CN109853521B - 一种无级调幅接头式钢板桩装置 - Google Patents

Abstract

一种无级调幅接头式钢板桩装置，包括左半幅钢板桩（10）和右半幅钢板桩（20）。左半幅钢板桩与右半幅钢板桩宽度相等；所述左半幅钢板桩宽度方向的一侧，在其长度方向上设置有滑槽；滑槽的宽度能保证右半幅钢板桩插入滑槽；由左半幅钢板桩和右半幅钢板桩构成能调节宽度的无级调幅接头式钢板桩。本发明装置能对钢板桩实现无级宽度调整，满足现场千变万化的情况，解决了在钢板桩施工过程中常出现的最后的钢板桩的封闭合拢问题以及在插打钢板桩时钢板桩的垂直度难以掌控的问题，可完整快速的封闭钢板桩围堰，只要保证了每块钢板桩的基本施工质量，合拢口的施工误差问题能使用本专利产品直接解决，可广泛应用于钢板桩的施工领域。

Description

一种无级调幅接头式钢板桩装置

技术领域

本发明涉及一种无级调幅接头式钢板桩装置，属建筑基础桩技术领域。

背景技术

钢板桩是一种边缘带有联动装置,且这种联动装置可以自由组合以便形成一种连续紧密的挡土或者挡水墙的钢结构体。 传统U形钢板桩外观结构如图7所示，传统U形钢板桩的横截面（放大）如图8所示。

随着我国交通工程建设的发展，桥梁的设计不仅要满足跨越江河湖海的通行要求。而且还需满足环境、景观及地理位置要求。在设计时往往为保证通航安全及泄洪时的最大流量，水中墩基础形式会设计为低桩承台，使承台完全埋置于河床之下，承台基槽不能采用吸泥的方法形成，需在围堰内垂直开挖，通常会选择钢板桩围堰进行施工。

钢板桩围堰还可作为封水、挡土结构，在浅水区基础工程施工中也有较多应用。

钢板桩围堰在进行合拢作业中，常出现合拢桩两侧的钢板桩垂直度不一致，上下间距不一样，同时两侧钢板桩不在同一平面上，使得合拢桩无法顺利打设。目前常用的解决办法主要有以下四种：

①异形桩施工法：钢板桩插打完成后，测量合拢口处宽度情况，再采用切割、打磨、焊接等工艺，现场制作非标准的钢板桩，然后打入使整个钢板桩围堰闭合。该方法虽制作灵活，可针对性的加工，但异形板桩的加工质量较难保证，而且打入和拔出也较困难，只能在封闭合拢前临时加工，影响进度，加之由于不能重复使用，造成浪费。

②屏风式打入法：先将10～20根钢板桩成排插入导架内，呈屏风状，再分批施打，利用桩体间的拉或挤力减小或克服误差，使钢板桩围堰强制闭合。但由于插桩的自立高度较大，插桩时稳定性不好，容易受水流影响，施工安全性不高。

③转角处调整法：钢板桩合拢选择在角桩附近，如果距离有差距，调整合拢边相邻一边离导向架的距离。插打至合拢面时，精确丈量尺寸，再根据钢板桩的宽度，计算出所需钢板桩的片数，按此确定下一步钢板材如何插打。这种方法与“合拢在下游，两边对称打”的原则不符，如果河水流速偏大，则会引起涡流，而且施工困难，甚至可能无法控制。

④垂直度矫正法：施工过程中用仪器随时检查、纠正钢板桩的垂直度，发生倾斜逐步纠正用钢丝绳拉住桩身边拉边打。若钢板桩上口与下口宽窄不一样时，采用倒链或千斤顶进行调整。但有时会因倾斜太大仍无法合拢，还需制做楔形桩调整，加之此种施工方法过程复杂，容易产生偏差，有偏差之后需重新调整，费时费力。

发明内容

本发明的目的是，针对钢板桩围堰施工时在合拢口处的接头可能存在上宽下窄、下宽上窄、钢板桩垂直度不理想，且宽度与垂直度没有固定数值等钢板桩围堰作业存在的诸多问题，为了解决这些问题，本发明提出一种无级调幅接头式钢板桩装置。

实现本发明的技术方案如下：一种无级调幅接头式钢板桩装置，包括左半幅钢板桩和右半幅钢板桩，所述左半幅钢板桩宽度方向的一侧，在其长度方向上设置有滑槽；滑槽的宽度能保证右半幅钢板桩的滑块部分插入滑槽；由左半幅钢板桩与右半幅钢板桩组合成能调节钢板桩宽度的无级调幅接头式钢板桩。

所述左半幅钢板桩为一整体钢板结构，由滑块上部板、滑块下部板和滑槽构成；所述滑块上部板为形状类似从长度方向分开的半块U型钢板的左半幅结构；所述下部板为长方形钢板；滑块上部板平面与滑块下部板平面平行，之间相隔的空间为滑槽；滑块上部板和滑块下部板的宽度方向上的一端连接为一体，另一端端面向内设有挡块，滑块上部板和滑块下部板上的挡块相对呼应，使滑块上部板和滑块下部板的开口距离小于滑槽的宽度。

所述左半幅直线段L3部分设置滑槽，所述滑槽长度L1等于左半幅直线段L3，滑槽的宽度略大于或等于右半幅设置的凸块厚度；在滑槽的开口处设置上下挡块；所述挡块上下相互对应，大小相同；所述左半幅直线段钢板桩的整体厚度为滑块上部板厚度、滑块下部板厚度和滑槽厚度之和。

所述右半幅钢板桩形状类似从长度方向分开的半块U型钢板的右半幅结构；包括滑块和凸块部分；所述钢板桩右半幅左边钢板部分滑块的宽度方向上的一端自上至下设有凸块；所述凸块的宽度大于滑块上部板的挡块与滑块下部板的挡块之间的宽度，小于滑槽的宽度。

所述滑槽的长度L1与左半幅钢板桩的直线长度相等，即L1=L3，但大于右半幅钢板桩的滑块入槽长度L2，即L1>L2，以保证滑块能完全进入滑槽；且当L1>L2时，由于滑槽内有空余的空间，滑块也可以在滑槽内相对转动，以适应合拢口处接头存在上宽下窄、下宽上窄、钢板桩垂直度不理想的情况；所述左半幅钢板桩的整体厚度为滑块上部板厚度、滑块下部板厚度和滑槽宽度之和。

所述左半幅钢板桩与右半幅钢板桩宽度相等，所述左半幅钢板桩的长度比右半幅钢板桩的长度长10-15cm，便于右半幅钢板桩插入左半幅钢板桩的滑槽中。

所述滑槽高度的设置分别距离左半幅钢板桩的顶端10-20cm处，底端10-15cm处；左半幅钢板桩顶端预留10-20cm不设滑槽，保持原板状厚度，以方便钢板桩的插打工作；同时为了方便滑块能够在滑槽中旋转，滑槽呈开口状，不封闭；所述右半幅顶端钢板桩同样预留10-20cm不设凸块，使左右半幅顶端能够成叠合状。

所述左半幅钢板桩底端预留10-15cm不设滑槽，与顶端钢板桩保持原板状厚度不同的是，底端厚度从滑槽末端厚度逐渐递减至钢板厚度，使其平顺过渡；为避免滑块从滑槽中脱落，将底端滑槽封闭，而右半幅钢板桩底端则较左半幅钢板桩短10-15cm。

所述右半幅钢板桩滑块端头设置的凸块，与左半幅钢板桩滑槽端头的挡块共同防止滑块从滑槽中滑落；为增加防水和润滑效果，滑槽内填入黄油或类似油脂类物品；为保证油脂在滑槽内能够自由流动，在滑块的凸块上均匀设置若干沟槽。

所述左半幅钢板桩和右半幅钢板桩的顶端各设两个φ8～φ12的圆孔，插入销钉固定，方便存放与运输。

本发明的有益效果是，一种无级调幅接头式钢板桩装置能对钢板桩实现无级宽度调整，满足现场千变万化的情况，解决了在钢板桩施工过程中常出现的最后的钢板桩的封闭合拢问题以及在插打钢板桩时钢板桩的垂直度难以掌控的问题，可完整快速的封闭钢板桩围堰，只要保证了每块钢板桩的基本施工质量，合拢口的施工误差问题能使用本专利产品直接解决，可广泛应用于钢板桩的施工领域。

本发明钢板桩装置不改变现有施工条件与要求，也不改变现有的施工方法，只需将特制的合拢口钢板桩按既有方法对位插打，即可达到目的。操作方便，配套设备少，施工人员容易接受，并很快可以熟练地操作。

附图说明

图1为无级调幅接头式钢板桩不同状态示意图；

图1（a）为无级调幅接头式钢板桩左右幅分离状态示意图；

图1（b）为无级调幅接头式钢板桩部分滑块进入滑槽状态示意图；

图1（c）为无级调幅接头式钢板桩滑块完全进入滑槽状态示意图；

图2为无级调幅接头式钢板桩横截面示意图；

图3为无级调幅接头式钢板桩滑块进入滑槽的最终状态示意图；

图4为无级调幅接头式钢板桩示意图；

图5为无级调幅接头式钢板桩顶端A部分结构示意图；

图6为无级调幅接头式钢板桩底端B部分结构示意图；

图7为传统U形钢板桩外观结构示意图；

图8为传统U形钢板桩的横截面结构示意图；

图中，10为钢板桩左半幅；11为滑块上部板；12为滑块下部板；13为滑槽；14为挡块；15为预留旋转空间；20为钢板桩右半幅；21为凸块；22为滑块；23为水平段；24为圆弧拐角；25为沟槽；L1为滑槽长度；L2为滑块长度；L3为左半幅直线段长度。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如附图所示。

本实施例在原有钢板桩（以U型拉森式为例）的基础上，从结构改进上提出了一种无级调幅接头式钢板桩装置。

本实施例由既有带锁口的U型钢板桩改进而成。按照U型钢板桩原来的规格，将U型钢板桩由中间位置处分割为左半幅和右半幅两部分，且以钢板桩打入端为顶端，以伸入淤泥端为钢板桩的底端。图1（a~c）为本实施例无级调幅接头式钢板桩不同状态下的示意图。

本实施例一种无级调幅接头式钢板桩装置，包括左半幅钢板桩10和右半幅钢板桩20，左半幅钢板桩与右半幅钢板桩宽度相等，左半幅钢板桩的长度比右半幅钢板桩的长度长10-15cm；所述左半幅钢板桩宽度方向的一端，在其长度方向上设置有滑槽13；滑槽的宽度能保证右半幅钢板桩的滑块22部分插入滑槽13；由左半幅钢板桩10与右半幅钢板桩20构成能调节宽度的无级调幅接头式钢板桩。

左半幅钢板桩10上设置有滑槽13，滑槽13的端口带有挡块14；滑槽13的长度L1与左半幅钢板桩的直线长度L3相等(L1=L3)，但滑槽13的长度L1大于右半幅的滑块22入槽长度L2（L1>L2），以保证滑块22能完全进入滑槽13；且当L1>L2时，由于滑槽13内有空余的空间，滑块22也可以在滑槽13内相对转动，以适应合拢口处接头存在上宽下窄、下宽上窄、钢板桩垂直度不理想的情况。左半幅整体厚度为滑块上部板厚度、滑块下部板厚度和滑槽宽度之和。

右半幅钢板桩的宽度的确定应首先预留出滑块22的长度，滑块22的长度L2小于左半幅钢板桩的滑槽13长度L1。剩余的长度为水平段23长度，水平段长度与滑块之间以圆弧拐角24过渡。右半幅钢板桩水平段23与左半幅钢板桩滑块上部板11在同一水平线上；滑块的厚度为使用的钢板桩的厚度，如图2和图3所示。

如果使用的钢板桩规格厚度较大，在保证不影响施工的前提下，滑块上部板11厚度、滑块下部板12厚度、滑块22厚度均可适当减少1--3cm，进而减轻钢板桩的整体重量。

左半幅钢板桩滑槽13高度的设置分别距离左半幅钢板桩的顶端10-20cm处，底端10-15cm处。左半幅钢板桩顶端预留10-20cm不设滑槽，保持原板状厚度，以方便钢板桩的插打工作。同时为了方便滑块能够在滑槽中旋转，滑槽呈开口状，不封闭。右半幅顶端钢板桩同样预留10-20cm不设凸块21，使左右半幅顶端能够成叠合状，如图4和图5所示。

为了方便钢板桩插入土体，左半幅钢板桩底端预留10-15cm不设滑槽，与顶端钢板桩保持原板状厚度不同的是，底端厚度从滑槽末端厚度逐渐递减至钢板厚度，使其平顺过渡。为避免滑块从滑槽中脱落，将底端滑槽封闭，而右半幅钢板桩底端则较左半幅钢板桩短10-15cm，如图6所示。

为防止滑块22从滑槽13中滑出，右半幅钢板桩的滑块端头设置凸块21，与左半幅钢板桩的滑槽13端头的挡块14共同防止滑块滑落；为增加防水和润滑效果，滑槽内填入黄油或类似油脂类物品。为保证油脂在滑槽内能够自由流动，在滑块的凸块21上设置若干沟槽。

为方便钢板桩的运送与储存，将左半幅钢板桩和右半幅钢板桩叠合，减少运送与存储占用的空间，在左半幅钢板桩和右半幅钢板桩顶端各设两个φ8～φ12圆孔，插入销钉固定。

本实施例钢板桩装置只针对合拢口最后一块钢板桩进行特制，实现无级宽度调整，满足现场千变万化的情况，解决了在钢板桩施工过程中常出现的最后的钢板桩的封闭合拢问题以及在插打钢板桩时钢板桩的垂直度难以掌控的问题，可完整快速的封闭钢板桩围堰，只要保证了每块钢板桩的基本施工质量，合拢口的施工误差问题能使用本实施例装置直接解决，本发明可广泛应用于钢板桩的施工领域。

Claims (7)

1.一种无级调幅接头式钢板桩装置，其特征在于，所述钢板桩装置包括左半幅钢板桩和右半幅钢板桩，所述左半幅钢板桩宽度方向的一侧，在其长度方向上设置有滑槽；滑槽的宽度保证右半幅钢板桩的滑块插入滑槽；由左半幅钢板桩和右半幅钢板桩组合成能调节钢板桩宽度的无级调幅接头式钢板桩；

所述左半幅钢板桩为一整体钢板结构，由滑块上部板、滑块下部板和滑槽构成；所述左半幅钢板桩为从长度方向分开的半块U型钢板的左半幅结构；所述滑块下部板为长方形钢板；滑块上部板平面与滑块下部板平面平行，之间相隔的空间为滑槽；滑块上部板和滑块下部板的宽度方向上的一端相互连接，该连接处固定在滑块上部板的弯曲面上；滑槽的开口处设置上下挡块；滑块上部板和滑块下部板上的挡块相对呼应，使滑块上部板和滑块下部板的开口距离小于滑槽的宽度；

所述左半幅钢板桩的直线段部分设置滑槽；所述滑槽长度L1等于左半幅钢板桩直线段长度L3；滑槽的宽度大于等于右半幅钢板桩设置的凸块宽度；所述左半幅钢板桩直线段的整体厚度为滑块上部板厚度、滑块下部板厚度和滑槽厚度之和；

所述右半幅钢板桩为从长度方向分开的半块U型钢板的右半幅结构；包括滑块和凸块部分；所述右半幅钢板桩左边钢板部分滑块的宽度方向上的一端自上至下设有凸块；所述凸块的宽度大于滑块上部板凸块与滑块下部板凸块之间的宽度，小于滑槽的宽度。

2.根据权利要求1所述的一种无级调幅接头式钢板桩装置，其特征在于，所述滑槽的长度L1与左半幅钢板桩的直线段长度L3相等，即L1＝L3，但大于右半幅钢板桩的滑块入槽长度L2，即L1>L2，以保证滑块能完全进入滑槽；且当L1>L2时，由于滑槽内有空余的空间，滑块也可以在滑槽内相对转动，以适应合拢口处接头存在上宽下窄、下宽上窄、钢板桩垂直度不理想的情况。

3.根据权利要求1所述的一种无级调幅接头式钢板桩装置，其特征在于，所述左半幅钢板桩与右半幅钢板桩宽度相等，所述左半幅钢板桩的长度比右半幅钢板桩的长度长10-15cm，便于右半幅钢板桩插入左半幅钢板桩的滑槽中。

4.根据权利要求1所述的一种无级调幅接头式钢板桩装置，其特征在于，所述滑槽高度的设置分别距离左半幅钢板桩的顶端10-20cm处，底端10-15cm处；左半幅钢板桩顶端预留10-20cm不设滑槽，保持原板状厚度，以方便钢板桩的插打工作；同时为了方便滑块能够在滑槽中旋转，滑槽呈开口状，不封闭；所述右半幅钢板桩顶端同样预留10-20cm不设凸块，使左右半幅顶端能够成叠合状。

5.根据权利要求4所述的一种无级调幅接头式钢板桩装置，其特征在于，所述左半幅钢板桩底端预留10-15cm不设滑槽，与钢板桩顶端保持原板状厚度不同的是，底端厚度从滑槽末端厚度逐渐递减至钢板厚度，使其平顺过渡；为避免滑块从滑槽中脱落，将底端滑槽封闭，而右半幅钢板桩底端则较左半幅钢板桩短10-15cm。

6.根据权利要求1所述的一种无级调幅接头式钢板桩装置，其特征在于，所述右半幅钢板桩滑块端头设置的凸块，与左半幅钢板桩滑槽端头的挡块共同防止滑块从滑槽中滑落；为增加防水和润滑效果，滑槽内填入黄油或类油脂物品；为保证油脂在滑槽内能够自由流动，在滑块的凸块上均匀设置若干沟槽。

7.根据权利要求1所述的一种无级调幅接头式钢板桩装置，其特征在于，所述左半幅钢板桩和右半幅钢板桩的顶端各设两个φ8～φ12的圆孔，插入销钉固定，方便存放与运输。

Images