CN110848456A - 一种大管径自承式架空钢管的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大管径自承式架空钢管的施工方法，包括：在场地开挖两处基坑，在两处基坑设置低于场地的弧形托板；在场地推动钢管，直至钢管两端架空于两处弧形托板上方；在钢管两端下侧挖土，直至钢管坐落在弧形托板上侧；在两处弧形托板焊接固定钢管。上述大管径自承式架空钢管的施工方法无需吊车，将钢管推至弧形托板上方后，挖去下侧填土，使钢管落入弧形托板并焊接固定，具有对场地要求低、施工成本低、安全可靠和经济性好的特点，特别在架空段较少或只有一段的情况下具有更高的实际使用价值。

Description

一种大管径自承式架空钢管的施工方法
技术领域
本发明涉及给排水工程技术领域，特别涉及一种大管径自承式架空钢管的施工方法。
背景技术
市政给排水管道施工中遇到跨度不大的河流或构筑物，常采用自承式架空钢管的方法穿越河流或构筑物。
大管径的自承式架空钢管对管道自身的强度和刚度要求高，通常采用壁厚较大的钢管，且为满足防腐需求，内部还需有水泥砂浆内衬，因此大管径的架空钢管的自重都较大。因此，一般大管径自承式架空钢管的施工采用吊车吊运管道的施工方法，由于钢管自重大，需采用的吊车吨位也大，对施工场地要求高，施工成本高，安全风险较大。当架空段较少或只有一段时，吊车的进出场费用占比较高，选用吊车吊运方法经济性差。
因此，如何能够提供一种无需吊车、对场地要求低、施工成本低、安全可靠、经济性好、特别在架空段较少或只有一段的情况下具有更高的实际使用价值的大管径自承式架空钢管的施工方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种大管径自承式架空钢管的施工方法，无需吊车，将钢管推至弧形托板上方后，挖去下侧填土，使钢管落入弧形托板并焊接固定，具有对场地要求低、施工成本低、安全可靠和经济性好的特点，特别在架空段较少或只有一段的情况下具有更高的实际使用价值。
为实现上述目的，本发明提供一种大管径自承式架空钢管的施工方法，包括：
在场地开挖两处基坑，在两处基坑设置低于场地的弧形托板；
在场地推动钢管，直至钢管两端架空于两处弧形托板上方；
在钢管两端下侧挖土，直至钢管坐落在弧形托板上侧；
在两处弧形托板焊接固定钢管。
优选地，在场地开挖两处基坑，在两处基坑设置低于场地的弧形托板的步骤具体为：
在场地开挖两处基坑，在两处基坑设置支墩和底座垫板；
在底座垫板上侧焊接弧形托板；
平整场地至高于弧形托板顶端。
优选地，在场地开挖两处基坑，在两处基坑设置支墩和底座垫板的步骤具体为：
在场地开挖两处基坑，在两处基坑按序依次施工垫层、支墩基础和支墩；
在支墩上侧绑扎钢筋并焊接底座垫板，支模板并浇筑混凝土。
优选地，在底座垫板上侧焊接弧形托板的步骤之后，还包括：
对底座垫板和弧形托板进行防腐处理。
优选地，平整场地至高于弧形托板顶端的步骤具体为：
平整场地至高于弧形托板顶端10-11cm。
优选地，平整场地至高于弧形托板顶端的步骤之后，还包括：
对弧形托板内的杂物和泥土进行清理。
优选地，支墩采取分层浇筑。
优选地，在场地推动钢管，直至钢管两端架空于两处弧形托板上方的步骤之前，还包括：
在场地拼装焊接预先在工厂完成内外防腐层施工的钢管；
对钢管进行防腐处理。
优选地，在两处弧形托板焊接固定钢管的步骤具体为：
在弧形托板上侧焊接开口环肋板。
优选地，在场地拼装焊接预先在工厂完成内外防腐层施工的钢管的步骤之前，还包括：
在场地设置支撑钢管的底座。
相对于上述背景技术，本发明所提供的大管径自承式架空钢管的施工方法，包括以下四个步骤：在场地开挖两处基坑，在两处基坑设置低于场地的弧形托板；在场地推动钢管，直至钢管两端架空于两处弧形托板上方；在钢管两端下侧挖土，直至钢管坐落在弧形托板上侧；在两处弧形托板焊接固定钢管。该大管径自承式架空钢管通过在场地开挖两处基坑以实现低于场地的弧形托板在基坑中的设置，通过将钢管推动至弧形托板上方的场地并挖除钢管下侧的填土以实现钢管坐落在弧形托板上侧，通过将钢管的两端与两处弧形托板焊接固定以实现钢管的固定，该大管径自承式架空钢管的施工方法无需吊车，具有对场地要求低、施工成本低、安全可靠和经济性好的特点，特别在架空段较少或只有一段的情况下具有更高的实际使用价值。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的大管径自承式架空钢管的施工方法的流程图；
图2为垫层、支墩基础和支墩的示意图；
图3为支座和底座垫板的示意图；
图4为弧形托板的示意图；
图5为场地的示意图；
图6为钢管在场地拼装焊接的示意图；
图7为钢管推动至弧形托板上方的示意图；
图8为钢管坐落在弧形托板上侧的示意图；
图9为焊接开口环肋板的示意图。
其中：
11-垫层、12-支墩基础、13-支墩、21-支座、22-底座垫板、31-弧形托板、32-开口环肋板、4-钢管、5-底座。
具体实施方式
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。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图9，其中，图1为本发明实施例提供的大管径自承式架空钢管的施工方法的流程图，图2为垫层、支墩基础和支墩的示意图，图3为支座和底座垫板的示意图，图4为弧形托板的示意图，图5为场地的示意图，图6为钢管在场地拼装焊接的示意图，图7为钢管推动至弧形托板上方的示意图，图8为钢管坐落在弧形托板上侧的示意图，图9为焊接开口环肋板的示意图。
在第一种具体的实施方式中，本发明提供的大管径自承式架空钢管的施工方法包括以下四个步骤：S1、在场地开挖两处基坑，在两处基坑设置低于场地的弧形托板31；S2、在场地推动钢管4，直至钢管4两端架空于两处弧形托板31上方；S3、在钢管4两端下侧挖土，直至钢管4坐落在弧形托板31上侧；S4、在两处弧形托板31焊接固定钢管4。
在S1中，开挖基坑，基坑开挖后的平面低于场地初始时的平面，弧形托板31设置在基坑中且弧形托板31的顶端低于场地的平面；两处基坑位于场地的两边，两处基坑中弧形托板31的连线与随即安装的钢管4的轴线平行。
在S2中，推动钢管4，将钢管4在场地的平面上推动至基坑的上方，使得钢管4的两端在竖直方向上架空于两处基坑中的弧形托板31的上方，在水平方向也即钢管4的轴向上基坑位于钢管4与场地接触的内侧，此时因弧形托板31的顶端低于场地的平面、而钢管4贴合在场地的平面，故钢管4与弧形托板31在竖直方向上为分离状态、二者不接触。
具体而言，使用挖掘机将钢管4缓缓推动，挖掘机推进时应辅以人工保证钢管4与两处弧形托板31的连线保持平行，推进应设专人进行指挥，推进应均匀缓慢，避免速度过快而将钢管4推入河流中。
在S3中，挖除填土，将钢管4两端下侧的场地的填土挖去，钢管4随下侧支撑的平面一同下降，直至钢管4坐落在弧形托板31的上侧，弧形托板31接触并与钢管4贴合，钢管4的两端在弧形托板31中定位支撑。挖土时应避免土体散落在弧形托板31，以免影响后续焊接质量。
在S4中，焊接钢管4，将钢管4的两端与两处弧形托板31进行满焊固定，钢管4的两端固定在两处基坑中，完成大管径自承式架空钢管的施工。
为了向弧形托板31提供在基坑中更稳固的支撑，S1包括：S11、在场地开挖两处基坑，在两处基坑设置支墩13和底座垫板22；S12、在底座垫板22上侧焊接弧形托板31；S13、平整场地至高于弧形托板31顶端。
其中，支墩13和底座垫板22的施工方式具有多种，包括但不限于混凝土浇筑、焊接、螺栓螺丝紧固等。支墩13起到在基坑中支撑固定底座垫板22的作用，底座垫板22进一步对焊接在底座垫板22上侧的弧形托板31提供支撑固定的作用，平整场地时可适当填土以提高场地的平面，确保弧形托板31的顶端低于场地的平面。
具体而言，S11为支墩13和底座垫板22的混凝土施工，包括：S111、在场地开挖两处基坑，在两处基坑按序依次施工垫层11、基础12和支墩13；S112、在支墩13上侧绑扎钢筋并焊接底座垫板22，支模板并浇筑混凝土。
在S111中，根据设计图纸及相关图集要求，开挖基坑至支墩13设计底标高，按顺序施工混凝土的垫层11、支墩基础12和混凝土的支墩13。
在S112中，根据设计图纸及相关图集要求，绑扎钢筋，焊接预埋的底座垫板22，支模板并浇筑混凝土，底座垫板22的位置应准确，锚固筋长度符合要求。
在本实施例中，支墩13的浇筑方式包括但不限于整体一次浇筑，示例性的，如支墩13的体积较大可采取分层浇筑的方法。
在S12中，根据设计图纸及相关图集要求，焊接弧形托板31，弧形托板31应预先在加工厂加工完成，保证弧形托板31与钢管4能紧密贴合，弧形托板31的厚度应满足要求，保证弧形托板31具备足够的承载力。
在S12之后，还包括：对底座垫板22和弧形托板31进行防腐处理，尤其是对底座垫板22和弧形托板31的焊缝进行防腐处理。
在S13中，还应回填支座21周围的基坑中土方，回填应不超过混凝土的支座21的顶面；基坑外的场地的平面应高于弧形托板31的顶端。
更具体的，平整场地至高于弧形托板31顶端10-11cm，换句话说，由测量员对施工场地进行测量，根据测量结果将场地平整至弧形托板31顶部以上10cm左右。
在S13之后，还包括：对弧形托板31内的杂物和泥土进行清理。
在S2之前，还包括：S51、在场地拼装焊接预先在工厂完成内外防腐层施工的钢管4；S52、对钢管4进行防腐处理。
更具体的，钢管4在加工厂预先完成外防腐层施工及内防腐层施工，内外防腐层应符合设计及规范要求，施工时，将各段钢管4分别运至施工现场，钢管4各段在现场进行拼装、焊接，并对焊缝进行防腐处理。
示例性的，外防腐层为环氧煤沥青涂料-玻璃纤维布涂覆层，内防腐层为水泥砂浆内衬层，各段钢管4之间的接缝内部的水泥砂浆内衬宜采用手工涂抹的方式进行。挖土时应注意对钢管4的外防腐层的保护，避免破坏外防腐层，如不慎破坏外防腐层，应及时修复。
在S51之前，还包括：在场地设置支撑钢管4的底座5。换句话说，现场加工的场地上应敷设底座5以避免钢管4直接放置于地面上，示例性的，底座5为H型钢或槽钢底座。
为了进一步加强钢管4的焊接固定效果，在S4中，还在弧形托板31上侧焊接开口环肋板32。换句话说，将开口环肋板32与弧形托板31、钢管4进行满焊连接，以增强钢管4与弧形托板31之间的整体性，保证两者间的稳定性，焊缝高度、方式应符合设计或规范要求，焊接完成后及时进行防腐处理。
本施工方法主要适用于穿越箱涵的小型河流上的大管径自承式架空钢管施工或其他具备“U型”场地的自承式架空钢管施工，在架空段较少或仅有一段，且架空段跨径不大时选用，能够避免大型吊车施工时对污水管施工范围内的两条箱涵结构的破坏。在施工过程中，使用挖机将管道推入支座21后挖土并焊接固定，不需要使用大型吊车，对施工场地要求低，安全可靠，操作简便，对管径大、自重大的架空钢管的施工成本起到明显的节约作用。
以上对本发明所提供的大管径自承式架空钢管的施工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种大管径自承式架空钢管的施工方法，其特征在于，包括：
在场地开挖两处基坑，在两处所述基坑设置低于所述场地的弧形托板(31)；
在所述场地推动钢管(4)，直至所述钢管(4)两端架空于两处所述弧形托板(31)上方；
在所述钢管(4)两端下侧挖土，直至所述钢管(4)坐落在所述弧形托板(31)上侧；
在两处所述弧形托板(31)焊接固定所述钢管(4)。
2.根据权利要求1所述的大管径自承式架空钢管的施工方法，其特征在于，所述在场地开挖两处基坑，在两处所述基坑设置低于所述场地的弧形托板(31)的步骤具体为：
在场地开挖两处基坑，在两处所述基坑设置支墩(13)和底座垫板(22)；
在所述底座垫板(22)上侧焊接弧形托板(31)；
平整所述场地至高于所述弧形托板(31)顶端。
3.根据权利要求2所述的大管径自承式架空钢管的施工方法，其特征在于，所述在场地开挖两处基坑，在两处所述基坑设置支墩(13)和底座垫板(22)的步骤具体为：
在场地开挖两处基坑，在两处所述基坑按序依次施工垫层(11)、支墩基础(12)和支墩(13)；
在所述支墩(13)上侧绑扎钢筋并焊接底座垫板(22)，支模板并浇筑混凝土。
4.根据权利要求2所述的大管径自承式架空钢管的施工方法，其特征在于，所述在所述底座垫板(22)上侧焊接弧形托板(31)的步骤之后，还包括：
对所述底座垫板(22)和所述弧形托板(31)进行防腐处理。
5.根据权利要求2所述的大管径自承式架空钢管的施工方法，其特征在于，所述平整所述场地至高于所述弧形托板(31)顶端的步骤具体为：
平整所述场地至高于所述弧形托板(31)顶端10-11cm。
6.根据权利要求2所述的大管径自承式架空钢管的施工方法，其特征在于，所述平整所述场地至高于所述弧形托板(31)顶端的步骤之后，还包括：
对所述弧形托板(31)内的杂物和泥土进行清理。
7.根据权利要求2所述的大管径自承式架空钢管的施工方法，其特征在于，所述支墩(13)采取分层浇筑。
8.根据权利要求1至7任一项所述的大管径自承式架空钢管的施工方法，其特征在于，所述在所述场地推动钢管(4)，直至所述钢管(4)两端架空于两处所述弧形托板(31)上方的步骤之前，还包括：
在所述场地拼装焊接预先在工厂完成内外防腐层施工的钢管(4)；
对所述钢管(4)进行防腐处理。
9.根据权利要求1至7任一项所述的大管径自承式架空钢管的施工方法，其特征在于，所述在两处所述弧形托板(31)焊接固定所述钢管(4)的步骤具体为：
在所述弧形托板(31)上侧焊接开口环肋板(32)。
10.根据权利要求8所述的大管径自承式架空钢管的施工方法，其特征在于，所述在所述场地拼装焊接预先在工厂完成内外防腐层施工的钢管(4)的步骤之前，还包括：
在所述场地设置支撑钢管(4)的底座(5)。
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