CN109371963A - 水中墩基础预制系梁施工中的倒锥形钢套箱及其施工方法 - Google Patents

水中墩基础预制系梁施工中的倒锥形钢套箱及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水中墩基础预制系梁施工中的倒锥形钢套箱及其施工方法,其特征是:钢套箱分节段逐节连接成,底部节段呈倒锥形,底部锥口比桩基钢护筒直径稍大,使底部节段能够外套于桩基钢护筒;在底部节段的顶部开出凹形槽口用于容纳预制系梁;相邻节段之间采用法兰连接;施工中将钢套箱的底部节段和预制系梁以及钢套箱的第一节段进行拼装,组合成套箱系梁整体;将套箱系梁整体沿桩基下沉,并在水面上逐节连接上一节段套筒体形成加长段;在钢套箱与桩基间的空隙中浇筑封底水下混凝土,在钢套箱内形成无水空间进行无水操作。本发明施工简单、成本低、安全性好,能提高工效。

Description

水中墩基础预制系梁施工中的倒锥形钢套箱及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种应用在水中高桩系梁施工中的倒锥形钢套箱及其施工方法。
背景技术
在桩柱式结构桥梁设计中,桥墩多采用系梁连接,而从考虑桥梁外观的角度出发,系梁多设于地下或水中,水中系梁顶面标高一般低于最低水位标高,这就大大增大了系梁的施工难度。现有技术中,水中系梁一般是采用钢平台加钢板桩围堰或钢平台加钢套箱的方法进行,但这两种施工方法都存在施工工序繁多、施工成本高、安全风险大、施工周期长等施工问题。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处,提供一种水中墩基础预制系梁施工中的倒锥形钢套箱及其施工方法,以期保证工程质量、提高施工进度。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
本发明水中墩基础预制系梁施工中的倒锥形钢套箱的特点是:所述钢套箱分节段逐节连接成,每节段为左右两片对合形成套筒体,底部节段呈倒锥形,底部锥口比桩基钢护筒直径稍大,使底部节段能够外套于桩基钢护筒;在底部节段的顶部开出凹形槽口,利用所述凹形槽口容纳预制系梁,置于所述凹形槽口中的预制系梁在套筒体的侧壁上向外凸伸40cm;相邻节段之间采用法兰连接,每节段中左右两片采用法兰连接。
本发明水中墩基础预制系梁施工中的倒锥形钢套箱的特点也在于:设置所述钢套箱的直径为3.2m,钢套箱采用6mm厚的Q235钢板制作成,钢套箱的外部纵向每间隔30cm采用[10槽钢作加劲肋,横向每间隔60cm采用[16槽钢作加劲肋。
本发明水中墩基础预制系梁施工方法的特点是:采用倒锥形钢套箱,并设置支撑系统和悬吊系统;所述支撑系统是以相邻的一对桩基作为基础,在一对桩基上设置钢管立柱,以工字钢为横梁、以一对桩基上的钢管立柱为支架,共同构成门式支架;所述悬吊系统中各手拉葫芦的上端悬挂在门式支架的横梁上,下端分别吊挂预制系梁和钢套箱;所述水中墩基础预制系梁施工方法是按如下步骤进行:
步骤1、将钢套箱的底部节段和预制系梁以及钢套箱的第一节段进行拼装,组合成套箱系梁整体;
步骤2、将所述套箱系梁整体利用手拉葫芦悬吊在门式支架上,同步下放各手拉葫芦,使套箱系梁整体沿桩基下沉,同时在水面上逐节连接上一节段套筒体形成加长段,直至系梁下沉至设定的标高;
步骤3、在钢套箱与桩基间的空隙中浇筑封底水下混凝土,待封底水下混凝土强度符合要求时,排空钢套箱内的水,在钢套箱内形成无水空间;
步骤4、在钢套箱内进行无水操作,所述无水操作包括系梁头与墩柱钢筋绑扎、浇注系梁头混凝土、浇注墩柱混凝土、拆除模板,最后拆除套箱完成施工。
本发明水中墩基础预制系梁施工方法的特点也在于:在所述悬吊系统中设置6个手拉葫芦,分别是系梁上2个10t手拉葫芦,以及钢套箱上4个5t手拉葫芦,前后左右对称布置,构成可同步工作的手拉葫芦群。
本发明采用无底套箱进行施工,将系梁在墩柱间的部分先预制好,利用已成型的钻孔桩作为支撑的基础,立门式支架作为吊装受力点,将套箱和预制系梁拼装成套箱系梁整体,利用手拉葫芦悬吊于门式支架上,沿着桩基缓慢下沉套箱系梁整体,在水面上逐节连接加长套箱,直至系梁沉至预定的标高为止,再把套箱与桩基间的空隙浇上封底水下混凝土,待混凝土强度符合要求时,抽掉套箱里面的水,即可进行无水操作,分别进行系梁头与墩柱钢筋绑扎、浇注系梁头混凝土、浇注墩柱混凝土、拆除模板,最后拆除套箱完成施工;与已有技术相比,本发明有益效果体现在:
1、本发明针对水中下系梁作业利用钻孔平台和已成型的钻孔桩作为支撑的基础,其占用水面小、污染小,有效保护了施工环境,降低了施工能耗;
2、本发明可有效缩短水中施工工期,有效降低施工成本。
附图说明
图1为本发明中钢套箱结构示意图;
图2a为图1中A-A平面图;
图2b为图1中B-B平面图;
图3为本发明中支撑系统主视结构图;
图4为本发明中支撑系统侧视结构图。
图中标号:1钢套箱,1a底部锥口,2桩基,3钢管立柱,4底层纵梁,5横梁。
具体实施方式
参见图1、图2a和图2b,本实施例中水中墩基础预制系梁施工中的倒锥形钢套箱的结构形式是:
钢套箱1按2m的高度分节段逐节连接成,每节段为左右两片对合形成套筒体,底部节段呈倒锥形,底部锥口1a的直径为190cm,其比桩基钢护筒直径大10cm,使底部节段能够外套于桩基钢护筒;在底部节段的顶部开出凹形槽口,利用凹形槽口容纳预制系梁,置于凹形槽口中的预制系梁在套筒体的侧壁上向外凸伸40cm,以确保系梁紧密连结;相邻节段之间采用法兰连接,每节段中左右两片采用法兰连接。
具体实施中,设置钢套箱1的直径为3.2m,钢套箱采用6mm厚的Q235钢板制作成,钢套箱的外部纵向每间隔30cm采用[10槽钢作纵向加劲肋、横向每间隔60cm采用[16槽钢作加劲肋。
如图1、图3和图4所示,本实施例中水中墩基础预制系梁施工方法是:采用图1所示的倒锥形钢套箱,并设置支撑系统和悬吊系统;支撑系统是以相邻的一对桩基2作为基础,在一对桩基上设置钢管立柱3,钢管立柱3是采用φ200mm钢管,每根桩基顶顺桥向设两根钢管,间距1.1m,顺桥向两根钢管间由[8槽钢焊接剪刀撑加固(如图4所示),底层纵梁4采用6m长I32a工字钢与支架钢管顶焊接钢板焊接牢固,钢管与钢板之间对称焊4块三角加劲钢板,其上为一排双拼I32a工字钢,长9m,作为横梁5,以一对桩基上的钢管立柱为支架,共同构成门式支架;悬吊系统中各手拉葫芦的上端悬挂在门式支架的横梁上,下端分别吊挂预制系梁和钢套箱;水中墩基础预制系梁施工方法是按如下步骤进行:
步骤1、将钢套箱的底部节段和预制系梁以及钢套箱的第一节段进行拼装,组合成套箱系梁整体。
步骤2、将套箱系梁整体利用手拉葫芦悬吊在门式支架上,同步下放各手拉葫芦,使套箱系梁整体沿桩基下沉,同时在水面上逐节连接上一节段套筒体形成加长段,直至系梁下沉至设定的标高。
步骤3、在钢套箱与桩基间的空隙中浇筑封底水下混凝土,待封底水下混凝土强度符合要求时,排空钢套箱内的水,在钢套箱内形成无水空间;封底水下混凝土采用导管插入钢套箱底部进行浇筑,类似于桩基混凝土灌注的方法,因封底面积并不大,用浮吊吊着灰斗,将导管与灰斗连接牢固,手扶导管就位,在钢套箱内两点对称浇筑混凝土,即先在一边浇筑好混凝土,后在对称的另一边把导管插入刚浇筑的混凝土中,再同样浇筑一次混凝土,以确保封底混凝土到位;如果拼接缝隙处有少量漏水,可用棉絮进行封堵;
步骤4、在钢套箱内进行无水操作,无水操作包括系梁头与墩柱钢筋绑扎、浇注系梁头混凝土、浇注墩柱混凝土、拆除模板,最后拆除套箱完成施工。
具体实施中,在悬吊系统中设置6个手拉葫芦,分别是系梁上2个10t手拉葫芦,以及钢套箱上4个5t手拉葫芦,前后左右对称布置,钢套箱的吊点选用φ28圆钢。

Claims (4)

1.水中墩基础预制系梁施工中的倒锥形钢套箱,其特征是:所述钢套箱分节段逐节连接成,每节段为左右两片对合形成套筒体,底部节段呈倒锥形,底部锥口比桩基钢护筒直径稍大,使底部节段能够外套于桩基钢护筒;在底部节段的顶部开出凹形槽口,利用所述凹形槽口容纳预制系梁,置于所述凹形槽口中的预制系梁在套筒体的侧壁上向外凸伸40cm;相邻节段之间采用法兰连接,每节段中左右两片采用法兰连接。
2.根据权利要求1所述的水中墩基础预制系梁施工中的倒锥形钢套箱,其特征是:设置所述钢套箱的直径为3.2m,钢套箱采用6mm厚的Q235钢板制作成,钢套箱的外部纵向每间隔30cm采用[10槽钢作加劲肋,横向每间隔60cm采用[16槽钢作加劲肋。
3.水中墩基础预制系梁施工方法,其特征是:采用权利要求1所述的倒锥形钢套箱,并设置支撑系统和悬吊系统;所述支撑系统是以相邻的一对桩基作为基础,在一对桩基上设置钢管立柱,以工字钢为横梁、以一对桩基上的钢管立柱为支架,共同构成门式支架;所述悬吊系统中各手拉葫芦的上端悬挂在门式支架的横梁上,下端分别吊挂预制系梁和钢套箱;所述水中墩基础预制系梁施工方法是按如下步骤进行:
步骤1、将钢套箱的底部节段和预制系梁以及钢套箱的第一节段进行拼装,组合成套箱系梁整体;
步骤2、将所述套箱系梁整体利用手拉葫芦悬吊在门式支架上,同步下放各手拉葫芦,使套箱系梁整体沿桩基下沉,同时在水面上逐节连接上一节段套筒体形成加长段,直至系梁下沉至设定的标高;
步骤3、在钢套箱与桩基间的空隙中浇筑封底水下混凝土,待封底水下混凝土强度符合要求时,排空钢套箱内的水,在钢套箱内形成无水空间;
步骤4、在钢套箱内进行无水操作,所述无水操作包括系梁头与墩柱钢筋绑扎、浇注系梁头混凝土、浇注墩柱混凝土、拆除模板,最后拆除套箱完成施工。
4.根据权利要求3所述的水中墩基础预制系梁施工方法,其特征是:在所述悬吊系统中设置6个手拉葫芦,分别是系梁上2个10t手拉葫芦,以及钢套箱上4个5t手拉葫芦,前后左右对称布置,构成可同步工作的手拉葫芦群。
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