CN110067260B - 盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法 - Google Patents

Abstract

一种盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法，应用于地下的多层结构，该多层结构位于地平面以下，其包含在多层结构中倾斜的钢管柱的纵向两侧的梁上设置钢筋混凝土临时支撑柱、在多层结构中倾斜的钢管柱的横向两侧分别设置三根临时钢管柱支撑、切割拆除多层结构中倾斜的钢管柱、按照原始设计施做底部纵梁，从底部纵梁的顶部开始依次施工新钢管柱至顶部纵梁，并使各层梁和板与钢管柱进行有效连接，以及拆除支撑构件；由此，本发明步骤规范可靠，能实现多层结构中倾斜钢管柱的有效处理和更换，在处理过程中尽可能的保留原有结构，即降低了成本，方法简单易施工，对原结构影响较小。

Description

盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法

技术领域

本发明涉及轨道交通施工的技术领域，尤其涉及一种盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法。

背景技术

随着城市轨道交通的大力发展，盖挖逆作法由于其安全性、对地面交通影响小、结构刚度大等特点，有着越来越广泛的应用。但是盖挖逆作法车站需要设置永久立柱桩及钢管柱，钢管柱兼做车站结构柱使用，对于埋深较深的车站，如三层车站，采用盖挖逆作法施工时，受定位精度等影响，钢管柱会发生倾斜，而此种倾斜在施工时不易发现，待向下施工时发现倾斜时为时已晚。《地铁设计规范》、《钢管混凝土结构技术规范》等规范给出了钢管柱允许的倾斜要求，如果倾斜过大不能满足规范和设计要求时，需要对倾斜的钢管柱进行处理。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法，简单有效，施工方便，能较好的解决钢管柱倾斜问题，置换倾斜的钢管柱。

为解决上述问题，本发明公开了一种盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法，应用于地下的多层结构，该多层结构位于地平面以下，至少包含顶板和底板以及位于顶板和底板之间的至少一个中板，各层板形成的多层结构之间通过钢管柱进行支撑连接，并对倾斜的钢管柱进行处理，其特征在于包含如下步骤：

步骤1、在多层结构中倾斜的钢管柱的纵向两侧的梁上设置钢筋混凝土临时支撑柱；

步骤2、在多层结构中倾斜的钢管柱的横向两侧分别设置三根临时钢管柱支撑，从而在每层结构中均用6根临时钢管柱支撑进行可靠支撑；

步骤3、切割拆除多层结构中倾斜的钢管柱；从上向下通过人工进行依次切除；

步骤4、对多层结构的中板的纵梁和底部纵梁对应倾斜钢管柱的位置进行部分拆除，在部分拆除时保留纵梁的纵向受力钢筋；

步骤5、按照原始结构施做底部纵梁，从底部纵梁的顶部开始依次施工新钢管柱至顶部纵梁；

步骤6、拆除支撑构件。

其中：至少一个中板包含顶板下方的地下一层中板和底板上方的地下二层中板，从而形成地平面下的负一层、负二层以及负三层，在顶板和地下一层中板的中间为地下一层倾斜钢管柱，在地下一层中板和地下二层中板中间为地下二层倾斜钢管柱，在地下二层中板和底板中间为地下三层倾斜钢管柱。

其中：在步骤1中，所述钢筋混凝土临时支撑柱通过植筋方式从各层的底部纵梁的顶部支撑至顶部纵梁的底部，还将钢筋混凝土临时支撑柱的钢筋植入各层底部纵梁和顶部纵梁。

其中：在步骤1中，先在地下三层倾斜钢管柱的纵向两侧植筋施工底板的底部纵梁与地下二层中板的地下二层中纵梁之间的地下三层钢筋混凝土临时支撑柱，然后在负二层的地下二层倾斜钢管柱的纵向两侧植筋施工地下二层中板的地下二层中纵梁与地下一层中板的地一层中纵梁之间的地下二层钢筋混凝土临时支撑柱，最后在负一层的地下一层倾斜钢管柱的纵向两侧植筋施工地下一层中板的地下一层中纵梁与顶板的顶部纵梁之间的地下一层钢筋混凝土临时支撑柱。

其中：在地下一层钢筋混凝土临时支撑柱与顶板的顶部纵梁之间设置一托梁，以有效减少受力集中，同时还可以改善顶部纵梁的悬臂受力，对悬臂纵梁进行加强，防止纵梁出现裂缝。

其中：在步骤1中，钢筋混凝土临时支撑柱采用微膨胀混凝土浇筑密实而成，每层的钢筋混凝土临时支撑柱的轴心上下对齐。

其中：步骤4中，依次从上向下拆除地下一层中纵梁凿除位置、地下二层中纵梁凿除位置和底部纵梁凿除位置，凿除位置为一跨的1/4。

其中：步骤5中，新钢管柱连接至顶板的顶部纵梁，在顶部纵梁下方保留原柱顶法兰盘，并在原柱顶法兰盘底部增加新环形钢板，新环形钢板与原柱顶法兰盘肋板和钢管柱进行焊接连接，新钢管柱的柱顶与新环形钢板通过螺栓进行连接，且新环形钢板的周缘通过多个三角形新肋板进行加强连接。

其中：新钢管柱采用钢管混凝土柱。

通过上述结构可知，本发明的盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法具有如下效果：

1、步骤规范可靠，能实现多层结构中倾斜钢管柱的有效处理和更换；

2、处理过程中支护可靠有效，对既有车站结构影响小，有效防止处理过程中由于结构柱截除而导致的结构破坏或出现裂缝；

3、更新后新钢管柱有效替换了倾斜钢管柱；

4、在处理过程中尽可能的保留原有结构，即降低了成本，还减少了拆除步骤，同时也可以确保连接处的结构受力，避免钢筋连接不好而导致的变形过大或裂缝的发生。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明的盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法的平面示意图。

图2显示了本发明应用的钢管柱置换负一层结构平面示意图。

图3显示了本发明应用的钢管柱置换负二层结构平面示意图。

图4显示了本发明应用的钢管柱置换底板结构平面示意图。

图5显示了本发明应用的钢管柱置换沿车站纵向的结构剖面示意图。

图6显示了本发明应用的钢管柱置换车站断面结构示意图。

图7显示了本发明顶板与临时钢管支撑处的节点剖面示意图。

图8显示了本发明中板与临时钢管支撑处的节点剖面示意图。

图9显示了本发明底板与临时钢管支撑处的节点剖面示意图。

图10显示了本发明新增钢管柱柱顶节点的示意图。

图11显示了本发明新增钢管柱法兰的结构示意图。

附图标记：

1、地面线，2、顶板，3、地下一层中板，4、地下二层中板，5、底板，6、侧墙，7、顶部纵梁，8、顶部纵梁次梁，9、地下一层中纵梁，10、地下二层中纵梁，11、底部纵梁，121、地下一层钢管柱，122、地下二层钢管柱，123、地下三层钢管柱，131、地下一层倾斜钢管柱，132、地下二层倾斜钢管柱，133、地下三层倾斜钢管柱，141、地下一层临时钢管支撑，142、地下二层临时钢管支撑，143、地下三层临时钢管支撑，151、地下一层钢筋混凝土临时支撑柱，152、地下二层钢筋混凝土临时支撑柱，153、地下三层钢筋混凝土临时支撑柱，16、托梁，17、地下一层中纵梁凿除位置，18、地下二层中纵梁凿除位置，19、底部纵梁凿除位置，20、临时立柱桩，22、临时钢管柱连接钢板，23、螺栓孔，24、肋板，25、锚栓，26、螺帽，27、新环形钢板，28、新钢管柱，29、新肋板，30、螺栓孔，31、高强螺栓，32、排气孔，33、原芯柱钢筋，34、原芯柱环形箍筋，35、人工切割分界线，36、新钢管内混凝土。

具体实施方式

参见图1至图6，显示了本发明的盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法。

所述盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法应用于地下的多层结构(如地下三层车站等结构，多层可为两层、三层、四层等)，该多层结构位于地平面1以下，至少包含顶板2和底板5以及位于顶板2和底板5之间的至少一个中板，所述底板5下具有多根临时立柱桩20，从而通过各块板形成地下的多层，在图所示实施例中，至少一个中板包含顶板2下方的地下一层中板3和底板5上方的地下二层中板4，从而形成地平面1下的负一层、负二层以及负三层，各块板形成的多层之间对应于临时立柱桩20均通过多根钢管柱进行支撑连接，由于处于中间的钢管柱承压最大，故通常中间位置的钢管柱均发生倾斜，当然，其它位置的钢管柱也会发生倾斜，下面的方法同样适用于其它倾斜的钢管柱，参见图1至6可知，在顶板2和地下一层中板3之间设有多根地下一层钢管柱121，在地下一层中板3和地下二层中板4之间设有多根地下二层钢管柱122，在地下二层中板4和底板5之间设有多根地下三层钢管柱123，在顶板2和地下一层中板3的中间为地下一层倾斜钢管柱131，在地下一层中板3和地下二层中板4中间为地下二层倾斜钢管柱132，在地下二层中板4和底板5中间为地下三层倾斜钢管柱133，三层钢管柱为一个整体，通过法兰进行连接，本发明的盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法主要用于对各层结构中间位置倾斜的钢管柱进行处理，其包含三大步：一是支顶，通过下述步骤1和2实现，主要将多层结构中倾斜的钢管柱周围通过临时支撑结构进行支撑；二是截除多层结构中倾斜的钢管柱及连接结构，通过下述步骤3和4实现；三是在多层结构中连接施作新钢管柱及与周边结构连接，通过下述步骤5、6实现)。

步骤1、在多层结构中倾斜的钢管柱的纵向两侧的梁上设置钢筋混凝土临时支撑柱，其中，所述钢筋混凝土临时支撑柱可通过植筋方式从各层的底部纵梁的顶部支撑至顶部纵梁的底部，还可将钢筋混凝土临时支撑柱的钢筋植入各层底部纵梁和顶部纵梁。

具体而言，设置钢筋混凝土临时支撑柱为从最底层开始依次施工至最顶层，如图5所示，先在负三层的地下三层倾斜钢管柱133的纵向两侧植筋施工底板5的底部纵梁11与地下二层中板4的地下二层中纵梁10之间的地下三层钢筋混凝土临时支撑柱153，然后在负二层的地下二层倾斜钢管柱132的纵向两侧植筋施工地下二层中板4的地下二层中纵梁10与地下一层中板3的地一层中纵梁9之间的地下二层钢筋混凝土临时支撑柱152，最后在负一层的地下一层倾斜钢管柱131的纵向两侧植筋施工地下一层中板3的地下一层中纵梁9与顶板2的顶部纵梁7之间的地下一层钢筋混凝土临时支撑柱151，优选的是，为了更好的减少顶部纵梁悬臂和受力集中的影响，可在地下一层钢筋混凝土临时支撑柱151与顶板2的顶部纵梁7之间设置一托梁16，以有效减少受力集中，提高安全性能，同时还可以改善顶部纵梁的悬臂受力，对悬臂纵梁进行加强，防止纵梁出现裂缝。

优选的是，钢筋混凝土临时支撑柱采用微膨胀混凝土浇筑密实而成，每层的钢筋混凝土临时支撑柱的轴心上下对齐。

步骤2、在多层结构中倾斜的钢管柱的横向两侧分别设置三根临时钢管柱支撑，从而在每层结构中均用6根临时钢管柱支撑进行可靠支撑；

具体而言：临时钢管柱支撑的设置为依次对称从最底层开始依次施工至最顶层，参见图6，先在负三层的地下三层倾斜钢管柱133的横向两侧设置底板5与地下二层中板4之间的六根地下三层临时钢管支撑143，然后在负二层的地下二层倾斜钢管柱132的横向两侧设置地下二层中板4与地下一层中板3之间的六根地下二层临时钢管支撑142，最后在负一层的地下一层倾斜钢管柱131的横向两侧设置地下一层中板3与顶板2之间的六根地下一层临时钢管支撑141，每层的临时钢管支撑轴心上下对齐。

其中，最上层的临时钢管支撑与顶板(或顶部纵梁)之间的连接节点如图7所示，该地下一层临时钢管支撑141的顶部连接有钢板22，该钢板22的周边间隔设有多个螺栓孔23，钢板22的周缘与地下一层临时钢管支撑141通过多个轴向间隔设置的三角形肋板24进行加强连接，且在顶板上预先植入有多根轴向设置的对应于多个螺栓孔的锚栓25，所述各锚栓25分别对应穿过螺栓孔23后连接至钢板22，并通过螺帽26进行有效固定。

地下一层中板3与临时钢管支撑的连接节点如图8所示。

所述地下一层中板3的上下表面分别与地下一层临时钢管支撑141的底部和地下二层临时钢管支撑142的顶部之间通过钢板22连接，各钢板22的周边间隔设有多个螺栓孔23，钢板22与地下一层临时钢管支撑141和地下二层临时钢管支撑142均通过多个轴向间隔设置的三角形肋板24进行加强连接，且在地下一层中板3上贯穿植入多根轴向设置的对应于多个螺栓孔的锚栓25，各锚栓25的上下两端分别穿过上下设置的螺栓孔23后与钢板22连接，并通过螺帽26固定。

底板5与地下二层临时钢管支撑143的连接节点如图9所示，该地下三层临时钢管支撑143的底部连接有钢板22，该钢板22的周边间隔设有多个螺栓孔23，钢板22的周缘与地下三层临时钢管支撑143通过多个轴向间隔设置的三角形肋板24进行加强连接，且在底板5上预先植入有多根轴向设置的对应于多个螺栓孔的锚栓25，所述各锚栓25分别对应穿过螺栓孔23后连接至钢板22，并通过螺帽26进行有效固定。

地下二层中板4与临时钢管支撑的连接节点同地下一层中板。

步骤3、切割拆除多层结构中倾斜的钢管柱。

从上向下人工依次切除地下一层倾斜钢管柱131、地下二层倾斜钢管柱132和地下三层倾斜钢管柱133。在切割地下一层倾斜钢管柱131时，顶板2的顶部纵梁7底面以下1.5m～2.0m范围的钢管柱进行部分保留，且顶部纵梁7下方如上所述1.5m～2.0m范围内的钢筋混凝土进行人工拆除，只保留钢管柱的钢筋，即此范围内混凝土凿除，钢筋保留。

步骤4、对多层结构中至少一中板的纵梁和底部纵梁对应倾斜钢管柱的位置进行部分拆除，在部分拆除时保留纵梁的纵向受力钢筋。

如图5所示，依次从上向下拆除地下一层中纵梁凿除位置17、地下二层中纵梁凿除位置18和底部纵梁凿除位置19，凿除位置优选为一跨的1/4，即梁受力较小的部位，各纵梁拆除时只拆除图示所示范围内的混凝土，钢筋保留与后期钢筋连接的条件，拆除时优选分段拆除并监测结构的应力、裂缝和变形监测。

步骤5、按照原始结构施做底部纵梁，从底部纵梁的顶部开始依次施工新钢管柱至顶部纵梁，并新钢管柱的顶部可进一步的设加强环，并与至少一中板和顶板的原加强环螺栓、焊接连接，恢复至少一中板的纵梁结构，即将拆除部分的钢筋进行浇筑混凝土。

参见图10，显示了新钢管柱8连接至顶板2的顶部纵梁7的结构，在顶部纵梁7下方保留原柱顶法兰盘，并在原柱顶法兰盘底部增加新环形钢板27，新环形钢板27与原柱顶法兰盘肋板和钢管柱进行焊接连接，新钢管柱28的柱顶设置小法兰，如图11所示，法兰与新环形钢板27通过螺栓进行连接，且新环形钢板27的周缘通过多个三角形新肋板29进行加强连接，所述新环形钢板27的周缘设有多个螺栓孔30，且通过多个高强螺栓31固定至原柱顶法兰盘底部，原柱顶设有排气632，原芯柱钢筋33的下端与新钢管柱28内的芯柱钢筋进行焊接连接，原原芯柱环形箍筋34的下端与新钢管柱28的芯柱环形箍筋进行焊接连接，新钢管柱28内具有人工切割分界线35。

新钢管柱28仍采用钢管混凝土柱，结构同原钢管柱相同，其内浇筑有新钢管内混凝土36。

地下一层中纵梁凿除位置17、地下二层中纵梁凿除位置18、地下三层中纵梁凿除位置19，凿除混凝土后，结合处的旧混凝土表面应按要求进行凿毛并植拉结筋，清除混凝土表面的油污、浮浆，并将灰尘清理干净，充分湿润，保证连接面的质量和可靠性。

浇筑过程中应保证气体能自由逸出，保证浇筑密实。浇筑完成后应采取适当的养护措施。

步骤6、拆除支撑构件。

根据施工完成后的监测情况，依次从上下向拆除地下一层车站临时钢管支撑141、地下二层车站临时钢管支撑142、地下三层临时钢管支撑143，然后再拆除托梁16、地下一层车站钢筋混凝土临时支撑柱151、地下二层车站钢筋混凝土临时支撑柱152、地下三层车站钢筋混凝土临时支撑柱153。

本发明已经在石家庄地铁2号线中进行了充分的理论和实践的运用，实施后的结构满足规范和设计要求。

由此可见，本发明的优点在于：(根据前述优点修改)

1、步骤规范可靠，能实现多层结构中倾斜钢管柱的有效处理和更换；

2、处理过程中支护可靠有效，提高安全性能；

3、更新后新钢管柱有效替换了倾斜钢管柱；

4、在处理过程中尽可能的保留原有结构，即降低了成本，还减少了拆除步骤，有效提高操作效率。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (7)

1.一种盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法，应用于地下的多层结构，该多层结构位于地平面以下，至少包含顶板和底板以及位于顶板和底板之间的至少一个中板，各层板形成的多层结构之间通过钢管柱进行支撑连接，并对倾斜的钢管柱进行处理，其特征在于包含如下步骤：

步骤1、在多层结构中倾斜的钢管柱的纵向两侧的梁上设置钢筋混凝土临时支撑柱，其中，先在地下三层倾斜钢管柱的纵向两侧植筋施工底板的底部纵梁与地下二层中板的地下二层中纵梁之间的地下三层钢筋混凝土临时支撑柱，然后在负二层的地下二层倾斜钢管柱的纵向两侧植筋施工地下二层中板的地下二层中纵梁与地下一层中板的地一层中纵梁之间的地下二层钢筋混凝土临时支撑柱，最后在负一层的地下一层倾斜钢管柱的纵向两侧植筋施工地下一层中板的地下一层中纵梁与顶板的顶部纵梁之间的地下一层钢筋混凝土临时支撑柱；

步骤2、在多层结构中倾斜的钢管柱的横向两侧分别设置三根临时钢管柱支撑，从而在每层结构中均用6根临时钢管柱支撑进行可靠支撑，其中，临时钢管柱支撑的设置为依次对称从最底层开始依次施工至最顶层，先在负三层的地下三层倾斜钢管柱的横向两侧设置底板与地下二层中板之间的六根地下三层临时钢管支撑，然后在负二层的地下二层倾斜钢管柱的横向两侧设置地下二层中板与地下一层中板之间的六根地下二层临时钢管支撑，最后在负一层的地下一层倾斜钢管柱的横向两侧设置地下一层中板与顶板之间的六根地下一层临时钢管支撑，每层的临时钢管支撑轴心上下对齐；

步骤3、切割拆除多层结构中倾斜的钢管柱；从上向下通过人工进行依次切除；

步骤4、对多层结构的中板的纵梁和底部纵梁对应倾斜钢管柱的位置进行部分拆除，在部分拆除时保留纵梁的纵向受力钢筋；

步骤5、按照原始结构施做底部纵梁，从底部纵梁的顶部开始依次施工新钢管柱至顶部纵梁，新钢管柱连接至顶板的顶部纵梁，在顶部纵梁下方保留原柱顶法兰盘，并在原柱顶法兰盘底部增加新环形钢板，新环形钢板与原柱顶法兰盘肋板和钢管柱进行焊接连接，新钢管柱的柱顶与新环形钢板通过螺栓进行连接，且新环形钢板的周缘通过多个三角形新肋板进行加强连接；

步骤6、拆除支撑构件。

2.如权利要求1所述的盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法，其特征在于：至少一个中板包含顶板下方的地下一层中板和底板上方的地下二层中板，从而形成地平面下的负一层、负二层以及负三层，在顶板和地下一层中板的中间为地下一层倾斜钢管柱，在地下一层中板和地下二层中板中间为地下二层倾斜钢管柱，在地下二层中板和底板中间为地下三层倾斜钢管柱。

3.如权利要求1或2所述的盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法，其特征在于：在步骤1中，所述钢筋混凝土临时支撑柱通过植筋方式从各层的底部纵梁的顶部支撑至顶部纵梁的底部，还将钢筋混凝土临时支撑柱的钢筋植入各层底部纵梁和顶部纵梁。

4.如权利要求1所述的盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法，其特征在于：在地下一层钢筋混凝土临时支撑柱与顶板的顶部纵梁之间设置一托梁，以有效减少受力集中，同时还可以改善顶部纵梁的悬臂受力，对悬臂纵梁进行加强，防止纵梁出现裂缝。

5.如权利要求1所述的盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法，其特征在于：在步骤1中，钢筋混凝土临时支撑柱采用微膨胀混凝土浇筑密实而成，每层的钢筋混凝土临时支撑柱的轴心上下对齐。

6.如权利要求2所述的盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法，其特征在于：步骤4中，依次从上向下拆除地下一层中纵梁凿除位置、地下二层中纵梁凿除位置和底部纵梁凿除位置，凿除位置为一跨的1/4。

7.如权利要求1所述的盖挖逆作法车站钢管柱倾斜处理方法，其特征在于：新钢管柱采用钢管混凝土柱。

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