CN112878170A - 一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构及施工方法及灌注装置 - Google Patents

一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构及施工方法及灌注装置 Download PDF

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任忠生
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Abstract

本发明提供一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构及施工方法及灌注装置，钢栈桥结构包括钢管桩基础、承重梁、贝雷梁、桥面，所述钢管桩基础包括通过钻机在河床裸露岩层上形成的桩位钻孔、固定在桩位钻孔内的钢管桩、置于钢管桩内及钢管桩和桩位钻孔之间的水下混凝土，沿纵桥向设置的钢管桩每两组之间设有连接系，横桥向设置的所述钢管桩之间也设有连接系，所述贝雷梁底部设有贝雷梁限位器将其固定在钢管桩上方，所述桥面包括横桥向均匀设置在贝雷梁上方的横向分配梁、纵桥向设置在横向分配梁上方的纵梁、设置在纵梁上方的桥面板。本发明通过先成孔再钢栈桥施工，最后水下混凝土灌注的工艺，可大大提高施工工期，同时确保了钢栈桥钢管桩基础的稳定性。

Description

一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构及施工方法及灌注装置
技术领域
本发明属于钢栈桥施工技术领域，具体涉及一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构及施工方法及灌注装置。
背景技术
对于深水裸露岩层区栈桥，如采用传统方法施工，钢管桩无法打入岩层至嵌固深度，受风、水流、波浪的作用和影响，栈桥基础的稳定和钢管桩底口的锚固无法得到保证，从而影响栈桥的安全性能和主体工程的施工进度。
现有技术中常采用的施工方法有人造覆盖层、导管架、灌注桩先锚固、灌注桩后锚固等。人造覆盖层方案，需在钢栈桥钢管桩范围内抛填大量土袋，土袋易滚落或被水流冲走，浪费较大，此方案工程量大，施工周期长，成本高；导管架方案，需将多根底部与海底地形相匹配的钢管桩按相对位置在陆上或船上连成导管架，大型运输船运至栈桥桩位处，大吨位起重船吊放安装，并在导管架底部设置水下围堰，浇筑水下混凝土，此方案工程量大，施工难度大，周期长，成本高；灌注桩先锚固方案，是采用水上平台在钢栈桥钢管桩处定位，导向架下放钢管桩至岩面，钻机在钢管桩内成孔，施工锚固桩，将其锚固在岩层中，再进行钢栈桥上部结构施工，此方案灌注桩施工期间钢管桩底口易漏浆，施工周期长，成本高；灌注桩后锚固方案，是先采用打桩船快速插打一组钢管桩，将相邻钢管桩连接成整体，在钢管桩横桥向两侧对称焊接牛腿并搁置横梁，在横梁上搭建贝雷梁，进而搭建桥面板，再采用钻机进行钢管桩内锚固桩施工，此方案施工周期较短，但对于强度较高或岩面较陡的基岩无法实现钢管桩打入岩面足够深度，钢管桩底口在插打过程中极易卷边，且单根钢管桩插打后在大流速作用下易晃动而倾倒，灌注桩施工期间钢管桩底口易漏浆，钢管桩在冲孔过程中因桩底岩面破碎后易下沉而导致栈桥变形坍塌，安全风险大。
发明内容
本发明提供了一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构及施工方法及灌注装置，可大大提高施工工期，同时确保了钢栈桥钢管桩基础的稳定性。
本发明的技术方案是：一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构，包括置于河床裸露岩层上的钢管桩基础、设置在钢管桩基础上的承重梁、设置在承重梁上方的贝雷梁、设置在贝雷梁上方的桥面，所述钢管桩基础包括通过钻机在河床裸露岩层上形成的桩位钻孔、固定在桩位钻孔内的钢管桩、置于钢管桩内及钢管桩和桩位钻孔之间的水下混凝土，沿纵桥向设置的钢管桩每两组之间设有连接系，横桥向设置的所述钢管桩之间也设有连接系，所述贝雷梁底部设有贝雷梁限位器将其固定在钢管桩上方，所述桥面包括横桥向均匀设置在贝雷梁上方的横向分配梁、纵桥向设置在横向分配梁上方的纵梁、设置在纵梁上方的桥面板。
方案进一步地，所述桥面板上设有防护栏。
方案进一步地，所述钢管桩的底部侧面设有混凝土外溢孔，便于钢管桩内混凝土外溢将钢管桩固定，所述混凝土外溢孔,距离钢管桩底部30cm高度。
方案进一步地，所述混凝土外溢孔的数目为4个，设置在钢管桩纵横方向侧面上。
方案进一步地，所述连接系包括上水平连接系、下水平连接系和剪刀连接系，所述上水平连接系和下水平连接系沿钢管桩高度方向设置，所述剪刀连接系设置在上水平连接系和下水平连接系之间。
方案进一步地，所述钢管桩的顶部设有桩帽搭板。
方案进一步地，所述承重梁包括两个横桥向设置的工字钢、设置在两个工字钢之间的连接板。
方案进一步地，所述连接板、桩帽搭板上设有导向孔。
本发明另一方面提供一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构的灌注装置，包括导管和料斗，所述导管的尺寸与连接板、桩帽搭板上的导向孔尺寸匹配。
本发明还提供一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构的施工方法，其步骤包括：
步骤1：进行桩位定位，利用钻机进行桩位引孔在河床裸露岩层上形成桩位钻孔；
步骤2：在步骤1形成的桩位钻孔上安装钢管桩，再依次进行连接系、桩帽搭板、承重梁、贝雷梁、桥面安装；
步骤3：进行下一桩位钻孔施工，循环步骤1和步骤2直至钢栈桥搭成；
步骤4：分批次进行钢管桩底部水下混凝土灌注，安装灌注装置，将导管伸入钢管桩内，从料斗处加入混凝土，混凝土通过钢管桩底部的混凝土外溢孔溢出填充钢管桩及桩位钻孔的间隙，对钢管桩进行握裹稳固。
方案进一步地，进行上述步骤4时，灌注一定高度后，钢管桩内加注水位，保持压力，确保混凝土外溢至钢管桩外，钢管桩和桩位钻孔间隙填充密实。
本发明的优点是：本发明依次进行桩位引孔，再进行钢管桩、钢管桩连接系安装、桩帽钢板安装、承重梁安装、贝雷安装及桥面结构安装，再进行下一孔施工，直至成桥后，再分批次进行钢管桩底部水下混凝土灌注，通过先成孔，再钢栈桥施工，最后水下锚固混凝土灌注的施工工艺，减少各个墩位依次灌注混凝土后等强时间，可大大提高施工工期，同时确保了钢栈桥钢管桩基础的稳定性。
附图说明
图1是本发明一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构的纵桥向结构示意图；
图2是本发明一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构的横桥向结构示意图；
图3是图1中A处局部放大示意图；
图4是钢管桩底部结构示意图；
图5是本发明一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构的灌注装置结构示意图；
图6-图8是本发明施工过程示意图，图6是桩位冲击钻引孔示意图，图7是钢管桩、横向联系、贝雷梁及桥面安装，下一排桩位引孔示意图，图8是水下混凝土灌注示意图；
其中：1、河床裸露岩层，2、桩位钻孔，3、水下混凝土，4、钢管桩，5、连接系，6、桩帽搭板，7、承重梁，8、贝雷梁限位器，9、贝雷梁，10、横向分配梁，11、纵梁，12、桥面板，13、防护栏，14、连接板，15、混凝土外溢孔；
21、料斗，22、导管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做清楚完整的描述，以使本领域的技术人员在不需要作出创造性劳动的条件下，能够充分实施本发明。
如图1-4所示，一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构，包括置于河床裸露岩层上的钢管桩基础、设置在钢管桩基础上的承重梁7、设置在承重梁7上方的贝雷梁9、设置在贝雷梁9上方的桥面，所述钢管桩基础包括通过钻机在河床裸露岩层1上形成的桩位钻孔2、固定在桩位钻孔2内的钢管桩4、置于钢管桩4内及钢管桩4和桩位钻孔2之间的水下混凝土3，沿纵桥向设置的钢管桩4每两组之间设有连接系5，横桥向设置的所述钢管桩4之间也设有连接系5，所述贝雷梁9底部设有贝雷梁限位器8将其固定在钢管桩4上方，所述桥面包括横桥向均匀设置在贝雷梁9上方的横向分配梁10、纵桥向设置在横向分配梁10上方的纵梁11、设置在纵梁11上方的桥面板12。
进一步地，所述桥面板12上设有防护栏13。
进一步地，所述钢管桩4的底部侧面设有混凝土外溢孔15，便于钢管桩4内混凝土外溢将钢管桩4固定，所述混凝土外溢孔15距离钢管桩4底部30cm高度。
进一步地，所述混凝土外溢孔15的数目为4个，设置在钢管桩4纵横方向侧面上。
进一步地，所述连接系5包括上水平连接系、下水平连接系和剪刀连接系，所述上水平连接系和下水平连接系沿钢管桩4高度方向设置，所述剪刀连接系设置在上水平连接系和下水平连接系之间。
进一步地，所述钢管桩4的顶部设有桩帽搭板6。
进一步地，所述承重梁7包括两个横桥向设置的工字钢、设置在两个工字钢之间的连接板14。
进一步地，所述连接板14、桩帽搭板6上设有导向孔。
一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构的灌注装置，如图5所示，包括导管22和料斗21，所述导管22的尺寸与连接板14、桩帽搭板6上的导向孔尺寸匹配，便于导管22从上至下依次贯穿下放至桩位钻孔2底部以上30cm处。
如图6-8所示，一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构的施工方法，其步骤包括：
步骤1：进行桩位定位，利用钻机进行桩位引孔在河床裸露岩层1上形成桩位钻孔2；
步骤2：在步骤1形成的桩位钻孔2上安装钢管桩4，再依次进行连接系5、桩帽搭板6、承重梁7、贝雷梁9、桥面安装；
步骤3：进行下一桩位钻孔2施工，循环步骤1和步骤2直至钢栈桥搭成；
步骤4：分批次进行钢管桩4底部水下混凝土3灌注，安装灌注装置，将导管22伸入钢管桩4内，从料斗21处加入混凝土，混凝土通过钢管桩4底部的混凝土外溢孔15溢出填充钢管桩4及桩位钻孔2的间隙，对钢管桩4进行握裹稳固，钢管桩4底部。
进一步地，进行上述步骤4时，灌注一定高度后（如50cm），钢管桩内4加注水位，保持压力，确保混凝土外溢至钢管桩4外，钢管桩4和桩位钻孔2间隙填充密实。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述，需要指出的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构，其特征在于，包括置于河床裸露岩层上的钢管桩基础、设置在钢管桩基础上的承重梁、设置在承重梁上方的贝雷梁、设置在贝雷梁上方的桥面，所述钢管桩基础包括通过钻机在河床裸露岩层上形成的桩位钻孔、固定在桩位钻孔内的钢管桩、置于钢管桩内及钢管桩和桩位钻孔之间的水下混凝土，沿纵桥向设置的钢管桩每两组之间设有连接系，横桥向设置的所述钢管桩之间也设有连接系，所述贝雷梁底部设有贝雷梁限位器将其固定在钢管桩上方，所述桥面包括横桥向均匀设置在贝雷梁上方的横向分配梁、纵桥向设置在横向分配梁上方的纵梁、设置在纵梁上方的桥面板。
2.根据权利要求1所述的一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构，其特征在于，所述桥面板上设有防护栏。
3.根据权利要求2所述的一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构，其特征在于，所述钢管桩的底部侧面设有混凝土外溢孔，便于钢管桩内混凝土外溢将钢管桩固定，所述混凝土外溢孔距离钢管桩底部30cm高度，所述混凝土外溢孔的数目为4个，设置在钢管桩纵横方向侧面上。
4.根据权利要求3所述的一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构，其特征在于，所述连接系包括上水平连接系、下水平连接系和剪刀连接系，所述上水平连接系和下水平连接系沿钢管桩高度方向设置，所述剪刀连接系设置在上水平连接系和下水平连接系之间。
5.根据权利要求4所述的一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构，其特征在于，所述钢管桩的顶部设有桩帽搭板。
6.根据权利要求5所述的一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构，其特征在于，所述承重梁包括两个横桥向设置的工字钢、设置在两个工字钢之间的连接板。
7.根据权利要求6所述的一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构，其特征在于，所述连接板、桩帽搭板上设有导向孔。
8.一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构的灌注装置，其特征在于，包括导管和料斗。
9.一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构的施工方法，其特征在于，其步骤包括：
步骤1：进行桩位定位，利用钻机进行桩位引孔在河床裸露岩层上形成桩位钻孔；
步骤2：在步骤1形成的桩位钻孔上安装钢管桩，再依次进行连接系、桩帽搭板、承重梁、贝雷梁、桥面安装；
步骤3：进行下一桩位钻孔施工，循环步骤1和步骤2直至钢栈桥搭成；
步骤4：分批次进行钢管桩底部水下混凝土灌注，安装灌注装置，将导管伸入钢管桩内，从料斗处加入混凝土，混凝土通过钢管桩底部的混凝土外溢孔溢出填充钢管桩及桩位钻孔的间隙，对钢管桩进行握裹稳固。
10.根据权利要求9所述的一种深水裸露岩层河道钢栈桥结构的施工方法，其特征在于，进行上述步骤4时，灌注一定高度后，钢管桩内加注水位，保持压力，确保混凝土外溢至钢管桩外，钢管桩和桩位钻孔间隙填充密实。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113789723A (zh) * 2021-09-03 2021-12-14 中交基础设施养护集团有限公司 一种无覆盖层裸露斜岩河床水上施工平台的施工方法

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