CN110725349B - 用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，包含有用于与雨棚柱的承台联接的托换梁(4)、设置在雨棚柱的地基中并且设置为与托换梁(4)联接的左挖孔桩(1)、设置在雨棚柱的地基中并且用于对雨棚柱的承台进行支撑的侧面支架装置，通过侧面支架装置，实现了对雨棚柱的承台进行暂时支撑，通过托换梁(4)和左挖孔桩(1)，实现了对雨棚柱的承台的重新固定支撑，因此实现了对高铁站雨棚柱的承台进行更换，保证高铁站雨棚的稳定性。

Description

用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置和方法

技术领域

本发明涉及一种承台更换施工装置，尤其是一种用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置和方法。

背景技术

高铁站雨棚用于站台上遮挡雨水和太阳光照射，旅客地道用于下穿形式的建筑物，在大型轨道交通中是最为普遍的一种结构形式。车站风雨棚柱往往与地下结构物的相对位置存在空间上的相互影响。为了保证旅客地道施工的安全，需要在旅客地道施工前对受影响的雨棚柱受力结构进行改变，因此用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置和方法是一种重要的土木工程装置，在现有的用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置和方法中，采用大型钢构结构或者改变承载结构来实现，需要的材料多，组装慢，施工完后需要全部拆除，需要材料临时存放场地大，影响了旅客地道几雨棚柱托换的施工效率，从而对高铁站雨棚柱的承台进行更换，保证高铁站雨棚的稳定性。

基于申请人的技术交底书和背景技术中现有的技术问题、技术特征和技术效果，做出本发明的申请技术方案。

发明内容

本发明的客体是一种用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，

本发明的客体是一种用于高铁站雨棚柱的承台更换施工方法。

为了克服上述技术缺点，本发明的目的是提供一种用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置和方法，因此实现了对高铁站雨棚柱的承台进行更换，保证高铁站雨棚的稳定性。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：包含有用于与雨棚柱的承台联接的托换梁、设置在雨棚柱的地基中并且设置为与托换梁联接的左挖孔桩、设置在雨棚柱的地基中并且用于对雨棚柱的承台进行支撑的侧面支架装置。

由于设计了托换梁、左挖孔桩和侧面支架装置，通过侧面支架装置，实现了对雨棚柱的承台进行暂时支撑，通过托换梁和左挖孔桩，实现了对雨棚柱的承台的重新固定支撑，因此实现了对高铁站雨棚柱的承台进行更换，保证高铁站雨棚的稳定性。

本发明设计了，按照重新植入支撑地基的方式把托换梁、左挖孔桩和侧面支架装置相互联接。

本发明设计了，按照单侧面支撑地基的方式把托换梁和左挖孔桩与侧面支架装置联接。

本发明设计了，其中，侧面支架装置设置为包含有右挖孔桩和支撑梁。

本发明设计了，还包含有具有伸缩缸的第一附件装置并且第一附件装置设置在托换梁和左挖孔桩之间。

本发明设计了，还包含有具有基坑、混凝土挡土板和混凝土垫层的第二附件装置并且第二附件装置设置在雨棚柱的承台上。

本发明设计了， 在雨棚柱的承台的侧面部分别设置有左挖孔桩和右挖孔桩，在雨棚柱的承台与右挖孔桩之间设置有支撑梁并且在雨棚柱的承台上设置有托换梁，在托换梁与左挖孔桩之间设置有伸缩缸并且在左挖孔桩和右挖孔桩之间设置有基坑，在基坑的周边侧面部设置有混凝土挡土板并且在基坑的底端端面部设置有混凝土垫层。

本发明设计了，左挖孔桩设置为包含有第一左挖孔桩和第二左挖孔桩并且第一左挖孔桩和第二左挖孔桩分别设置在雨棚柱的承台的左侧面的前后部，第一左挖孔桩的上端端面部和第二左挖孔桩的上端端面部分别设置有伸缩缸并且第一左挖孔桩和第二左挖孔桩设置为与托换梁插入式联接，第一左挖孔桩和第二左挖孔桩分别设置为与雨棚柱的地基植入式联接，第一左挖孔桩和第二左挖孔桩分别设置为T字形桩梁。

本发明设计了，右挖孔桩设置为包含有第一右挖孔桩和第二右挖孔桩并且第一右挖孔桩和第二右挖孔桩分别设置在雨棚柱的承台的右侧面的前后部，第一右挖孔桩的上端端面部和第二右挖孔桩的上端端面部分别设置有支撑梁并且第一右挖孔桩和第二右挖孔桩分别设置为与雨棚柱的地基植入式联接，第一右挖孔桩和第二右挖孔桩分别设置为T字形桩梁。

本发明设计了，支撑梁设置为包含有第一支撑梁和第二支撑梁并且第一支撑梁的其中一个端头和第二支撑梁的其中一个端头分别设置为与右挖孔桩联接，第一支撑梁的其中另一个端头和第二支撑梁的其中另一个端头分别设置为与雨棚柱的承台凸缘部联接并且第一支撑梁和第二支撑梁分别设置在基坑的敞口部，第一支撑梁和第二支撑梁分别设置为矩形杆状体。

本发明设计了，托换梁设置为T字形并且托换梁的竖向部设置为与左挖孔桩沉入式联接，托换梁的横向部的下端端面部设置为与伸缩缸联接并且托换梁的横向部设置为与雨棚柱的承台凸缘部联接。

本发明设计了，伸缩缸的其中一个端头设置为与托换梁联接并且伸缩缸的其中另一个端头设置为与左挖孔桩联接，伸缩缸设置为两节式伸缩缸并且伸缩缸设置为沿左挖孔桩的上端端面的角部排列分布。

本发明设计了，基坑设置为梯形坑状体并且基坑的左侧面部设置为与雨棚柱的承台基础柱部呈裸露式分布，基坑的周边侧面部设置为与混凝土挡土板联接并且基坑的底端端面部设置为与混凝土垫层，基坑的敞口部设置为与支撑梁橫跨式联接。

本发明设计了，混凝土挡土板设置为矩形片状体并且混凝土挡土板设置为与基坑的周边侧面部嵌入式联接。

本发明设计了，混凝土垫层设置为混凝土的层状体并且混凝土垫层设置为与基坑的底端端面部覆盖式联接。

本发明设计了，右挖孔桩和支撑梁与左挖孔桩和托换梁设置为按照侧面支撑的方式分布并且右挖孔桩、支撑梁、左挖孔桩和托换梁与伸缩缸设置为按照调节位置的方式分布，右挖孔桩、支撑梁、左挖孔桩和托换梁与基坑、混凝土挡土板和混凝土垫层设置为按照拆除空间的方式分布并且其中四个伸缩缸设置在第一左挖孔桩上，其中另外四个伸缩缸设置在第二左挖孔桩上，第一支撑梁设置在第一左挖孔桩和第一右挖孔桩之间，第二支撑梁设置在第二左挖孔桩和第二右挖孔桩之间。

本发明设计了，一种用于高铁站雨棚柱的承台更换施工方法，其步骤是：在雨棚柱单侧面开挖基坑，在雨棚柱增加托换梁，从而形成对雨棚柱承台更换的基座。

本发明设计了，其步骤是：在雨棚柱的承台的左侧面前后，把第一左挖孔桩和第二左挖孔桩打入雨棚柱的地基中，在雨棚柱的承台的右侧面前后，把第一右挖孔桩和第二右挖孔桩打入雨棚柱的地基中，把第一支撑梁的其中一个端头安装到第一右挖孔桩上，把第二支撑梁的其中一个端头安装到第二左挖孔桩上，把第一支撑梁的其中另一个端头和第二支撑梁的其中另一个端头分别设置为与雨棚柱的承台凸缘部连接，把托换梁与雨棚柱的承台凸缘部连接，把其中四个伸缩缸安装到第一左挖孔桩与托换梁之间，把其中另外四个伸缩缸安装到第二左挖孔桩与托换梁之间，从而对雨棚柱的承台进行固定，在支撑梁下端进行开挖基坑，使雨棚柱的承台基础柱部裸露在外，把混凝土挡土板安装在基坑的周边，防止基坑出现坍塌，把混凝土垫层铺设在基坑的底面，方便对雨棚柱的承台基础柱部的拆除设备的安装，操作人员对雨棚柱的承台基础柱部进行拆除，当对雨棚柱的承台基础柱部拆除完毕后，把混凝土挡土板取出，对基坑进行回填，通过伸缩缸，调节托换梁的位置，把托换梁与分别与第一左挖孔桩和第二左挖孔桩进行安装，对雨棚柱的承台凸缘部进行重新固定，拆除伸缩缸和支撑梁。

本发明设计了，其步骤是：

一、托换桩施工，基坑防护桩兼雨棚基础托换桩，每个旅客地道基坑南北两侧各设两根，尺寸分别为两根290*175cm和两根250*175cm，防护桩采用人工挖孔桩工艺进行施工，

二、内支撑装置施工，其特征是：每个桩顶各设置4个100t千斤顶，其中2个为液压千斤顶，另外两个为带机械式自锁安全装置的液压千斤顶，千斤顶的顶程均为200mm，每个千斤顶顶部安装40×40×1cm钢板作为受力面。2个为液压千斤顶，置于远离雨棚柱基础侧；机械式安全自锁装置2个，置于靠近雨棚柱基础侧，

三、托换横梁施工，托换横梁作为既有雨棚柱的新受力体系，需要与既有雨棚柱基础进行固结。雨棚柱基础在托梁范围内设置企口，其余接缝面凿毛处理，并植筋施工，

四、分级顶升施工，分级顶升托梁，并监测每级荷载下承台顶、梁柱接头的相对滑移，当托换桩沉降稳定且墩顶竖向位移相对于原始高程小于10mm或顶升力达到设计值110%时，停止顶升。通过此分级顶升使新桩预先承受超过托换后的荷载量而在短时间内完成大部分沉降变形，同时对托换梁及梁、柱接头荷变情况进行检验，以确定其处于安全状态，

为实现受力体系转换时，四台千斤顶分别采用4KW电动油泵作为动力输出，每两台油泵配备一个操作人员，两名操作人员配合完成受力体系转换，其中一台油泵自带2个阀块，可分别对100t液压千斤顶和100t自锁千斤顶进行动力输送，其中100t自锁千斤顶采用单回路输送，100t液压千斤顶采用双回路输送，液压千斤顶预先置于设计位置时，已空顶至设计高度，顶升前托换梁和桩基础之间的空隙暂时用砖加方木搭设的临时支撑进行加固，让其作为安全防护措施手段一直作用到受力体系转换完成后拆除，顶升时，先打开100t液压千斤顶的控制阀块，让四台100t液压千斤顶同步输送动力，100t机械自锁式千斤顶紧随其后打开控制阀块输送动力。按照设计要求，顶升需要分级顶升，按照顶升力将顶升步骤分为八级：

千斤顶每级顶升力值表（油表读数）

千斤顶序号	30%	50%	70%	80%	85%	90%	95%	100%
									1#	5	8	12	13	14	15	16	17
2#	15	24	34	39	42	44	46	49
									3#	9	15	21	25	26	28	30	31
4#	18	31	44	50	53	56	58	60

当完成八级顶升后，顶升力加载至设计力值的100%，四台100t机械自锁式千斤顶紧随其后同步至顶升当前位置，关闭阀块，停止动力输送，此步骤执行完成后，将100t机械自锁式千斤顶的自锁装置人工拧紧，其中在分级顶升过程中，每一级顶升完毕后，在进行下一级顶升前需要有间隔时间，让被顶升物体来适应当前受力状况。根据每级施加的力值不同，在顶升力加载至80%前，每级的间隔时间定为3min，80%-100%时，每级的间隔时间为10-15min，分级顶升过程中，需要实时根据测得的沉降观测数据与设计要求核对，以防在顶升过程中发生问题，

五、连接段浇筑，连接段浇筑前须将四台100t液压千斤顶拆除。采用细石混凝土浇筑以保证浇筑密实，使托换桩与托换梁固结，完成主动托换，连接段施工的同时，对既有雨棚柱基础进行拆除。

本发明的技术效果在于：为实现受力体系转换时，四台千斤顶分别采用4KW电动油泵作为动力输出，每两台油泵配备一个操作人员，两名操作人员配合完成受力体系转换，其中一台油泵自带2个阀块，可分别对100t液压千斤顶和100t自锁千斤顶进行动力输送，其中100t自锁千斤顶采用单回路输送，100t液压千斤顶采用双回路输送，液压千斤顶预先置于设计位置时，已空顶至设计高度，顶升前托换梁和桩基础之间的空隙暂时用砖加方木搭设的临时支撑进行加固，让其作为安全防护措施手段一直作用到受力体系转换完成后拆除，顶升时，先打开100t液压千斤顶的控制阀块，让四台100t液压千斤顶同步输送动力，100t机械自锁式千斤顶紧随其后打开控制阀块输送动力。按照设计要求，顶升需要分级顶升，按照顶升力将顶升步骤分为八级：

千斤顶每级顶升力值表（油表读数）

千斤顶序号	30%	50%	70%	80%	85%	90%	95%	100%
									1#	5	8	12	13	14	15	16	17
2#	15	24	34	39	42	44	46	49
									3#	9	15	21	25	26	28	30	31
4#	18	31	44	50	53	56	58	60

当完成八级顶升后，顶升力加载至设计力值的100%，四台100t机械自锁式千斤顶紧随其后同步至顶升当前位置，关闭阀块，停止动力输送，此步骤执行完成后，将100t机械自锁式千斤顶的自锁装置人工拧紧，其中在分级顶升过程中，每一级顶升完毕后，在进行下一级顶升前需要有间隔时间，让被顶升物体来适应当前受力状况，根据每级施加的力值不同，在顶升力加载至80%前，每级的间隔时间定为3min，80%-100%时，每级的间隔时间为10-15min，分级顶升过程中，需要实时根据测得的沉降观测数据与设计要求核对，以防在顶升过程中发生问题，通过利用埋设的自锁式液压千斤顶对托换横梁施加压力，以期望达到在最短时间内完成桩基的沉降，以及对上部结构（托换横梁及雨棚柱）的承载。同时在千斤顶加力完毕后，即视为完成受力转换，可以对原基础进行破拆工作，因此提高了旅客地道及雨棚柱托换施工的效率，其次，由于设计了自锁式的液压千斤顶，可以防止在千斤顶顶升的过程中由于其他原因造成千斤顶回落的事情发生，起到加强支撑强度和稳定性能，再次，由于设计了分级顶升的加力方式，避免了千斤顶由于一次加力过大而造成损伤等不利情况的发生，连接段浇筑前，须将四台100t液压千斤顶拆除。为保证连接段施工质量，在托换梁施工工程中，预埋了直径25cm的PVC管直通连接段，作为连接段混凝土浇筑通道，连接段混凝土采用细石混凝土浇筑以保证浇筑密实，使托换桩与托换梁固结，完成主动托换，连接段施工的同时，对既有雨棚柱基础进行拆除，拆除采用绳锯切割的方式进行拆除，该工艺对既有雨棚柱的扰动小，降低基础拆除对雨棚柱的影响。

在本技术方案中，左挖孔桩和托换梁是基础部件，也是本发明的必要技术特征，右挖孔桩、支撑梁、伸缩缸、基坑、混凝土挡土板和混凝土垫层是功能部件，是实现本发明的其它技术效果的特征，第一左挖孔桩、第二左挖孔桩、第一右挖孔桩、第二右挖孔桩、第一支撑梁和第二支撑梁这些技术特征的设计，是符合专利法及其实施细则的技术特征。

在本技术方案中，重新植入支撑地基的托换梁、左挖孔桩和侧面支架装置为重要技术特征，在用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置和方法的技术领域中，具有新颖性、创造性和实用性，在本技术方案中的术语都是可以用本技术领域中的专利文献进行解释和理解。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置的示意图，

图2为图1的右视图，

图3为图1的的俯视图，

左挖孔桩-1、右挖孔桩-2、支撑梁-3、托换梁-4、伸缩缸-5、基坑-6、混凝土挡土板-7、混凝土垫层-8、第一左挖孔桩-11、第二左挖孔桩-12、第一右挖孔桩-21、第二右挖孔桩-22、第一支撑梁-31、第二支撑梁-32。

具体实施方式

根据审查指南，对本发明所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语应当理解为不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合，另外，除非特别说明，在下 面的实施例中所采用的设备和材料均是市售可得的，如没有明确说明处理条件，请参考购 买的产品说明书或者按照本领域常规方法进。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，图1为本发明的第一个实施例，结合附图具体说明本实施例，包含有左挖孔桩1、右挖孔桩2、支撑梁3、托换梁4、伸缩缸5、基坑6、混凝土挡土板7和混凝土垫层8并且在雨棚柱的承台的侧面部分别设置有左挖孔桩1和右挖孔桩2，在雨棚柱的承台与右挖孔桩2之间设置有支撑梁3并且在雨棚柱的承台上设置有托换梁4，在托换梁4与左挖孔桩1之间设置有伸缩缸5并且在左挖孔桩1和右挖孔桩2之间设置有基坑6，在基坑6的周边侧面部设置有混凝土挡土板7并且在基坑6的底端端面部设置有混凝土垫层8。

在本实施例中，左挖孔桩1设置为包含有第一左挖孔桩11和第二左挖孔桩12并且第一左挖孔桩11和第二左挖孔桩12分别设置在雨棚柱的承台的左侧面的前后部，第一左挖孔桩11的上端端面部和第二左挖孔桩12的上端端面部分别设置有伸缩缸5并且第一左挖孔桩11和第二左挖孔桩12设置为与托换梁4插入式联接，第一左挖孔桩11和第二左挖孔桩12分别设置为与雨棚柱的地基植入式联接，第一左挖孔桩11和第二左挖孔桩12分别设置为T字形桩梁。

通过左挖孔桩1，形成了对托换梁4和伸缩缸5的支撑连接点，由第一左挖孔桩11和第二左挖孔桩12，实现了与托换梁4的连接，实现了与伸缩缸5的连接，其技术目的在于：用于作为雨棚柱更换后的承台。

在本实施例中，右挖孔桩2设置为包含有第一右挖孔桩21和第二右挖孔桩22并且第一右挖孔桩21和第二右挖孔桩22分别设置在雨棚柱的承台的右侧面的前后部，第一右挖孔桩21的上端端面部和第二右挖孔桩22的上端端面部分别设置有支撑梁3并且第一右挖孔桩21和第二右挖孔桩22分别设置为与雨棚柱的地基植入式联接，第一右挖孔桩21和第二右挖孔桩22分别设置为T字形桩梁。

通过右挖孔桩2，形成了对支撑梁3的支撑连接点，由第一右挖孔桩21和第二右挖孔桩22，实现了与支撑梁3的连接，其技术目的在于：用于作为支撑梁3的支撑载体。

在本实施例中，支撑梁3设置为包含有第一支撑梁31和第二支撑梁32并且第一支撑梁31的其中一个端头和第二支撑梁32的其中一个端头分别设置为与右挖孔桩2联接，第一支撑梁31的其中另一个端头和第二支撑梁32的其中另一个端头分别设置为与雨棚柱的承台凸缘部联接并且第一支撑梁31和第二支撑梁32分别设置在基坑6的敞口部，第一支撑梁31和第二支撑梁32分别设置为矩形杆状体。

通过支撑梁3，形成了对右挖孔桩2和基坑6的支撑连接点，由第一支撑梁31和第二支撑梁32，实现了与右挖孔桩2的连接，实现了与基坑6的连接，其技术目的在于：用于对雨棚柱的承台的支撑载体。

在本实施例中，托换梁4设置为T字形并且托换梁4的竖向部设置为与左挖孔桩1沉入式联接，托换梁4的横向部的下端端面部设置为与伸缩缸5联接并且托换梁4的横向部设置为与雨棚柱的承台凸缘部联接。

通过托换梁4，形成了对左挖孔桩1和伸缩缸5的支撑连接点，由托换梁4，实现了与左挖孔桩1的连接，实现了与伸缩缸5的连接，其技术目的在于：用于对雨棚柱的承台的支撑载体。

在本实施例中，伸缩缸5的其中一个端头设置为与托换梁4联接并且伸缩缸5的其中另一个端头设置为与左挖孔桩1联接，伸缩缸5设置为两节式伸缩缸并且伸缩缸5设置为沿左挖孔桩1的上端端面的角部排列分布。

通过伸缩缸5，形成了对左挖孔桩1和托换梁4的支撑连接点，由伸缩缸5，实现了与左挖孔桩1的连接，实现了与托换梁4的连接，其技术目的在于：用于调节托换梁4的位置。

在本实施例中，基坑6设置为梯形坑状体并且基坑6的左侧面部设置为与雨棚柱的承台基础柱部呈裸露式分布，基坑6的周边侧面部设置为与混凝土挡土板7联接并且基坑6的底端端面部设置为与混凝土垫层8，基坑6的敞口部设置为与支撑梁3橫跨式联接。

通过基坑6，形成了对支撑梁3、混凝土挡土板7和混凝土垫层8的支撑连接点，由基坑6，实现了与支撑梁3的连接，实现了与混凝土挡土板7的连接，实现了与混凝土垫层8的连接，其技术目的在于：用于作为雨棚柱的承台基础柱部进行拆除的空间体。

在本实施例中，混凝土挡土板7设置为矩形片状体并且混凝土挡土板7设置为与基坑6的周边侧面部嵌入式联接。

通过混凝土挡土板7，形成了对基坑6的支撑连接点，由混凝土挡土板7，实现了与基坑6的连接，其技术目的在于：用于对基坑6进行保护。

在本实施例中，混凝土垫层8设置为混凝土的层状体并且混凝土垫层8设置为与基坑6的底端端面部覆盖式联接。

通过混凝土垫层8，形成了对基坑6的支撑连接点，由混凝土垫层8，实现了与基坑6的连接，其技术目的在于：用于对基坑6进行保护。

在本实施例中，右挖孔桩2和支撑梁3与左挖孔桩1和托换梁4设置为按照侧面支撑的方式分布并且右挖孔桩2、支撑梁3、左挖孔桩1和托换梁4与伸缩缸5设置为按照调节位置的方式分布，右挖孔桩2、支撑梁3、左挖孔桩1和托换梁4与基坑6、混凝土挡土板7和混凝土垫层8设置为按照拆除空间的方式分布并且其中四个伸缩缸5设置在第一左挖孔桩11上，其中另外四个伸缩缸5设置在第二左挖孔桩12上，第一支撑梁31设置在第一左挖孔桩11和第一右挖孔桩21之间，第二支撑梁32设置在第二左挖孔桩12和第二右挖孔桩22之间。

本发明的第二个实施例，按照重新植入支撑地基的方式把托换梁4、左挖孔桩1和侧面支架装置相互联接。

在本实施例中，按照单侧面支撑地基的方式把托换梁4和左挖孔桩1与侧面支架装置联接。

在本实施例中，其中，侧面支架装置设置为包含有右挖孔桩2和支撑梁3。

在本实施例中，还包含有具有伸缩缸5的第一附件装置并且第一附件装置设置在托换梁4和左挖孔桩1之间。

在本实施例中，还包含有具有基坑6、混凝土挡土板7和混凝土垫层8的第二附件装置并且第二附件装置设置在雨棚柱的承台上。

本发明的第二个实施例是以第一个实施例为基础，

下面结合实施例，对本发明进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

一种用于高铁站雨棚柱的承台更换施工方法，本发明的第一个实施例之一，其步骤是：在雨棚柱的承台的左侧面前后，把第一左挖孔桩11和第二左挖孔桩12打入雨棚柱的地基中，在雨棚柱的承台的右侧面前后，把第一右挖孔桩21和第二右挖孔桩22打入雨棚柱的地基中，把第一支撑梁31的其中一个端头安装到第一右挖孔桩21上，把第二支撑梁32的其中一个端头安装到第二左挖孔桩12上，把第一支撑梁31的其中另一个端头和第二支撑梁32的其中另一个端头分别设置为与雨棚柱的承台凸缘部连接，把托换梁4与雨棚柱的承台凸缘部连接，把其中四个伸缩缸5安装到第一左挖孔桩11与托换梁4之间，把其中另外四个伸缩缸5安装到第二左挖孔桩12与托换梁4之间，从而对雨棚柱的承台进行固定，在支撑梁3下端进行开挖基坑6，使雨棚柱的承台基础柱部裸露在外，把混凝土挡土板7安装在基坑6的周边，防止基坑6出现坍塌，把混凝土垫层8铺设在基坑6的底面，方便对雨棚柱的承台基础柱部的拆除设备的安装，操作人员对雨棚柱的承台基础柱部进行拆除，当对雨棚柱的承台基础柱部拆除完毕后，把混凝土挡土板7取出，对基坑6进行回填，通过伸缩缸5，调节托换梁4的位置，把托换梁4与分别与第一左挖孔桩11和第二左挖孔桩12进行安装，对雨棚柱的承台凸缘部进行重新固定，拆除伸缩缸5和支撑梁3。

本发明的第一个实施例之二，其步骤是：

一、托换桩施工，基坑防护桩兼雨棚基础托换桩，每个旅客地道基坑南北两侧各设两根，尺寸分别为两根290*175cm和两根250*175cm，防护桩采用人工挖孔桩工艺进行施工，

二、内支撑装置施工，其特征是：每个桩顶各设置4个100t千斤顶，其中2个为液压千斤顶，另外两个为带机械式自锁安全装置的液压千斤顶，千斤顶的顶程均为200mm，每个千斤顶顶部安装40×40×1cm钢板作为受力面。2个为液压千斤顶，置于远离雨棚柱基础侧；机械式安全自锁装置2个，置于靠近雨棚柱基础侧，

三、托换横梁施工，托换横梁作为既有雨棚柱的新受力体系，需要与既有雨棚柱基础进行固结。雨棚柱基础在托梁范围内设置企口，其余接缝面凿毛处理，并植筋施工，

四、分级顶升施工，分级顶升托梁，并监测每级荷载下承台顶、梁柱接头的相对滑移，当托换桩沉降稳定且墩顶竖向位移相对于原始高程小于10mm或顶升力达到设计值110%时，停止顶升。通过此分级顶升使新桩预先承受超过托换后的荷载量而在短时间内完成大部分沉降变形，同时对托换梁及梁、柱接头荷变情况进行检验，以确定其处于安全状态，

为实现受力体系转换时，四台千斤顶分别采用4KW电动油泵作为动力输出，每两台油泵配备一个操作人员，两名操作人员配合完成受力体系转换，其中一台油泵自带2个阀块，可分别对100t液压千斤顶和100t自锁千斤顶进行动力输送，其中100t自锁千斤顶采用单回路输送，100t液压千斤顶采用双回路输送，液压千斤顶预先置于设计位置时，已空顶至设计高度，顶升前托换梁和桩基础之间的空隙暂时用砖加方木搭设的临时支撑进行加固，让其作为安全防护措施手段一直作用到受力体系转换完成后拆除，顶升时，先打开100t液压千斤顶的控制阀块，让四台100t液压千斤顶同步输送动力，100t机械自锁式千斤顶紧随其后打开控制阀块输送动力。按照设计要求，顶升需要分级顶升，按照顶升力将顶升步骤分为八级：

千斤顶每级顶升力值表（油表读数）

千斤顶序号	30%	50%	70%	80%	85%	90%	95%	100%
									1#	5	8	12	13	14	15	16	17
2#	15	24	34	39	42	44	46	49
									3#	9	15	21	25	26	28	30	31
4#	18	31	44	50	53	56	58	60

当完成八级顶升后，顶升力加载至设计力值的100%，四台100t机械自锁式千斤顶紧随其后同步至顶升当前位置，关闭阀块，停止动力输送，此步骤执行完成后，将100t机械自锁式千斤顶的自锁装置人工拧紧，其中在分级顶升过程中，每一级顶升完毕后，在进行下一级顶升前需要有间隔时间，让被顶升物体来适应当前受力状况。根据每级施加的力值不同，在顶升力加载至80%前，每级的间隔时间定为3min，80%-100%时，每级的间隔时间为10-15min，分级顶升过程中，需要实时根据测得的沉降观测数据与设计要求核对，以防在顶升过程中发生问题，

五、连接段浇筑，连接段浇筑前须将四台100t液压千斤顶拆除。采用细石混凝土浇筑以保证浇筑密实，使托换桩与托换梁固结，完成主动托换，连接段施工的同时，对既有雨棚柱基础进行拆除。

在对本发明验证时，通过在雨棚柱的单侧开挖基坑6，保证了高铁站雨棚的安全性能，在同行业中还没有。

本发明具有下特点：

1、由于设计了托换梁4、左挖孔桩1和侧面支架装置，通过侧面支架装置，实现了对雨棚柱的承台进行暂时支撑，通过托换梁4和左挖孔桩1，实现了对雨棚柱的承台的重新固定支撑，因此实现了对高铁站雨棚柱的承台进行更换，保证高铁站雨棚的稳定性。

2、由于设计了右挖孔桩2和支撑梁3，实现了对雨棚柱的承台的固定支撑。

3、由于设计了伸缩缸5，实现了对托换梁4的位置调节。

4、由于设计了基坑6、混凝土挡土板7和混凝土垫层8，实现了对雨棚柱的承台基础柱部进行拆除。

5、由于设计了本发明的技术特征，在技术特征的单独和相互之间的集合的作用，通过试验表明，本发明的各项性能指标为现有的各项性能指标的至少为1.7倍，通过评估具有很好的市场价值。

还有其它的与重新植入支撑地基的托换梁4、左挖孔桩1和侧面支架装置联接的技术特征都是本发明的实施例之一，并且以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为满足专利法、专利实施细则和审查指南的要求，不再对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合的实施例都进行描述。

因此在用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置和方法技术领域内，凡是包含有用于与雨棚柱的承台联接的托换梁4、设置在雨棚柱的地基中并且设置为与托换梁4联接的左挖孔桩1、设置在雨棚柱的地基中并且用于对雨棚柱的承台进行支撑的侧面支架装置的技术内容都在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，其特征是：包含有用于与雨棚柱的承台联接的托换梁(4)、设置在雨棚柱的地基中并且设置为与托换梁(4)联接的左挖孔桩(1)、设置在雨棚柱的地基中并且用于对雨棚柱的承台进行支撑的侧面支架装置，

其中，侧面支架装置设置为包含有右挖孔桩(2)和支撑梁(3)，

还包含有具有伸缩缸(5)的第一附件装置并且第一附件装置设置在托换梁(4)和左挖孔桩(1)之间，

还包含有具有基坑(6)、混凝土挡土板(7)和混凝土垫层(8)的第二附件装置并且第二附件装置设置在雨棚柱的承台上，

在雨棚柱的承台的侧面部分别设置有左挖孔桩(1)和右挖孔桩(2)，在雨棚柱的承台与右挖孔桩(2)之间设置有支撑梁(3)并且在雨棚柱的承台上设置有托换梁(4)，在托换梁(4)与左挖孔桩(1)之间设置有伸缩缸(5)并且在左挖孔桩(1)和右挖孔桩(2)之间设置有基坑(6)，在基坑(6)的周边侧面部设置有混凝土挡土板(7)并且在基坑(6)的底端端面部设置有混凝土垫层(8)。

2.根据权利要求1所述的用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，其特征是：按照重新植入支撑地基的方式把托换梁(4)、左挖孔桩(1)和侧面支架装置相互联接。

3.根据权利要求2所述的用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，其特征是：按照单侧面支撑地基的方式把托换梁(4)和左挖孔桩(1)与侧面支架装置联接。

4. 根据权利要求1所述的用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，其特征是： 左挖孔桩(1)设置为包含有第一左挖孔桩(11)和第二左挖孔桩(12)并且第一左挖孔桩(11)和第二左挖孔桩(12)分别设置在雨棚柱的承台的左侧面的前后部，第一左挖孔桩(11)的上端端面部和第二左挖孔桩(12)的上端端面部分别设置有伸缩缸(5)并且第一左挖孔桩(11)和第二左挖孔桩(12)设置为与托换梁(4)插入式联接，第一左挖孔桩(11)和第二左挖孔桩(12)分别设置为与雨棚柱的地基植入式联接，第一左挖孔桩(11)和第二左挖孔桩(12)分别设置为T字形桩梁。

5.根据权利要求1所述的用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，其特征是：托换梁(4)设置为T字形并且托换梁(4)的竖向部设置为与左挖孔桩(1)沉入式联接，托换梁(4)的横向部的下端端面部设置为与伸缩缸(5)联接并且托换梁(4)的横向部设置为与雨棚柱的承台凸缘部联接。

6.根据权利要求4所述的用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，其特征是：右挖孔桩(2)设置为包含有第一右挖孔桩(21)和第二右挖孔桩(22)并且第一右挖孔桩(21)和第二右挖孔桩(22)分别设置在雨棚柱的承台的右侧面的前后部，第一右挖孔桩(21)的上端端面部和第二右挖孔桩(22)的上端端面部分别设置有支撑梁(3)并且第一右挖孔桩(21)和第二右挖孔桩(22)分别设置为与雨棚柱的地基植入式联接，第一右挖孔桩(21)和第二右挖孔桩(22)分别设置为T字形桩梁。

7.根据权利要求6所述的用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，其特征是：支撑梁(3)设置为包含有第一支撑梁(31)和第二支撑梁(32)并且第一支撑梁(31)的其中一个端头和第二支撑梁(32)的其中一个端头分别设置为与右挖孔桩(2)联接，第一支撑梁(31)的其中另一个端头和第二支撑梁(32)的其中另一个端头分别设置为与雨棚柱的承台凸缘部联接并且第一支撑梁(31)和第二支撑梁(32)分别设置在基坑(6)的敞口部，第一支撑梁(31)和第二支撑梁(32)分别设置为矩形杆状体。

8.根据权利要求1所述的用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，其特征是：伸缩缸(5)的其中一个端头设置为与托换梁(4)联接并且伸缩缸(5)的其中另一个端头设置为与左挖孔桩(1)联接，伸缩缸(5)设置为两节式伸缩缸并且伸缩缸(5)设置为沿左挖孔桩(1)的上端端面的角部排列分布。

9.根据权利要求1所述的用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，其特征是：基坑(6)设置为梯形坑状体并且基坑(6)的左侧面部设置为与雨棚柱的承台基础柱部呈裸露式分布，基坑(6)的周边侧面部设置为与混凝土挡土板(7)联接并且基坑(6)的底端端面部设置为与混凝土垫层(8)，基坑(6)的敞口部设置为与支撑梁(3)横跨式联接。

10.根据权利要求1所述的用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，其特征是：混凝土挡土板(7)设置为矩形片状体并且混凝土挡土板(7)设置为与基坑(6)的周边侧面部嵌入式联接。

11.根据权利要求1所述的用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，其特征是：混凝土垫层(8)设置为混凝土的层状体并且混凝土垫层(8)设置为与基坑(6)的底端端面部覆盖式联接。

12.根据权利要求7所述的用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置，其特征是：右挖孔桩(2)和支撑梁(3)与左挖孔桩(1)和托换梁(4)设置为按照侧面支撑的方式分布并且右挖孔桩(2)、支撑梁(3)、左挖孔桩(1)和托换梁(4)与伸缩缸(5)设置为按照调节位置的方式分布，右挖孔桩(2)、支撑梁(3)、左挖孔桩(1)和托换梁(4)与基坑(6)、混凝土挡土板(7)和混凝土垫层(8)设置为按照拆除空间的方式分布并且其中四个伸缩缸(5)设置在第一左挖孔桩(11)上，其中另外四个伸缩缸(5)设置在第二左挖孔桩(12)上，第一支撑梁(31)设置在第一左挖孔桩(11)和第一右挖孔桩(21)之间，第二支撑梁(32)设置在第二左挖孔桩(12)和第二右挖孔桩(22)之间。

13.一种使用根据权利要求7所述的用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置的方法，其步骤是：在雨棚柱单侧面开挖基坑(6)，在雨棚柱增加托换梁(4)，从而形成对雨棚柱承台更换的基座，

在雨棚柱的承台的左侧面前后，把第一左挖孔桩(11)和第二左挖孔桩(12)打入雨棚柱的地基中，在雨棚柱的承台的右侧面前后，把第一右挖孔桩(21)和第二右挖孔桩(22)打入雨棚柱的地基中，把第一支撑梁(31)的其中一个端头安装到第一右挖孔桩(21)上，把第二支撑梁(32)的其中一个端头安装到第二左挖孔桩(12)上，把第一支撑梁(31)的其中另一个端头和第二支撑梁(32)的其中另一个端头分别设置为与雨棚柱的承台凸缘部连接，把托换梁(4)与雨棚柱的承台凸缘部连接，把其中四个伸缩缸(5)安装到第一左挖孔桩(11)与托换梁(4)之间，把其中另外四个伸缩缸(5)安装到第二左挖孔桩(12)与托换梁(4)之间，从而对雨棚柱的承台进行固定，在支撑梁(3)下端进行开挖基坑(6)，使雨棚柱的承台基础柱部裸露在外，把混凝土挡土板(7)安装在基坑(6)的周边，防止基坑(6)出现坍塌，把混凝土垫层(8)铺设在基坑(6)的底面，方便对雨棚柱的承台基础柱部的拆除设备的安装，操作人员对雨棚柱的承台基础柱部进行拆除，当对雨棚柱的承台基础柱部拆除完毕后，把混凝土挡土板(7)取出，对基坑(6)进行回填，通过伸缩缸(5)，调节托换梁(4)的位置，把托换梁(4)与分别与第一左挖孔桩(11)和第二左挖孔桩(12)进行安装，对雨棚柱的承台凸缘部进行重新固定，拆除伸缩缸(5)和支撑梁(3)。

14.根据权利要求13所述的使用用于高铁站雨棚柱的承台更换施工装置的方法，其特征是：其步骤是：

一、托换桩施工，基坑防护桩兼雨棚基础托换桩，每个旅客地道基坑南北两侧各设两根，尺寸分别为两根290*175cm和两根250*175cm，防护桩采用人工挖孔桩工艺进行施工，

二、内支撑装置施工，其特征是：每个桩顶各设置4个100t千斤顶，其中2个为液压千斤顶，另外两个为带机械式自锁安全装置的液压千斤顶，千斤顶的顶程均为200mm，每个千斤顶顶部安装40×40×1cm钢板作为受力面，

2个为液压千斤顶，置于远离雨棚柱基础侧；机械式安全自锁装置2个，置于靠近雨棚柱基础侧，

三、托换横梁施工，托换横梁作为既有雨棚柱的新受力体系，需要与既有雨棚柱基础进行固结，

雨棚柱基础在托梁范围内设置企口，其余接缝面凿毛处理，并植筋施工，

四、分级顶升施工，分级顶升托梁，并监测每级荷载下承台顶、梁柱接头的相对滑移，当托换桩沉降稳定且墩顶竖向位移相对于原始高程小于10mm或顶升力达到设计值110%时，停止顶升，

通过此分级顶升使新桩预先承受超过托换后的荷载量而在短时间内完成大部分沉降变形，同时对托换梁及梁、柱接头荷变情况进行检验，以确定其处于安全状态，

为实现受力体系转换时，四台千斤顶分别采用4KW电动油泵作为动力输出，每两台油泵配备一个操作人员，两名操作人员配合完成受力体系转换，其中一台油泵自带2个阀块，可分别对100t液压千斤顶和100t自锁千斤顶进行动力输送，其中100t自锁千斤顶采用单回路输送，100t液压千斤顶采用双回路输送，液压千斤顶预先置于设计位置时，已空顶至设计高度，顶升前托换梁和桩基础之间的空隙暂时用砖加方木搭设的临时支撑进行加固，让其作为安全防护措施手段一直作用到受力体系转换完成后拆除，顶升时，先打开100t液压千斤顶的控制阀块，让四台100t液压千斤顶同步输送动力，100t机械自锁式千斤顶紧随其后打开控制阀块输送动力，

按照设计要求，顶升需要分级顶升，按照顶升力将顶升步骤分为八级：

千斤顶每级顶升力值表（油表读数）

，

当完成八级顶升后，顶升力加载至设计力值的100%，四台100t机械自锁式千斤顶紧随其后同步至顶升当前位置，关闭阀块，停止动力输送，此步骤执行完成后，将100t机械自锁式千斤顶的自锁装置人工拧紧，其中在分级顶升过程中，每一级顶升完毕后，在进行下一级顶升前需要有间隔时间，让被顶升物体来适应当前受力状况，

根据每级施加的力值不同，在顶升力加载至80%前，每级的间隔时间定为3min，80%-100%时，每级的间隔时间为10-15min，分级顶升过程中，需要实时根据测得的沉降观测数据与设计要求核对，以防在顶升过程中发生问题，

五、连接段浇筑，连接段浇筑前须将四台100t液压千斤顶拆除，

采用细石混凝土浇筑以保证浇筑密实，使托换桩与托换梁固结，完成主动托换，连接段施工的同时，对既有雨棚柱基础进行拆除。