[發明專利]一種柱墩裝配式自動托換復位裝置及其施工方法

在審

• 申請號: 202310655358.7
• 申請日: 2023-06-05
• 公開（公告）號: CN116607809A
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 滕建龍;曾越;劉習生;楊融;趙光;穆寶剛;張強
• 申請（專利權）人: 中鐵上海工程局集團華海工程有限公司;中鐵上海工程局集團有限公司
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 上海三方專利事務所(普通合伙) 31127
• 代理人: 吳瑋

本發明涉及土木工程加固托換改造技術領域，具體來說是一種柱墩裝配式自動托換復位裝置及其施工方法，包括若干組上鋼牛腿和下鋼牛腿，分別連接在被托換柱墩上，每組上鋼牛腿、下鋼牛腿之間用懸挑螺栓固定一個升降支撐柱；還包括設置于切斷后的被托換柱墩中間，與壓力表和自動保壓供水裝置相連的液囊。本發明同現有技術相比，其優點在于：將托換沉降調控位移監測轉換為壓力監測，受環境影響更小；托換牛腿與被托換墩柱的連接面，引入了最新的二階齒接觸界面，抗剪切滑移能力大幅提高；采用液囊自動保壓供水，漏油污染風險小，長期使用成本低；每個柱墩實現了液囊承載和周邊升降臨時支撐承載雙保險；裝置結構簡單，拼裝方便，施工效率高，安全性高。

技術領域

本發明涉及土木工程加固托換改造技術領域，具體來說是一種柱墩裝配式自動托換復位裝置及其施工方法。

背景技術

結構托換是改變工程結構荷載傳力路線的技術。隨著我國建筑業發展由大規模新建階段逐漸進入新建和加固改造并重階段，以及城市更新建設活動的蓬勃發展，既有工程結構加固、移位、大空間改造、地下空間開發、隧道穿越既有樁基建筑物等工程日益增加。在上述工程中，柱墩托換是普遍應用的關鍵性工程技術。

柱墩托換技術通常是將原來由柱墩向基礎傳遞的豎向荷載，轉換至通過托換節點和與之配套的支撐、千斤頂等組成的系統傳遞。托換過程中，托換節點和節點下的支撐完成后，柱墩往往需要被切割，與基礎分離，從而實現卸載和荷載傳力路徑的轉變。

國內外學者和工程技術人員對柱墩托換進行了大量研究，設計了多種多樣的托換節點形式，其中最常見的是抱柱梁+梁柱接觸界面植筋模式。這種托換節點形式需要澆筑混凝土等濕作業，然后養護，施工工期較長。因此，河海大學等機構設計了預應力混凝土裝配式、鋼結構裝配式柱墩托換節點，并進行了試驗研究，并進行了工程試點應用。這些研究并未同時考慮沉降差因素。

為了控制托換結構產生不均勻沉降時確保上部結構安全，基于主動托換概念，上海天演建筑物移位工程公司提出了在移動支座中疊加豎向千斤頂的思路。但這些裝配式托換節點的組裝單元較為龐大，施工難度高，且尺度需要定制，對柱截面形狀的適應性較差，大大提高了工程成本。因此，應進一步研發構造和操作簡單的新型裝配式托換節點形式。

當存在多柱墩同步一體托換時，主動托換工程中的沉降差自動調整往往采用PLC(邏輯編程控制器)系統，該系統待機耗能和成本均較高，特別是當托換柱墩的數量較少，托換結構受力時間段較長時，性價比差更為明顯。因此應研發成本低廉、構造簡單的新型沉降差自動調控系統。

結構托換體系中的常用臨時支撐為鋼立柱、液壓千斤頂等，輔之以采用位移傳感器監測沉降，反饋后發出指令，調整臨時支撐高度。可在施工現場，位移傳感器容易受到環境影響，從而沉降差調控效果。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種構造簡單、施工方便且高效低污染的柱墩裝配式自動托換復位裝置及其施工方法。

為了實現上述目的，設計一種柱墩裝配式自動托換復位裝置，包括若干組上鋼牛腿和下鋼牛腿，上鋼牛腿和下鋼牛腿連接在被托換柱墩上，每組上鋼牛腿、下鋼牛腿之間用懸挑螺栓固定一個升降支撐柱；還包括液囊，液囊設置于切斷后的被托換柱墩中間，液囊與壓力表和自動保壓供水裝置相連，所述液囊外圍裝配護筒用套箍約束拼裝成整體。

優選的，若干組上鋼牛腿、下鋼牛腿通過牛腿抗剪螺栓和帶二階齒鋼板固定到被托換柱墩，然后通過鉤在鋼牛腿錨環的若干組華蘭螺絲拉緊。

優選的，上鋼牛腿或下鋼牛腿由一個翼緣不等長H型鋼、帶二階齒鋼板、裝配式加勁肋組成，帶二階齒鋼板與H型鋼連接一側為豎直平面，與柱表面接觸面為帶齒面，設有一個一階大齒和若干組二階小齒；腹板兩側上、下翼緣板上設有預留凹槽，用以安裝加勁肋，腹板外側靠近邊緣自上而下兩側焊接有若干組錨環。