CN109594581A - 跨河段管道结构及其安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种跨河段管道结构及其安装方法,在跨河段的管道架设采用跨河段管道架空结构,镇墩设在河道两端,支墩按照一定间距设在河道中,跨河段管道安装过程中采用门型架结构和跨门架之间轨道加固结构运输,并通过卷扬机和转向滑车来实现牵引,跨河段管道在凑合节处来通过管道连接施工平台完成拼接,镇墩和支墩的模板通过挂架结构、移动浇筑与振捣系统结构和定型化模板结构来实现支设。本发明可有效解决管道架设遇到河流的障碍,采用定型化门型轨道与运输台车组合运管技术,加快施工进度,提高了施工效率,采用跨河段管道镇墩与支墩定型化快速支模技术,模板装拆快捷,实现多次周转次使用,较少材料浪费,节约了成本。

Description

跨河段管道结构及其安装方法
技术领域
本发明涉及一种跨河段管道结构及其安装方法,属于土木工程领域,特别适用于。
背景技术
随着我国城市化进程加快及城市建设的快速发展,对城市管网建设的要求也越来越高,给水管道是城市中必不可少的基本公共设施,其施工质量直接关系到人们的日常生产生活。随着科技的进步,我国的水利施工技术也获得了飞速发展,同时,管道跨河施工技术及施工质量问题更是引起了人们的广泛关注。
供水管道施工过程中,由于管道的连续性,在碰到河流等障碍时,往往是施工的重难点。管道跨河施工技术是影响市政管道施工质量的关键因素。但由于当前市政管道施工过程影响因素较多,且管道工程属于城市的隐藏工程设施,跨河管道施工情况比较复杂,所以管道跨河施工提出了更为复杂的技术性要求。针对应急补水跨河桥管的管道安装施工和设计,在实际工作中的所遇到的问题,本发明专利有针对性的提出来对于复杂工况下应急补水跨河桥管的管道安装及其施工方法,该技术可很大程度减少空中作业量,避免不安全因素,缩短工期,降低成本,具有很好的应用前景。
发明内容
本发明的目的,在于提供一种跨河段管道结构及其安装方法,可有效解决管道架设遇到河流的障碍,预制板生态护岸可避免因洪水引起的传统护岸的每年检查和维修,采用定型化门型轨道与运输台车组合运管技术,加快了施工进度,提高了施工效率,采用可调式管道对接支撑体系,可适用于不同标高的管道拼接,提高了管道连接施工平台的适用范围,采用跨河段管道镇墩与支墩定型化快速支模技术,模板装拆快捷,实现多次周转次使用,较少材料浪费,节约了成本。
本发明的目的可通过以下方法实现:一种跨河段管道结构,其特征在于,包括跨河段管道架空结构、跨河段管道运输轨道、管道连接施工平台、跨河段管道支撑结构支模体系和管道,所述管道在跨河段架设时采用跨河段管道架空结构支撑架设,管道在跨河段管道架空结构之间运输采用跨河段管道运输轨道,管道在跨河段管道架空结构之间凑合节拼接时采用管道连接施工平台,架设管道的跨河段管道架空结构的模板支设采用跨河段管道支撑结构支模体系;
所述跨河段管道架空结构包括镇墩、支墩和预制板生态护岸结构,,所述管道通过镇墩和支墩可实现在跨河段的障碍跨越,镇墩设在河道的近岸端,支墩设在河道中,位于河床处的所述支墩上设有预制板生态护岸;
所述跨河段管道运输轨道包括埋入式预制锚固体、门型架结构和跨门架之间轨道加固结构,所述埋入式预制锚固体设在河道两端,门型架结构设在河道的河床上,跨门架之间轨道加固结构用于增强门型架结构纵向刚度;
所述管道连接施工平台包括预制装配式框架条板基础、平台支架结构和管道支承架结构,所述平台支架结构搭设在预制装配式框架条板基础上,所述管道支承架结构搭设在平台支架结构上,所述管道设置在管道支承架结构上;
所述跨河段管道支撑结构支模体系包括挂架结构、移动浇筑与振捣系统结构和定型化模板结构,还包括基础和镇墩首期浇筑段,所述所述镇墩首期浇筑段设置在基础上,所述挂架结构设在镇墩首期浇筑段两侧,移动浇筑与振捣系统结构设在挂架结构上部,定型化模板结构设在镇墩首期浇筑段的顶部,挂架结构上设有纵向移动轨道,移动浇筑与振捣系统结构通过纵向移动轨道实现水平移动,所述镇墩和支墩采用定型化模板结构。
进一步的,镇墩是由基础、镇墩首期浇筑段、镇墩顶搁置梁和包管混凝土组成,所述镇墩首期浇筑段顶部铺设有镇墩顶搁置梁,镇墩首期浇筑段顶部还设有镇墩顶纵向围板和镇墩顶横向带凹槽围板;所述支墩结构包括基础、支墩拉结钢筋、支墩预埋滑移支座、支座上套箍和支座禁锢长螺杆,支墩拉结钢筋设在支墩顶部与混凝土支座之间,起到拉结作用,支墩预埋滑移支座设置在支墩顶部,支墩预埋滑移支座设有支座上套箍,用于固定管道;所述预制板生态护岸结构主要包括现浇地梁、反滤垫层、带排水孔预制板、预制板竖向连接板、对拉固定螺杆、预制板植生槽、预制板顶覆土和植草固坡,在支墩处的河床上浇筑一圈现浇地梁,在框架形状的现浇地梁内侧铺设反滤垫层,带排水孔预制板通过预制板竖向连接板与现浇地梁进行连接,并用对拉固定螺杆进行紧固,在与支墩连接的地方,对拉固定螺杆穿过支墩预留螺杆孔进行固结。
进一步的,埋入式预制锚固体由埋入式预制锚固体、侧壁嵌合槽、固定地锚和锚固体顶预埋钢板组成,岩体开挖呈带凹槽状,埋入式预制锚固体上的侧壁嵌合槽实现卡紧固结,然后通过固定地锚对埋入式预制锚固体进行固定,埋入式预制锚固体顶部设有锚固体顶预埋钢板,用于固定卷扬机支架和转向滑车支架,并用固定地锚实现紧固;所述门型架结构主要包括地脚板、地脚板纵向连板、地脚板横向连板、锚筋、加强预应力杆索、型钢轨道基础、轻轨和轻轨加强肋板,所述河床上沿管道方向间隔设置门型架,所述门型架底部设有地脚板,并用锚筋进行固定;所述跨门架之间轨道加固结构主要是由地脚板、加强型钢架、型钢轨道基础和轻轨组成,为提高门型架纵向的刚度,在两个门型架之间加设加强型钢架。
进一步的,预制装配式框架条板基础是由两片纵向预制条板基础、防滑齿板、条板固定短桩和预制条板横向连接肋板组成,所述纵向预制条板基础设置在凑合节下部的河床上,然后用预制条板横向连接肋板将两片纵向预制条板基础连接形成一个整体;所述的平台支架结构包括平台支架、平台框架梁、辅助可调式撑杆、平台板和工具式护栏,平台支架支设在纵向预制条板基础上,平台框架梁放在平台支架上,平台板搁置在平台框架梁上;所述管道支承架结构由管道支承架、支承架固定顶板、外置式调整螺杆、调整螺母、活动顶板、弧形托板、竖向千斤顶、临时固定套箍和水平对称千斤顶组成,管道支承架支设在平台板上,管道支承架顶部设有支承架固定顶板,支承架固定顶板设有活动顶板。
进一步的,所述挂架结构包括预制挂架基础、挂架立柱、立柱剪力撑、立柱顶固定横梁和立柱顶固定纵梁,所述预制挂架基础浇筑在岩体或河床处,预制挂架基础上设有挂架立柱,挂架立柱在顶部设有立柱顶固定横梁和立柱顶固定纵梁,从而形成一个挂架结构;所述所述移动浇筑与振捣系统结构包括纵向移动轨道、混凝土浇筑料斗、升降式移动刮平梁和刮平梁可调式吊杆,所述纵向移动轨道沿纵向设在立柱顶固定横梁上,所述混凝土浇筑料斗上设有料斗移动横梁,所述升降式移动刮平梁上设有刮平梁移动横梁,料斗移动横梁和刮平梁移动横梁可沿着纵向移动轨道移动;所述所述定型化模板结构包括加强侧面整体式模板、顶部定型化模板、可调式模板水平撑架、模板吊箍和闭合操作平台,所述镇墩或支墩高出地面处设置加强侧面整体式模板,在镇墩首期浇筑段顶部加设有顶部定型化模板。
一种跨河段管道的安装方法,其特征在于包括以下步骤:
1)预制板生态护岸结构施工:在支墩处的河床上浇筑一圈现浇地梁,在框架形状的现浇地梁内侧铺设反滤垫层,带排水孔预制板通过预制板竖向连接板与现浇地梁进行连接,并用对拉固定螺杆进行紧固,在与支墩连接的地方,对拉固定螺杆穿过支墩预留螺杆孔进行固结,带排水孔预制板上设有预制板植生槽,植草固坡种植在预制板植生槽内,并用预制板顶覆土覆盖;
2)挂架结构搭设施工:在镇墩两侧处的河岸和支墩两侧处的河床上浇筑预制挂架基础,然后安装挂架立柱、立柱剪力撑、立柱顶固定横梁、立柱顶固定纵梁和闭合操作平台;
3)移动浇筑与振捣系统结构安装施工:在挂架结构的顶部搭设纵向移动轨道,在纵向移动轨道安装料斗移动横梁和刮平梁移动横梁,然后分别在料斗移动横梁和刮平梁移动横梁上安装混凝土浇筑料斗和刮平梁可调式吊杆;
4)定型化模板结构安装施工:在镇墩或支墩高出地面处设置加强侧面整体式模板,在镇墩首期浇筑段顶部加设有顶部定型化模板,在挂架结构上利用模板吊箍吊住顶部定型化模板;
5)支墩和镇墩浇筑施工:跨越河流段镇墩和支墩的基础,根据设计标高,采用挖掘机进行开挖,基础必须放置于砂岩或砂质泥岩上。部分支墩位于河床内,需在基础施工范围修设围堰,于堰内挖一深集水坑,用水泵抽水。待堰内水抽干后,清理淤泥,并用潜水泵随时抽水,在保证无积水情况下开槽。开槽至设计标高后,在无水情况下进行垫层混凝土施工,保证混凝土施工质量;
6)埋入式锚固体施工:在管道两端河岸附近开挖开挖呈带凹槽状,
将埋入式锚固体的侧壁嵌合槽与凹槽对齐,然后放入卡紧,再用固定地锚固定;
7)卷扬机和转向滑车安装:在埋入式预制锚固体安装锚固体顶预埋钢板,在锚固体顶预埋钢板上安装卷扬机支架和转向滑车支架,在卷扬机支架和转向滑车支架上分别安装卷扬机、转向滑车;
8)门型架结构和跨门架之间轨道加固结构安装施工:在支墩之间每隔一定距离布置一个支撑门型架作为运输轨道支撑加固用,每个门型架由一组锚筋固定,每组锚筋由多根的螺纹钢组成,埋入深度至少达到受力要求值,露出地面一定长度,门型架必须与地脚板、地脚板纵向连板、地脚板横向连板进行纵向和横向地可靠加固,为了提高门型架纵向的刚度,在两个门型架之间加设加强型钢架;
9)轨道安装加固施工:利用门型架进行运输轨道的安装,轨道采用轻轨,轨道的安装高程约低于管道的安装高程,轻轨安装在型钢轨道基础上,型钢轨道基础中央下部设有加强预应力杆索,另一端连接在河床上,可用于调整门型架的标高;
10)管道运输安装:跨河桥管段的管道安装时,以一端镇墩的管道作为定位节,安装到另一端镇墩时增加一段凑合节,在桥管段施工道路上采用汽车吊把单节管道吊装到运输台车上并进行固定,利用布置的卷扬机把管道牵引到安装位置上,在转弯处采用转向滑车进行牵引运输;
11)预制装配式框架条板基础施工:将预先制作的纵向预制条板基础放在凑合节下部的河床上,然后用预制条板横向连接肋板将两片纵向预制条板基础连接形成一整体,预制条板横向连接肋板通过条板固定短桩进行固定在河床上,并布设防滑齿板,条板固定短桩和防滑齿板每隔一段距离进行布设;
12)平台支架结构安装施工:在纵向预制条板基础上安装平台支架结构,平台板搁置在平台框架梁上,平台框架梁的中央下部设有辅助可调式撑杆,可以起到调节平台板的标高,平台板四周设有插接式的工具式护栏;
13)管道支承架结构安装:管道支承架安装在平台板上,支承架固定顶板安装在管道支承架顶部,活动顶板安装在支承架固定顶板,活动顶板通过外置式调整螺杆固定在支承架固定顶板上;
14)凑合节管道拼接施工:管道标高调整通过千斤顶实现,弧形托板两侧分别设有竖向千斤顶,用于调节管道竖向标高,活动顶板两端上设有千斤顶搁置后座板,水平对称千斤顶布设在千斤顶搁置后座板上,用于调节管道水平标高。
本发明具有以下突出优点和显著效果:
1本发明涉及涉及的跨河段管道镇墩与支墩组合无道路架管技术,在跨河段设置镇墩与支墩组合的方式架设跨河段管道,很大程度减少空中作业量,避免不安全因素,节约成本。
2本发明采用定型化门型轨道与运输台车组合运管技术,该技术先进,不仅加快了施工进度,同时节省了工程投资,采用埋入式预制锚体锚固体,结构设计新颖,安装简便,节约成本,可有效保证卷扬机支架和转向滑车支架稳固,为管道运输提供了可靠保证。
3本发明采用的施工平台拆装简单,预制装配式框架条板基础采用条板固定短桩固定,并用加设防滑齿板,可有效保证施工平台的稳固,防止发生滑动和倾覆危险。
4本发明中的采用采用跨河段管道镇墩与支墩定型化快速支模技术,可实现快速支模和拆模,加快施工进度,采用吊挂定型化模板体系,模板制作加工简单,模板装拆快捷,实现多次周转次使用,较少材料浪费,节约了成本。
附图说明
图1是跨河段管道及安装施工图;
图2是镇墩首期浇筑段上部模板支设示意图;
图3是镇墩顶搁置梁安装平面示意图;
图4是支墩预埋滑移支座横向剖面构造图;
图5是支墩预埋滑移支座纵向剖面构造图;
图6是预制板生态护岸结构图;
图7是防怕刺横向剖面构造图;
图8是防怕刺纵向剖面构造图;
图9是防怕门横向剖面构造图;
图10是防怕门纵向剖面构造图;
图11是门架横向剖面结构图;
图12是门架纵向向剖面结构图;
图13是跨门架之间轨道加固结构图;
图14是卷扬机的锚固体构造图;
图15是转向滑车的锚固体构造图;
图16是管道连接施工平台纵向剖面结构图;
图17是预制装配式框架条板基础平面布设示意图;
图18是管道连接施工平台横向剖面结构图;
图19是跨河段管道支撑结构支模体系纵向剖面图;
图20是跨河段管道支撑结构支模体系横向剖面图。
图中:1-管道、2-防爬刺、3-防爬门、4-松套补偿接头、5-镇墩、6-基础、 7-镇墩首期浇筑段、8-镇墩顶搁置梁、9-镇墩顶纵向围板、10-镇墩顶横向带凹槽围板、11-包管混凝土、12-支墩、13-支墩拉结钢筋、14-支墩预埋滑移支座、15- 支座上套箍、16-支座禁锢长螺杆、17-现浇地梁、18-反滤垫层、19-带排水孔预制板、20-预制板竖向连接板、21-支墩预留螺杆孔、22-对拉固定螺杆、23-预制板植生槽、24-预制板顶覆土、25-植草固坡、26-卷扬机、27-转向滑车、28-埋入式预制锚固体、29-锚固孔、30-侧壁嵌合槽、31-固定地锚、32-锚固体顶预埋钢板、33-固定螺杆、34-卷扬机支架、35-转向滑车支架、36-门型架、37-加固型钢架、38-地脚板、39-地脚板纵向连板、40-地脚板横向连板、41-锚筋、42-加强预应力杆索、43-型钢轨道基础、44-轻轨、45-轻轨加强肋板、46-纵向预制条板基础、47-防滑齿板、48-条板固定短桩、49-预制条板横向连接肋板、50-平台支架、 51-平台框架梁、52-辅助可调式撑杆、53-平台板、54-工具式护栏、55-管道支撑架、56-支撑架固定顶板、57-外置式调整螺杆、58-调整螺母、59-活动顶板、60- 弧形托板、61-活动搁置拖板、62-竖向千斤顶、63-临时固定套箍、64-水平对称千斤顶、65-千斤顶搁置后座板、66-预制挂架基础、67-挂架立柱、68-立柱剪力撑、69-立柱顶固定横梁、70-立柱顶固定纵梁、71-纵向移动轨道、72-混凝土浇筑料斗、73-料斗移动横梁、74-升降式移动振动刮平梁、75-刮平梁移动横梁、 76-刮平梁可调式吊杆、77-加强侧面整体式模板、78-顶部定型化模板、79-可调式模板水平撑架、80-模板吊箍、81-闭合操作平台、82-带钩的锚固筋、83-混凝土支座、84-预埋弧形钢板、85-连接角钢、86-防怕刺钢板、87-斜向支撑、88- 固定焊接钢板。
具体实施方式
本发明实施方式中钢管焊接以及切割、钢筋笼绑扎、砼浇筑等施工技术要求不再赘述,重点阐明本发明的实施方式,下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明,该说明并不局限于以下实施例。
图1是跨河段管道及安装施工图;图2是镇墩首期浇筑段上部模板支设示意图;图3是镇墩顶搁置梁安装平面示意图;图4是支墩预埋滑移支座横向剖面构造图;图5是支墩预埋滑移支座纵向剖面构造图;图6是预制板生态护岸结构图;图7是防怕刺横向剖面构造图;图8是防怕刺纵向剖面构造图;图9 是防怕门横向剖面构造图;图10是防怕门纵向剖面构造图;图11是门架横向剖面结构图;图12是门架纵向向剖面结构图;图13是跨门架之间轨道加固结构图;图14是卷扬机的锚固体构造图;图15是转向滑车的锚固体构造图;图16 是管道连接施工平台纵向剖面结构图;图17是预制装配式框架条板基础平面布设示意图;图18是管道连接施工平台横向剖面结构图;图19是跨河段管道支撑结构支模体系纵向剖面图;图20是跨河段管道支撑结构支模体系横向剖面图。
如图1~图20所示,主要包括:管道1、防爬刺2、防爬门3、松套补偿接头4、镇墩5、基础6、镇墩首期浇筑段7、包管混凝土11、支墩12、支墩拉结钢筋13、支墩预埋滑移支座14、支座上套箍15、支座禁锢长螺杆16、现浇地梁17、反滤垫层18、带排水孔预制板19、预制板竖向连接板20、支墩预留螺杆孔21、对拉固定螺杆22、预制板植生槽23、预制板顶覆土24、植草固坡25、卷扬机26、转向滑车27、埋入式预制锚固体28、锚固孔29、侧壁嵌合槽30、固定地锚31、锚固体顶预埋钢板32、固定螺杆33、卷扬机支架34、转向滑车支架35、门型架36、加固型钢架37、地脚板38、地脚板纵向连板39、地脚板横向连板40、锚筋41、加强预应力杆索42、型钢轨道基础43、轻轨44、轻轨加强肋板45、纵向预制条板基础46、防滑齿板47、条板固定短桩48、预制条板横向连接肋板49、平台支架50、平台框架梁51、辅助可调式撑杆52、平台板53、工具式护栏54、管道支撑架55、支撑架固定顶板56、外置式调整螺杆 57、调整螺母58、活动顶板59、弧形托板60、活动搁置拖板61、竖向千斤顶 62、临时固定套箍63、水平对称千斤顶64、千斤顶搁置后座板65、预制挂架基础66、挂架立柱67、立柱剪力撑68、立柱顶固定横梁69、立柱顶固定纵梁70、纵向移动轨道71、混凝土浇筑料斗72、料斗移动横梁73、升降式移动振动刮平梁74、刮平梁移动横梁75、刮平梁可调式吊杆76、加强侧面整体式模板77、顶部定型化模板78、可调式模板水平撑架79、模板吊箍80、闭合操作平台81 组成;跨河段管道架空结构包括镇墩5、支墩12和预制板生态护岸结构,管道1通过镇墩5和支墩12可实现在跨河段的障碍跨越,在管道1对接处通过松套补偿接头4实现连接,位于河床处的支墩12应当设置预制板生态护岸,为了便于管道1的固定,在支墩12上部设有支墩预埋滑移支座14,为了安全,管道1 架设完成后,分别在管道1两端焊接防爬刺2和防爬门3;跨河段管道运输轨道包括埋入式预制锚固体28、门型架结构和跨门架之间轨道加固结构;卷扬机26 安装在卷扬机支架34上,转向滑车27安装在转向滑车支架35上,卷扬机支架 34和转向滑车支架35固定在埋入式预制锚固体28上;轻轨44安装在门型架 36上,门型架36通过地脚板38和锚筋41安装在河床上;跨河管道1在凑合节进行焊接时须事先在河床上搭设管道连接施工平台,管道连接施工平台包括预制装配式框架条板基础、平台支架结构和管道支承架结构,平台支架结构搭设在预制装配式框架条板基础上,管道支承架55搭设在平台支架结构上;跨河段管道支撑结构支模体系包括挂架结构、移动浇筑与振捣系统结构和定型化模板结构,挂架结构上设置纵向移动轨道71,移动浇筑与振捣系统结构通过纵向移动轨道71可实现水平移动,从而可保证浇筑过程的顺利完成,镇墩5和支墩6 采用定型化模板结构。
如图1所示,镇墩5是由基础6、镇墩首期浇筑段7、镇墩顶搁置梁8以及包管混凝土11组成,施工时先浇筑镇墩首期浇筑段7,为了便于安装镇墩上部模板,在镇墩首期浇筑段7顶部铺设有镇墩顶搁置梁8,此外在镇墩首期浇筑段 7顶部还设有镇墩顶纵向围板9和镇墩顶横向带凹槽围板10。
如图2和图3所示,镇墩顶纵向围板9和镇墩顶横向带凹槽围板10在镇墩首期浇筑段7顶部形成闭合的封闭空间,管道1通过镇墩顶横向带凹槽围板10 的凹槽后,同时垫在镇墩顶搁置梁8,然后进行上部包管混凝土11的浇筑。
如图1和图4和图5所示,支墩12结构包括基础6、支墩拉结钢筋13、支墩预埋滑移支座14、支座上套箍15、支座禁锢长螺杆16,支墩拉结钢筋13设在支墩12顶部与混凝土支座83之间,起到拉结作用,支墩预埋滑移支座14设置在支墩12顶部,支墩预埋滑移支座14设有支座上套箍15,用于固定管道1。
如图4和图5所示,所述支墩预埋滑移支座14主要是由带钩的锚固筋82、混凝土支座83、预埋弧形钢板84、连接角钢85组成,混凝土支座83顶部设有预埋弧形钢板84,预埋弧形钢板84沿径向焊接有带钩的锚固筋82,支座禁锢长螺杆16预埋在混凝土支座83顶部,位于预埋弧形钢板84两侧,支座禁锢长螺杆16顶部设有连接角钢85,用于紧固支座上套箍15从而实现管道1稳固。
如图6所示,预制板生态护岸结构主要包括现浇地梁17、反滤垫层18、带排水孔预制板19、预制板竖向连接板20、对拉固定螺杆22、预制板植生槽23、预制板顶覆土24、植草固坡25,在支墩12处的河床上浇筑一圈现浇地梁17,在框架形状的现浇地梁17内侧铺设反滤垫层18,带排水孔预制板19通过预制板竖向连接板20与现浇地梁17进行连接,并用对拉固定螺杆22进行紧固,在与支墩12连接的地方,对拉固定螺杆22穿过支墩预留螺杆孔21进行固结。带排水孔预制板19上设有预制板植生槽23,植草固坡25种植在预制板植生槽23 内,并用预制板顶覆土24覆盖。
如图7和图8所示,防爬刺2呈扇形状焊接在防怕刺钢板86上,防怕刺钢板86通过焊接的方式焊接在管道1上。
如图9和图10所示,防爬门3设在管道1上方,防爬门3四周设有呈扇形状的防爬刺2,防爬门3两侧设有斜向支撑87,斜向支撑87一端与防爬门3焊接,另一端焊接在管道1上设有的固定焊接钢板88。
如图1和图14和图15所示,埋入式预制锚固体28结构主要是由埋入式预制锚固体28、侧壁嵌合槽30、固定地锚31、锚固体顶预埋钢板32组成,岩体开挖呈带凹槽状,埋入式预制锚固体28上的侧壁嵌合槽30可实现卡紧固结,然后运用固定地锚31对埋入式预制锚固体28进行固定;埋入式预制锚固体28 顶部设有锚固体顶预埋钢板32,用于固定卷扬机支架34和转向滑车支架35,并用固定地锚31实现紧固。
如图1和图11和图12所示,门型架结构主要包括地脚板38、地脚板纵向连板39、地脚板横向连板40、锚筋41、加强预应力杆索42、型钢轨道基础43、轻轨44、轻轨加强肋板45,在河床上沿管道1方向每隔一段距离设置一定数量的门型架36,门型架36底部设有地脚板38,并用锚筋41进行固定;地脚板38 在横向通过地脚板横向连板40连接成一个整体,多片地脚板38在纵向通过一个地脚板纵向连板39连接成一个整体,并用锚筋41进行固定;型钢轨道基础 43设在门型架36顶部,其中央下部设有加强预应力杆索42,另一端连接在河床上,可用于调整门型架36的标高,型钢轨道基础43上部设有轻轨加强肋板 45,轻轨44架设在轻轨加强肋板45上部。
如图13所示,跨门架之间轨道加固结构主要是由地脚板38、加强型钢架 37、型钢轨道基础43、轻轨44组成,为了提高门型架36纵向的刚度,在两个门型架36之间加设加强型钢架37。
如图1和图16所示,平台支架结构主要结构包括平台支架50、平台框架梁 51、辅助可调式撑杆52、平台板53、工具式护栏54,平台支架50支设在纵向预制条板基础49上,平台框架梁51放在平台支架50上,平台板53搁置在平台框架梁51上;平台框架梁51的中央下部设有辅助可调式撑杆52,可以起到调节平台板53的标高,为了施工安全,平台板53四周设有插接式的工具式护栏54;管道1在凑合节焊接时,为了便于上部焊接,须在管道1下方的活动顶板59上设置活动搁置拖板61。
如图1和图16~图18所示,预制装配式框架条板基础是由纵向预制条板基础46、防滑齿板47、条板固定短桩48和预制条板横向连接肋板49组成,将预先制作的纵向预制条板基础46放在凑合节下部的河床上,然后用预制条板横向连接肋板49将两片纵向预制条板基础46连接形成一个整体;预制条板横向连接肋板49通过条板固定短桩48进行固定在河床上,条板固定短桩48每隔一段距离进行布设,为了防止预制条板横向连接肋板49在河床上滑动,须隔一段距离进行布设防滑齿板47。
如图16和图18所示,管道支承架结构是主要由管道支承架55、支承架固定顶板56、外置式调整螺杆57、调整螺母58、活动顶板59、弧形托板60、竖向千斤顶62、临时固定套箍63、水平对称千斤顶64组成,管道支承架55支设在平台板53上,管道支承架55顶部设有支承架固定顶板56,支承架固定顶板 56设有活动顶板59;活动顶板59通过外置式调整螺杆57固定在支承架固定顶板56上,并用调整螺母58进行紧固;弧形托板60设置在活动顶板59上,弧形托板60上设有临时固定套箍63;管道1标高调整通过千斤顶实现,弧形托板 60两侧分别设有竖向千斤顶62,用于调节管道1竖向标高,活动顶板59两端上设有千斤顶搁置后座板65,水平对称千斤顶64布设在千斤顶搁置后座板65 上,用于调节管道1水平标高。
如图1和图19~图20所示,挂架结构主要包括预制挂架基础66、挂架立柱67、立柱剪力撑68、立柱顶固定横梁69和立柱顶固定纵梁70,在岩体或河床处浇筑预制挂架基础66,预制挂架基础66上设有挂架立柱67,挂架立柱67 在顶部设有立柱顶固定横梁69和立柱顶固定纵梁70,从而形成一个挂架结构。移动浇筑与振捣系统结构主要包含纵向移动轨道71、混凝土浇筑料斗72、升降式移动刮平梁74、刮平梁可调式吊杆76,纵向移动轨道71沿纵向设在立柱顶固定横梁69上,混凝土浇筑料斗72设有料斗移动横梁73,升降式移动刮平梁 74上设有刮平梁移动横梁75,料斗移动横梁73和刮平梁移动横梁75可沿着纵向移动轨道71移动。刮平梁移动横梁75与刮平梁可调式吊杆76连接,可实现竖向调节标高,从而实现不同标高的刮平。所述定型化模板结构主要包含加强侧面整体式模板77、顶部定型化模板78、可调式模板水平撑架79、模板吊箍 80、闭合操作平台81,镇墩5或支墩12高出地面处设置加强侧面整体式模板 77,在镇墩首期浇筑段7顶部加设有顶部定型化模板78。
图1~图20所示出的本发明一种跨河段管道结构及其安装方法,其特征在于包括以下步骤:
1)预制板生态护岸结构施工:在支墩12处的河床上浇筑一圈现浇地梁17,在框架形状的现浇地梁17内侧铺设反滤垫层18,带排水孔预制板19通过预制板竖向连接板20与现浇地梁17进行连接,并用对拉固定螺杆22进行紧固,在与支墩12连接的地方,对拉固定螺杆22穿过支墩预留螺杆孔21进行固结,带排水孔预制板19上设有预制板植生槽23,植草固坡25种植在预制板植生槽23 内,并用预制板顶覆土24覆盖;
2)挂架结构搭设施工:在镇墩5两侧处的河岸和支墩12两侧处的河床上浇筑预制挂架基础66,然后安装挂架立柱67、立柱剪力撑68、立柱顶固定横梁 69、立柱顶固定纵梁70和闭合操作平台81;
3)移动浇筑与振捣系统结构安装施工:在挂架结构的顶部搭设纵向移动轨道71,在纵向移动轨道71安装料斗移动横梁73和刮平梁移动横梁75,然后分别在料斗移动横梁73和刮平梁移动横梁75上安装混凝土浇筑料斗72和刮平梁可调式吊杆76;
4)定型化模板结构安装施工:在镇墩5或支墩12高出地面处设置加强侧面整体式模板77,在镇墩首期浇筑段7顶部加设有顶部定型化模板78,在挂架结构上利用模板吊箍80吊住顶部定型化模板78;
5)支墩和镇墩浇筑施工:跨越河流段镇墩5和支墩12的基础6,根据设计标高,采用挖掘机进行开挖,基础6必须放置于砂岩或砂质泥岩上。部分支墩 12位于河床内,需在基础12施工范围修设围堰,于堰内挖一深集水坑,用水泵抽水。待堰内水抽干后,清理淤泥,并用潜水泵随时抽水,在保证无积水情况下开槽。开槽至设计标高后,在无水情况下进行垫层混凝土施工,保证混凝土施工质量;
6)埋入式锚固体施工:在管道1两端河岸附近开挖开挖呈带凹槽状,
将埋入式锚固体28的侧壁嵌合槽30与凹槽对齐,然后放入卡紧,再用固定地锚31固定;
7)卷扬机和转向滑车安装:在埋入式预制锚固体28安装锚固体顶预埋钢板32,在锚固体顶预埋钢板32上安装卷扬机支架34和转向滑车支架35,在卷扬机支架34和转向滑车支架35上分别安装卷扬机26、转向滑车27;
8)门型架结构和跨门架之间轨道加固结构安装施工:在支墩12之间每隔一定距离布置一个支撑门型架36作为运输轨道支撑加固用,每个门型架12由一组锚筋41固定,每组锚筋41由多根的螺纹钢组成,埋入深度至少达到受力要求值,露出地面一定长度,门型架36必须与地脚板38、地脚板纵向连板39、地脚板横向连板40进行纵向和横向地可靠加固,为了提高门型架36纵向的刚度,在两个门型架36之间加设加强型钢架37;
9)轨道安装加固施工:利用门型架36进行运输轨道的安装,轨道采用轻轨44,轨道的安装高程约低于管道1的安装高程,轻轨44安装在型钢轨道基础 43上,型钢轨道基础43中央下部设有加强预应力杆索42,另一端连接在河床上,可用于调整门型架36的标高;
10)管道运输安装:跨河桥管段的管道1安装时,以一端镇墩5的管道1 作为定位节,安装到另一端镇墩5时增加一段凑合节,在桥管段施工道路上采用汽车吊把单节管道1吊装到运输台车上并进行固定,利用布置的卷扬机26把管道1牵引到安装位置上,在转弯处采用转向滑车18进行牵引运输;
11)预制装配式框架条板基础施工:将预先制作的纵向预制条板基础46放在凑合节下部的河床上,然后用预制条板横向连接肋板49将两片纵向预制条板基础46连接形成一整体,预制条板横向连接肋板49通过条板固定短桩48进行固定在河床上,并布设防滑齿板47,条板固定短桩48和防滑齿板47每隔一段距离进行布设;
12)平台支架结构安装施工:在纵向预制条板基础46上安装平台支架结构,平台板53搁置在平台框架梁51上,平台框架梁51的中央下部设有辅助可调式撑杆52,可以起到调节平台板53的标高,平台板53四周设有插接式的工具式护栏54;
13)管道支承架结构安装:管道支承架55安装在平台板53上,支承架固定顶板56安装在管道支承架55顶部,活动顶板59安装在支承架固定顶板56,活动顶板59通过外置式调整螺杆57固定在支承架固定顶板56上;
14)凑合节管道拼接施工:管道1标高调整通过千斤顶实现,弧形托板60 两侧分别设有竖向千斤顶62,用于调节管道1竖向标高,活动顶板59两端上设有千斤顶搁置后座板65,水平对称千斤顶64布设在千斤顶搁置后座板65上,用于调节管道1水平标高。

Claims (6)

1.一种跨河段管道结构,其特征在于,包括跨河段管道架空结构、跨河段管道运输轨道、管道连接施工平台、跨河段管道支撑结构支模体系和管道(1),所述管道(1)在跨河段架设时采用跨河段管道架空结构支撑架设,管道(1)在跨河段管道架空结构之间运输采用跨河段管道运输轨道,管道(1)在跨河段管道架空结构之间凑合节拼接时采用管道连接施工平台,架设管道(1)的跨河段管道架空结构的模板支设采用跨河段管道支撑结构支模体系;
所述跨河段管道架空结构包括镇墩(5)、支墩(12)和预制板生态护岸结构,,所述管道(1)通过镇墩(5)和支墩(12)可实现在跨河段的障碍跨越,镇墩(5)设在河道的近岸端,支墩(12)设在河道中,位于河床处的所述支墩(12)上设有预制板生态护岸;
所述跨河段管道运输轨道包括埋入式预制锚固体(28)、门型架结构和跨门架之间轨道加固结构,所述埋入式预制锚固体(28)设在河道两端,门型架结构设在河道的河床上,跨门架之间轨道加固结构用于增强门型架结构纵向刚度;
所述管道连接施工平台包括预制装配式框架条板基础、平台支架结构和管道支承架结构,所述平台支架结构搭设在预制装配式框架条板基础上,所述管道支承架结构搭设在平台支架结构上,所述管道(1)设置在管道支承架结构上;
所述跨河段管道支撑结构支模体系包括挂架结构、移动浇筑与振捣系统结构和定型化模板结构,还包括基础(6)和镇墩首期浇筑段(7),所述所述镇墩首期浇筑段(7)设置在基础(6)上,所述挂架结构设在镇墩首期浇筑段(7)两侧,移动浇筑与振捣系统结构设在挂架结构上部,定型化模板结构设在镇墩首期浇筑段(7)的顶部,挂架结构上设有纵向移动轨道(71),移动浇筑与振捣系统结构通过纵向移动轨道(71)实现水平移动,所述镇墩(5)和支墩(6)采用定型化模板结构。
2.根据权利要求1所述的跨河段管道结构,其特征在于,所述镇墩(5)是由基础(6)、镇墩首期浇筑段(7)、镇墩顶搁置梁(8)和包管混凝土(11)组成,所述镇墩首期浇筑段(7)顶部铺设有镇墩顶搁置梁(8),镇墩首期浇筑段(7)顶部还设有镇墩顶纵向围板(9)和镇墩顶横向带凹槽围板(10);所述支墩(12)结构包括基础(6)、支墩拉结钢筋(13)、支墩预埋滑移支座(14)、支座上套箍(15)和支座禁锢长螺杆(16),支墩拉结钢筋(13)设在支墩(12)顶部与混凝土支座(83)之间,起到拉结作用,支墩预埋滑移支座(14)设置在支墩(12)顶部,支墩预埋滑移支座(14)设有支座上套箍(15),用于固定管道(1);所述预制板生态护岸结构主要包括现浇地梁(17)、反滤垫层(18)、带排水孔预制板(19)、预制板竖向连接板(20)、对拉固定螺杆(22)、预制板植生槽(23)、预制板顶覆土(24)和植草固坡(25),在支墩(12)处的河床上浇筑一圈现浇地梁(17),在框架形状的现浇地梁(17)内侧铺设反滤垫层(18),带排水孔预制板(19)通过预制板竖向连接板(20)与现浇地梁(17)进行连接,并用对拉固定螺杆(22)进行紧固,在与支墩(12)连接的地方,对拉固定螺杆(22)穿过支墩预留螺杆孔(21)进行固结。
3.根据权利要求1所述的跨河段管道结构,其特征在于,所述埋入式预制锚固体(28)由埋入式预制锚固体(28)、侧壁嵌合槽(30)、固定地锚(31)和锚固体顶预埋钢板(32)组成,岩体开挖呈带凹槽状,埋入式预制锚固体(28)上的侧壁嵌合槽(30)实现卡紧固结,然后通过固定地锚(31)对埋入式预制锚固体(28)进行固定,埋入式预制锚固体(28)顶部设有锚固体顶预埋钢板(32),用于固定卷扬机支架(34)和转向滑车支架(35),并用固定地锚(31)实现紧固;所述门型架结构主要包括地脚板(38)、地脚板纵向连板(39)、地脚板横向连板(40)、锚筋(41)、加强预应力杆索(42)、型钢轨道基础(43)、轻轨(44)和轻轨加强肋板(45),所述河床上沿管道(1)方向间隔设置门型架(36),所述门型架(36)底部设有地脚板(38),并用锚筋(41)进行固定;所述跨门架之间轨道加固结构主要是由地脚板(38)、加强型钢架(37)、型钢轨道基础(43)和轻轨(44)组成,为提高门型架(36)纵向的刚度,在两个门型架(36)之间加设加强型钢架(37)。
4.根据权利要求1所述的跨河段管道结构,其特征在于,所述的预制装配式框架条板基础是由两片纵向预制条板基础(46)、防滑齿板(47)、条板固定短桩(48)和预制条板横向连接肋板(49)组成,所述纵向预制条板基础(46)设置在凑合节下部的河床上,然后用预制条板横向连接肋板(49)将两片纵向预制条板基础(46)连接形成一个整体;所述的平台支架结构包括平台支架(50)、平台框架梁(51)、辅助可调式撑杆(52)、平台板(53)和工具式护栏(54),平台支架(50)支设在纵向预制条板基础(46)上,平台框架梁(51)放在平台支架(50)上,平台板(53)搁置在平台框架梁(51)上;所述管道支承架结构由管道支承架(55)、支承架固定顶板(56)、外置式调整螺杆(57)、调整螺母(58)、活动顶板(59)、弧形托板(60)、竖向千斤顶(62)、临时固定套箍(63)和水平对称千斤顶(64)组成,管道支承架(55)支设在平台板(53)上,管道支承架(55)顶部设有支承架固定顶板(56),支承架固定顶板(56)设有活动顶板(59)。
5.根据权利要求1所述的跨河段管道结构,其特征在于,所述所述挂架结构包括预制挂架基础(66)、挂架立柱(67)、立柱剪力撑(68)、立柱顶固定横梁(69)和立柱顶固定纵梁(70),所述预制挂架基础(66)浇筑在岩体或河床处,预制挂架基础(66)上设有挂架立柱(67),挂架立柱(67)在顶部设有立柱顶固定横梁(69)和立柱顶固定纵梁(70),从而形成一个挂架结构;所述所述移动浇筑与振捣系统结构包括纵向移动轨道(71)、混凝土浇筑料斗(72)、升降式移动刮平梁(74)和刮平梁可调式吊杆(76),所述纵向移动轨道(71)沿纵向设在立柱顶固定横梁(69)上,所述混凝土浇筑料斗(72)上设有料斗移动横梁(73),所述升降式移动刮平梁(74)上设有刮平梁移动横梁(75),料斗移动横梁(73)和刮平梁移动横梁(75)可沿着纵向移动轨道(71)移动;所述所述定型化模板结构包括加强侧面整体式模板(77)、顶部定型化模板(78)、可调式模板水平撑架(79)、模板吊箍(80)和闭合操作平台(81),所述镇墩(5)或支墩(12)高出地面处设置加强侧面整体式模板(77),在镇墩首期浇筑段(7)顶部加设有顶部定型化模板(78)。
6.一种跨河段管道的安装方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)预制板生态护岸结构施工:在支墩(12)处的河床上浇筑一圈现浇地梁(17),在框架形状的现浇地梁(17)内侧铺设反滤垫层(18),带排水孔预制板(19)通过预制板竖向连接板(20)与现浇地梁(17)进行连接,并用对拉固定螺杆(22)进行紧固,在与支墩(12)连接的地方,对拉固定螺杆(22)穿过支墩预留螺杆孔(21)进行固结,带排水孔预制板(19)上设有预制板植生槽(23),植草固坡(25)种植在预制板植生槽(23)内,并用预制板顶覆土(24)覆盖;
2)挂架结构搭设施工:在镇墩(5)两侧处的河岸和支墩(12)两侧处的河床上浇筑预制挂架基础(66),然后安装挂架立柱(67)、立柱剪力撑(68)、立柱顶固定横梁(69)、立柱顶固定纵梁(70)和闭合操作平台(81);
3)移动浇筑与振捣系统结构安装施工:在挂架结构的顶部搭设纵向移动轨道(71),在纵向移动轨道(71)安装料斗移动横梁(73)和刮平梁移动横梁(75),然后分别在料斗移动横梁(73)和刮平梁移动横梁(75)上安装混凝土浇筑料斗(72)和刮平梁可调式吊杆(76);
4)定型化模板结构安装施工:在镇墩(5)或支墩(12)高出地面处设置加强侧面整体式模板(77),在镇墩首期浇筑段(7)顶部加设有顶部定型化模板(78),在挂架结构上利用模板吊箍(80)吊住顶部定型化模板(78);
5)支墩和镇墩浇筑施工:跨越河流段镇墩(5)和支墩(12)的基础(6),根据设计标高,采用挖掘机进行开挖,基础(6)必须放置于砂岩或砂质泥岩上。部分支墩(12)位于河床内,需在基础(12)施工范围修设围堰,于堰内挖一深集水坑,用水泵抽水。待堰内水抽干后,清理淤泥,并用潜水泵随时抽水,在保证无积水情况下开槽。开槽至设计标高后,在无水情况下进行垫层混凝土施工,保证混凝土施工质量;
6)埋入式锚固体施工:在管道(1)两端河岸附近开挖开挖呈带凹槽状,将埋入式锚固体(28)的侧壁嵌合槽(30)与凹槽对齐,然后放入卡紧,再用固定地锚(31)固定;
7)卷扬机和转向滑车安装:在埋入式预制锚固体(28)安装锚固体顶预埋钢板(32),在锚固体顶预埋钢板(32)上安装卷扬机支架(34)和转向滑车支架(35),在卷扬机支架(34)和转向滑车支架(35)上分别安装卷扬机(26)、转向滑车(27);
8)门型架结构和跨门架之间轨道加固结构安装施工:在支墩(12)之间每隔一定距离布置一个支撑门型架(36)作为运输轨道支撑加固用,每个门型架(12)由一组锚筋(41)固定,每组锚筋(41)由多根的螺纹钢组成,埋入深度至少达到受力要求值,露出地面一定长度,门型架(36)必须与地脚板(38)、地脚板纵向连板39、地脚板横向连板40进行纵向和横向地可靠加固,为了提高门型架(36)纵向的刚度,在两个门型架(36)之间加设加强型钢架(37);
9)轨道安装加固施工:利用门型架(36)进行运输轨道的安装,轨道采用轻轨(44),轨道的安装高程约低于管道(1)的安装高程,轻轨(44)安装在型钢轨道基础(43)上,型钢轨道基础(43)中央下部设有加强预应力杆索42,另一端连接在河床上,可用于调整门型架(36)的标高;
10)管道运输安装:跨河桥管段的管道(1)安装时,以一端镇墩(5)的管道(1)作为定位节,安装到另一端镇墩(5)时增加一段凑合节,在桥管段施工道路上采用汽车吊把单节管道(1)吊装到运输台车上并进行固定,利用布置的卷扬机(26)把管道(1)牵引到安装位置上,在转弯处采用转向滑车(18)进行牵引运输;
11)预制装配式框架条板基础施工:将预先制作的纵向预制条板基础(46)放在凑合节下部的河床上,然后用预制条板横向连接肋板(49)将两片纵向预制条板基础(46)连接形成一整体,预制条板横向连接肋板(49)通过条板固定短桩(48)进行固定在河床上,并布设防滑齿板(47),条板固定短桩(48)和防滑齿板(47)每隔一段距离进行布设;
12)平台支架结构安装施工:在纵向预制条板基础(46)上安装平台支架结构,平台板(53)搁置在平台框架梁(51)上,平台框架梁51的中央下部设有辅助可调式撑杆(52),可以起到调节平台板(53)的标高,平台板(53)四周设有插接式的工具式护栏(54);
13)管道支承架结构安装:管道支承架(55)安装在平台板(53)上,支承架固定顶板(56)安装在管道支承架(55)顶部,活动顶板(59)安装在支承架固定顶板(56),活动顶板(59)通过外置式调整螺杆(57)固定在支承架固定顶板(56)上;
14)凑合节管道拼接施工:管道(1)标高调整通过千斤顶实现,弧形托板(60)两侧分别设有竖向千斤顶(62),用于调节管道(1)竖向标高,活动顶板(59)两端上设有千斤顶搁置后座板(65),水平对称千斤顶(64)布设在千斤顶搁置后座板(65)上,用于调节管道(1)水平标高。
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