于通孔的最大通水量，此时挡水密封塞在水压的影响下下滑，当挡水密封塞下滑到一定程度后，挡水密封塞封闭通水口，阻止注水腔内的水继续从通水口流出，从而阻止导柱在注水腔内滑动，以此对升降架紧急制停。

可选的，所述导柱位于注水腔内部的一端固定设置有橡胶垫圈，所述橡胶垫圈与注水腔的侧壁抵接。

通过采用上述技术方案，通过橡胶垫圈增加导柱与注水腔侧壁之间的密封性。

可选的，所述第一驱动组件包括滚齿、齿轨和第二驱动源，所述滚齿转动设置在支撑架上，所述齿轨固定设置在升降架上，所述齿轨的长度方向与支撑架的滑动方向平行，且所述滚齿与齿轨啮合，所述第二驱动源用于驱使滚齿转动。

通过采用上述技术方案，通过第二驱动源驱使滚齿转动，通过滚齿即可带动支撑架沿齿轨的长度方向运动。

可选的，所述传动组件包括丝杠、连接块和第三驱动源，所述丝杠转动设置在载重台上，且所述丝杠的轴向与配重台的滑动方向平行，所述连接块沿丝杠的轴向滑动设置在载重台上，且所述连接块与丝杠螺纹配合，所述连接块上设置有用于与配重台固定的第一固定件，所述第三驱动源用于驱使丝杠转动。

通过采用上述技术方案，通过第一固定件将连接块与配重台固定，通过第三驱动源驱使丝杠转动，丝杠转动的同时带动连接块沿丝杠的轴向滑动，从而驱使配重台在载重台上移动。

可选的，所述配重腔内沿丝杠的轴向滑动设置有摊匀架，所述摊匀架上设置有多个摊匀板，所述载重台的侧壁沿丝杠的长度方向开设有开口，所述摊匀架上固定设置有滑块，所述滑块滑动设置在开口内，所述连接块上设置有用于固定滑块的第二固定件。

通过采用上述技术方案，当沙子进入载重台的配重腔后，先通过第二固定件将连接块与滑块进行固定，第三驱动源驱使丝杠转动，通过连接块带动滑块滑动，从而驱使摊匀架滑动，将配重腔内的沙子摊匀，提高载重台对各个位置处桥梁支架的预压效果。

可选的，所述摊匀板转动设置在摊匀架上，各所述摊匀板的长度方向平行，且所述摊匀板的转动轴与摊匀板的长度方向平行，所述摊匀架上设置有用于驱使多个摊匀板偏转的第二驱动组件。

通过采用上述技术方案，当需要将沙子从配重腔内导出时，通过第二驱动组件驱使多个摊匀板偏转一定的角度，从而缩小相邻两摊匀板之间的缝隙，之后通过丝杠带动摊匀架向靠近出沙口方向移动，从而便于将配重腔内的沙子从出沙口排出。

第二方面，本申请提供一种桥梁支架预压施工结构的施工方法，采用如下的技术方案：

一种桥梁支架预压施工结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、载重台吊装，通过升降架将载重台吊运至足够的高度，再通过支撑架将载重台移动至桥梁支架的上方，之后驱使升降架缓慢下滑，将载重台放置在桥梁支架上；

S2、载重台配重，通过进沙口向载重台的配重腔内注入沙子，使载重台整体的重量大于箱梁的重量，并将配重腔内部的沙子摊匀；

S3、驱使配重台在载重台上移动，模拟施工载荷，从而对桥梁支架进行预压施工。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在对桥梁支架进行预压施工时，通过升降组件驱使升降架上升,通过第一驱动组件驱使支撑架滑动，将载重台吊运至桥梁支架的上方，再驱使升降架缓慢下滑，将载重台放置在桥梁支架上，通过进沙口向载重台的配重腔内注入沙子，使载重台整体的重量大于箱梁的重量，通过传动组件驱使配重台在载重台上移动，模拟施工载荷，从而有效降低桥梁后续施工时，施工载荷的横向载荷对桥梁支架稳定性造成的影响；

2.当沙子进入载重台的配重腔后，先通过第二固定件将连接块与滑块进行固定，第三驱动源驱使丝杠转动，通过连接块带动滑块滑动，从而驱使摊匀架滑动，将配重腔内的沙子摊匀，提高载重台对各个位置处桥梁支架的预压效果。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的部分结构示意图主要用于表达机架的结构示意图；

图3是本申请实施例的部分结构剖视图，主要用于表达液压柱的结构示意图；

图4是本申请实施例的部分结构示意图，主要用于表达升降架的结构示意图；

图5是图4中A部分的放大视图；

图6是本申请实施例的部分结构示意图，主要用于表达在承台的结构示意图；

图7是图6中B部分的放大视图。

附图标记说明：1、机架；11、绕线轮；12、传动轮；13、拉绳；14、第一驱动源；15、蓄水箱；2、升降架；21、连接架；22、导轨；23、滚齿；24、齿轨；25、第二驱动源；3、支撑架；31、横吊架；32、滚轮；4、载重台；41、第一导杆；42、丝杠；43、连接块；44、第三驱动源；45、配重腔；46、进沙口；47、出沙口；48、阀门；49、第二导杆；491、滑动块；5、配重台；51、压辊；52、第一固定架；53、第二固定架；6、液压柱；61、注水腔；62、导柱；621、橡胶垫圈；63、通水口；64、导水管；65、挡水密封塞；651、挡板；652、通孔；653、橡胶密封圈；66、弹性件；67、环形套筒；7、摊匀架；71、滑块；72、摊匀板；73、齿轮；74、齿条；75、伺服气缸。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种桥梁支架预压施工结构。参照图1，包括机架1以及沿竖直方向滑动设置在机架1上的升降架2，升降架2上沿水中方向滑动设置有支撑架3，支撑架3上吊装有载重台4，载重台4的顶壁上滑动设置有配重台5，配重台5上转动设置有压辊51，压辊51与载重台4的顶壁滚动连接。

参照图1，升降架2的两侧均固定设置有导向块，机架1上且位于升降架2的两侧沿竖直方向均开设有导向槽，导向块滑动设置在导向槽内。

参照图2，机架1上设置有用于驱使升降架2升降的升降组件，升降组件包括绕线轮11、传动轮12、拉绳13和第一驱动源14，绕线轮11转动设置在机架1上，传动轮12转动设置在机架1的顶部，且绕线轮11的转动轴与传动轮12的转动轴平行，拉绳13绕设在绕线轮11上，且拉绳13远离绕线轮11的一端绕过传动轮12并与升降架2固定连接，拉绳13通过钢丝缠绕编制而成，第一驱动源14包括第一电机，第一电机固定设置在机架1上，且第一电机的输出轴与绕线轮11同轴固定连接。

参照图2、3，机架1上还固定设置有液压柱6，液压柱6竖直设置， 液压柱6的顶端沿液压柱6的长度方向开设有注水腔61，注水腔61内滑动穿设有导柱62，导柱62与注水腔61相适配，升降架2上固定设置有连接架21，连接架21与导柱62固定连接，导柱62位于注水腔61内部的一端固定设置有橡胶垫圈621，橡胶垫圈621与注水腔61的侧壁抵接。

参照图2、3，机架1上且位于液压柱6的上方固定设置有蓄水箱15，蓄水箱15上开设有进水口，导柱62靠近底端的侧壁上开设有与注水腔61连通的通水口63，通水口63连通有导水管64，导水管64远离导柱62的一端与蓄水箱15连通，蓄水箱15的需水量大于注水腔61的最大注水量。

参照图3，注水腔61内设置有用于封闭通水口63的密封组件，密封组件包括挡水密封塞65和弹性件66，挡水密封塞65呈圆筒状且与注水腔61的内部相适配，挡水密封塞65沿液压柱6的长度方向滑动设置在注水腔61内，挡水密封塞65的顶壁一体成型有挡板651，挡板651上开设有通孔652，通水口63的孔径大于通孔652的孔径，挡水密封塞65的侧壁沿挡水密封塞65的周向开设有环形槽，挡水密封塞65上套设有橡胶密封圈653，且橡胶密封圈653位于环形槽内，橡胶密封圈653与注水腔61的侧壁抵接。

参照图3，注水腔61内且位于注水腔61的下侧壁与通水口63之间固定设置有环形套筒67，环形套筒67到通水口63的距离小于挡水密封塞65的长度，弹性件66包括复位弹簧，复位弹簧穿设在环形套筒67内，复位弹簧的一端与注水腔61的下侧壁固定连接，复位弹簧的另一端延伸至挡水密封塞65内且与挡板651固定连接。

升降架2在匀速缓慢上升时，导柱62在注水腔61内滑动，通过通水口63和导水管64将蓄水箱15内的水吸入注水腔61内，升降架2在匀速缓慢下降时，通水口63的通水量小于或等于通孔652的最大通水量，因此挡水密封塞65在复位弹簧的弹力作用下在注水腔61内保持相对稳定，当发生施工故障，如拉绳13断裂等突发情况时，升降架2急速下坠，通水口63的通水量大于通孔652的最大通水量，此时挡水密封塞65在水压的影响下下滑，当挡水密封塞65下滑到一定程度后，挡水密封塞65与环形套筒67抵接，挡水密封塞65上的橡胶密封圈653封闭通水口63，阻止注水腔61内的水继续从通水口63流出，从而阻止导柱62在注水腔61内滑动，以此对升降架2紧急制停，大大提高了施工的安全性。

参照图4、5，升降架2的顶壁上固定设置有两个导轨22，两个导轨22均水平设置且两个导轨22的长度方向均与支撑架3的滑动方向平行，支撑架3的顶壁固定设置有横吊架31，升降架2穿设于支撑架3与横吊架31之间，横吊架31上转动设置有多个滚轮32，滚轮32设置两组，且两组滚轮32与两导轨22一一对应，滚轮32与导轨22滚动连接。

参照图5，升降架2上设置有用于驱使支撑架3滑动的第一驱动组件，第一驱动组件包括滚齿23、齿轨24和第二驱动源25，滚齿23转动设置在横吊架31上，齿轨24固定设置在升降架2上，所述齿轨24的长度方向与导轨22的长度方向平行，且滚齿23与齿轨24啮合，第二驱动源25包括第二电机，第二电机固定设置在横吊架31上，且第二电机的输出轴与滚齿23同轴固定连接。

参照图4，载重台4的四个角均固定设置有吊耳，每个吊耳上均绑扎有钢丝缆绳，且载重台4通过钢丝缆绳吊装在支撑架3上。

参照图4，载重台4的侧壁固定设置有第一导杆41，第一导杆41的长度方向与配重台5的移动方向平行，配重台5上固定设置有第一固定架52，第一导杆41与第一固定架52滑移配合，配重台5的顶壁还开设有放料槽，放料槽内用于放置沙袋、水袋、钢材、石块等，以增加配重台5施加到载重台4上的载荷。

参照图6，载重台4上设置有用于驱使配重台5在载重台4上移动的传动组件，传动组件包括丝杠42、连接块43和第三驱动源44，丝杠42转动设置在载重台4远离第一导杆41的侧壁上，且丝杠42的轴向与第一导杆41的长度方向平行，载重台4靠近丝杠42的侧壁沿丝杠42的轴向开设有滑槽，连接块43的一端滑动设置在滑槽内，连接块43沿丝杠42的轴向滑动设置在载重台4上，且连接块43与丝杠42螺纹配合，第三驱动源44包括第三电机，第三电机固定设置在载重台4上，且第三电机的输出轴与丝杠42同轴固定连接。

参照图6，配重台5远离第一固定架52的一侧固定设置有第二固定架53，连接块43上设置有用于与第二固定架53固定的第一固定件，第一固定件包括第一螺栓；将连接块43与第二固定架53通过第一螺栓固定，通过第三电机驱使丝杠42转动，丝杠42转动的同时带动连接块43沿丝杠42的轴向滑动，从而驱使配重台5在载重台4上移动。

参照图6，载重台4的内部设置有配重腔45，载重台4上开设有与配重腔45连通的进沙口46和出沙口47，进沙口46和出沙口47分设在载重台4的两侧，载重台4上铰接有用于封闭出沙口47的阀门48，载重台4通过锁扣固定阀门48；通过进沙口46向载重台4的配重腔45内注入沙子，使载重台4整体的重量大于箱梁的重量，从而对桥梁支架进行预压。

参照图6，配重腔45内沿丝杠42的轴向滑动设置有摊匀架7，载重台4靠近导第一杆的侧壁还固定设置有第二导杆49，第一导杆41与第二导杆49平行，载重台4靠近导第二杆的侧壁沿第二导杆49的长度方向开设有与配重腔45连通的连接口，第二导杆49上滑动套设有滑动块491，且滑动块491与摊匀架7固定连接，载重台4靠近丝杠42的侧壁沿丝杠42的长度方向开设有与配重腔45连通的开口，摊匀架7上固定设置有滑块71，滑块71滑动设置在开口内，连接块43上还设置有用于固定滑块71的第二固定件，第二固定件包括第二螺栓。

参照图6、7，摊匀架7上转动设置有多个摊匀板72，各摊匀板72的长度方向平行，且摊匀板72的转动轴与摊匀板72的长度方向平行，每相邻两摊匀板72之间的间距相等，摊匀架7上设置有用于驱使多个摊匀板72偏转的第二驱动组件，第二驱动组件包括齿轮73、齿条74和伺服气缸75，每个摊匀板72的转动轴上均同轴固定设置有一个齿轮73，齿条74滑动设置在摊匀架7上，且多个摊匀板72沿齿条74的长度方向等间距排列，每个摊匀板72上的齿轮73均与齿条74啮合，伺服气缸75固定设置在连接架21上，且伺服气缸75的活塞杆与齿条74固定连接。

当沙子进入载重台4的配重腔45后，先通过第二螺栓将连接块43与滑块71进行固定，第三电机驱使丝杠42转动，通过连接块43带动滑块71滑动，从而驱使摊匀架7滑动，再通过摊匀板72将配重腔45内的沙子摊匀，提高载重台4对各个位置处桥梁支架的预压效果，当需要将沙子从配重腔45内导出时，打开出沙口47处的阀门48，通过伺服气缸75驱使齿条74滑动，齿条74带动多个摊匀板72上的齿轮73一同转动，从而使多个摊匀板72偏转一定的角度，从而缩小相邻两摊匀板72之间的缝隙，之后通过再使摊匀架7向靠近出沙口47方向移动，从而便于将配重腔45内的沙子从出沙口47排出。

本申请实施例一种桥梁支架预压施工结构的实施原理为：在对桥梁支架进行预压施工时，通过第一电机驱使绕线轮11转动，通过拉绳13带动升降架2上升, 将载重台4吊运至足够的高度，通过第二电机驱使滚齿23转动，通过滚齿23带动支撑架3上滑动，将载重台4吊运至桥梁支架的上方，之后，再驱使升降架2缓慢下滑，将载重台4放置在桥梁支架上，通过进沙口46向载重台4的配重腔45内注入沙子，使载重台4整体的重量大于箱梁的重量，当沙子进入载重台4的配重腔45后，先通过第二螺栓将连接块43与滑块71进行固定，第三电机驱使丝杠42转动，通过连接块43带动滑块71滑动，从而驱使摊匀架7滑动，再通过摊匀板72将配重腔45内的沙子摊匀。

之后，松开第二螺栓，将连接块43与第二固定架53通过第一螺栓固定，通过第三电机驱使丝杠42转动，丝杠42转动的同时带动连接块43沿丝杠42的轴向滑动，从而驱使配重台5在载重台4上移动，模拟施工载荷，从而有效降低桥梁后续施工时，施工载荷的横向载荷对桥梁支架稳定性造成的影响。

本申请实施例还公开一种桥梁支架预压施工结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、载重台4吊装，通过第一电机驱使绕线轮11转动，通过拉绳13带动升降架2上升，将载重台4吊运至足够的高度，通过第二电机驱使滚齿23转动，通过滚齿23带动支撑架3上滑动，将载重台4吊运至桥梁支架的上方，之后驱使升降架2缓慢下滑，将载重台4放置在桥梁支架上；

S2、载重台4配重，通过进沙口46向载重台4的配重腔45内注入沙子，使载重台4整体的重量大于箱梁的重量，当沙子进入载重台4的配重腔45后，先通过第二螺栓将连接块43与滑块71进行固定，第三电机驱使丝杠42转动，通过连接块43带动滑块71滑动，从而驱使摊匀架7滑动，再通过摊匀板72将配重腔45内的沙子摊匀；

S3、松开第二螺栓，将连接块43与第二固定架53通过第一螺栓固定，通过第三电机驱使丝杠42转动，丝杠42转动的同时带动连接块43沿丝杠42的轴向滑动，从而驱使配重台5在载重台4上移动，模拟施工载荷，从而对桥梁支架进行预压施工。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。