一种可折线拼装的混凝土梁浇筑装配式支架及其构建方法与流程

本发明属于桥梁工程建设，涉及一种可折线拼装的混凝土梁浇筑装配式支架及其构建方法。

背景技术：

1、混凝土现浇梁桥是一种常见的桥梁结构形式，混凝土梁桥现浇施工过程中支架是一种必备的临时结构。采用合理的支架结构，是低成本高效完成混凝土梁桥现浇施工的关键问题之一。现有的现浇梁桥钢管支架的装配化程度不高，需要现场进行大量的焊接工作，施工效率不高，而装配化的钢管支架，一般只能适应直线形拼装，不能适应折线形拼装。

2、专利cn109252445a提供了一种全装配式钢管支架，每四根钢管成正方形布置，形成一组支架，通过对耳板角度的改进，立柱上耳板可同时满足水平联系杆、斜向联系杆及对角联系杆与立柱之间的装配连接，将钢管立柱、联系杆均进行装配化设计，通过高强螺栓进行连接。现有技术中对于装配式支架设置的连接耳板多按照90°夹角设置，形成的钢管支架只能进行直线拼装或者按照四根立柱形成矩形拼装，不能满足按照不同夹角折线拼装的要求。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的混凝土现浇施工钢管支架无法进行折线装配、标准化装配程度不高等至少一种缺陷而提供一种可折线拼装的混凝土梁浇筑装配式支架及其构建方法，本发明实现折线标准化拼装，减少耳板数量。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明的技术方案之一在于，提供一种可折线拼装的混凝土梁浇筑装配式支架，该支架包括预制底座、立柱、连接耳板和横联骨架，所述立柱设置于预制底座上，所述立柱上设置有连接耳板，该连接耳板对向设置两组，同组连接耳板的夹角一定，两组连接耳板的夹角之间呈倍数关系，两组连接耳板中最外侧两个连接耳板之间的夹角为180°，所述立柱之间通过连接耳板和横联骨架实现折线拼装。

4、作为优选的技术方案，所述预制底座中预埋连接钢板，所述预制底座通过连接钢板与最下面一节立柱节段连接。

5、作为优选的技术方案，所述预制底座中预埋连接钢板和螺栓，所述预制底座通过连接钢板和螺栓与最下面一节立柱标准节连接。

6、作为优选的技术方案，所述连接耳板包括耳板本体，该耳板本体上开设有耳板连接孔。

7、作为优选的技术方案，所述连接耳板和横联骨架之间通过螺栓连接。

8、作为优选的技术方案，所述立柱上按照一定模数角度规律设置若干组连接耳板满足相邻两个立柱之间的连接，一组立柱之间按照折线拼装后，仍可以将横联骨架与连接耳板之间通过螺栓进行连接，实现装配式支架的折线拼装。

9、进一步地，所述立柱包括立柱标准节、立柱调整节和立柱连接节，所述立柱标准节设置为立柱的标准高度段，所述立柱调整节设置为立柱的高度调节段，所述立柱连接节的两端设置有连接耳板，每节立柱节段的两端设置有连接法兰，所述立柱节段之间通过连接法兰连接。

10、作为优选的技术方案，所述连接法兰包括法兰本体和法兰加劲板，所述法兰本体上开设有法兰连接孔，所述法兰本体与立柱节段之间设置有法兰加劲板。

11、作为优选的技术方案，所述连接法兰之间通过螺栓连接。

12、作为优选的技术方案，所述预制底座采用预制混凝土制作，所述立柱采用q235或q355钢管，所述连接耳板采用q355或牌号更高的钢板，所述横联骨架采用q235钢管制成的定型桁架，所述连接法兰采用与钢管立柱同牌号的钢板制作。

13、本发明的技术方案之一在于，提供一种所述的可折线拼装的混凝土梁浇筑装配式支架的构建方法，该方法包括以下步骤：

14、支架的折线以角度a为基准模数构建时，任意选定极坐标x轴，与坐标轴x按照夹角a、2a、3a、…、ma的角度，布置一组m个连接耳板p1、p2、p3、…、pm；

15、与坐标轴x按照夹角180°+ma、180°+2ma、180°+3ma、…、180°+nma，布置另外一组n个连接耳板q1、q2、q3、…、qn；

16、两组连接耳板pi和qj(i≤m，j≤n)之间形成了夹角在(180°+a-nma)-180°之间、间隔为a的夹角矩阵，夹角矩阵满足折角在(180°+a-nma)-180°之间、模数为a的折线拼装。

17、进一步地，该方法包括以下步骤：

18、支架的折线以角度a为基准模数构建时，任意选定极坐标x轴，与坐标轴x按照夹角a、2a、3a的角度，布置一组m＝3个连接耳板p1、p2、p3，利用2、3最小两质数与1形成连续的变化模数的特点，避免连接耳板之间角度重复，连接耳板利用效率最大；

19、与坐标轴x按照夹角180°+3a、180°+6a、180°+9a、…、180°+3na，布置另外一组n个连接耳板q1、q2、q3、…、qn；

20、两组连接耳板pi和qj(i≤m＝3，j≤n)之间形成了夹角在(180°+a-3na)-180°之间、间隔为a的夹角矩阵，夹角矩阵满足折角在(180°+a-3na)-180°之间、模数为a的折线拼装。

21、进一步地，对向连接耳板数量n的计算方法包括以下步骤：

22、当需求的折线角度范围在b-180°之间时，n为算式180°+a-nma≤b的最小整数解。

23、进一步地，对向连接耳板数量n的计算方法包括以下步骤：

24、当需求的折线角度范围在b-180°之间时，n为算式180°+a-3na≤b的最小整数解。

25、进一步地，所述夹角矩阵如下：

26、

27、进一步地，所述夹角矩阵如下：

28、

29、进一步地，当按照折角180°-(jm-i)a进行折线拼装时，选择折角180°-(jm-i)a所在位置第i列第j行对应的连接耳板pi和qj连接两侧的立柱，实现折角180°-(jm-i)a的折线拼装。

30、进一步地，当按照折角180°-(3j-i)a进行折线拼装时，选择折角180°-(3j-i)a所在位置第i列第j行对应的连接耳板pi和qj连接两侧的立柱，实现折角180°-(3j-i)a的折线拼装。

31、为了进一步提高装配式钢管支架的标准化程度和通用性，本发明构建了一种可折线拼装的混凝土梁浇筑装配式支架，并提出了相应的构建方法，可实现支架立柱之间按照不同角度进行折线拼装的要求，提高了支架的通用性和周转效率。

32、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

33、(1)本发明通过设置标准化分节，实现支架全装配化；通过连接耳板的模数化构件方法，构建了可以适应以制定角度a为基准模数的系列折角拼装，解决了装配式支架的折线拼装需求，尤其适用于混凝土梁现浇施工过程使用；

34、(2)在不同角度耳板构件过程中，易想到耳板按照相邻夹角相同对称分布的方法进行构建，但不易按照一定数学规律构建；本发明按照mn倍数的构建方法，解决了混凝土梁浇筑施工钢管支架的折线形全装配化搭设，具有高度的标准化，构建灵活，周转利用效率高，具有很好的通用性，可按照生产需求和使用规划，构建出任意基准模数和变化范围的通用支架结构体系，相较按照堆成布设耳板，减少耳板数量和材料用量的同时，降低了耳板焊接于立柱上对立柱管材强度的影响；

35、(3)本发明按照3n倍数的构建方法，能够用最少的耳板满足最多的夹角需求，相较按照堆成布设耳板，在满足同样夹角要求的情况下耳板数量减小60％以上，2、3最小两质数与1形成连续的变化模数，利用1、2、3进行倍数增加的方式，控制矩阵构建，在矩阵中夹角无重复，使用效率最高。