CN105951855A - 一种双层组合桁架加固式钢围堰及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双层组合桁架加固式钢围堰，包括钢围堰本体，所述钢围堰本体内侧连接有双层桁架结构，双层桁架结构内设有钢管桩，双层桁架结构通过连接钢管与钢管桩连接在一起。其施工方法包括以下步骤：（1）拼装钢围堰本体，将钢围堰本体的前面安装在迎水面；（2）在钢围堰本体内已经施工完成的钻孔桩内，预先插打钢管桩；（3）在钢围堰本体内安装双层桁架结构；（4）钢围堰本体注水下沉；（5）用连接钢管将双层桁架结构与钢管桩焊接在一起。本发明结构简单、安装快捷，完全达到闭水的要求，且结构强度和稳定性高。

Description

一种双层组合桁架加固式钢围堰及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁建设领域，特别是一种双层组合桁架加固式钢围堰及其施工方法。

背景技术

我国河流众多，在桥梁水中墩的施工方法中，广泛采用了钢围堰工程。桥梁水中墩的施工对钢围堰的质量要求高，必须完全达到闭水的要求，且结构强度必须能承受水流的冲击，尤其是在洪水期间，水流冲击力大，这就对钢围堰的强度和稳定性提出了更高要求。

目前通常使用的围堰按结构可以分为单壁式围堰和双壁式围堰两种，单壁式围堰主要用在水位较浅，水流舒缓，水压较小的施工位置；双壁式围堰通常用在水位较深，水流速度急，施工环境水压比较大的位置。目前常用的双壁式围堰，由内壁、外壁组成，内外壁间通过竖向次梁，水平环板及水平横撑连接，围堰内部设置钢管撑以满足围堰的强度及刚度的要求。但是，在洪水期间，有时仅依靠双壁式围堰仍然不能满足强度要求。

发明内容

本发明提供了一种双层组合桁架加固式钢围堰及其施工方法，结构简单，安装快捷，可全面钢围堰的强度和稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种双层组合桁架加固式钢围堰，包括钢围堰本体，其特征在于：

所述钢围堰本体内侧连接有双层桁架结构，双层桁架结构内设有钢管桩，双层桁架结构通过连接钢管与钢管桩连接在一起。

所述双层桁架结构包括连接在一起的底层桁架结构和顶层桁架结构，所述底层桁架结构包括分别与钢围堰本体内侧的前面、后面、左面和右面连接的底层桁架，所述顶层桁架包括分别设在钢围堰本体内侧的前面、后面、左面和右面的顶层桁架，顶层桁架通过钢围檩与钢围堰本体连接。

所述钢管桩平行设置有若干行，每行等距设置有若干根。

所述连接钢管包括横向连接钢管、纵向连接钢管和加固钢管，横向连接钢管、纵向连接钢管将顶层桁架与钢管桩连接为一个整体，在顶层桁架的内侧、横向连接钢管和纵向连接钢管围成的每个最小方形支撑单元中，均设置有四根加固钢管，加固钢管的两端分别与横向连接钢管和纵向连接钢管的中部连接，围成菱形的支撑结构。

设在前面的横向连接钢管将左右两侧的顶层桁架前端面、前面的顶层桁架后端面、前面一行的钢管桩连接在一起，设在后面的横向连接钢管将左右两侧的顶层桁架后端面、后面的顶层桁架前端面、后面一行的钢管桩连接在一起。

设在左侧的纵向连接钢管将左侧的顶层桁架右端面、前后两面的顶层桁架左端面、左侧一行的钢管桩连接在一起，设在右侧的纵向连接钢管将右侧的顶层桁架左端面、前后两面的顶层桁架右端面、右侧一行的钢管桩连接在一起。

一种以上所述的双层组合桁架加固式钢围堰的施工方法，包括以下步骤：

（1）拼装钢围堰本体，将钢围堰本体的前面安装在迎水面；

（2）在钢围堰本体内已经施工完成的钻孔桩内，预先插打钢管桩；

（3）在钢围堰本体内安装双层桁架结构；

（4）钢围堰本体注水下沉；

（5）用连接钢管将双层桁架结构与钢管桩焊接在一起。

所述步骤（2）中，钢管桩的安装在钻孔桩内的最外侧。

所述步骤（3）包括底层桁架结构的安装和顶层桁架结构的安装，其中，底层桁架结构的安装包括以下步骤：在钢围堰本体内侧的前面、后面、左面和右面分别焊接底层桁架，设在前面的底层桁架与钻孔桩内的钢护筒预留3~6cm，设在后面的底层桁架与钻孔桩内的钢护筒预留15~25cm，设在左右两侧的底层桁架与钻孔桩内的钢护筒预留8~12cm；顶层桁架结构的安装包括以下步骤：在钢围堰本体内侧的前面、后面、左面和右面分别焊接钢围檩，在钢围檩内侧焊接顶层桁架。

所述底层桁架结构的安装步骤中，设在前面的底层桁架与钻孔桩内的钢护筒预留5cm，设在后面的底层桁架与钻孔桩内的钢护筒预留20cm，设在左右两侧的底层桁架与钻孔桩内的钢护筒预留10cm。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：（1）本发明设置了双层桁架结构对钢围堰进行加固，从而提高了钢围堰的强度和稳定性；（2）本发明采用了连接钢管将双层桁架结构和钢管桩连接在一起，从而使钢管桩、双层桁架结构和钢围堰固结成为一个整体，从而进一步加强了钢围堰的稳定性，可抵御洪水期间水流巨大的冲击力；（3）本发明在连接钢管围成的方形支撑单元内部，还设置了菱形的加固支撑结构，使钢管桩与双层桁架结构之间的连接更加稳固，提高了钢围堰的强度和刚度；（4）本发明对不同位置的底层桁架和钢护筒之间的距离做了区分设计，以使双层桁架结构更有利于抵抗洪水的冲击；（5）本发明结构简单、安装快捷，完全达到闭水的要求，且结构强度和稳定性高。

附图说明

图1是本发明的底层桁架结构的结构示意图；

图2是本发明的顶层桁架结构的结构示意图。

图中，钢围堰本体1，钻孔桩2，钢管桩3，底层桁架4，加固钢管5，方形支撑单元6，横向连接钢管7，顶层桁架8，纵向连接钢管9，钢围檩10。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例。

如图1和图2所示，一种双层组合桁架加固式钢围堰，包括钢围堰本体1， 钢围堰本体1内侧连接有双层桁架结构，双层桁架结构内设有钢管桩3，双层桁架结构通过连接钢管与钢管桩3连接在一起。其中，双层桁架结构包括连接在一起的底层桁架结构和顶层桁架结构，底层桁架结构包括分别与钢围堰本体1内侧的前面、后面、左面和右面连接的底层桁架4，顶层桁架8包括分别设在钢围堰本体1内侧的前面、后面、左面和右面的顶层桁架8，顶层桁架8通过钢围檩与钢围堰本体1连接，顶层桁架8和底层桁架4连接在一起。

钢管桩3是插打在钢围堰内的钻孔桩中，根据钻孔桩的设计平行设置有若干行，每行等距设置有若干根。如图2中所示意的结构为，钢管桩3设计有2行，每行设置有4根。钢管桩还可根据实际桥梁水中墩的设计，安装少于8根或者多于8根的钢管桩3。钢管桩3与双层桁架结构连接，可使原中空设置的钢围堰本体1内部有了刚性支撑，从而提高了钢围堰本体1的强度。

为使钢管桩与双层桁架结构的连接更加稳固，连接钢管包括横向连接钢管7、纵向连接钢管9和加固钢管5，横向连接钢管7、纵向连接钢管9分别从横向和纵向将顶层桁架8与钢管桩3连接为一个整体，在顶层桁架8的内侧、横向连接钢管7和纵向连接钢管9围成的每个最小方形支撑单元6中，均设置有四根加固钢管5，加固钢管5的两端分别与横向连接钢管7和纵向连接钢管9的中部斜向连接，从而围成菱形的支撑结构。

为使钢围堰本体1内部的支撑结构更加紧凑，设在前面的横向连接钢管7将左右两侧的顶层桁架8前端面、前面的顶层桁架8后端面、前面一行的钢管桩3连接在一起，设在后面的横向连接钢管7将左右两侧的顶层桁架8后端面、后面的顶层桁架8前端面、后面一行的钢管桩3连接在一起。设在左侧的纵向连接钢管9将左侧的顶层桁架8右端面、前后两面的顶层桁架8左端面、左侧一行的钢管桩3连接在一起，设在右侧的纵向连接钢管9将右侧的顶层桁架8左端面、前后两面的顶层桁架8右端面、右侧一行的钢管桩3连接在一起。上述紧凑的连接关系使钢围堰本体1内部的支撑结构更加稳定。

以上所述的底层桁架，优选采用横向支撑A、纵向支撑A和斜向支撑A相连接的结构，横向支撑A和纵向支撑A围成若干个方形的底层支撑单元，底层支撑单元中有斜向设置的斜向支撑A，相邻的两个斜向支撑A呈三角对称设置。横向支撑A和纵向支撑A采用[20a槽钢，斜向支撑A采用[14槽钢。

以上所述的顶层桁架，优选采用横向支撑B、纵向支撑B和斜向支撑B相连接的结构，钢围檩10、连接钢管与横向支撑B或与纵向支撑B围成若干个方形的顶层支撑单元，顶层支撑单元中有斜向设置的斜向支撑B，相邻的两个斜向支撑B呈三角对称设置。斜向支撑B采用[20a槽钢。

以上所述的钢围堰，优选采用I45a工字钢制成；连接钢管优选采用Φ325×6mm钢管。

以上所述的双层组合桁架加固式钢围堰的施工方法，包括以下步骤：

（1）拼装钢围堰本体1，将钢围堰本体1的前面安装在迎水面；

（2）在钢围堰本体1内已经施工完成的钻孔桩2内，预先插打钢管桩3，钢管桩3的安装在钻孔桩2内的最外侧；

（3）在钢围堰本体1内安装双层桁架结构；

（4）钢围堰本体1注水下沉；

（5）用连接钢管将双层桁架结构与钢管桩3焊接在一起。

其中，步骤（3）包括底层桁架结构的安装和顶层桁架结构的安装，先安装底层桁架结构，再安装顶层桁架结构，底层桁架4结构的安装包括以下步骤：在钢围堰本体1内侧的前面、后面、左面和右面分别焊接底层桁架4，设在前面的底层桁架4与钻孔桩2内的钢护筒预留5cm，设在后面的底层桁架4与钻孔桩2内的钢护筒预留20cm，设在左右两侧的底层桁架4与钻孔桩2内的钢护筒预留10cm；顶层桁架8结构的安装包括以下步骤：在钢围堰本体1内侧的前面、后面、左面和右面分别焊接钢围檩，在钢围檩内侧焊接顶层桁架8。

在底层桁架4结构的安装步骤中，根据钢围堰的实际大小和钻孔桩的位置设计，对底层桁架4和钻孔桩2内钢护筒之间的距离设计，还可以设置为：设在前面的底层桁架4与钻孔桩2内的钢护筒预留3~6cm，设在后面的底层桁架与钻孔桩内的钢护筒预留15~25cm，设在左右两侧的底层桁架与钻孔桩内的钢护筒预留8~12cm。

Claims (10)

1.一种双层组合桁架加固式钢围堰，包括钢围堰本体，其特征在于：

所述钢围堰本体内侧连接有双层桁架结构，双层桁架结构内设有钢管桩，双层桁架结构通过连接钢管与钢管桩连接在一起。

2.根据权利要求1所述的双层组合桁架加固式钢围堰，其特征在于：

所述双层桁架结构包括连接在一起的底层桁架结构和顶层桁架结构，所述底层桁架结构包括分别与钢围堰本体内侧的前面、后面、左面和右面连接的底层桁架，所述顶层桁架包括分别设在钢围堰本体内侧的前面、后面、左面和右面的顶层桁架，顶层桁架通过钢围檩与钢围堰本体连接。

3.根据权利要求2所述的双层组合桁架加固式钢围堰，其特征在于：

所述钢管桩平行设置有若干行，每行等距设置有若干根。

4.根据权利要求3所述的双层组合桁架加固式钢围堰，其特征在于：

所述连接钢管包括横向连接钢管、纵向连接钢管和加固钢管，横向连接钢管、纵向连接钢管将顶层桁架与钢管桩连接为一个整体，在顶层桁架的内侧、横向连接钢管和纵向连接钢管围成的每个最小方形支撑单元中，均设置有四根加固钢管，加固钢管的两端分别与横向连接钢管和纵向连接钢管的中部连接，围成菱形的支撑结构。

5.根据权利要求4所述的双层组合桁架加固式钢围堰，其特征在于：

设在前面的横向连接钢管将左右两侧的顶层桁架前端面、前面的顶层桁架后端面、前面一行的钢管桩连接在一起，设在后面的横向连接钢管将左右两侧的顶层桁架后端面、后面的顶层桁架前端面、后面一行的钢管桩连接在一起。

6.根据权利要求4所述的双层组合桁架加固式钢围堰，其特征在于：

设在左侧的纵向连接钢管将左侧的顶层桁架右端面、前后两面的顶层桁架左端面、左侧一行的钢管桩连接在一起，设在右侧的纵向连接钢管将右侧的顶层桁架左端面、前后两面的顶层桁架右端面、右侧一行的钢管桩连接在一起。

7.根据权利要求1~6任一项所述的双层组合桁架加固式钢围堰的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）拼装钢围堰本体，将钢围堰本体的前面安装在迎水面；

（2）在钢围堰本体内已经施工完成的钻孔桩内，预先插打钢管桩；

（3）在钢围堰本体内安装双层桁架结构；

（4）钢围堰本体注水下沉；

（5）用连接钢管将双层桁架结构与钢管桩焊接在一起。

8.根据权利要求7所述的双层组合桁架加固式钢围堰的施工方法，其特征在于：

所述步骤（2）中，钢管桩的安装在钻孔桩内的最外侧。

9.根据权利要求7所述的双层组合桁架加固式钢围堰的施工方法，其特征在于：

所述步骤（3）包括底层桁架结构的安装和顶层桁架结构的安装，其中，底层桁架结构的安装包括以下步骤：在钢围堰本体内侧的前面、后面、左面和右面分别焊接底层桁架，设在前面的底层桁架与钻孔桩内的钢护筒预留3~6cm，设在后面的底层桁架与钻孔桩内的钢护筒预留15~25cm，设在左右两侧的底层桁架与钻孔桩内的钢护筒预留8~12cm；顶层桁架结构的安装包括以下步骤：在钢围堰本体内侧的前面、后面、左面和右面分别焊接钢围檩，在钢围檩内侧焊接顶层桁架。

10.根据权利要求9所述的双层组合桁架加固式钢围堰的施工方法，其特征在于：

所述底层桁架结构的安装步骤中，设在前面的底层桁架与钻孔桩内的钢护筒预留5cm，设在后面的底层桁架与钻孔桩内的钢护筒预留20cm，设在左右两侧的底层桁架与钻孔桩内的钢护筒预留10cm。