CN111636464A - 一种桥梁的桩基础转换方法及结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑工程技术领域，具体地，涉及一种桥梁的桩基础转换方法及结构。上述桩基础转换方法包括：在既有桩基础的两侧新建扩大桩基础，两个扩大桩基础沿桥梁的宽度方向排列；在扩大桩基础和主梁之间施工临时支撑结构；拆除既有墩柱和既有桩基础；在两个扩大桩基础之间新建桩基础，并在新建的桩基础和主梁之间新建墩柱，新建桩基础和扩大桩基础连成一体。上述桩基础转换方法可在现场地铁穿越前完成，具有施工方便和易于转换的特点，能够将与地铁区间结构相冲突的原桩基础进行破除，避免对地铁结构产生不利影响，同时解决现有桥梁桩基础存在承载力不足的问题。

Description

一种桥梁的桩基础转换方法及结构

技术领域

本申请涉及建筑工程技术领域，具体地，涉及一种桥梁的桩基础转换方法及结构。

背景技术

在城市轨道交通工程中，地铁区间一般沿市政道路敷设，期间会穿越复杂的地层，遇到市政管线及建(构)筑物，会不可避免的碰到人行天桥、城市立交桥等市政设施，这些设施基本采用机械成孔灌注桩作为基础，桩基础底部埋深往往比较深，桥桩基础和地铁区间经常发生冲突，需要妥善处理桥桩基础与地铁区间之间的关系，确保在地铁施工和运营期间市政设施的安全，当无法通过调线调坡避开市政设施时，必须采取合理可行的技术措施对桥桩基础进行处理。

现有技术仅对受影响的桥桩上部结构采用临时支撑进行临时支顶，将上部荷载传递到地面上，未施工形成新的基础，待地铁区间穿越过完成后拆除临时支顶结构，剩余桩基础继续使用，桩基础会将集中荷载传递到地铁区间结构上，对地铁结构产生不利影响，且桥梁剩余桩基础可能会存在承载力不足的问题，导致整体沉降过大，严重影响桥梁使用，对市政设施带来严重安全隐患。

发明内容

本申请实施例中提供了一种施工方便、易于转换的桥梁的桩基础转换方法及结构，该转换方法将桩基础转换为扩大基础，并可以将与地铁区间结构相冲突的原桩基础进行破除。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种桥梁的桩基础转换方法，所述桥梁包括桩基础、墩柱和主梁，桩基础转换方法包括以下步骤：

在既有桩基础的两侧新建扩大桩基础，两个扩大桩基础沿桥梁的宽度方向排列；

在扩大桩基础和主梁之间施工临时支撑结构；

拆除既有墩柱和既有桩基础；

在两个扩大桩基础之间新建桩基础，并在新建的桩基础和主梁之间新建墩柱，新建桩基础和扩大桩基础连成一体。

优选地，在两个扩大桩基础之间新建桩基础之后，还包括：

拆除临时支撑结构。

优选地，在拆除既有墩柱和既有桩基础之前，还包括：

将主梁顶升预定高度；

在拆除既有墩柱和既有桩基础之后，还包括：

恢复主梁至顶升前的高度。

优选地，在既有桩基础的两侧新建扩大桩基础之前，还包括：

基坑开挖。

优选地，所述临时支撑结构包括从上到下依次设置的工字钢、千斤顶和临时支撑墩柱；

所述工字钢沿所述桥梁的宽度方向延伸；

在所述工字钢的两端分别设置有一个所述千斤顶；

所述临时支撑墩柱与所述扩大桩基础之间通过锚栓、法兰盘和加劲肋实现固定连接。

优选地，所述临时支撑结构还包括设置于所述千斤顶与所述工字钢之间、以及设置于所述千斤顶和所述临时支撑墩柱之间的承压钢板；

所述临时支撑墩柱为钢管混凝土柱，包括钢管、设置于所述钢管内的纵向钢筋笼、以及浇筑于所述钢管内的混凝土。

根据本申请实施例的第二个方面，还提供了一种用于上述技术方案提供的任意一种桩基础转换方法中的桩基础转换结构，包括：新建桩基础、扩大桩基础、新建墩柱、临时支撑结构以及横梁；

沿桥梁的宽度方向，在所述新建桩基础的两侧分别设置有一个所述扩大桩基础，并且所述新建桩基础和所述扩大桩基础连为一体；

所述新建墩柱的底部固定安装于所述新建桩基础的顶部、顶部固定安装有所述横梁，所述横梁用于支承主梁；

在每个所述扩大桩基础的顶部固定安装有一个所述临时支撑结构，所述临时支撑结构用于支承所述主梁。

优选地，在所述新建墩柱与所述新建桩基础之间固定安装有抗震锚栓。

优选地，所述临时支撑结构包括从上到下依次设置的工字钢、千斤顶和临时支撑墩柱；

所述工字钢沿所述桥梁的宽度方向延伸；

在所述工字钢的两端分别设置有一个所述千斤顶。

优选地，所述临时支撑结构还包括设置于所述千斤顶与所述工字钢之间、以及设置于所述千斤顶和所述临时支撑墩柱之间的承压钢板。

优选地，所述临时支撑墩柱为钢管混凝土柱，包括钢管、设置于所述钢管内的纵向钢筋笼、以及浇筑于所述钢管内的混凝土。

优选地，所述临时支撑墩柱与所述扩大桩基础之间通过锚栓、法兰盘和加劲肋实现固定连接。

优选地，还包括固定安装于所述临时支撑结构和所述横梁顶部的橡胶垫。

优选地，所述工字钢为并行排列的双拼工字钢。

优选地，所述新建桩基础、所述扩大桩基础、所述新建墩柱以及所述横梁均为现场浇筑制成。

采用本申请实施例中提供的桥梁的桩基础转换方法及结构，具有以下有益效果：

上述桩基础转换方法包括在既有桩基础的两侧新建扩大桩基础，通过设置在扩大桩基础上的临时支撑结构对桥梁的主梁进行支承，并在采用临时支撑结构支承主梁的同时拆除既有墩柱和既有桩基础，然后再在拆除既有桩基础的位置新建桩基础，新建桩基础的深度小于既有桩基础的深度，新建桩基础与扩大桩基础连成一体结构，使得新建桩基础和扩大桩基础在水平面上的投影面积大于既有桩基础在水平面上的投影面积，在拆除既有桩基础的时候可以将与地铁区间结构相冲突的既有桩基础进行破除，因此，通过扩大桩基础和临时支撑结构对主梁的临时支承能够实现既有桩基础的拆除以及新建桩基础的施工，同时实现对桩基础的结构调整，并将设置在既有桩基础两侧的扩大桩基础和新建桩基础连成一体，形成转换后的扩大的桩基础，通过扩大桩基础在水平面上的投影面积，提高了桥梁的桩基础的稳定性、可靠性和安全性；上述桩基础转换方法可在现场地铁穿越前完成，具有施工方便和易于转换的特点，该转换方法将桩基础转换为扩大基础，能够将与地铁区间结构相冲突的原桩基础进行破除，避免对地铁结构产生不利影响，同时解决现有桥梁桩基础存在承载力不足的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种桩基础转换方法的工艺流程图；

图2为在桥梁的既有桩基础两侧施工扩大桩基础的结构示意图；

图3为在扩大桩基础和主梁之间施工临时支撑结构的结构示意图；

图4为在拆除既有墩柱和既有桩基础后的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种桩基础转换结构的结构示意图；

图6为拆除临时支撑结构后的桥梁的结构示意图。

附图标记：

1-既有桩基础；2-既有墩柱；3-主梁；4-扩大桩基础；5-临时支撑结构；6-新建桩基础；7-新建墩柱；8-横梁；9-地面；10-橡胶垫；41-锚栓；42-法兰盘；43-加劲肋；51-工字钢；52-千斤顶；53-临时支撑墩柱；54-承压钢板。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请实施例提供了一种施工方便、易于转换的桥梁的桩基础转换方法及结构，该转换方法将桩基础转换为扩大基础，并可以将与地铁区间结构相冲突的原桩基础进行破除，缩短了桩基础在地下的深度，可应用于城市轨道交通工程领域。

桥梁的桩基础底部埋深往往比较深，在桥梁底部修建地铁时，桩基础和地铁区间经常发生冲突，需要妥善处理桩基础与地铁区间之间的关系，确保在地铁施工和运营期间市政设施的安全，当无法通过调线调坡避开市政设施时，可以通过本申请实施例的桩基础转换方法和桩基础转换结构对桥梁的桩基础进行结构转换，将现有桥梁埋深较深的桩基础转换为埋深较浅的桩基础，解决桩基础妨碍地铁施工的情况。

实施例一

如图1和图6所示，本申请实施例提供了一种桥梁的桩基础转换方法，如图2结构所示，桥梁包括桩基础、墩柱和主梁3，桩基础转换方法包括以下步骤：

步骤S200，在既有桩基础1的两侧新建扩大桩基础4，两个扩大桩基础4沿桥梁的宽度方向排列；如图2结构所示，在既有桩基础1的两侧分别新建一个扩大桩基础4，两个扩大桩基础4的排列方向与桥梁的宽度方向重合，以便于能够对主梁3的全宽度进行支承；为了方便新建扩大桩基础4，如图1所示，在既有桩基础1的两侧新建扩大桩基础4的步骤S200之前，上述桩基础转换方法还可以包括步骤S100，基坑开挖，施工扩大基础先期部分；即，在新建扩大桩基础4之前，在既有桩基础1的两侧向地面9之下挖掘施工用的基坑(图中未示出)；

步骤S300，在扩大桩基础4和主梁3之间施工临时支撑结构5；如图3结构所示，在新建的扩大桩基础4上施工临时支撑结构5，通过临时支撑结构5对桥梁的主梁3进行支承，以便通过临时支撑结构5代替既有桩基础1和既有墩柱2；临时支撑结构5包括从上到下依次设置的工字钢51、千斤顶52和临时支撑墩柱53；工字钢51沿桥梁的宽度方向延伸；在工字钢51的两端分别设置有一个千斤顶52；临时支撑墩柱53与扩大桩基础4之间通过锚栓41、法兰盘42和加劲肋43实现固定连接；临时支撑结构5还可以包括设置于千斤顶52与工字钢51之间、以及设置于千斤顶52和临时支撑墩柱53之间的承压钢板54；临时支撑墩柱53可以为钢管混凝土柱，包括钢管(图中未示出)、设置于钢管内的纵向钢筋笼(图中未示出)、以及浇筑于钢管内的混凝土(图中未示出)；

步骤S500，拆除既有墩柱2和既有桩基础1；如图4结构所示，在通过扩大桩基础4和临时支撑结构5对主梁3进行支承后，对既有墩柱2和既有桩基础1进行拆除，既有墩柱2顶部的横梁8可以重复利用；为了方便拆除既有墩柱2和既有桩基础1，在拆除既有墩柱2和既有桩基础1之前，上述桩基础转换方法还可以包括步骤S400，可以通过千斤顶52将主梁3顶升预定高度，预定高度可以根据实际情况进行确定，以方便拆除既有墩柱2、既有桩基础1和横梁8为主要目的；为了保证主梁3的高度不变，在进行顶升之前，还可以测量主梁3各支点处梁底高程；当在拆除既有墩柱2和既有桩基础1之前采用千斤顶52对主梁3进行顶升的情况下，在拆除既有墩柱2和既有桩基础1之后，上述桩基础转换方法还可以包括步骤S600，恢复主梁3至顶升前的高度，以保证桥梁的正常工作状态；

步骤S700，在两个扩大桩基础4之间新建桩基础6，并在新建的桩基础和主梁3之间新建墩柱7，新建桩基础6和扩大桩基础4连成一体；如图5结构所示，在拆除既有桩基础1的位置新建桩基础6，并在新建桩基础6之上新建墩柱7，横梁8可以采用之前拆除的既有横梁8，也可以新建横梁8，通过新建的桩基础、墩柱和横梁8实现对主梁3的支承，从而实现桩基础的转换，为了保证地铁能够顺利施工，与既有桩基础1相比，新建的桩基础埋深较浅，通过扩大桩基础4和新建桩基础6共同形成转换后的桩基础，通过增大桩基础的占地面积提高桩基础的结构强度，保证桥梁能够正常工作，满足支承强度要求；

在两个扩大桩基础4之间新建桩基础6之后，还包括步骤S800，拆除临时支撑结构5。如图6结构所示，在新建桩基础6、墩柱和横梁8对主梁3进行支承以后，可以拆除设置于扩大桩基础4顶部的临时支撑结构5，从此完成桩基础的结构转换。

上述桩基础转换方法包括在既有桩基础1的两侧新建扩大桩基础4，通过设置在扩大桩基础4上的临时支撑结构5对桥梁的主梁3进行支承，并在采用临时支撑结构5支承主梁3的同时拆除既有墩柱2和既有桩基础1，然后再在拆除既有桩基础1的位置新建桩基础6，新建桩基础6的深度小于既有桩基础1的深度，新建桩基础6与扩大桩基础4连成一体结构，使得新建桩基础6和扩大桩基础4在水平面上的投影面积大于既有桩基础1在水平面上的投影面积，在拆除既有桩基础1的时候可以将与地铁区间结构相冲突的既有桩基础1进行破除，因此，通过扩大桩基础4和临时支撑结构5对主梁3的临时支承能够实现既有桩基础1的拆除以及新建桩基础6的施工，同时实现对桩基础的结构调整，并将设置在既有桩基础1两侧的扩大桩基础4和新建桩基础6连成一体，形成转换后的扩大的桩基础，通过扩大桩基础4在水平面上的投影面积，提高了桥梁的桩基础的稳定性、可靠性和安全性；上述桩基础转换方法可在现场地铁穿越前完成，具有施工方便和易于转换的特点，该转换方法将桩基础转换为扩大基础，能够将与地铁区间结构相冲突的原桩基础进行破除，避免对地铁结构产生不利影响，同时解决现有桥梁桩基础存在承载力不足的问题。

与现有技术相比，上述桩基础转换方法将原结构基础转换为另外一种基础形式，实现荷载传递，转换过程中借助临时支撑结构5实现过渡，具有传力明确、操作方便、节省工期，不影响桥梁正常使用等优点。

通过上述扩大桩基础4的方式，可以确保桥梁基础的承载能力不降低及地铁区间施工时引起的桥梁基础沉降不超过桥梁控制指标，在地铁施工前进行桩基础转换即可。

同时，在上述桩基础转换过程中，当主梁3相邻墩柱最大差异沉降超过规定控制值时，应停止施工，顶升恢复主梁3沉降差；顶升到位后，千斤顶52锁死，确保主梁3标高不变，顶升过程中需进行主梁3底标高实时监测；待地铁区间穿越且沉降稳定后，施工扩大桩基础4后期部分及新建墩柱7、横梁8、抗震锚栓及支座。

实施例二

本申请实施例还提供了一种用于上述桩基础转换方法中的桩基础转换结构，如图5结构所示，桩基础转换结构用于桥梁的桩基础转换，包括：新建桩基础6、扩大桩基础4、新建墩柱7、临时支撑结构5以及横梁8；沿桥梁的宽度方向，在新建桩基础6的两侧分别设置有一个扩大桩基础4，并且新建桩基础6和扩大桩基础4连为一体；两个扩大桩基础4以新建桩基础6为中心对称设置；如图6结构所示，位于中间的新建桩基础6和两侧的扩大桩基础4连为一体，形成结构转换之后的桩基础；新建墩柱7的底部固定安装于新建桩基础6的顶部、顶部固定安装有横梁8，横梁8用于支承主梁3；在新建墩柱7与新建桩基础6之间固定安装有抗震锚栓，新建墩柱7的底部可以通过抗震锚栓等零部件固定安装在一起；在每个扩大桩基础4的顶部固定安装有一个临时支撑结构5，临时支撑结构5用于支承主梁3。

上述桩基础转换结构通过设置在新建筑基础两侧的扩大桩基础4和临时支撑结构5实现对主梁3的支承，从而实现既有桩基础1和既有墩柱2的拆除，并在拆除桩基础的位置新建桩基础6，将现有不符合要求的桩基础更换为能够满足地铁施工要求的新建桩基础6，能够在不影响桥梁正常使用的情况下进行施工。

如图3结构所示，临时支撑结构5包括从上到下依次设置的工字钢51、千斤顶52和临时支撑墩柱53；工字钢51沿桥梁的宽度方向延伸；工字钢51可以为并行排列的双拼工字钢；在工字钢51的两端分别设置有一个千斤顶52；临时支撑结构5还可以包括设置于千斤顶52与工字钢51之间、以及设置于千斤顶52和临时支撑墩柱53之间的承压钢板54；临时支撑墩柱53可以为钢管混凝土柱，包括钢管、设置于钢管内的纵向钢筋笼、以及浇筑于钢管内的混凝土；如图5结构所示，上述桩基础转换结构还可以包括固定安装于临时支撑结构5和横梁8顶部的橡胶垫10，通过橡胶垫10可以对主梁3进行缓冲减振。

临时支撑结构5中的千斤顶52放置于临时支撑墩柱53的顶端，并在千斤顶52与临时支撑墩柱53之间、以及千斤顶52与工字钢51之间夹设有承压钢板54，通过承压钢板54能够将主梁3的压力尽量均匀分布，避免应力集中造成千斤顶52或临时支撑墩柱53的损坏；同时，通过双拼工字钢托起主梁3等桥梁的上部结构，还能够防止出现传力不均匀的现象发生。

如图3和图结构所示，临时支撑墩柱53与扩大桩基础4之间可以通过锚栓41、法兰盘42和加劲肋43实现固定连接。

在上述桩基础转换结构中，新建桩基础6、扩大桩基础4、新建墩柱7以及横梁8均可以为现场浇筑制成。

通过上述桩基础转换结构，可在现场地铁穿越前完成实施，施工扩大桩基础4，在扩大桩基础4上面架设临时支撑结构5，通过临时支撑结构5支承桥梁结构实现受力转换，方便除原桩基础，再施工永久结构体系传递至扩大基础，最后拆除临时支撑结构5。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种桥梁的桩基础转换方法，所述桥梁包括桩基础、墩柱和主梁，其特征在于，桩基础转换方法包括以下步骤：

在既有桩基础的两侧新建扩大桩基础，两个扩大桩基础沿桥梁的宽度方向排列；

在扩大桩基础和主梁之间施工临时支撑结构；

拆除既有墩柱和既有桩基础；

在两个扩大桩基础之间新建桩基础，并在新建的桩基础和主梁之间新建墩柱，将新建桩基础和扩大桩基础连成一体。

2.根据权利要求1所述的转换方法，其特征在于，在两个扩大桩基础之间新建桩基础之后，还包括：

拆除临时支撑结构。

3.根据权利要求1所述的转换方法，其特征在于，在拆除既有墩柱和既有桩基础之前，还包括：

将主梁顶升预定高度；

在拆除既有墩柱和既有桩基础之后，还包括：

恢复主梁至顶升前的高度。

4.根据权利要求1所述的转换方法，其特征在于，在既有桩基础的两侧新建扩大桩基础之前，还包括：

基坑开挖。

5.根据权利要求1-4任一项所述的转换方法，其特征在于，所述临时支撑结构包括从上到下依次设置的工字钢、千斤顶和临时支撑墩柱；

所述工字钢沿所述桥梁的宽度方向延伸；

在所述工字钢的两端分别设置有一个所述千斤顶；

所述临时支撑墩柱与所述扩大桩基础之间通过锚栓、法兰盘和加劲肋实现固定连接。

6.根据权利要求5所述的转换方法，其特征在于，所述临时支撑结构还包括设置于所述千斤顶与所述工字钢之间、以及设置于所述千斤顶和所述临时支撑墩柱之间的承压钢板；

所述临时支撑墩柱为钢管混凝土柱，包括钢管、设置于所述钢管内的纵向钢筋笼、以及浇筑于所述钢管内的混凝土。

7.一种用于如权利要求1-6任意一项所述的桩基础转换方法的桩基础转换结构，其特征在于，包括：新建桩基础、扩大桩基础、新建墩柱、临时支撑结构以及横梁；

沿桥梁的宽度方向，在所述新建桩基础的两侧分别设置有一个所述扩大桩基础，并且所述新建桩基础和所述扩大桩基础连为一体；

所述新建墩柱的底部固定安装于所述新建桩基础的顶部、顶部固定安装有所述横梁，所述横梁用于支承主梁；

在每个所述扩大桩基础的顶部固定安装有一个所述临时支撑结构，所述临时支撑结构用于支承所述主梁。

8.根据权利要求7所述的桩基础转换结构，其特征在于，在所述新建墩柱与所述新建桩基础之间固定安装有抗震锚栓。

9.根据权利要求7所述的桩基础转换结构，其特征在于，所述临时支撑结构包括从上到下依次设置的工字钢、千斤顶和临时支撑墩柱；

所述工字钢沿所述桥梁的宽度方向延伸；

在所述工字钢的两端分别设置有一个所述千斤顶。

10.根据权利要求9所述的桩基础转换结构，其特征在于，所述临时支撑结构还包括设置于所述千斤顶与所述工字钢之间、以及设置于所述千斤顶和所述临时支撑墩柱之间的承压钢板。

11.根据权利要求9所述的桩基础转换结构，其特征在于，所述临时支撑墩柱为钢管混凝土柱，包括钢管、设置于所述钢管内的纵向钢筋笼、以及浇筑于所述钢管内的混凝土。

12.根据权利要求9所述的桩基础转换结构，其特征在于，所述临时支撑墩柱与所述扩大桩基础之间通过锚栓、法兰盘和加劲肋实现固定连接。

13.根据权利要求9所述的桩基础转换结构，其特征在于，还包括固定安装于所述临时支撑结构和所述横梁顶部的橡胶垫。

14.根据权利要求9所述的桩基础转换结构，其特征在于，所述工字钢为并行排列的双拼工字钢。

15.根据权利要求7-14任一项所述的桩基础转换结构，其特征在于，所述新建桩基础、所述扩大桩基础、所述新建墩柱以及所述横梁均为现场浇筑制成。

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