CN108625365A - 提高钢栈桥抗倾覆的预加应力与栽桩组合结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
提高钢栈桥抗倾覆的预加应力与栽桩组合结构及施工方法，它涉及钢栈桥的抗倾覆加固的结构领域，具体涉及提高钢栈桥抗倾覆的预加应力与栽桩组合结构及施工方法。二号钢管桩平行于一号钢管桩并设置在一号钢管桩下方；钢护筒设置在一号钢管桩和二号钢管桩之间的右方，三号钢管桩通过设置钢护筒钻孔进入岩层内部并锚固；所述的三号钢管桩距离一号钢管桩与二号钢管桩的距离等于一号钢管桩和二号钢管桩之间的距离，一号钢管桩、二号钢管桩、三号钢管桩连接成等边三角形结构。采用上述技术方案后，本发明有益效果为：在增加钢管桩埋深的效果同时增加了钢管桩与岩层的锚固力，且材料与设备投入少，施工周期短，在保障工程进度的同时减少资金的投入，具有很好的经济性。
Description
技术领域
本发明涉及钢栈桥的抗倾覆加固的结构领域，具体涉及提高钢栈桥抗倾覆的预加应力与栽桩组合结构及施工方法。
背景技术
钢栈桥是桥梁施工中最为常见的临时设施之一，其构件尺寸标准化，施工工艺流程化，材料回收重复利用率高，可最大的缩短施工周期，因而在工程实践中得到广泛使用。其承载着施工过程中人员、机料运输的重要功能，结构安全的重要性是不言而喻的。而由于其临时设施的属性，在开建过程中往往存在论证考虑不周全，如水流流向改变、水位上涨、河床冲刷、承载力要求提高等等原因导致需要在使用过程中进行适当调整或加固以适应新的使用工况的需求。本发明针对钢栈桥由于以上原因引起的钢管桩覆盖层过薄、防倾覆能力不足的情况提供一种预加应力与“栽桩”加固的组合结构及施工方法。在此之前，此类问题的处理往往需要重建或重新打桩的方式进行加固，施工周期长，设备及材料的投入较大，经济性较差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供提高钢栈桥抗倾覆的预加应力与栽桩组合结构及施工方法，它是钢栈桥预加应力与“栽桩”组合加固施工的新结构，以较少的设备、材料、人员投入，实现快速有效完成加固施工，施工周期短，对项目的进度影响最小，经济与社会效益显著，极具推广价值。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：它包含一号钢管桩1、二号钢管桩2、预应力筋3、工作锚具4、三号钢管桩5、横梁6、扁担梁7、导向管8、钢护筒9，二号钢管桩2平行于一号钢管桩1并设置在一号钢管桩1下方；三号钢管桩5设置在一号钢管桩1和二号钢管桩2之间的右方，三号钢管桩5通过钢护筒9的防护完成钻孔；所述的三号钢管桩5距离一号钢管桩1与二号钢管桩2的距离等于一号钢管桩1和二号钢管桩2之间的距离，一号钢管桩1、二号钢管桩2、三号钢管桩5连接成等边三角形结构；一号钢管桩1、二号钢管桩2中都设置有导向管8，预应力筋3插入导向管8中，扁担梁7通过工作锚具4将预应力筋3与导向管8的上端固定在一号钢管桩1或二号钢管桩2顶部，三号钢管桩5与一号钢管桩1和二号钢管桩2之间都连接有横梁6。所述的钢护筒9的直径应大于栽桩的三号钢管桩5直径50-60cm。
所述的横梁6与一号钢管桩1、二号钢管桩2、三号钢管桩5的连接方式为焊接。双面满焊，以保证可靠连接。
本发明的工作原理：在导向管内插入预应力筋，通过灌浆的方式将预应力筋的底端与岩层锚固，待养护7天龄期以后，同条件养护试件强度达到90%设计强度，通过在桩顶设置工作锚和扁担梁的方式张拉预应力筋；锚固后在24h内往一号钢管桩、二号钢管桩、三号钢管桩内灌入标号不低于基础强度的混凝土；最后焊接三号钢管桩与一号钢管桩与二号钢管桩之间的横梁，即完成两部分加固后形成整体协同受力结构。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：在增加钢管桩埋深效果的同时增加了钢管桩与岩层的锚固力，通过“栽桩”的方式与原迎水面钢管桩三角固结，增加了整体的刚度和抵抗水平剪力，提高了钢栈桥的抗倾覆能力。且材料与设备投入少，施工周期短，在保障工程进度的同时减少资金的投入，具有很好的经济性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图；
图2是对应图1的仰视图。
附图标记说明：一号钢管桩1、二号钢管桩2、预应力筋3、工作锚具4、三号钢管桩5、横梁6、扁担梁7、导向管8、钢护筒9。
具体实施方式
参看图1-图2所示，本具体实施方式采用的技术方案是：
第一步：准备工作
钻孔设备、混凝土运输与灌注设备、测量仪器、预应力张拉压浆设备等机具准备到位并能正常使用；预应力筋、压浆料、灌注用混凝土原材料等准备充足。
第二步：测量定位
测量放样“栽桩”点三号钢管桩5位置、预应力筋3安装点位置复核，误差应在规范要求允许偏差的范围内。
第三步 ：超前钻孔及预应力筋3安装
用超前钻机钻机钻孔至设计深度即岩层下h2，插入导向管8、预应力筋3，安装时保持预应力筋的垂直度，上端以工作锚4固定在事先设置好的扁担梁上7上。
第四步 锚固灌浆
采用灌浆设备往导向管8内灌入浆液，灌入深度自岩层顶面往上h1的高度，灌浆浆液的性能应满足相应规范的要求。
第五步：预应力筋3张拉锚固拆
锚固灌浆龄期7天且同条件养护试件强度不低于设计强度的90%时方可进行张拉施工。预应力筋3顶面安装工作锚具4，穿入千斤顶，在千斤顶尾端套入张拉工具锚环，按照初始15%控制力-30%控制力-100%控制力-持荷5min的流程完成张拉。
第六步： 灌注混凝土
安装灌注混凝土用钢导管，导管内经为200mm，使用前导管接头应进行抗拉试验，自上往下往钢管桩内灌入设计标号的混凝土，自桩底往上h1高度，灌注过程中应保证导管的2m的埋深深度。
第七步：钢护筒9安装
钢护筒9的直径应大于栽桩的三号钢管桩5直径50-60cm，埋设前应再次复核坐标，确定其下沉的中心位置。工作平台应有足够的面积，满足施工的要求，采取有效的定位与导向装置防止钢护筒9变形，严格控制桩位，防止位置偏移。钢护筒9连接处应以满焊牢固焊接。
第八步：冲击成孔
采用CZ-22型冲击钻孔机，冲击钻孔机就位后，冲击钻应对准钢护筒9中心，要求偏差不大于±20mm，开始时低垂密击，使孔壁挤压密实，直至达到钢护筒底3m以下时，加快速度与冲程，冲击冲孔至岩层h3的设计深度以下，通过测绳丈量结合岩样鉴别的方法确定孔深符合要求。
第九步：插入三号钢管桩5
加工三号钢管桩5时其底部预留约50mm的小孔，三号钢管桩5就位后，校准安装位置，通过可靠的导向架与定位装置插入孔内，钢管连接处应施以满焊，灌注混凝土前应检查插入深度与垂直度满足规范要求。
第十步：灌注混凝土
通过三号钢管桩5顶部自上而下灌入设计标号的混凝土，混凝土的粗骨料最大粒径不应大于三号钢管桩5底部小孔的直径，混凝土的坍落度应在140-220mm的范围内，混凝土灌注至岩层顶面时即停止灌注。
第十一步：拔出钢护筒9
混凝土灌注完成后，缓慢拔出钢护筒9，待混凝土同条件养护试件的强度达到设计强度的90%后可卸除三号钢管桩5的定位装置。
第十二步：焊接横梁6
校核“栽桩”的三号钢管桩5与同组迎水面一号钢管桩1和二号钢管桩2的桩顶顶面标高，焊接“栽桩”三号钢管桩5与同组迎水面一号钢管桩1和二号钢管桩2之间的横梁6，焊接应双面满焊，保证可靠连接。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.提高钢栈桥抗倾覆的预加应力与栽桩组合结构及施工方法，其特征在于：它包含一号钢管桩(1)、二号钢管桩(2)、预应力筋(3)、工作锚具(4)、三号钢管桩(5)、横梁(6)、扁担梁(7)、导向管(8)、钢护筒(9)，二号钢管桩(2)平行于一号钢管桩(1)并设置在一号钢管桩(1)下方；钢护筒(9)设置在一号钢管桩(1)和二号钢管桩(2)之间的右方，三号钢管桩(5)通过钢护筒(9)的防护完成钻孔；所述的三号钢管桩(5)距离一号钢管桩(1)与二号钢管桩(2)的距离等于一号钢管桩(1)和二号钢管桩(2)之间的距离，一号钢管桩(1)、二号钢管桩(2)、三号钢管桩(5)连接成等边三角形结构；一号钢管桩(1)、二号钢管桩(2)中都设置有导向管(8)，预应力筋(3)插入导向管(8)中，扁担梁(7)通过工作锚具(4)将预应力筋(3)与导向管(8)的上端固定在一号钢管桩(1)或二号钢管桩(2)顶部，三号钢管桩(5)与一号钢管桩(1)和二号钢管桩(2)之间都连接有横梁(6)。
2.根据权利要求1所述的提高钢栈桥抗倾覆的预加应力与栽桩组合结构及施工方法，其特征在于它采用以下步骤的施工方法：第一步：准备工作，钻孔设备、混凝土运输与灌注设备、测量仪器、预应力张拉压浆设备等机具准备到位并能正常使用；预应力筋(3)、压浆料、灌注用混凝土原材料等准备充足；
第二步：测量定位，测量放样“栽桩”点三号钢管桩(5)位置、预应力筋(3)安装点位置复核，误差应在规范要求允许偏差的范围内；
第三步 ：超前钻孔及预应力筋(3)安装，用超前钻机钻孔至设计深度即岩层下h2，插入导向管(8)、预应力筋(3)，安装时保持预应力筋的垂直度，上端以工作锚(4）固定在事先设置好的扁担梁上(7)上；
第四步 锚固灌浆，采用灌浆设备往导向管(8)内灌入浆液，灌入深度自岩层顶面往上h1的高度，灌浆浆液的性能应满足相应规范的要求；
第五步：预应力筋(3)张拉锚固，锚固灌浆龄期七天且同条件养护试件强度不低于设计强度的90%时方可进行张拉施工；预应力筋(3)顶面安装工作锚具(4)，穿入千斤顶，在千斤顶尾端套入张拉工具锚环，按照初始15%控制力-30%控制力-100%控制力-持荷5min的流程完成张拉；
第六步： 灌注混凝土，安装灌注混凝土用钢导管，导管内经为200mm，使用前导管接头应进行抗拉试验，自上往下往钢管桩内灌入设计标号的混凝土，自桩底往上h1高度，灌注过程中应保证导管的2m的埋深深度；
第七步：钢护筒(9)安装，钢护筒(9)的直径应大于栽桩的三号钢管桩(5)直径50-60cm，埋设前应再次复核坐标，确定其下沉的中心位置；工作平台应有足够的面积，满足施工的要求，采取有效的定位与导向装置防止钢护筒(9)变形，严格控制桩位，防止位置偏移；钢护筒(9)连接处应以满焊牢固焊接；
第八步：冲击成孔，采用CZ-22型冲击钻孔机，冲击钻孔机就位后，冲击钻应对准钢护筒(9)中心，要求偏差不大于±20mm，开始时低垂密击，使孔壁挤压密实，直至达到钢护筒底3m以下时，加快速度与冲程，冲击冲孔至岩层h3的设计深度以下，通过测绳丈量结合岩样鉴别的方法确定孔深符合要求；
第九步：插入三号钢管桩(5)，加工三号钢管桩(5)时其底部预留约50mm的小孔，三号钢管桩(5)就位后，校准安装位置，通过可靠的导向架与定位装置插入孔内，钢管连接处应施以满焊，灌注混凝土前应检查插入深度与垂直度满足规范要求；
第十步：灌注混凝土，通过三号钢管桩(5)顶部自上而下灌入设计标号的混凝土，混凝土的粗骨料最大粒径不应大于三号钢管桩(5)底部小孔的直径，混凝土的坍落度应在140-220mm的范围内，混凝土灌注至岩层顶面时即停止灌注；
第十一步：拔出钢护筒(9)，混凝土灌注完成后，缓慢拔出钢护筒(9)，待混凝土同条件养护试件的强度达到设计强度的90%后可卸除三号钢管桩(5)的定位装置；
第十二步：焊接横梁(6)，校核“栽桩”的三号钢管桩(5)与同组迎水面一号钢管桩(1)和二号钢管桩(2)的桩顶顶面标高，焊接“栽桩”三号钢管桩(5)与同组迎水面一号钢管桩(1)和二号钢管桩(2)之间的横梁(6)，焊接应双面满焊，保证可靠连接。
3.根据权利要求1所述的提高钢栈桥抗倾覆的预加应力与栽桩组合结构及施工方法，其特征在于：所述的钢护筒(9)的直径应大于栽桩的三号钢管桩(5)直径50-60cm。
4.根据权利要求1所述的提高钢栈桥抗倾覆的预加应力与栽桩组合结构及施工方法，其特征在于：所述的横梁(6)与一号钢管桩(1)、二号钢管桩(2)、三号钢管桩(5)的连接方式为焊接。
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