[發明專利]一種用于鋼筋混凝土原柱的可拆卸式鋼托換裝置及應用方法

有效

• 申請號: 201710093223.0
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106836843B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 吳二軍;張能偉;王秀哲;董寧;吳畏;姬文鵬
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 祁文彥

1.一種用于鋼筋混凝土原柱的可拆卸式鋼托換裝置，所述鋼托換裝置設置于鋼筋混凝土原柱的移動方向上，鋼托換裝置通過其下部的行走機構置于下軌道及基礎上，其特征在于：所述鋼托換裝置包括兩個呈矩形的水平底板(1)，兩個水平底板(1)長度方向的一邊均開設有U形槽，兩個水平底板(1)的U形槽口相對設置；

每個水平底板(1)上向U形槽口外均傾斜設置有傾斜約束鋼板(2)，傾斜約束鋼板(2)與水平底板(1)的銳角夾角小于90度，傾斜約束鋼板(2)的底端固定于U形槽外的水平底板(1)上，且傾斜約束鋼板(2)的底端與U形槽的底端平行，傾斜約束鋼板(2)的長度至少大于U形槽的開口長度；

傾斜約束鋼板(2)與水平底板(1)之間設置有多個垂直于水平底板(1)的加勁肋(5)；每個傾斜約束鋼板(2)上連接有兩個豎直約束鋼板(3)，豎直約束鋼板(3)垂直于水平底板(1)，兩個豎直約束鋼板(3)與U形槽均位于傾斜約束鋼板(2)的同一側，兩個豎直約束鋼板(3)分別設置于U形槽長度方向的兩側，每個豎直約束鋼板(3)的同一側都設置有齒壓，位于U形槽長度方向兩側的水平底板(1)上設置有齒壓，兩個水平底板(1)相對設置于鋼筋混凝土原柱的外周，鋼筋混凝土原柱設置于兩個U形槽圍合形成的區域內，兩個傾斜約束鋼板(2)上相對設置的兩個豎直約束鋼板(3)之間通過齒壓相互嚙合連接，通過兩組豎直約束鋼板(3)的嚙合連接將兩個傾斜約束鋼板(2)固定于鋼筋混凝土原柱外周；兩個水平底板(1)之間通過齒壓嚙合連接有受拉連接鋼板(8)，受拉連接鋼板(8)將兩個水平底板(1)固定于鋼筋混凝土原柱外周；鋼筋混凝土原柱與傾斜約束鋼板(2)之間還設置有接觸鋼板(6)，接觸鋼板(6)靠近鋼筋混凝土原柱的一側設置有齒壓，接觸鋼板(6)與傾斜約束鋼板(2)之間還設置有楔形加壓鋼板(7)，楔形加壓鋼板(7)與傾斜限位鋼板(2)接觸的一側為楔形面，楔形加壓鋼板(7)的傾斜方向及傾角與傾斜限位鋼板(2)相同。

2.根據權利要求1所述的用于鋼筋混凝土原柱的可拆卸式鋼托換裝置，其特征在于：相對設置的兩個豎直約束鋼板(3)相互嚙合處通過螺母(10)和螺桿(11)將兩個豎直約束鋼板(3)緊固連接。

3.根據權利要求1所述的用于鋼筋混凝土原柱的可拆卸式鋼托換裝置，其特征在于：水平底板(1)與受拉連接鋼板(8)相互嚙合處通過螺母(10)和螺桿(11)將水平底板(1)與受拉連接鋼板(8)緊固連接。

4.根據權利要求1所述的用于鋼筋混凝土原柱的可拆卸式鋼托換裝置，其特征在于：所述傾斜約束鋼板(2)與水平底板(1)的銳角夾角為5°～15°。

5.根據權利要求1所述的用于鋼筋混凝土原柱的可拆卸式鋼托換裝置，其特征在于：傾斜約束鋼板(2)與水平底板(1)焊接，傾斜約束鋼板(2)的底端焊接于U形槽外的水平底板(1)上，且傾斜約束鋼板(2)的底端至U形槽底端的垂直距離較接觸鋼板(6)與楔形加壓鋼板(7)底部厚度之和小5mm～12mm。

6.根據權利要求5所述的用于鋼筋混凝土原柱的可拆卸式鋼托換裝置，其特征在于：楔形加壓鋼板(7)底部厚度不小于20mm。

7.一種用于鋼筋混凝土原柱的可拆卸式鋼托換裝置的應用方法，其特征在于：將鋼托換裝置與待托換的鋼筋混凝土原柱固定，待鋼筋混凝土原柱與基礎截斷分離后，鋼托換裝置承擔被截斷鋼筋混凝土原柱的荷載，鋼托換裝置通過其下部的行走機構將鋼筋混凝土原柱傳來的全部荷載傳至下軌道及基礎上，具體步驟如下：

步驟一、將水平底板、傾斜限位鋼板、豎直約束鋼板、蓋板、加勁肋焊接連接形成外部約束錨固構件；在楔形加壓鋼板底部焊接張力施加螺桿；

外部約束錨固構件包括兩個呈矩形的水平底板，兩個水平底板長度方向的一邊均開設有U形槽，兩個水平底板的U形槽口相對設置；每個水平底板上向U形槽口外均傾斜設置有傾斜約束鋼板，傾斜約束鋼板與水平底板的銳角夾角小于90度，傾斜約束鋼板的底端固定于U形槽外的水平底板上，且傾斜約束鋼板的底端與U形槽的底端平行，傾斜約束鋼板的長度至少大于U形槽的開口長度；傾斜約束鋼板與水平底板之間設置有多個垂直于水平底板的加勁肋；在傾斜約束鋼板的頂端水平焊接蓋板，在蓋板與水平底板之間、于傾斜約束鋼板上焊接多個加勁肋；每個傾斜約束鋼板上連接有兩個豎直約束鋼板，豎直約束鋼板垂直于水平底板，兩個豎直約束鋼板與U形槽均位于傾斜約束鋼板的同一側，兩個豎直約束鋼板分別設置于U形槽長度方向的兩側，每個豎直約束鋼板的同一側都設置有齒壓，位于U形槽長度方向兩側的水平底板上設置有齒壓，兩個水平底板相對設置于鋼筋混凝土原柱的外周；

步驟二、在鋼筋混凝土原柱兩側相對安裝一對外部約束錨固構件，外部約束錨固構件放置在位于下軌道板上的行走機構上，鋼筋混凝土原柱設置于兩個U形槽圍合形成的區域內，兩個傾斜約束鋼板上相對設置的兩個豎直約束鋼板之間通過齒壓相互嚙合連接，通過兩組豎直約束鋼板的嚙合連接將兩個傾斜約束鋼板固定于鋼筋混凝土原柱外周；兩個水平底板之間通過齒壓嚙合連接有受拉連接鋼板，受拉連接鋼板將兩個水平底板固定于鋼筋混凝土原柱外周；

步驟三、將接觸鋼板緊鄰鋼筋混凝土原柱設置，接觸鋼板開設有齒壓的一側與鋼筋混凝土原柱接觸；將楔形加壓鋼板插入接觸鋼板與傾斜限位鋼板之間，楔形加壓鋼板底端的張力施加螺桿穿過水平底板的螺栓孔，然后通過在張力施加螺桿上擰緊螺母拉拽楔形加壓鋼板不斷下移，直至產生的水平壓力達到設計要求，此時待托換鋼筋混凝土原柱的四面被鋼托換裝置夾緊；

步驟四、在待托換鋼筋混凝土原柱與外部約束錨固構件之間的空隙中澆筑細石混凝土，使鋼托換裝置與鋼筋混凝土原柱之間有效連接并形成一個封閉空間，同時澆筑的細石混凝土可承擔上部受壓荷載；

步驟五、將待托換鋼筋混凝土原柱與原基礎截斷分離，待托換鋼筋混凝土原柱斷開后，鋼托換裝置承擔被截斷鋼筋混凝土原柱的荷載，鋼托換裝置通過其下部的行走機構將鋼筋混凝土原柱傳來的全部荷載傳至下軌道及基礎上；

步驟六、鋼筋混凝土原柱平移到位后，將鋼筋混凝土原柱與新基礎連接，待連接材料達到設計強度后，將鋼托換裝置卸除以備重復使用。