CN116289488A - 一种抵抗汛期急流的钢栈桥及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抵抗汛期急流的钢栈桥，包括钢栈桥、钢管、锚固装置，锚固装置的一端锚固在钢支座上，另一端通过混凝土与钢管下段以及沉管孔一同锚固在水下。钢管上段在施工完成即可周转回收，周转材料占用时间少，且栈桥钢管桩的平联可兼做锚梁的传力结构，抗洪结构总体使用成本低。锚固装置的约束连接可靠，整个锚固结构具有摩擦桩性质，利用扩孔构造使岩层也充分参与受力提供有效约束，同时锚固体自重也提供了抵抗设计流水荷载的约束作用，其施工方法受地质、地形影响较小，相对于传统抗洪构造受力构件规避了长钢管受压的压杆稳定问题，适应性更强，且提高了材料利用率、周转率。

Description

一种抵抗汛期急流的钢栈桥及其施工方法

技术领域

本发明属于钢栈桥施工技术领域，具体涉及一种抵抗汛期急流的钢栈桥及其施工方法。

背景技术

传统的钢栈桥抗洪结构多采用竖直抗洪桩，并通过组合型钢或钢管平联结构与既有栈桥连接，以提高钢栈桥的抗洪性能。采用传统方法对于大水深、高流速的工况材料利用率不高，周转率较差，提供水平约束不足。且存在部分工程平联连接强度不足，洪峰过后钢栈桥冲毁而抗洪桩独存的现象。

造成此类问题的原因主要在于，汛期急流工况下，影响栈桥结构安全的控制性荷载流水压力为水平力，其作用点按相关技术标准位于水位线下0.3倍水深处，对于大水深、高流速的工况下，由于水平荷载大、作用力臂长，钢管桩理论嵌固点处弯矩较大，易由于抗弯强度不足而发生破坏。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，本申请提供了一种抵抗汛期急流的钢栈桥及其施工方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种抵抗汛期急流的钢栈桥，包括：

钢栈桥，在所述钢栈桥上设有锚梁，在所述锚梁上设有位于预设洪水压力作用面上方的钢支座；

钢管，所述钢管包括以可拆方式相互拼接的钢管上段和钢管下段，所述钢管上段上端用于将沉管激振力传递至钢管下段，并在沉管完成后吊出所述钢管上段，所述钢管下段留于沉管孔内，在施工期间作为软弱地层段的钢护筒，并在施工完成后作为锚固结构组成部分；

锚固装置，所述锚固装置的一端锚固在所述钢支座上，另一端通过混凝土与所述钢管下段以及沉管孔一同锚固在水下。

优选地，所述锚固装置包括：

钢筋笼，所述钢筋笼通过混凝土浇筑于钢管下段以及沉管孔内；

锚索，所述锚索的一端连接在所述钢筋笼上，另一端连接在所述钢支座上；

锚索与钢筋笼之间设置有靠近河床面位置的锚具连接器，用以调节锚索自由段的角度。

优选地，钢管下段以及沉管孔设有与其孔径相适配的定位钢筋骨架，所述定位钢筋骨架与所述钢筋笼固定连接；

在所述锚索对应所述钢筋笼的一端套接有隔离套管，并用橡胶套封堵隔离套管端部与锚索间的孔隙。

优选地，所述钢管下段的上沿设有多组限位板，所述限位板包括设置于所述钢管上段内外两侧的内限位板和外限位板，所述内限位板和外限位板之间的空隙与所述钢管上段的壁厚相适配。

优选地，钢管下段的下沿的外侧设有不少于两个向上延伸的连接板，所述钢管上段设有对应所述连接板两侧的预制孔槽，所述预制孔槽内设有紧固件，所述紧固件两端回折，回折的两端分别伸向所述连接板外侧和所述钢管上段内侧，在所述紧固件一端的回折部分螺纹连接有用以顶紧所述连接板外侧的紧固螺栓；

在钢管上段与钢管下段在吊装状态下留有缝隙，所述连接板外侧的中部设有顶推板，所述顶推板上沿抵触所述紧固螺栓；

通过施加激振力完成沉管后，所述钢管上段贴紧所上述钢管下段，所述紧固件在顶推板顶推下发生倾斜并脱离所述连接板。

本申请还提供一种抵抗汛期急流的钢栈桥施工方法，对任一所述钢栈桥进行施工，其特征在于，包括：

步骤S1，进行钢栈桥主体结构施工；

步骤S2，对钢管上段和钢管下段进行组装，整体吊装沉放后利用振动锤激振力进行钢管沉管操作；

步骤S3，在钢管沉管过程中，钢管上段和钢管下段受激振力振动解除连接锁定，待沉管就位后，拔出钢管上段进行回收周转，钢管下段滞留于软弱地层，以作为软弱地层段的钢护筒；

步骤S4，下放锚固装置，锚固装置下端锚固于钢管下段以及沉管孔内，另一端张拉于钢栈桥的锚梁上。

优选地，步骤S1中，首先进行钢栈桥的钢管桩施工；

在钢栈桥的钢管桩之间安装纵向和横向平联，以平联为基础焊接锚梁和钢支座，其中，钢支座用于连接锚固装置，钢支座位于预设洪水压力作用面上方；

通过平联与所述锚梁直接连接的钢管桩内回填灌砂，灌砂标高位于钢支座上方；

依次安装钢栈桥的承重主横梁、贝雷主纵梁和桥面系，完成钢栈桥施工。

优选地，步骤S2中，利用钢栈桥既有结构施工导向架，通过引孔设备将沉管孔引孔至岩层面以下；

钢管沉管到位后，利用扩孔设备对沉管孔进行扩孔操作，扩孔角度不小于15°；

扩孔工序完成后进行清孔作业。

优选地，在步骤S4中，所述锚固装置钢筋笼和锚索，所述钢筋笼位于钢管下段以及沉管孔内，所述锚索的一端连接在所述钢筋笼上，另一端连接在所述钢支座上；

在所述钢管下段以及沉管孔内浇注混凝土，以与所述锚索体系、钢管下段、钢筋笼及钢筋骨架共同构成水中锚固结构体系。

优选地，混凝土到达指定强度后张拉锚索，预张拉值设置为锚索设计最小破断力的15％～30％，锚索张拉后与钢筋笼的夹角不大于10度。

有益效果：钢管上段在施工完成即可周转回收，周转材料占用时间少，且栈桥钢管桩的平联可兼做锚梁的传力结构，抗洪结构总体使用成本低。

锚固装置的约束连接可靠，整个锚固结构具有摩擦桩性质，利用扩孔构造使岩层也充分参与受力提供有效约束，同时锚固体自重也提供了抵抗设计流水荷载的约束作用，其施工方法受地质、地形影响较小，相对于传统抗洪构造受力构件规避了长钢管受压的压杆稳定问题，适应性更强，且提高了材料利用率、周转率，相同施工及使用总成本下，具有更高的承载力，并对栈桥钢管桩具有加固作用。

采用引孔清孔后施工锚固结构的施工方法，抗洪构造施工受地质及地形影响小，相对于斜桩构造具有更广泛的适应性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明所提供具体实施例中钢栈桥的结构示意图；

图2为本发明所提供具体实施例中锚固装置的连接示意图；

图3为本发明所提供具体实施例中锚固装置的放大示意图示意图；

图4为本发明所提供具体实施例中钢管上段和钢管下端的连接状态简图；

图5为本发明所提供具体实施例中钢管上段和钢管下端的沉管状态简图；

图6为图4中A-A向剖视图；

图7为图6中B-B向剖视图。

图中：1、钢管桩；2、平联；3、导向架；4、预设洪水压力作用面；5、河床面；6、岩层面；7、钢管上段；8、钢管下段；9、沉管孔；10、锚梁；11、钢支座；12、钢筋笼；13、锚索；14、定位钢筋骨架；15、多孔锚具；16、连接索；17、锚具连接器；18、隔离套管；19、连接板；20、紧固件；21、顶推板；22、紧固螺栓；23、外限位板；24、内限位板。

具体实施方式

下面将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的一部分实施例，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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而不是要求本发明必须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。本发明中使用的术语“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；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1-7所示，一种抵抗汛期急流的钢栈桥，包括钢栈桥、钢管和锚固装置，其中，钢栈桥采用主体结构采用钓鱼法引孔插桩、沉桩，栈桥钢管桩1在纵桥向设置为长短跨，短跨两排桩形成“板凳”桩的稳定结构，以增强栈桥整体稳定性，在钢栈桥上设有锚梁10，锚梁10通过平联2与钢管桩1进行连接，在锚梁10上设有位于预设洪水压力作用面4上方的钢支座11；钢管包括以可拆方式相互拼接的钢管上段7和钢管下段8，钢管上段7上端用于将沉管激振力传递至钢管下段8，并在沉管完成后吊出钢管上段7，以此使钢管上段7成为周转料，可重复利用，又能满足施工需求，钢管下段8留于沉管孔9内，以作为软弱地层段的钢护筒，施工完成后还可以作为锚固结构的一部分，通过浇注形成钢管混凝土桩，提高其承载力。钢管上段7拔出后一方面使抗洪结构本身所受流水压力大幅减小至可忽略，使其承载力更高效的用于抵抗栈桥钢管桩1的流水压力；另一方面消除了其对锚索13自由段张拉角度的空间限制，提高了抵抗水平流水压力的效率；锚固装置的一端锚固在钢支座11上，另一端通过混凝土与所述钢管下段8以及沉管孔9一同锚固在水下。

在本实施中，下放钢管前引孔深度须穿透覆盖层，进入岩层面6顶部以下30～50cm。引孔孔径及孔中心至栈桥的距离的设置须保证锚索13自由段于锚梁10处连接张拉后与竖直面的角度大于等于15度。

沉设钢管至设计标高，钢管下段8顶面在沉设到位后高出河床面5500mm为宜，保证钢管下段8与岩层嵌固稳定后，即可采用引孔设备及扩孔设备进行岩层钻孔及扩孔作业。

钢管桩1安装完成后安装纵、横桥向平联2，以平联2为基础焊接安装锚梁10及钢支座11；平联2横撑的竖向间距宜均匀设置，以优化锚梁10的受力状态。

在本实施中，第一道平联2横撑标高与最后一道横撑标高的平均值应高出预设洪水压力作用面4标高300～500mm，以减小栈桥钢管桩1最大弯矩，优化传力路径；与锚梁10支撑平联2直接连接的栈桥钢管桩1，若钢管本身强度不足须加强，可采用在管内回填灌砂至锚索13自由段锚固点标高以上500mm，提高栈桥钢管桩1的抗剪及抗压承载力；经计算确有必要，与锚梁10支撑平联2直接连接的栈桥钢管可采用直径壁厚更大及强度更高的钢管。以此使设计流水压力作用面标高与锚索13拉力的作用点标高尽可能接近，减小栈桥钢管桩1的最大弯矩，提高栈桥钢管桩1承载力，提高材料强度有效利用率。

在一可选实施例中，锚固装置包括钢筋笼12和锚索13，钢筋笼12位于钢管下段8以及沉管孔9内，具体地，钢筋笼12上半段位于钢管下段8内，钢筋笼12下半段位于沉管孔9内，锚索13的一端连接在钢筋笼12上，另一端连接在钢支座11上，从而对钢栈桥进行牵引，为了保证牵引的稳定性，在钢管下段8以及沉管孔9内浇注混凝土，从而由钢管下段8、锚索13、钢筋笼12、钢筋骨架、混凝土及岩土层共同构成水中锚固结构体系。

钢筋笼12与钢管下段8以及沉管孔9轴线具有一定的倾角，以增大锚索13力的水平分量，提高抵抗流水压力的效率与抗洪性能。在本实施例，扩孔角度大于等于15度，施工阶段作为浇筑混凝土时软弱覆盖层的护筒，施工完成后作为锚固结构的一部分，作为钢管混凝土桩，作为混凝土的约束构造，提高其承载力。拔吊钢管上段7后，一方面使抗洪结构本身所受流水压力大幅减小至可忽略，使其承载力更高效的用于抵抗栈桥钢管桩1的流水压力；另一方面消除了其对锚索13自由段张拉角度的空间限制，提高了抵抗水平流水压力的效率。

在一可选实施例中，钢管下段8以及沉管孔9设有与其孔径相适配的定位钢筋骨架14，定位钢筋骨架14用于于钢管下段8以及沉管孔9进行定位，保持钢筋笼12的稳定性，定位钢筋骨架14内部均匀分布有支撑筋，通过支撑筋将定位钢筋骨架14与钢筋笼12固定连接，定位钢筋骨架14对应锚索13的一端固定连接锚具连接器17，另一端固定连接多孔锚具15，锚具连接器17和多孔锚具15之间通过连接索16连接并施加预应力，连接索16在多孔锚具15和锚具连接器17之间进行连接，钢筋笼12与锚索13的锚具及螺旋筋固定连接后整体沉放，以保证钢筋笼12及锚索13沉放定位精度，同时作为混凝土的构造配筋，在锚索13对应钢筋笼12的一端套接有隔离套管18，并用橡胶套封堵套管端部与锚索13间的孔隙，用以防止混凝土灌入，防止所浇筑混凝土与其黏结，以对锚索13自由段张拉角度进行二次调节。

在本实施例中，钢筋笼12为钢筋捆扎形成的柱状，在钢筋笼12两端设有分别对应锚具连接器17和多孔锚具15的加强螺旋筋。

在一可选实施例中，钢管下段8的上沿设有多组限位板，限位板包括设置于钢管上段7内外两侧的内限位板24和外限位板23，内限位板24和外限位板23之间的空隙与钢管上段7的壁厚相适配，通过限位板导向并约束上下段钢管位置，使其桩对接偏差满足施工要求，限位板预弯，预弯角度2～4度，用于对钢管上段7进行导向，预弯弧段起点在钢管下段8顶面标高以下，限位板作用为钢管上、下段沉桩对接过程及后续锤击嵌固过程的导向及限位。

在本实施例中，限位板优选为4-6组。

在一可选实施例中，钢管上段7、钢管下段8通过吊装连接板19及扣压摩擦式紧固件20连接，沉桩前钢管上下段的端部未直接接触，宜预留3～6cm缝隙，实际施工中，不对紧固件20结构进行限定，以保证连接可靠性及沉桩过程中顶推板21能有效解除紧固件20约束为设置原则。至少设置两个关于钢管对称的连接点进行钢管上段7、钢管下段8连接。

具体来说，紧固件20可以为C形或者U形折弯件，钢管下段8的下沿的外侧设有不少于两个向上延伸的连接板19，钢管上段7设有对应连接板19两侧的预制孔槽，预制孔槽内设有紧固件20，紧固件20两端回折以呈C形，回折的两端分别伸向连接板19外侧和钢管上段7内侧，在紧固件20一端的回折部分螺纹连接有顶紧连接板19外侧的紧固螺栓22，紧固件20通过螺栓施加顶紧压力，并在该顶紧压力的作用下，利用连接板19外侧与钢管上段7内侧的摩擦力平衡钢管下段8的自重，从而对钢管上段7及连接板19进行限定，通过摩擦力保证二者的连接锁定。

钢管上段7与钢管下段8在吊装状态下预留空隙，沉管完成后预留空隙消除，钢管上段7与下段直接接触，连接板19外侧的中部设有顶推板21，所述顶推板21在沉管过程中顶落卸掉紧固件20的连接，以方便在钢管下段8沉放就位后，拔出钢管上段7进行周转利用，同时大幅减小抗洪结构本身所受流水压力，提高结构抗洪性能。

在钢管上段7与钢管下段8在吊装状态下留有缝隙，所述连接板19外侧的中部设有顶推板21，所述顶推板21上沿抵触所述紧固螺栓22，使钢管下段8和钢管上段7之间缝隙宽度为3～6cm，具体视紧固件20的大小而定。

钢管就位及垂直度检核后进行沉管，通过施加激振力完成沉管后，所述钢管上段7贴紧所上述钢管下段8，所述紧固件20在顶推板21顶推下发生倾斜并脱离所述连接板19。

本发明还提供一种抵抗汛期急流的钢栈桥施工方法，对上述任一钢栈桥进行施工，包括：

步骤S1，进行钢栈桥主体结构施工，钢栈桥采用主体结构采用钓鱼法引孔插桩、沉桩，钢管桩1安装完成后安装纵、横桥向平联2，以平联2为基础焊接安装锚梁10及钢支座11；平联2横撑的竖向间距宜均匀设置，以优化锚梁10的受力状态。

步骤S2，对钢管上段7和钢管下段8进行组装，然后利用激振力进行钢管沉管操作。

钢管上段7、钢管下段8通过吊装连接板19及扣压摩擦式紧固件20连接，紧固件20可以为C形或者U形折弯件，钢管下段8的下沿的外侧设有不少于两个向上延伸的连接板19，钢管上段7设有对应连接板19两侧的预制孔槽，预制孔槽内设有紧固件20，紧固件20两端回折以呈C形，回折的两端分别伸向连接板19外侧和钢管上段7内侧，在紧固件20一端的回折部分螺纹连接有顶紧连接板19外侧的紧固螺栓22，紧固件20通过螺栓施加顶紧压力，并在该顶紧压力的作用下，利用连接板19外侧与钢管上段7内侧的摩擦力平衡钢管下段8的自重，从而对钢管上段7及连接板19进行限定，通过摩擦力保证二者的连接锁定。

钢管上段7与钢管下段8在吊装状态下预留空隙，沉管完成后预留空隙消除，钢管上段7与下段直接接触，连接板19外侧的中部设有顶推板21，所述顶推板21在沉管过程中顶落卸掉紧固件20的连接，以方便在钢管下段8沉放就位后，拔出钢管上段7进行周转利用，同时大幅减小抗洪结构本身所受流水压力，提高结构抗洪性能。

在钢管上段7与钢管下段8在吊装状态下留有缝隙，所述连接板19外侧的中部设有顶推板21，所述顶推板21上沿抵触所述紧固螺栓22，使钢管下段8和钢管上段7之间缝隙宽度为3～6cm，具体视紧固件20的大小而定。

钢管就位及垂直度检核后进行沉管，通过施加激振力完成沉管后，所述钢管上段7贴紧所上述钢管下段8，所述紧固件20在顶推板21顶推下发生倾斜并脱离所述连接板19。

待沉管就位后，拔出钢管上段7进行回收周转，钢管下段8滞留于软弱地层，以作为软弱地层段的钢护筒。

施工完成后作为锚固结构的一部分，作为钢管混凝土桩，作为混凝土的约束构造，提高其承载力。拔吊钢管上段7后，一方面使抗洪结构本身所受流水压力大幅减小至可忽略，使其承载力更高效的用于抵抗栈桥钢管桩1的流水压力；另一方面消除了其对锚索13自由段张拉角度的空间限制，提高了抵抗水平流水压力的效率。

步骤S4，下放锚固装置，锚固装置下端锚固于钢管下段8以及沉管孔9内，另一端张拉于钢栈桥的锚梁10上。锚具连接器17设置于靠近河床面5位置处，用以调节锚索13自由段的角度，以增大锚索13力的水平分量，提高抗洪性能

在一可选实施例中，步骤S1中，首先进行钢栈桥的钢管桩1施工。栈桥钢管桩1在纵桥向设置为长短跨，短跨两排桩形成“板凳”桩的稳定结构，以增强栈桥整体稳定性。

在钢栈桥的钢管桩1之间安装纵向和横向平联2，以平联2为基础焊接锚梁10和钢支座11，其中，钢支座11用于连接锚固装置，钢支座11位于预设洪水压力作用面4上方。

第一道平联2横撑标高与最后一道横撑标高的平均值应高出设计洪水位下设计流水压力作用面标高300～500mm，以减小栈桥钢管桩1最大弯矩，优化传力路径；与锚梁10支撑平联2直接连接的栈桥钢管桩1，若钢管本身强度不足须加强，可采用在管内回填灌砂至锚索13自由段锚固点标高以上500mm，提高栈桥钢管桩1的抗剪及抗压承载力；经计算确有必要，与锚梁10支撑平联2直接连接的栈桥钢管可采用直径壁厚更大及强度更高的钢管。以此使设计流水压力作用面标高与锚索13拉力的作用点标高尽可能接近，减小栈桥钢管桩1的最大弯矩，提高栈桥钢管桩1承载力，提高材料强度有效利用率。

若钢管本身强度不足须加强，通过平联2与锚梁10直接连接的钢管桩1内回填灌砂，灌砂标高位于钢支座11上方，回填灌砂至钢支座11标高以上500mm，提高栈桥钢管桩1的抗剪及抗压承载力。

依次安装钢栈桥的承重主横梁、贝雷主纵梁和桥面系，完成钢栈桥施工。

在一可选实施例中，步骤S2中，利用钢栈桥既有结构施工导向架，根据锚固结构的位置，也可利用贝雷梁与型钢梁组合，利用贝雷梁的优良抗弯刚度增大作业距离，以增大锚索13拉力角度，增大其水平分量占合力比例。

通过引孔设备将沉管孔9引孔至岩层面6以下，具体利用引孔设备引孔穿透覆盖层，进入岩层面6顶部以下30～50cm。

在本实施例中，根据锚固结构的位置，导向架也可利用贝雷梁与型钢梁组合，利用贝雷梁的优良抗弯刚度增大作业距离，以增大锚索13拉力角度，增大其水平分量占合力比例。

钢管沉管到位后，利用扩孔设备对沉管孔9进行扩孔操作，扩孔角度不小于15°，钢管可在施工阶段作为浇筑混凝土时软弱覆盖层的护筒。

扩孔工序完成后进行清孔作业，清孔作业包括但不限于旋挖平底斗清孔、气举反循环清孔等清孔作业方式；清孔作业完成后拔吊钢管上段7，作为下一个抗洪构造的施工周转材料。

在一可选实施例中，在步骤S4中，锚固装置钢筋笼12和锚索13，钢筋笼12位于钢管下段8以及沉管孔9内，锚索13的一端连接在钢筋笼12上，另一端连接在钢支座11上。

锚固装置包括钢筋笼12和锚索13，钢筋笼12位于钢管下段8以及沉管孔9内，具体地，钢筋笼12上半段位于钢管下段8内，钢筋笼12下半段位于沉管孔9内，锚索13的一端连接在钢筋笼12上，另一端连接在钢支座11上。

由钢管下段8、锚索13、钢筋笼12、钢筋骨架、混凝土及岩土层共同构成水中锚固结构体系，从而对钢栈桥提供被动拉力约束，可提供水平向约束以抵抗流水压力的作用，实现良好的抗洪性能。

钢管下段8以及沉管孔9设有与其孔径相适配的定位钢筋骨架14，施工过程定位钢筋骨架14用于保持钢筋笼12沉放就位的稳定性，保持钢筋笼12沉放的设计倾角、标高及平面位置；混凝土浇筑施工完成后，作为锚固混凝土内构造配筋。

在一可选实施例中，混凝土到达指定强度后张拉锚索13，预张拉值设置为锚索13设计最小破断力的15％～30％，锚索13张拉后与钢筋笼12的夹角不大于10度。

具体在定位钢筋骨架14对应锚索13的一端固定连接锚具连接器17，另一端固定连接多孔锚具15，通过锚具连接器17使锚索13张拉后角度接近钢筋笼12轴向。锚具连接器17设置于靠近河床面5位置处，用以调节锚索13自由段的角度，以增大锚索13力的水平分量，提高抗洪性能。

在混凝土龄期5d以上后张拉锚索13自由段并固定与锚梁10的钢支座11上，锚索13锚固段及自由段的锚索13根数、直径、断面形式根据设计工况实际受力需求确定。

本申请所采用的的锚固结构的约束连接可靠，不存在嵌固稳定性难以满足的情形，整个锚固结构具有摩擦桩性质，又利用扩孔构造使岩层也充分参与受力提供有效约束，同时锚固体自重提供了抵抗设计流水荷载的约束作用，其施工方法受地质、地形影响较小，相对于传统抗洪构造受力构件规避了长钢管受压的压杆稳定问题，适应性更强，且提高了材料利用率、周转率，相同施工及使用总成本下，具有更高的承载力，并对栈桥钢管桩1具有加固作用。

钢管上段7在施工完成即可周转回收，周转材料占用时间少，且栈桥钢管桩1的平联2可兼做锚梁10的传力结构，抗洪结构总体使用成本低。采用引孔清孔后施工锚固结构的施工方法，抗洪构造施工受地质及地形影响小，相对于斜桩构造具有更广泛的适应性。预期水流荷载与栈桥提供水平约束的作用点距离小，最大弯矩明显降低，栈桥钢管桩1以受竖向压力、环向压力及剪力为主，三向压应力作用配合栈桥桩内回填灌砂或回填混凝土，能充分发挥不同材料的受力性能，优化了栈桥钢管桩1的受力状态，相同材料与构造的栈桥钢管桩1可承受更大的流水荷载，具备更强的防洪性能，提高了材料利用率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抵抗汛期急流的钢栈桥，其特征在于，包括：

钢栈桥，在所述钢栈桥上设有锚梁，在所述锚梁上设有位于预设洪水压力作用面上方的钢支座；

钢管，所述钢管包括以可拆方式相互拼接的钢管上段和钢管下段，所述钢管上段上端用于将沉管激振力传递至钢管下段，并在沉管完成后吊出所述钢管上段，所述钢管下段留于沉管孔内，在施工期间作为软弱地层段的钢护筒，并在施工完成后作为锚固结构组成部分；

锚固装置，所述锚固装置的一端锚固在所述钢支座上，另一端通过混凝土与所述钢管下段以及沉管孔一同锚固在水下。

2.根据权利要求1所述的抵抗汛期急流的钢栈桥，其特征在于，所述锚固装置包括：

钢筋笼，所述钢筋笼通过混凝土浇筑于钢管下段以及沉管孔内；

锚索，所述锚索的一端连接在所述钢筋笼上，另一端连接在所述钢支座上；

锚索与钢筋笼之间设置有靠近河床面位置的锚具连接器，用以调节锚索自由段的角度。

3.根据权利要求2所述的抵抗汛期急流的钢栈桥，其特征在于，钢管下段以及沉管孔设有与其孔径相适配的定位钢筋骨架，所述定位钢筋骨架与所述钢筋笼固定连接；

在所述锚索对应所述钢筋笼的一端套接有隔离套管，并用橡胶套封堵隔离套管端部与锚索间的孔隙。

4.根据权利要求1所述的抵抗汛期急流的钢栈桥，其特征在于，所述钢管下段的上沿设有多组限位板，所述限位板包括设置于所述钢管上段内外两侧的内限位板和外限位板，所述内限位板和外限位板之间的空隙与所述钢管上段的壁厚相适配。

5.根据权利要求1所述的抵抗汛期急流的钢栈桥，其特征在于，钢管下段的下沿的外侧设有不少于两个向上延伸的连接板，所述钢管上段设有对应所述连接板两侧的预制孔槽，所述预制孔槽内设有紧固件，所述紧固件两端回折，回折的两端分别伸向所述连接板外侧和所述钢管上段内侧，在所述紧固件一端的回折部分螺纹连接有用以顶紧所述连接板外侧的紧固螺栓；

在钢管上段与钢管下段在吊装状态下留有缝隙，所述连接板外侧的中部设有顶推板，所述顶推板上沿抵触所述紧固螺栓；

通过施加激振力完成沉管后，所述钢管上段贴紧所上述钢管下段，所述紧固件在顶推板顶推下发生倾斜并脱离所述连接板。

6.一种抵抗汛期急流的钢栈桥施工方法，对权利要求1-5任一所述钢栈桥进行施工，其特征在于，包括：

步骤S1，进行钢栈桥主体结构施工；

步骤S2，对钢管上段和钢管下段进行组装，整体吊装沉放后利用振动锤激振力进行钢管沉管操作；

步骤S3，在钢管沉管过程中，钢管上段和钢管下段受激振力振动解除连接锁定，待沉管就位后，拔出钢管上段进行回收周转，钢管下段滞留于软弱地层，以作为软弱地层段的钢护筒；

步骤S4，下放锚固装置，锚固装置下端锚固于钢管下段以及沉管孔内，另一端张拉于钢栈桥的锚梁上。

7.根据权利要求6所述的抵抗汛期急流的钢栈桥施工方法，其特征在于，步骤S1中，首先进行钢栈桥的钢管桩施工；

在钢栈桥的钢管桩之间安装纵向和横向平联，以平联为基础焊接锚梁和钢支座，其中，钢支座用于连接锚固装置，钢支座位于预设洪水压力作用面上方；

通过平联与所述锚梁直接连接的钢管桩内回填灌砂，灌砂标高位于钢支座上方；

依次安装钢栈桥的承重主横梁、贝雷主纵梁和桥面系，完成钢栈桥施工。

8.根据权利要求6所述的抵抗汛期急流的钢栈桥施工方法，其特征在于，步骤S2中，利用钢栈桥既有结构施工导向架，通过引孔设备将沉管孔引孔至岩层面以下；

钢管沉管到位后，利用扩孔设备对沉管孔进行扩孔操作，扩孔角度不小于15°；

扩孔工序完成后进行清孔作业。

9.根据权利要求7所述的抵抗汛期急流的钢栈桥施工方法，其特征在于，在步骤S4中，所述锚固装置钢筋笼和锚索，所述钢筋笼位于钢管下段以及沉管孔内，所述锚索的一端连接在所述钢筋笼上，另一端连接在所述钢支座上；

在所述钢管下段以及沉管孔内浇注混凝土，以与所述锚索体系、钢管下段、钢筋笼及钢筋骨架共同构成水中锚固结构体系。

10.根据权利要求6所述的抵抗汛期急流的钢栈桥施工方法，其特征在于，混凝土到达指定强度后张拉锚索，预张拉值设置为锚索设计最小破断力的15％～30％，锚索张拉后与钢筋笼的夹角不大于10度。

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