混凝土柱托換用模塊化組裝式鋼托換裝置及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種混凝土柱托換用模塊化組裝式鋼托換裝置，屬于建筑物整體移位【技術(shù)領(lǐng)域】，主要解決混凝土柱低成本、高效、安全托換的問(wèn)題。它是將一對(duì)具有多列螺栓孔的托換鋼梁和一對(duì)模塊化組裝的連接短梁放置在被托換柱的兩側(cè)并通過(guò)預(yù)緊螺栓將混凝土柱四面夾緊，混凝土柱與基礎(chǔ)截?cái)喾蛛x后，懸空短梁通過(guò)其兩端部將其承擔(dān)的部分柱荷載傳給托換鋼梁，托換鋼梁通過(guò)其下部的行走機(jī)構(gòu)將被托換柱傳來(lái)的全部荷載傳至下軌道及基礎(chǔ)。該裝置具有安全可靠、分塊組裝、可重復(fù)使用、快速安裝和拆卸、施工速度快的特點(diǎn)，是一種綠色、經(jīng)濟(jì)的混凝土柱托換結(jié)構(gòu)。
【專利說(shuō)明】混凝土柱托換用模塊化組裝式鋼托換裝置及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑物整體移位【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及混凝土柱托換用模塊化組裝式鋼托換裝置及其應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]建筑物整體移位是建筑業(yè)的一個(gè)特殊行業(yè)，在城市改造建設(shè)中起到了非常重要的作用。托換裝置是建筑物平移中的重要結(jié)構(gòu)，目前國(guó)內(nèi)建筑物平移工程中的混凝土柱托換主要是采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土托換梁，有柱下單梁式和雙梁式托換兩種。
[0003]單梁式托換的托換方法是:在施工好的下軌道鋼板上放置滾軸(或滑車、滑塊)，滾軸上鋪設(shè)上軌道鋼板(或槽鋼)并作為托換梁(上軌道梁)的底模，根據(jù)托換梁縱筋的設(shè)置在混凝土柱上鉆孔，將托換梁縱筋穿柱后綁扎鋼筋，然后支設(shè)模板并澆筑托換梁混凝土，待托換梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，在托換梁底部與下軌道之間的空隙內(nèi)將被托換柱與原基礎(chǔ)分離截?cái)?，柱截?cái)嗪笃渌袚?dān)的荷載通過(guò)托換梁、托換梁下的滾軸傳至下軌道及基礎(chǔ)。建筑物移位之前需將柱截面寬(或柱截面高)度范圍內(nèi)的下軌道(含下軌道鋼板)做好。單梁式托換的主要缺點(diǎn)是被托換柱的承擔(dān)的全部荷載主要通過(guò)與托換梁結(jié)合的兩個(gè)結(jié)合面?zhèn)髦镣袚Q梁，結(jié)合面的承載力偏低，一般僅適合與荷載較小的混凝土柱托換。
[0004]雙梁式托換的托換方法是:托換結(jié)構(gòu)由平行于移動(dòng)方向的兩個(gè)托換梁(上軌道梁)和垂直于移動(dòng)方向的兩個(gè)連接短梁組成，托換梁和連接短梁對(duì)被托換柱形成四面包裹式抱柱梁托換，連接短梁起到連接兩個(gè)托換梁并增加被托換柱與托換結(jié)構(gòu)結(jié)合面的作用。托換梁的下方有滾軸，滾軸與移動(dòng)方向垂直，連接短梁兩端與托換梁連接，其下方懸空。在施工好的下軌道鋼板上放置滾軸(或滑車、滑塊)，滾軸上鋪設(shè)上軌道鋼板(或槽鋼)并作為托換梁(上軌道梁)的底模，將托換梁和短梁鋼筋綁扎完成后，支設(shè)模板并澆筑托換梁、短梁混凝土，待托換梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，在托換結(jié)構(gòu)底部與下軌道之間的空隙內(nèi)將被托換柱與原基礎(chǔ)截?cái)喾蛛x，柱截?cái)嗪笃渌袚?dān)的荷載通過(guò)托換梁和短梁、托換梁下的滾軸傳至下軌道及基礎(chǔ)。
[0005]相對(duì)于柱下單梁式托換法，雙梁托換具安全性高、施工速度快的優(yōu)點(diǎn)；但是，上述托換方法的施工工期都受到混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)時(shí)間的限制，且需要消耗一定數(shù)量水泥、沙石、模板等不可再生資源?？偟膩?lái)講這種混凝土梁缺點(diǎn)是:勞動(dòng)強(qiáng)度大、用工量多、消耗資源多、施工周期長(zhǎng)。
[0006]例如，中國(guó)實(shí)用新型專利CN2490261Y公開(kāi)了一種房屋柱的型鋼托換裝置，該裝置由二根H型鋼和二根槽鋼組成一個(gè)四邊形框架，在二根H型鋼之間還設(shè)有螺栓，在二根槽鋼之間設(shè)有螺栓，H型鋼與槽鋼之間焊接連接，槽鋼的兩端焊接在H型鋼的腹板處。使用該裝置施工雖然可以實(shí)現(xiàn)托換，因二根H型鋼和二根槽鋼內(nèi)需要填充砼材料，因此屬于抱柱梁托換方式，現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土是該方法存在的主要缺點(diǎn)。
[0007]例如，中國(guó)專利申請(qǐng)CN102661056A公開(kāi)了一種采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行鋼筋混凝土柱托換的裝置，通過(guò)提高新舊砼界面壓力提高托換承載力，通過(guò)在被托換鋼筋砼柱的四周建造鋼筋混凝土包柱梁，在所述鋼筋混凝土包柱梁的外部四周分別設(shè)置約束鋼板進(jìn)行圍護(hù)，預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)設(shè)置在預(yù)留在約束鋼板上的預(yù)留圓孔，通過(guò)張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋施加預(yù)應(yīng)力，該發(fā)明的裝置利用了混凝土在三向約束條件下性能提高和界面壓力增大摩擦力增大的原理，更高效地利用了材料性能，托換荷載適用范圍廣。同樣屬于抱柱梁托換方式，現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土仍然是該方法存在的主要缺點(diǎn)。
[0008]中國(guó)專利CN101429819A公開(kāi)了一種墻體托換方法，其步驟為:先構(gòu)建好托換基礎(chǔ)，再用夾墻梁從墻體兩側(cè)將墻體夾緊在夾墻梁下放置移位裝置，最后對(duì)墻體截?cái)?，使建筑物的力通過(guò)墻體傳遞給夾墻梁，夾墻梁再通過(guò)移位裝置傳遞至托換基礎(chǔ)上，其貢獻(xiàn)在于:在夾墻梁和墻體之間還施加正應(yīng)力摩擦力。該方法，雖然解決了上述抱柱梁托換方式現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土存在的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了施工方便，快捷，施工工期短，鋼結(jié)構(gòu)可以重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)，但是它僅適于墻體的托換，由于混凝土柱的結(jié)構(gòu)和受力與墻體差異甚大，無(wú)法應(yīng)用于混凝土柱托換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有樓房平移中用于混凝土柱托換的鋼筋混凝土托換梁的不足，提供一種安全可靠、模塊化組裝、適用不同截面尺寸柱、可重復(fù)使用、快速安裝和拆卸、施工速度快的混凝土柱用組裝式鋼托換裝置。
[0010]本發(fā)明還提供了混凝土柱用模塊化組裝式鋼托換裝置的具體應(yīng)用方法。
[0011]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的方案是:
[0012]一種混凝土柱托換用模塊化組裝式鋼托換裝置，包括于移動(dòng)方向設(shè)置的一對(duì)對(duì)稱的托換鋼梁、及連接托換鋼梁的橫向預(yù)緊螺栓，所述的托換鋼梁通過(guò)其下部的行走機(jī)構(gòu)置于下軌道及基礎(chǔ)上，其特征是，一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的短梁通過(guò)傳力構(gòu)件連接在兩托換鋼梁之間，縱向預(yù)緊螺栓穿過(guò)被托換柱將所述的短梁連接起來(lái)，被托換柱位于一對(duì)托換鋼梁和一對(duì)短梁所組成的方型結(jié)構(gòu)內(nèi)且被夾緊；所述的托換鋼梁側(cè)面有多列橫向螺栓孔，橫向預(yù)緊螺栓至少包括兩組側(cè)面預(yù)緊螺栓，側(cè)面預(yù)緊螺栓分別位于被托換柱兩側(cè)且橫向穿過(guò)短梁，前述的短梁采用模塊化組裝。
[0013]所述的傳力構(gòu)件包括設(shè)置在短梁兩端面的水平向短梁傳力凹槽、及設(shè)置在托換鋼梁與短梁靠近側(cè)面上的凸出的托換鋼梁傳力板，所述的托換鋼梁傳力板在托換鋼梁和短梁安裝后位于短梁端面的短梁傳力凹槽內(nèi)。
[0014]所述的橫向預(yù)緊螺栓還包括橫向通過(guò)被托換柱的中部橫向橫向預(yù)緊螺栓。
[0015]所述的短梁由第一短梁模塊和第二短梁模塊經(jīng)連接板連接成一體；所述的第一短梁模塊一端側(cè)面設(shè)水平方向的短梁傳力凹槽，另一端側(cè)面為與短梁傳力凹槽配合的模塊傳力凸板；所述的第二短梁模塊兩側(cè)面均有水平方向的短梁傳力凹槽；在第一短梁模塊和第二短梁模塊的上端面及下端面分別設(shè)有用于安裝連接板的第一定位凹槽及第二定位凹槽和第一螺栓孔及第二螺栓孔；所述的連接板于第一短梁模塊和第二短梁模塊上下端面為對(duì)稱設(shè)置，每一連接板上縱向設(shè)有兩條平行的凸沿，所述的凸沿分置于第一短梁模塊和第二短梁模塊相應(yīng)的第一定位凹槽和第二定位凹槽內(nèi)，連接板固定螺栓通過(guò)連接板上的第一螺栓孔和第二螺栓孔后將連接板固定在第一短梁模塊和第二短梁模塊上。
[0016]所述的第一短梁模塊可以設(shè)置多個(gè)，順次由連接板連為一體。[0017]所述的行走機(jī)構(gòu)為滑車、滾軸或者滑動(dòng)支座中的之一。
[0018]一種混凝土柱托換用模塊化組裝式鋼托換裝置的應(yīng)用方法:將一對(duì)托換鋼梁和一對(duì)組裝好的連接短梁放置在被托換柱的兩側(cè)并通過(guò)橫向預(yù)緊螺栓和縱向預(yù)緊螺栓將被托換柱四面夾緊，被托換柱與基礎(chǔ)截?cái)喾蛛x后，懸空短梁通過(guò)其兩端部將其承擔(dān)的部分柱荷載傳給托換鋼梁，托換鋼梁通過(guò)其下部的行走機(jī)構(gòu)將被托換柱傳來(lái)的全部荷載傳至下軌道及基礎(chǔ)。
[0019]具體步驟如下:
[0020]I)按短梁縱向預(yù)緊螺栓孔位置和直徑在被托換柱上鉆縱向孔；當(dāng)被托換柱水平截面尺寸較大時(shí)，可以在被托換柱的另一個(gè)方向按托換鋼梁側(cè)面中部的橫向螺栓孔位置和直徑在被托換柱上再行鉆橫向孔；
[0021]2)清除托換鋼梁安裝部位柱面上的抹灰及粉塵后，用水沖凈，抹約5?IOmm厚的水泥砂漿找平層，在砂漿初凝前將托換鋼梁和短梁安裝至預(yù)定位置；
[0022]安裝時(shí)應(yīng)先將托換鋼梁成對(duì)安放在平行于移動(dòng)方向的被托換柱兩側(cè)面，托換鋼梁放置在位于下軌道板上的行走機(jī)構(gòu)上；組裝好的連接短梁通過(guò)其兩端的短梁傳力凹槽支撐在托換鋼梁側(cè)面凸出的托換鋼梁傳力板上；
[0023]預(yù)緊螺栓的安裝順序是:先將縱向預(yù)緊螺栓穿過(guò)一側(cè)短梁、被托換柱和另一側(cè)短梁并初步緊固，使短梁底面或頂面處于水平狀態(tài)，并使找平砂漿自短梁上下邊略有擠出，再將橫向預(yù)緊螺栓穿過(guò)一側(cè)托換鋼梁、短梁和另一側(cè)托換鋼梁，并初步緊固，使托換鋼梁底面或頂面處于水平狀態(tài)，并使找平砂漿自托換鋼梁上下邊略有擠出；在初步緊固橫向預(yù)緊螺栓和縱向預(yù)緊螺栓時(shí)，應(yīng)同時(shí)保證短梁側(cè)面與托換鋼梁側(cè)面之間均有2?3mm的空隙；
[0024]3)待找平砂漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，用扭矩扳手按照預(yù)緊螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)緊力再次交替緊固螺栓，此時(shí)被托換柱四面的托換鋼梁和短梁通過(guò)橫向預(yù)緊螺栓和縱向預(yù)緊螺栓將被托換柱夾緊，托換鋼梁安裝完成；
[0025]4)在托換鋼梁的底部與下軌道之間的縫隙內(nèi)，將被托換柱與原基礎(chǔ)水平截?cái)喾蛛x，被托換柱斷開(kāi)后，被托換柱傳至原基礎(chǔ)的荷載，通過(guò)托換鋼梁和短梁并最終由托換鋼梁傳遞至下部的行走機(jī)構(gòu)，再由行走機(jī)構(gòu)傳至下軌道及基礎(chǔ)；
[0026]5)被托換柱逐個(gè)完成上述操作后，經(jīng)由行走機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)樓房平移到位，而后將被托換柱與新基礎(chǔ)連接，在連接材料達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，松開(kāi)預(yù)緊螺栓將托換鋼梁和短梁卸除以
備重復(fù)使用。
[0027]根據(jù)被托換柱的尺寸，可以增減短梁的第一短梁模塊的數(shù)量和尺寸。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:
[0029]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自重輕；受力明確；可以方便地安裝和拆卸；可以應(yīng)用于不同截面尺寸的柱托換；可以多次重復(fù)利用；能有效減小框架結(jié)構(gòu)建筑物平移工程中混凝土柱托換的工作量；降低勞動(dòng)強(qiáng)度；縮短施工時(shí)間。該托換鋼梁在等同混凝土托換梁截面尺寸的情況下，其自重只有混凝土梁的1/2?1/3，用鋼量約為混凝土梁的3?5倍，考慮全部托換結(jié)構(gòu)施工費(fèi)的情況下，其造價(jià)約為混凝土托換梁的2?3倍，若重復(fù)使用10次，造價(jià)僅為混凝土托換梁的1/5?1/3，在多次重復(fù)使用的情況下，經(jīng)濟(jì)效益明顯；托換鋼梁安裝完成后，既可以進(jìn)行被托換混凝土柱的截?cái)嗍┕?，減少了采用混凝土托換梁時(shí)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的等待時(shí)間，因此托換施工工期可以減少到采用混凝土托換梁的1/3?1/4，能有效縮短框架結(jié)構(gòu)建筑物平移的施工時(shí)間，節(jié)省大量的勞動(dòng)成本。建筑平移到指定位置后，將被托換柱與新位置的基礎(chǔ)連接，待連接材料強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，即可將托換梁、滑車或滾軸和下軌道板回收，以備下次使用。
[0030]本發(fā)明不僅克服了目前框架結(jié)構(gòu)建筑平移工程中前期準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、受環(huán)境溫度影響大的缺點(diǎn)(低溫對(duì)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的影響較大)，而且比采用混凝土托換梁減少了大量的資源和勞動(dòng)力消耗，是一種綠色、經(jīng)濟(jì)的托換結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)組成拆分示意圖；
[0033]圖3為短梁組裝完成圖；
[0034]圖4為對(duì)應(yīng)于圖3的短梁模塊分解圖；
[0035]圖5為對(duì)應(yīng)于圖3的短梁組裝前的主視圖；
[0036]圖6為對(duì)應(yīng)于圖3的短梁組裝后的主視圖；
[0037]圖7為三段短梁模塊組裝后的短梁主視圖；
[0038]圖8為被托換柱截?cái)嗲暗闹饕晥D；
[0039]圖9為被托換柱截?cái)嗪蟮闹饕晥D；
[0040]圖10為被托換柱截?cái)嗪蟮淖笠晥D。
[0041]圖中:1托換鋼梁，2短梁，3橫向預(yù)緊螺栓，31橫向預(yù)緊螺母，4縱向預(yù)緊螺栓，41縱向預(yù)緊螺母，5被托換柱，6下軌道，7軌道板，8滑車，9中部橫向螺栓孔，11托換鋼梁傳力板，12托換鋼梁螺栓孔，21短梁傳力凹槽，22短梁第一螺栓孔、23短梁第二螺栓孔，24第一短梁模塊、241模塊傳力凸板,242第一定位凹槽,243第一螺栓孔,25第二短梁模塊,251模塊傳力凹槽，252第二定位凹槽，253第二螺栓孔，26連接板，261凸沿，27連接板固定螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0043]如圖1、圖2所示為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)。該種混凝土柱托換用模塊化組裝式鋼托換裝置，包括于移動(dòng)方向設(shè)置的一對(duì)對(duì)稱的托換鋼梁I和組裝好的短梁2、所述的托換鋼梁I通過(guò)其下部的行走機(jī)構(gòu)置于下軌道及基礎(chǔ)上。
[0044]—對(duì)對(duì)稱設(shè)置的組裝好的短梁2通過(guò)傳力構(gòu)件連接在兩托換鋼梁I之間，縱向預(yù)緊螺栓4通過(guò)短梁第一螺栓孔22和被托換柱5將所述的兩個(gè)短梁2連接起來(lái)，被托換柱5(混凝土柱)位于一對(duì)托換鋼梁I和一對(duì)短梁2所組成的方型結(jié)構(gòu)內(nèi)且被夾緊。所述的橫向預(yù)緊螺栓3至少包括兩組側(cè)面預(yù)緊螺栓，側(cè)面預(yù)緊螺栓分別位于被托換柱兩側(cè)且橫向穿過(guò)托換鋼梁螺栓孔12和短梁第二螺栓孔23將所述的托換鋼梁I緊固在被托換柱5的兩對(duì)側(cè)面。通常，橫向預(yù)緊螺栓3僅靠?jī)山M(每組不少于4支，上下方向均布)側(cè)面預(yù)緊螺栓，以減少因在被托換柱5上鉆孔而影響被托換柱的強(qiáng)度。當(dāng)被托換柱5水平截面尺寸較大時(shí)，還可以在托換鋼梁I側(cè)面設(shè)中部橫向螺栓孔，通過(guò)中部橫向螺栓孔9的橫向預(yù)緊螺栓3穿過(guò)被托換柱5后進(jìn)一步將兩托換鋼梁I與被托換柱5夾緊；中部橫向預(yù)緊螺栓一組不少于2支，上下方向均布。托換鋼梁側(cè)面有多列橫向螺栓孔，用于安裝托換鋼梁I兩側(cè)的橫向預(yù)緊螺栓3和中部橫向預(yù)緊螺栓。
[0045]被托換柱5 (混凝土柱)與基礎(chǔ)截?cái)喾蛛x后，懸空的短梁2通過(guò)其兩端部將其承擔(dān)的柱荷載傳給托換鋼梁I，托換鋼梁I通過(guò)其下部的行走機(jī)構(gòu)將被托換柱5傳來(lái)的全部荷載傳至下軌道6及基礎(chǔ)。所述的行走機(jī)構(gòu)為滑車8、或者采用滾軸或者滑動(dòng)支座。在下軌道6上設(shè)有軌道板7，滑車8置于軌道板7上。
[0046]如圖2，傳力構(gòu)件包括設(shè)置在短，2兩端面的水平向短梁傳力凹槽21、及設(shè)置在托換鋼梁I與短梁2靠近側(cè)面上的凸出的托換鋼梁傳力板11，所述的托換鋼梁傳力板11在托換鋼梁和短梁安裝時(shí)位于短梁端面的短梁傳力凹槽21內(nèi)。托換鋼梁傳力板11與短梁傳力凹槽21的配合結(jié)構(gòu)有多種選擇，采用矩形插接結(jié)構(gòu)，也可采用燕尾插接結(jié)構(gòu)，其它能夠承受豎向剪力的結(jié)構(gòu)理論上均可。托換鋼梁傳力板11可以按段設(shè)置，優(yōu)選兩段設(shè)置且分別位于被托換柱5的兩側(cè)，處于同一水平位置。
[0047]為了適用于不同水平截面尺寸的被托換柱5，托換鋼梁I的腹板上有多排規(guī)則排列的托換鋼梁螺栓孔12，橫向預(yù)緊螺栓3在選擇安裝在托換鋼梁螺栓孔12不同孔內(nèi)。橫向預(yù)緊螺栓3 —般為兩組，如前述分位于被托換柱兩側(cè)，當(dāng)被托換柱5尺寸較大時(shí)，可設(shè)置第三組，即通過(guò)被托換柱5的中部橫向預(yù)緊螺栓。此外，短梁2還采用模塊化組裝。這樣，不同水平截面尺寸的被托換柱5均可夾緊在由一對(duì)托換鋼梁I和一對(duì)短梁2所組成的方型結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0048]如圖3、圖4、圖5、圖6。短梁2采用模塊化組裝。構(gòu)成短梁2的模塊分為第一短梁模塊24和第二短梁模塊25兩種，其中，第一短梁模塊24至少I個(gè)，根據(jù)需要可以設(shè)置多個(gè)(2-4個(gè))且順次由連接板26連為一體。第二短梁模塊25僅設(shè)置一個(gè)。第一短梁模塊24采用多個(gè)時(shí)，可以具有相同的外形尺寸，也可在厚度尺寸上有所不同，這樣對(duì)適應(yīng)被托換柱5的外形尺寸更為靈活。
[0049]第一短梁模塊24 —端側(cè)面設(shè)水平方向的短梁傳力凹槽21，另一端側(cè)面為與短梁傳力凹槽21配合的模塊傳力凸板241。第二短梁模塊25兩側(cè)面均設(shè)有水平方向的短梁傳力凹槽21。模塊傳力凸板與短梁傳力凹槽的結(jié)構(gòu)符合前述傳力構(gòu)件的特征，因此可采用矩形插接結(jié)構(gòu)，也可采用燕尾插接結(jié)構(gòu)等。
[0050]在第一短梁模塊24的上端面及下端面均有用于安裝連接板的第一定位凹槽242和第一螺栓孔243 ;第一定位凹槽242和第一螺栓孔243均為縱向兩排，第一定位凹槽242位于第一短梁模塊24的端面外側(cè)，第一螺栓孔243位于第一定位凹槽242的內(nèi)側(cè)。
[0051]在第二短梁模塊25的上端面及下端面均有用于安裝連接板的第二定位凹槽252和第二螺栓孔253 ;第二定位凹槽252和第二螺栓孔253均為縱向單排，第二定位凹槽252位于第二短梁模塊25的端面外側(cè)，第二螺栓孔253位于第二定位凹槽252的內(nèi)側(cè)。
[0052]上述內(nèi)側(cè)和外側(cè)均是以第一短梁模塊24和第二短梁模塊25本體而言。
[0053]見(jiàn)圖4、圖5。連接板26于第一短梁模塊24和第二短梁模塊25上下端面對(duì)稱設(shè)置，每一連接板26上縱向設(shè)有兩條平行的凸沿261，所述的凸沿261分置于第一短梁模塊和第二短梁模塊相應(yīng)的第一定位凹槽242和第二定位凹槽252內(nèi)，連接板固定螺栓27通過(guò)連接板上的螺栓孔后將連接板26固定在第一短梁模塊24和第二短梁模塊25對(duì)應(yīng)的第一螺栓孔243和第二螺栓孔253內(nèi)。連接板26的尺寸要求是，在凸沿261分置于第一短梁模塊和第二短梁模塊相應(yīng)的第一定位凹槽242和第二定位凹槽252內(nèi)時(shí),第一短梁模塊的模塊傳力凸板241同時(shí)位于第二短梁模塊的短梁傳力凹槽21內(nèi)，且結(jié)合牢靠。
[0054]在第一短梁模塊24和第二短梁模塊25的傳力構(gòu)件(模塊傳力凸板241、短梁傳力凹槽21)所在的側(cè)面上設(shè)有與托換鋼梁I側(cè)面的部分橫向螺栓孔同孔心的短梁第二螺栓孔23，橫向預(yù)緊螺栓3通過(guò)外側(cè)兩托換鋼梁螺栓孔12和內(nèi)側(cè)兩短梁第二螺栓孔23后由橫向預(yù)緊螺母31緊固。在第一短梁模塊24和第二短梁模塊25上設(shè)有縱向預(yù)緊螺栓孔，即短梁第一螺栓孔22，呈豎列設(shè)置，縱向預(yù)緊螺栓4通過(guò)短梁第I螺栓孔22由縱向預(yù)緊螺母41將短梁2夾緊在被托換柱5上。
[0055]圖7為短梁的另一種實(shí)施例，該例采用第一短梁模塊24兩個(gè)由連接板26連為一體，第二短梁模塊25設(shè)置一個(gè)。其連接結(jié)構(gòu)和原理如前所述。
[0056]在圖1、圖2給出的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖中，托換鋼梁I (上軌道鋼梁)為鋼結(jié)構(gòu)箱型截面梁，并成對(duì)安裝在平行于移動(dòng)方向的被托換柱5的兩側(cè)面；短梁2成對(duì)安裝在托換鋼梁I之間被托換柱5的另外兩個(gè)側(cè)面，并通過(guò)短梁傳力凹槽21支撐在托換鋼梁I的托換鋼梁傳力板11上。托換鋼梁I和短梁2均有預(yù)先鉆好的預(yù)緊螺栓孔，分別用于安裝橫向預(yù)緊螺栓3和縱向預(yù)緊螺栓4，橫向預(yù)緊螺栓3和縱向預(yù)緊螺栓4均為高強(qiáng)螺栓，其作用是將托換鋼梁1、短梁2夾緊在被托換柱5的側(cè)面，并通過(guò)鋼梁側(cè)面與被托換柱側(cè)面所產(chǎn)生的靜摩擦力實(shí)現(xiàn)對(duì)被托換柱5 (混凝土柱)的有效托換(試驗(yàn)表明鋼板與混凝土面的最大靜摩擦系數(shù)為0.65?0.70)，同時(shí)穿柱螺栓(中部橫向預(yù)緊螺栓9和縱向預(yù)緊螺栓4)的銷栓作用也可以傳遞部分豎向力。安裝完成后，短梁2端面與托換鋼梁I側(cè)面之間即二者的結(jié)合面之間均保留一定的空隙，以保證橫向預(yù)緊螺栓3在夾緊被托換柱時(shí)，不因短梁2的尺寸大于(甚至等于)被托換柱的厚度而對(duì)托換鋼梁I的夾緊產(chǎn)生抵觸作用。這樣保留間隙后，橫向預(yù)緊螺栓3的預(yù)緊力全部通過(guò)托換鋼梁I作用在被托換柱的側(cè)面。短梁2端面與托換鋼梁I側(cè)面之間通常為2?3mm，兩側(cè)均設(shè)有間隙。
[0057]應(yīng)用步驟如下:首先，根據(jù)被托換柱5的尺寸，可以增減短梁的第一短梁模塊24的數(shù)量和厚度尺寸。由第一短梁模塊24、第二短梁模塊25和連接板26組裝成短梁2.如圖3為兩塊組成、圖7為三塊組成。
[0058]I)按短梁縱向預(yù)緊螺栓孔(短梁第一螺栓孔22)位置和直徑在被托換柱5上鉆縱向孔；當(dāng)被托換柱5水平截面尺寸較大時(shí)，可以在被托換柱的另一個(gè)方向按托換鋼梁側(cè)面中部橫向螺栓孔9的位置和直徑在被托換柱上再行鉆橫向孔；
[0059]2)清除托換鋼梁I安裝部位柱面上的抹灰及粉塵后，用水沖凈，抹約5?IOmm厚的水泥砂漿找平層，在砂漿初凝前將托換鋼梁I和短梁2安裝至預(yù)定位置；
[0060]安裝時(shí)應(yīng)先將托換鋼梁I成對(duì)安放在平行于移動(dòng)方向的被托換柱5兩側(cè)面，托換鋼梁I放置在位于軌道板7上的行走機(jī)構(gòu)(滑車8)上；組裝好的連接短梁通過(guò)其兩端的短梁傳力凹槽21支撐在托換鋼梁側(cè)面凸出的托換鋼梁傳力板11上；
[0061]預(yù)緊螺栓的安裝順序是:先將縱向預(yù)緊螺栓4穿過(guò)一側(cè)短梁2、被托換柱5和另一側(cè)短梁2并初步緊固，使短梁底面或頂面處于水平狀態(tài)，并使找平砂漿自短梁上下邊略有擠出，再將橫向預(yù)緊螺栓3穿過(guò)一側(cè)托換鋼梁1、短梁2和另一側(cè)托換鋼梁1，并初步緊固，使托換鋼梁底面或頂面處于水平狀態(tài)，并使找平砂漿自托換鋼梁上下邊略有擠出；在初步緊固橫向預(yù)緊螺栓和縱向預(yù)緊螺栓時(shí)，應(yīng)同時(shí)保證短梁端面與托換鋼梁側(cè)面之間有2?3mm的空隙；[0062]3)待找平砂漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，用扭矩扳手按照預(yù)緊螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)緊力再次交替緊固螺栓，此時(shí)被托換柱四面的托換鋼梁和短梁通過(guò)橫向預(yù)緊螺栓和縱向預(yù)緊螺栓將被托換柱夾緊，托換鋼梁安裝完成；如圖7.[0063]4)在托換鋼梁I的底部與下軌道6之間的縫隙內(nèi)，將被托換柱5與原基礎(chǔ)水平截?cái)喾蛛x，被托換柱5斷開(kāi)后，被托換柱傳至原基礎(chǔ)的荷載，通過(guò)托換鋼梁I和短梁2并最終由托換鋼梁傳遞至下部的行走機(jī)構(gòu)，再由行走機(jī)構(gòu)傳至下軌道6及基礎(chǔ)；如圖8、圖9、圖10。
[0064]5)被托換柱逐個(gè)完成上述操作后，經(jīng)由行走機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)樓房平移到位，而后將被托換柱與新基礎(chǔ)連接，在連接材料達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，松開(kāi)預(yù)緊螺栓將托換鋼梁和短梁卸除以
備重復(fù)使用。
[0065]可以根據(jù)混凝土柱的實(shí)際尺寸，本發(fā)明可組裝出300mm長(zhǎng)度以上、步進(jìn)尺寸50mm的多種短梁。
【權(quán)利要求】
1.一種混凝土柱托換用模塊化組裝式鋼托換裝置，包括于移動(dòng)方向設(shè)置的一對(duì)對(duì)稱的托換鋼梁、及連接托換鋼梁的橫向預(yù)緊螺栓，所述的托換鋼梁通過(guò)其下部的行走機(jī)構(gòu)置于下軌道及基礎(chǔ)上，其特征是，一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的短梁通過(guò)傳力構(gòu)件連接在兩托換鋼梁之間，縱向預(yù)緊螺栓穿過(guò)被托換柱將所述的短梁連接起來(lái)，被托換柱位于一對(duì)托換鋼梁和一對(duì)短梁所組成的方型結(jié)構(gòu)內(nèi)且被夾緊；所述的托換鋼梁側(cè)面有多列橫向螺栓孔，橫向預(yù)緊螺栓至少包括兩組側(cè)面預(yù)緊螺栓，側(cè)面預(yù)緊螺栓分別位于被托換柱兩側(cè)且橫向穿過(guò)短梁，前述的短梁采用模塊化組裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土柱托換用模塊化組裝式鋼托換裝置，其特征是，所述的傳力構(gòu)件包括設(shè)置在短 梁兩端面的水平向短梁傳力凹槽、及設(shè)置在托換鋼梁與短梁靠近側(cè)面上的凸出的托換鋼梁傳力板，所述的托換鋼梁傳力板在托換鋼梁和短梁安裝后位于短梁端面的短梁傳力凹槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土柱托換用模塊化組裝式鋼托換裝置，其特征是，所述的橫向預(yù)緊螺栓還包括橫向通過(guò)被托換柱的中部橫向橫向預(yù)緊螺栓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的混凝土柱托換用模塊化組裝式鋼托換裝置，其特征是，所述的短梁由第一短梁模塊和第二短梁模塊經(jīng)連接板連接成一體；所述的第一短梁模塊一端側(cè)面設(shè)水平方向的短梁傳力凹槽，另一端側(cè)面為與短梁傳力凹槽配合的模塊傳力凸板；所述的第二短梁模塊兩側(cè)面均有水平方向的短梁傳力凹槽；在第一短梁模塊和第二短梁模塊的上端面及下端面分別設(shè)有用于安裝連接板的第一定位凹槽及第二定位凹槽和第一螺栓孔及第二螺栓孔；所述的連接板于第一短梁模塊和第二短梁模塊上下端面為對(duì)稱設(shè)置，每一連接板上縱向設(shè)有兩條平行的凸沿，所述的凸沿分置于第一短梁模塊和第二短梁模塊相應(yīng)的第一定位凹槽和第二定位凹槽內(nèi)，連接板固定螺栓通過(guò)連接板上的第一螺栓孔和第二螺栓孔后將連接板固定在第一短梁模塊和第二短梁模塊上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土柱托換用模塊化組裝式鋼托換裝置，其特征是，所述的第一短梁模塊可以設(shè)置2-4個(gè)，順次由連接板連為一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土柱托換用模塊化組裝式鋼托換裝置，其特征是，所述的行走機(jī)構(gòu)為滑車、滾軸或者滑動(dòng)支座中的之一。
7.—種混凝土柱托換用模塊化組裝式鋼托換裝置的應(yīng)用方法:其特征是，首先根據(jù)被托換柱的截面尺寸選用合適的短梁模塊組裝成一對(duì)短梁，然后將一對(duì)托換鋼梁和一對(duì)組裝好的連接短梁放置在被托換柱的兩側(cè)并通過(guò)橫向預(yù)緊螺栓和縱向預(yù)緊螺栓將被托換柱四面夾緊，被托換柱與基礎(chǔ)截?cái)喾蛛x后，懸空短梁通過(guò)其兩端部將其承擔(dān)的部分柱荷載傳給托換鋼梁，托換鋼梁通過(guò)其下部的行走機(jī)構(gòu)將被托換柱傳來(lái)的全部荷載傳至下軌道及基礎(chǔ)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用方法，其特征是，具體步驟如下: 1)按短梁縱向預(yù)緊螺栓孔位置和直徑在被托換柱上鉆縱向孔；當(dāng)被托換柱水平截面尺寸較大時(shí)，可以在被托換柱的另一個(gè)方向按托換鋼梁側(cè)面中部的橫向螺栓孔位置和直徑在被托換柱上再行鉆橫向孔； 2)清除托換鋼梁安裝部位柱面上的抹灰及粉塵后，用水沖凈，抹約5~IOmm厚的水泥砂漿找平層，在砂漿初凝前將托換鋼梁和短梁安裝至預(yù)定位置； 安裝時(shí)應(yīng)先將托換鋼梁成對(duì)安放在平行于移動(dòng)方向的被托換柱兩側(cè)面，托換鋼梁放置在位于下軌道板上的行走機(jī)構(gòu)上；組裝好的連接短梁通過(guò)其兩端的短梁傳力凹槽支撐在托換鋼梁側(cè)面凸出的托換鋼梁傳力板上； 預(yù)緊螺栓的安裝順序是:先將縱向預(yù)緊螺栓穿過(guò)一側(cè)短梁、被托換柱和另一側(cè)短梁并初步緊固，使短梁底面或頂面處于水平狀態(tài)，并使找平砂漿自短梁上下邊略有擠出，再將橫向預(yù)緊螺栓穿過(guò)一側(cè)托換鋼梁、短梁和另一側(cè)托換鋼梁，并初步緊固，使托換鋼梁底面或頂面處于水平狀態(tài)，并使找平砂漿自托換鋼梁上下邊略有擠出；在初步緊固橫向預(yù)緊螺栓和縱向預(yù)緊螺栓時(shí)，應(yīng)同時(shí)保證短梁端面與托換鋼梁側(cè)面之間具有2~3mm的空隙； 3)待找平砂漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，用扭矩扳手按照預(yù)緊螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)緊力再次交替緊固螺栓，此時(shí)被托換柱四面的托換鋼梁和短梁通過(guò)橫向預(yù)緊螺栓和縱向預(yù)緊螺栓將被托換柱夾緊，托換鋼梁安裝完成； 4)在托換鋼梁的底部與下軌道之間的縫隙內(nèi)，將被托換柱與原基礎(chǔ)水平截?cái)喾蛛x，被托換柱斷開(kāi)后，被托換柱傳至原基礎(chǔ)的荷載，通過(guò)托換鋼梁和短梁并最終由托換鋼梁傳遞至下部的行 走機(jī)構(gòu)，再由行走機(jī)構(gòu)傳至下軌道及基礎(chǔ)； 5)被托換柱逐個(gè)完成上述操作后，經(jīng)由行走機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)樓房平移到位，而后將被托換柱與新基礎(chǔ)連接，在連接材料達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，松開(kāi)預(yù)緊螺栓將托換鋼梁和短梁卸除以備重復(fù)使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用方法，其特征是，通過(guò)增減短梁的第一短梁模塊的數(shù)量和尺寸，以適應(yīng)被托換柱的尺寸。
【文檔編號(hào)】E04G23/06GK103982053SQ201410225670
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】賈留東, 張?chǎng)? 夏鳳敏, 周廣強(qiáng), 王繼國(guó) 申請(qǐng)人:山東建筑大學(xué)