CN114941284A - 永临结合塔吊基础及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永临结合塔吊基础及其施工方法，采用悬臂现浇箱梁作为塔吊基础，通过严谨的结构受力模拟验算保证悬臂现浇箱梁在塔吊各种工作状态下的结构安全性，以一种永临结合方式优化原有临时性桩基、承台塔吊基础，有效降低塔吊安装高度，减少临时措施投入成本，避免桩基、承台二次破除产生的资源浪费。本发明解决了悬臂现浇桥梁施工过程中的用于安装塔吊的基础结构后续需要破除，无法重复利用，施工成本高的问题。

Description

永临结合塔吊基础及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种永临结合塔吊基础及其施工方法。

背景技术

在悬臂现浇桥梁施工过程中，受材料垂直运输高度限制，一般采用塔吊辅助完成施工料具的垂直运输。现有的相关技术中，塔吊均采用矩形板式桩基基础形式，按照桩基施工、承台施工、塔吊安装流程逐一绑扎钢筋、浇筑混凝土、安装塔吊，使用完成后桩基废弃、承台破除，施工措施费用高，无法重复利用。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种永临结合塔吊基础及其施工方法，以解决悬臂现浇桥梁施工过程中的用于安装塔吊的基础结构后续需要破除，无法重复利用，施工成本高的问题。

为实现上述目的，提供一种永临结合塔吊基础，包括：

桥梁墩柱；

沿桥梁长度方向设置的悬臂现浇箱梁，所述桥梁墩柱支撑于所述桥梁墩柱的中部，所述悬臂现浇箱梁具有相对的两悬挑端，所述悬臂现浇箱梁的厚度自所述中部向所述两悬挑端逐渐缩小，所述悬臂现浇箱梁内形成有一内部孔道；

四道临时固结钢管立柱，四道所述临时固结钢管立柱分别支撑于两所述悬挑端；以及

供塔吊安装的预埋组件，安装于所述悬臂现浇箱梁的顶部。

本发明提供一种永临结合塔吊基础的施工方法，包括以下步骤：

浇筑桥梁墩柱，并于所述桥梁墩柱的相对两侧浇筑四道临时固结钢管立柱；

于所述桥梁墩柱和四道所述临时固结钢管立柱的上部浇筑悬臂现浇箱梁，同时在所述悬臂现浇箱梁中埋设预埋组件，使得所述预埋组件安装于所述悬臂现浇箱梁的顶部；

在所述悬臂现浇箱梁的硬度达到设计要求后，于所述预埋组件上安装塔吊，在所述塔吊拆除后，割除所述预埋组件的外露于所述悬臂现浇箱梁的部分；

将割除所述预埋组件的外露部分后的所述悬臂现浇箱梁连通于桥梁的其它悬臂现浇箱梁，在所述悬臂现浇箱梁与所述其它悬臂现浇箱梁贯通后，与所述悬臂现浇箱梁和所述其它悬臂现浇箱梁的顶部施工桥面结构。

进一步的，在实施所述浇筑桥梁墩柱的步骤之前，对所述永临结合塔吊基础进行结构安全受力分析。

进一步的，所述结构安全受力分析包括：

基于悬臂现浇箱梁的结构尺寸，利用空间有限元分析软件建立有限元模型，对塔吊布置在悬臂现浇箱梁上进行模拟分析；

在所述有限元模型中施加塔吊各类工作状态下垂直荷载，水平力，弯矩，扭矩，挂篮垂直荷载，由所述空间有限元分析软件输出悬臂现浇箱梁梁体相应应力、弯矩、变形分析图，与设计限值对比分析验证结构安全性；

采用空间有限元分析软件建立悬臂现浇箱梁梁体实体模型，同样施加各类荷载对悬臂现浇箱梁梁体各截面剪应力进行分析，保证最大剪应力小于等于混凝土抗剪强度设计值，同时以局部承压构件承载力模拟验算，对塔吊单个预埋组件的位置局部承压状态进行受力分析，验证悬臂现浇箱梁抗剪切破坏安全性；

由工程建设管理软件输出常规基础承台配筋率，对比悬臂现浇箱梁梁体配筋情况，确保基础配筋率符合结构受力要求。

本发明的有益效果在于，本发明采用悬臂现浇箱梁作为塔吊基础，通过严谨的结构受力模拟验算保证悬臂现浇箱梁在塔吊各种工作状态下的结构安全性，以一种永临结合方式优化原有临时性桩基、承台塔吊基础，有效降低塔吊安装高度，减少临时措施投入成本，避免桩基、承台二次破除产生的资源浪费。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例的永临结合塔吊基础的纵向断面图。

图2为本发明实施例的永临结合塔吊基础的横向断面图。

图3为本发明实施例的塔吊的分解结构示意图。

图4为本发明实施例的预埋组件的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参照图1至图4所示，本发明提供了一种永临结合塔吊基础，包括：桥梁墩柱1、悬臂现浇箱梁2、四道临时固结钢管立柱4和预埋组件5。

在本实施例中，桥梁墩柱1和悬臂现浇箱梁2设置于桥梁的架设路线上。在后续塔吊拆卸后，桥梁墩柱和悬臂现浇箱梁仍然可以用于构成桥梁。

具体的，悬臂现浇箱梁沿桥梁长度方向设置。桥梁墩柱1支撑于桥梁墩柱1的中部，悬臂现浇箱梁2具有相对的两悬挑端。在本实施例中，悬臂现浇箱梁2的厚度自悬臂现浇箱梁的中部向悬臂现浇箱梁的两悬挑端逐渐缩小。悬臂现浇箱梁2的内部形成有贯通的一内部孔道20。悬臂现浇箱梁内部形成有人洞30。

四道临时固结钢管立柱4分别支撑于悬臂现浇箱梁2的两悬挑端的底部。

预埋组件5安装于所述悬臂现浇箱梁2的顶部。预埋组件5用于供塔吊6安装。在本实施例中，塔吊6的塔身包括多节标准节61，多节标准节同轴且竖向设置可拆卸地连接在一起。塔身的最底层的标准节安装于底座节62，底座节连接于预埋组件。

本发明的永临结合塔吊基础，利用悬臂现浇箱梁起始3m节段作为塔吊基础，在悬臂现浇箱梁在浇筑、养护完成后直接安装塔吊，有效降低塔吊高度，塔吊使用完成后拆除塔吊，切除悬臂现浇箱梁中外露的预埋组件进而直接在悬臂现浇箱梁上组织上部桥面结构的施工，另一方面，避免桩基、承台二次破除产生的资源浪费，减少塔吊临时措施投入成本。

作为一种较佳的实施方式，悬臂现浇箱梁的内部孔道20的内径尺寸自悬臂现浇箱梁的内部孔道20中部向悬臂现浇箱梁的内部孔道20的两端逐渐变大。具体的，利用悬臂现浇箱梁内部孔道渐变起始点3m节段的顶板加厚特性满足塔吊固定支腿埋置深度要求。

参阅图4，在本实施例中，悬臂现浇箱梁包括底板、顶板和侧板。其中，底板与顶板同向设置，底板与顶板的相对两侧之间分别连接有侧板。底板和顶板的厚度，自中部向两端逐渐缩小。

悬臂现浇箱梁的顶板在钢筋绑扎过程中测量放样人洞的位置，按照人洞对应的平面中心点双向外扩1m四角定点埋设预埋组件，埋深按照塔吊厂家要求设置，同时不大于悬臂现浇箱梁的顶板厚度。

作为一种较佳的实施方式，参阅图3和图4，预埋件包括：承压板 51、锚固柱52、和多道支撑板53。在本实施例中，承压板51埋设于悬臂现浇箱梁2的顶部内。承压板沿水平方向设置。锚固柱设置于承压板的上方。具体的，锚固柱52的下端埋设于悬臂现浇箱梁2的顶部内且连接于承压板的上部；锚固柱52的上端伸至悬臂现浇箱梁2的顶部的上方，用于连接塔吊的塔身的底座。

支撑板53斜向支撑于承压板与锚固柱的侧面之间。多道支撑板沿锚固柱的圆周方向间隔设置。

在本实施例中，锚固柱为角钢，如图4所示，支撑板设置有四道，四道支撑板沿锚固柱的周向方向等间距设置。

作为一种较佳的实施方式，悬臂现浇箱梁2的每一端的临时固结钢管立柱4的数量为多根。多根临时固结钢管立柱4沿悬臂现浇箱梁2的宽度方向间隔设置。悬臂现浇箱梁2的每一端的多根临时固结钢管立柱4 之间连接有连系粱41。悬臂现浇箱梁2的顶部标高适配于所述桥梁的桥面标高。在塔吊使用过后拆除塔身后，悬臂现浇箱梁与其它悬臂现浇箱梁连接贯通形成桥梁，避免破除，降低施工成本，提供了施工效率。

本发明提供一种永临结合塔吊基础的施工方法，包括以下步骤：

S1：浇筑桥梁墩柱1，并于所述桥梁墩柱1的相对两侧浇筑四道临时固结钢管立柱4。

S2：于所述桥梁墩柱1和四道所述临时固结钢管立柱4的上部浇筑悬臂现浇箱梁2，同时在所述悬臂现浇箱梁2中埋设预埋组件5，使得所述预埋组件5安装于所述悬臂现浇箱梁2的顶部。

S3：在所述悬臂现浇箱梁2的硬度达到设计要求后，于所述预埋组件5上安装塔吊，在所述塔吊拆除后，割除所述预埋组件5的外露于所述悬臂现浇箱梁2的部分。

S4：将割除所述预埋组件5的外露部分后的所述悬臂现浇箱梁2连通于桥梁的其它悬臂现浇箱梁2，在所述悬臂现浇箱梁2与所述其它悬臂现浇箱梁2贯通后，与所述悬臂现浇箱梁2和所述其它悬臂现浇箱梁2 的顶部施工桥面结构。

为保证悬臂现浇箱梁充当塔吊基础，且能确保在塔吊作业状态综合受力情况下的结构安全性，在施工之前对本发明的永临结合塔吊基础结构进行如下受力分析：

S0-1：采用Midas/Civil软件按照悬臂现浇箱梁的结构尺寸建立有限元模型，对塔吊布置在悬臂现浇箱梁上进行模拟分析。悬臂现浇箱梁、桥梁墩柱、承台及临时固结钢管立柱(即钢管混凝土立柱)采用梁单元模拟，临时固结钢管立柱与悬臂现浇箱梁、承台(桥梁墩柱的底部的支撑构件)之间采用刚性连接，承台底采用一般支撑固结。

S0-2：在有限元模型中施加塔吊各类工作状态下垂直荷载Fv，水平力Fh，弯矩M，扭矩Mn，挂篮垂直荷载FG，由Midas/Civil软件输出悬臂现浇箱梁梁体相应应力、弯矩、变形分析图，与设计限值对比分析验证结构安全性。

S0-3：采用Midas/Civil软件建立悬臂现浇箱梁梁体实体模型，同样施加各类荷载对悬臂现浇箱梁梁体各截面剪应力进行分析，保证最大剪应力不大于混凝土抗剪强度设计值，同时辅以局部承压构件承载力模拟验算，对塔吊单个预埋组件的位置局部承压状态进行受力分析，验证悬臂现浇箱梁梁体抗剪切破坏安全性；

S0-4：由品茗软件输出常规基础承台配筋率，对比悬臂现浇箱梁梁体配筋情况，确保基础配筋率符合结构受力要求。

本发明实施例中，以悬臂现浇箱梁作为塔吊基础，塔身直接安装悬臂现浇箱梁的顶板上，结构受力分析方法采用Midas/Civil软件建立有限元模型及实体模型，进行悬臂现浇箱梁梁体结构在塔吊工作状态下受力情况分析，辅以局部承压验算模拟悬臂现浇箱梁的人洞的受力状态。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (4)

1.一种永临结合塔吊基础，其特征在于，包括：

桥梁墩柱；

沿桥梁长度方向设置的悬臂现浇箱梁，所述桥梁墩柱支撑于所述桥梁墩柱的中部，所述悬臂现浇箱梁具有相对的两悬挑端，所述悬臂现浇箱梁的厚度自所述中部向所述两悬挑端逐渐缩小，所述悬臂现浇箱梁内形成有一内部孔道；

四道临时固结钢管立柱，四道所述临时固结钢管立柱分别支撑于两所述悬挑端；以及

供塔吊安装的预埋组件，安装于所述悬臂现浇箱梁的顶部中。

2.一种如权利要求1中所述的永临结合塔吊基础的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

浇筑桥梁墩柱，并于所述桥梁墩柱的相对两侧浇筑四道临时固结钢管立柱；

于所述桥梁墩柱和四道所述临时固结钢管立柱的上部浇筑悬臂现浇箱梁，同时在所述悬臂现浇箱梁中埋设预埋组件，使得所述预埋组件安装于所述悬臂现浇箱梁的顶部；

在所述悬臂现浇箱梁的硬度达到设计要求后，于所述预埋组件上安装塔吊，在所述塔吊拆除后，割除所述预埋组件的外露于所述悬臂现浇箱梁的部分；

将割除所述预埋组件的外露部分后的所述悬臂现浇箱梁连通于桥梁的其它悬臂现浇箱梁，在所述悬臂现浇箱梁与所述其它悬臂现浇箱梁贯通后，与所述悬臂现浇箱梁和所述其它悬臂现浇箱梁的顶部施工桥面结构。

3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，在实施所述浇筑桥梁墩柱的步骤之前，对所述永临结合塔吊基础进行结构安全受力分析。

4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于，所述结构安全受力分析包括：

基于悬臂现浇箱梁的结构尺寸，利用空间有限元分析软件建立有限元模型，对塔吊布置在悬臂现浇箱梁上进行模拟分析；

在所述有限元模型中施加塔吊各类工作状态下垂直荷载，水平力，弯矩，扭矩，挂篮垂直荷载，由所述空间有限元分析软件输出悬臂现浇箱梁梁体相应应力、弯矩、变形分析图，与设计限值对比分析验证结构安全性；

采用空间有限元分析软件建立悬臂现浇箱梁梁体实体模型，同样施加各类荷载对悬臂现浇箱梁梁体各截面剪应力进行分析，保证最大剪应力小于等于混凝土抗剪强度设计值，同时以局部承压构件承载力模拟验算，对塔吊单个预埋组件的位置局部承压状态进行受力分析，验证悬臂现浇箱梁抗剪切破坏安全性；

由工程建设管理软件输出常规基础承台配筋率，对比悬臂现浇箱梁梁体配筋情况，确保基础配筋率符合结构受力要求。

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