CN107142926A - 浅水河床厚漂石覆盖层上的钢栈桥钢管桩抗冲刷施工方法 - Google Patents

浅水河床厚漂石覆盖层上的钢栈桥钢管桩抗冲刷施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种浅水河床厚漂石覆盖层上的钢栈桥钢管桩抗冲刷施工方法,包括清理浅水河床厚漂石覆盖层施工方法、钢管桩施工方法、石笼回填抗冲刷施工方法等;通过使用挖掘机或抓斗对河床表面厚漂石覆盖层进行清除,解决钢管桩在厚漂石覆盖层中钢管桩无法插入至设计深度的问题,再利用漂石进行部分回填后使用石笼回填的方法,达到提高钢栈桥整体稳定性及抗冲刷性的目的。本发明解决了河床厚漂石覆盖层上钢管桩无法无法插入至设计深度导致钢栈桥整体抗冲刷能力差、易垮塌问题,与传统直接在河床覆盖层上击打插入钢管桩施工方法相比,多了厚漂石覆盖层清理及石笼回填两道工序,但能提高钢栈桥整体抗冲刷性能;让钢栈桥适用范围得到很大扩展。

Description

浅水河床厚漂石覆盖层上的钢栈桥钢管桩抗冲刷施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种河床抗冲刷的领域,具体为一种在浅水河床厚漂石覆盖层上进行 漂石层清理后采用石笼回填加固钢栈桥钢管粧来抗水流冲刷的全新的施工方法。
背景技术
[0002] 在建设跨越河流的桥梁过程中,往往会在桥梁旁提前架设钢栈桥作为施工运输通 道,另外还可依附钢栈桥搭设施工作业平台,实现由水中转化为陆地施工作业。钢栈桥是以 高强钢材制成轻便的标准化桁架单元构件及横梁、纵梁、桥面板、桥座及连接件等组成,用 专用的安装设备可就地迅速拼装成适用于各种跨径、荷载的桁架梁桥,解决了水上作业机 械材料难以进入施工现场的难题,因此钢栈桥有着水上桥梁施工“生命线”这一说法。
[0003] 目前对钢栈桥的采用主要是根据施工方自身施工车辆通行需求,确定好钢栈桥设 计参数,对其主要组成材料:贝雷梁、分配梁工字钢、横梁工字钢、桥面钢板及钢管粧等进行 受力验算后确定使用规格,最后通过科学拼装成为钢桁架桥梁形式。
[0004] 其中钢管粧作为钢栈桥下部主要传力结构,钢管粧端需通过振动锤锤击穿透河床 表面的覆盖层并支承在坚硬岩土层或者进入一定深度的软土层作为钢栈桥的基础,钢管粧 锤击插入的施工质量对钢栈桥的整体稳定性起着决定性作用。然而,随着公路基础设施建 设的蔓延,会碰到越来越多的桥梁设计在流水冲刷严重的地方,比如水电站下游附近,河床 上小粒径的泥沙都被冲刷掉,只剩下大的卵石形成厚漂石覆盖层。
[0005] 目前钢栈桥钢管粧基础的传统施工方法一直未能解决在河床厚漂石覆盖层上钢 管粧穿透漂石层并支承在坚硬岩土层或者进入下方一定深度的软土层的问题,导致钢栈桥 整体稳定性差,遇洪易倾覆垮塌。只能在钢栈桥整体安装完成后在钢管粧基础薄弱部位的 旁边采用冲孔植粧的方式进行加固,冲孔植粧加固的具体方法:在钢栈桥施工完成后,对钢 管粧嵌入深度数据进行统计,逐粧进行排查,对插入深度不够的钢管粧,在其附近预埋设计 计算规格的钢护筒进入漂石层一定的深度,再使用相应规格的冲击钻机在钢护筒中心进行 冲孔作业,冲孔至设计计算要求达到的冲孔深度,清孔,浇筑混凝土至设计高度,在混凝土 凝固之前插入一根钢管粧或型钢,插入至混凝土底,待混凝土凝固之后,预埋的钢管粧或型 钢在外露部分通过型钢与插入深度不够的钢管粧联接成整体,确保其稳定性。在后期采用 冲孔植粧加固的施工方法不但工序复杂、成本昂贵,而且工作进度缓慢并在其施工时占用 钢栈桥通道,影响钢栈桥的通行使用。
[0006] 许多项目因考虑其成本和对其使用工期迫切的原因常常未能进行有效加固钢管 粧基础,造成钢栈桥基础不牢固,汛期来临后洪水冲跨钢栈桥的案例不在少数。
[0007] 综前所述,钢栈桥的使用虽然为水上作业提供很大的便利,但传统的钢栈桥钢管 粧在漂石覆盖层中的施工存在着钢管粧基础无法穿透覆盖层的施工难题,且后期加固成本 高,进度慢的缺点。因此,发明一种全新的能在河床厚漂石覆盖层上钢栈桥钢管粧抗冲刷的 施工方法对钢栈桥的推广适用具有重要意义。
发明内容
[0008] 本发明针对现有技术的缺陷,而提供一种浅水河床厚漂石覆盖层上的钢栈桥钢管 粧抗冲刷施工方法,其工作原理是:在浅水区范围内,通过采用挖掘机或者抓斗直接在浅河 床或运输船上对钢管粧位置附近河床表面厚漂石覆盖层进行清除,然后使用振动锤锤击钢 管粧穿透漂石层,解决钢管粧在厚漂石覆盖层中钢管粧无法插入至设计深度的问题,再利 用漂石进行部分回填至设计要求后采用石笼进行回填,达到提高钢栈桥整体稳定性及抗冲 刷性效果的目的。
[0009] 本发明施工流程为:材料、机械进场4桥位测量放样4使用挖掘机在运输船上清 除漂石层4钢管粧位测量放样4钢管粧插打下沉—钢管粧下表层漂石回填4钢管粧上表 层石笼回填4进入下道工序。
[0010] 为实现上述本发明的目的,所采用的技术方案为: 一种浅水河床厚漂石覆盖层上的钢栈桥钢管粧抗冲刷施工方法,所述的施工方法包括 清理浅水区河床厚漂石覆盖层施工方法、钢管粧施工方法及石笼回填抗冲刷施工方法; 所述清理浅水区河床厚漂石覆盖层施工方法是采用挖掘机或抓斗直接在浅河床上或 者在运输船上,对以钢栈桥钢管粧位置为中心附近范围内漂石进行挖除清理; 所述钢管粧施工方法是在漂石挖除清理干净或者清理至设计深度之后才能进行钢管 粧的锤击插入。
[0011] 以上所述石笼回填抗冲刷施工方法是在同一断面的钢管粧都锤击插入河床,施工 完成之后,在底部采用原来挖除出来的漂石回填至设计标高,上部石笼回填至原覆盖层标 尚。
[0012] 以上所述石笼回填由靠近钢管粧内侧往外逐步对称回填,确保石笼对钢管粧周围 紧密,石笼水平向、竖向叠砌紧密,并回填高度不超过原河床周围覆盖层标高保证回填处水 流平缓。
[0013] 以上所述石笼外框为矩形或方形结构,可采用一定规格的柔性镀锌铁丝网编制 成,也可采用一定规格的圆钢、螺纹钢焊接而成。
[0014] 以上所述石笼内填充大粒径的漂石,填充密实。
[0015] 以上所述的施工方法包括以下施工步骤: ① 通过查阅地质勘探报告了解漂石覆盖层厚度,确定机械及人员配置和石笼使用数 量; ② 测量放样钢栈桥桥位线型; ③ 使用运输船载挖掘机沿着桥位对钢管粧周围的漂石覆盖层进行挖除; ④ 根据石笼使用量制作石笼,石笼采用柔性镀锌铁丝网编制成或采用圆钢、螺纹钢焊 接制成矩形结构或方形结构,做好装填模架使用大粒径的漂石进行装填后绑扎成型; ⑤ 挖除后再进行插打钢管粧,及时进行钢管粧插打施工,采用履带吊振动锤振压埋设, 若振压1分钟时间内下沉<lcm,重复2-3次未有变化,可认为已达到承载能力要求; ⑥ 待同一断面上的钢管粧插打完成后,立即使用挖掘机把之前挖除的漂石覆盖层回填 钢管粧四周,回填至设计漂石回填层标高后再通过吊装把石笼安放在回填好的漂石覆盖层 上;石笼回填应按设计需求高度及宽度认真、仔细进行回填作业,由靠近钢管粧内侧往外逐 步对称回填,确保石笼对钢管粧周围紧密,石笼水平向、竖向叠砌紧密,应严格控制回填的 石笼密实良好,并回填高度不超过原河床周围覆盖层标高保证回填处水流平缓; ⑦ 对钢管粧管内进行灌砂处理,增加钢管粧的整体刚度; ⑧ 进入下一步的横梁、贝雷片及桥面系的安装工作; ®重复以上按(!)④⑤⑥⑦⑧的工作进行钢栈桥的施工作业。
[0016] 本发明相对于现有技术所具体突出的实质性特点和显著进步是: 1、本发明通过对厚漂石覆盖层的清理,确保钢管粧能击实下沉达到能满足设计承载能 力的地层,再通过原清理的漂石对钢管粧四周进行回填,漂石回填实现材料回收利用;并在 漂石回填的表层上采用石笼回填压实;利用石笼回填层压实漂石回填层的方式,能有效防 止回填层被洪水冲刷掏空,具有较强的抗冲刷能力,提高钢栈桥稳定性及安全性。
[0017] 2、本发明相对于传统使用钻孔粧设备在薄弱部位加固的方法,所需工序更加简 单,更便于施工操作。
[0018] 3、本发明相对于传统使用钻孔粧设备在薄弱部位加固的方法,在钢栈桥搭设的初 期就进行基础的支护,其工序完成时间衔接高效,钢栈桥整体搭设完成后即可通车使用,不 会出现后期补强支护占用钢栈桥运输通道影响钢栈桥及时使用性的问题。
[0019] 4、本发明相对于传统使用钻孔粧设备在薄弱部位加固的方法,只需使用一辆运输 船和挖掘机或抓斗对河床上漂石层进行清理和回填,再采用一定规格的柔性镀锌铁丝网编 制成,也可采用一定规格的圆钢、螺纹钢焊接制作成笼子装石回填;较大提高施工效率;缩 短施工工期,较大降低施工成本。
[0020] 5、本发明石笼形状为矩形或方形结构,可采用一定规格的柔性镀锌铁丝网编制 成,也可采用一定规格的圆钢、螺纹钢焊接而成;采用漂石对石笼进行填实,而漂石被密实 固定于石笼内,每个整体石笼的重量均能抗击河水流向的冲击;而石笼回填能使得石笼之 间紧密挤压,大大提高石笼回填层的抗冲刷力,既能对钢管粧起到很好的固定作用,又能防 止河床表面被河水或汛期洪水冲刷掏空。
附图说明
[0021] 图1为本发明一种浅水河床厚漂石覆盖层上的钢栈桥钢管粧抗冲刷施工方法的整 体施工示意图; 图2为采用镀锌铁丝网制作的石笼图示; 图3为使用挖掘机清理钢管粧位置的漂石覆盖层图示; 图4为使用石笼回填钢管粧四周。
具体实施方式
[0022] 结合本发明的实施例对本发明进一步详细说明。
[0023] 参看图1〜图4说明,一种浅水河床厚漂石覆盖层上的钢栈桥钢管粧抗冲刷施工方 法。
[0024] 所述的施工方法包含清理浅水区河床厚漂石覆盖层施工方法、钢管粧施工方法及 石笼回填抗冲刷施工方法; 所述清理浅水区河床厚漂石覆盖层施工方法是采用挖掘机或抓斗直接在浅河床上或 者在运输船上,对以钢栈桥钢管粧位置为中心附近范围内漂石进行挖除清理; 所述钢管粧施工方法是在漂石挖除清理干净或者清理至设计深度之后才能进行钢管 粧的锤击插入; 所述石笼回填抗冲刷施工方法是在同一断面的钢管粧都锤击插入,施工完成之后,在 底部采用原来挖除出来的漂石回填至设计标高,上部石笼回填至原覆盖层标高; 所述石笼回填由靠近钢管粧内侧往外逐步对称回填,确保石笼对钢管粧周围紧密,石 笼水平向、竖向叠砌紧密,并回填高度不超过原河床周围覆盖层标高保证回填处水流平缓; 所述石笼形状为矩形或方形结构,可采用一定规格的柔性镀锌铁丝网编制成,也可采 用一定规格的圆钢、螺纹钢焊接而成; 所述石笼内填充大粒径的漂石,填充密实。
[0025] 所述施工方法包括以下施工步骤: ① 通过查阅地质勘探报告了解漂石覆盖层厚度,确定机械及人员配置和石笼使用数 量; ② 测量放样钢栈桥桥位线型; ③ 使用运输船载挖掘机沿着桥位对钢管粧周围的漂石覆盖层进行挖除; ④ 根据石笼使用量制作石笼,可采用一定规格的柔性镀锌铁丝网编制成,也可采用一 定规格的圆钢、螺纹钢焊接而成矩形结构或方形结构;如石笼采用直径2.5mm柔性镀锌铁丝 网编制成规格为2mX ImX Im的矩形结构,做好装填模架使用大粒径的漂石进行装填后绑扎 成型; ⑤ 挖除后再进行插打钢管粧,及时进行钢管粧插打施工,采用履带吊振动锤振压埋设, 若振压1分钟时间内下沉<lcm,重复2-3次未有变化,可认为已达到承载能力要求; ⑥ 待同一断面上的钢管粧插打完成后,立即使用挖掘机把之前挖除的漂石覆盖层回填 钢管粧四周,回填至设计漂石回填层标高后再通过吊装把石笼安放在回填好的漂石覆盖层 上;石笼回填应按设计需求高度及宽度认真、仔细进行回填作业,由靠近钢管粧内侧往外逐 步对称回填,确保石笼对钢管粧周围紧密,石笼水平向、竖向叠砌紧密,应严格控制回填的 石笼密实良好,并回填高度不超过原河床周围覆盖层标高保证回填处水流平缓; ⑦ 对钢管粧管内进行灌砂处理,增加钢管粧的整体刚度; ⑧ 进入下一步的横梁、贝雷片及桥面系的安装工作; (!)重复以上按(!)④⑤⑥⑦⑧的工作进行钢栈桥的施工作业。
[0026] 实施案例1: 某大桥一侧引桥上构采用7x40米先简支后连续预应力砼T梁,主桥上构采用70+125+ 125+70m预应力混凝土连续箱梁,另一侧引桥上构采用8 X 40米先简支后连续预应力砼T梁, 主桥下构桥墩为钢筋混疑土实体壁墩,引桥下构桥墩为柱式墩,共有6排墩柱在河床上,需 搭设钢栈桥对该桥施工。该桥位于某水电站下游约300m处,河床覆盖层为卵石层,覆盖层3〜 7m,往下依次为强风化砂岩、中风化砂岩,采用传统钢管粧施工方法,无法将钢管粧插入至 设计深度,一旦水电站泄洪,钢栈桥很容易被冲垮,若在旁边冲孔植粧进行加固,施工进度 慢,费用高。采用本发明的施工方法能保证钢管粧插入至设计深度,有效地保证钢栈桥的稳 定性及安全性,另外石笼回填保证在泄洪时,钢管粧周围的卵石不被冲刷走,保护钢管粧的 稳固,提高钢栈桥的抗冲刷的能力,保证钢栈桥的安全。在大桥建设过程中,经历水电站8次 大的泄洪,钢栈桥稳固如初。
[0027] 实施案例2: 某大桥上构采用9 X 40米先简支后连续预应力砼T梁,下构桥墩为柱式墩,共有5排墩柱 在河床上,需搭设钢栈桥对该桥施工。该桥所处位置水流湍急,河床覆盖层为卵石层,覆盖 层4~8m,据案例1的实践与经验,采用案例1的施工方法对钢栈桥钢管粧施工,大大缩短了钢 栈桥搭建的工期,节约了施工成本,提高了钢栈桥的抗冲刷能力,保证了钢栈桥的稳定性、 安全性。在大桥建设过程中,经历几次大的汛期,钢栈桥稳固如初。

Claims (5)

1. 一种浅水河床厚漂石覆盖层上的钢栈桥钢管粧抗冲刷施工方法,其特征在于:所述 的施工方法包括清理浅水区河床厚漂石覆盖层施工方法、钢管粧施工方法及石笼回填抗冲 刷施工方法; 所述清理浅水区河床厚漂石覆盖层施工方法是采用挖掘机或抓斗直接在浅河床上或 者在运输船上,对以钢栈桥钢管粧位置为中心附近范围内的漂石进行挖除清理; 所述钢管粧施工方法是在漂石挖除清理干净或者清理至设计深度之后才能进行钢管 粧的锤击插入; 所述石笼回填抗冲刷施工方法是在同一断面的钢管粧都锤击插入,施工完成之后,在 底部采用原来挖除出来的漂石回填至设计标高,上部石笼回填至原覆盖层标高。
2. 根据权利要求1所述的浅水河床厚漂石覆盖层上的钢栈桥钢管粧抗冲刷施工方法, 其特征在于:所述石笼回填由靠近钢管粧内侧往外逐步对称回填,确保石笼对钢管粧周围 紧密,石笼水平向、竖向叠砌紧密,并回填高度不超过原河床周围覆盖层标高保证回填处水 流平缓。
3. 根据权利要求2所述的浅水河床厚漂石覆盖层上的钢栈桥钢管粧抗冲刷施工方法, 其特征在于:所述石笼形状为矩形或方形结构,采用柔性镀锌铁丝网编制成或采用圆钢、螺 纹钢焊接而成。
4. 根据权利要求2或3所述的浅水河床厚漂石覆盖层上的钢栈桥钢管粧抗冲刷施工方 法,其特征在于:所述石笼内填充大粒径的漂石。
5. 根据权利要求1所述的浅水河床厚漂石覆盖层上的钢栈桥钢管粧抗冲刷施工方法, 其特征在于,所述施工方法包括以下施工步骤: ① 通过查阅地质勘探报告了解漂石覆盖层厚度,确定机械及人员配置和石笼使用数量; ② 测量放样钢栈桥桥位线型; ③ 使用运输船载挖掘机沿着桥位对钢管粧周围的漂石覆盖层进行挖除; ④ 根据石笼使用量制作石笼,石笼采用柔性镀锌铁丝网编制成或采用圆钢、螺纹钢焊 接制成矩形结构或方形结构,做好装填模架使用大粒径的漂石进行装填后绑扎成型; ⑤ 挖除后再进行插打钢管粧,及时进行钢管粧插打施工,采用履带吊振动锤振压埋设, 若振压1分钟时间内下沉<lcm,重复2-3次未有变化,即为已达到承载能力要求; ⑥ 待同一断面上的钢管粧插打完成后,立即使用挖掘机把之前挖除的漂石覆盖层回填 钢管粧四周,回填至设计漂石回填层标高后再通过吊装把石笼安放在回填好的漂石覆盖层 上;石笼回填应按设计需求高度及宽度认真、仔细进行回填作业,由靠近钢管粧内侧往外逐 步对称回填,确保石笼对钢管粧周围紧密,石笼水平向、竖向叠砌紧密,应严格控制回填的 石笼密实良好,并回填高度不超过原河床周围覆盖层标高保证回填处水流平缓; ⑦ 对钢管粧管内进行灌砂处理,增加钢管粧的整体刚度; ⑧ 进入下一步的横梁、贝雷片及桥面系的安装工作; ③重复以上按③④⑤⑥⑦⑧的工作进行钢栈桥的施工作业。
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