CN210975793U - 一种节段桩施工专用反力工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于地基工程技术领域，具体涉及一种节段桩施工专用反力工装，包括根式基础、锚梁、轨道平台和主平台，锚梁通过连接锚索固定在根式基础上方，连接锚索为若干根，竖直插入在根式基础壁内且固定连接，轨道平台为两根安装在地面且相互平行的轨道，根式基础位于两根轨道中间位置，主平台包括主承载平台、顶压横梁、反力压板、顶板、千斤顶系统、控制室、主拉杆和卷扬机，克服了现有技术的不足，工装设备安装、调试、锁定、顶压施工应充分配合根式基础的结构特点，利用其优越的地锚性能及预制快件的加工标准化性能，在工作面条件允许的情况下，采用多工作面搭接流水作业，充分发挥机械化作业的优势，缩短施工周期，节约成本。

Description

一种节段桩施工专用反力工装

技术领域

本实用新型属于地基工程技术领域，具体涉及一种节段桩施工专用反力工装。

背景技术

桥梁基础是桥梁结构物直接与地基接触的最下部分，是桥梁下部结构的重要组成部分。承受基础传来的荷载的部一部分地层则称为地基。地基与基础受到各种荷载后，其本身将产生应力和变形，为了保证桥梁的正常使用和安全，地基和基础必须具有足够的强度和稳定性，变形也应在容许范围之内。

桥梁基础的作用是承受上部结构传来的全部荷载，并把它们和下部结构荷载传递给地基。因此，为了全桥的安全和正常使用，要求地基和基础要有足够的强度、刚度和整体稳定性，使其不产生过大的水平变位或不均匀沉降。

与一般建筑物基础相比，桥梁基础埋置较深，其原因是：①由于作用在基础上的荷载集中而强大，加之浅层土一般比较松软，很难承受住这种荷载，故有必要把基础向下延伸，使置于承载力较高的地基上；②对于水中墩台基础，由于河床受到水流的冲刷，桥梁基础必须有足够的埋深，以防冲刷基础底面(简称基底)而造成桥梁沉陷或倾覆事故。一般规定桥梁的明挖、沉井、沉箱等基础的基底按其重要性和维修加固难易，应埋置在河床最低冲刷线以下至少2～5米。对于冻胀土地基，基底应在冻结线以下至少0.25米。对于陆地墩台基础，除考虑地基冻胀要求外，还要考虑生物和人类活动及其他自然因素对表土的破坏,基底应在地面以下不小于1.0米。对于城市桥梁,常把基础顶置于最低水位或地面以下,以免影响市容。基顶平面尺寸应较墩台底的截面尺寸大，以利施工。

在水中修建基础，不仅场地狭窄，施工不便，还经常遇到汛期威胁及漂流物的撞击。在施工过程中如遇到水下障碍,还需进行潜水作业。因此，修建水中基础,一般工期长，技术复杂，易出事故，工程量大，造价常常占到整个桥梁造价的一半，故桥梁基础的修建，在整个桥梁工程中占有很重要的地位。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种节段桩施工专用反力工装，克服了现有技术的不足，为工厂化预制节段桩的拼装，大幅提高安装高效，缩短施工周期，同时又能有效解决普通预制砼管桩施工过程中的缩颈、断桩的问题。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案如下：

一种节段桩施工专用反力工装，包括根式基础、锚梁、轨道平台和主平台，所述根式基础为圆柱形结构，固定在地面内且中间设有竖直的圆孔，所述锚梁通过连接锚索固定在根式基础上方，所述连接锚索为若干根，竖直插入在根式基础壁内且固定连接，所述轨道平台为两根安装在地面且相互平行的轨道，所述根式基础位于两根轨道中间位置，所述主平台包括主承载平台、顶压横梁、反力压板、顶板、千斤顶系统、控制室、主拉杆和卷扬机，所述主承载平台下方通过位于其两端的支撑油缸分别固定在两根轨道上且沿着滑轨移动，所述主承载平台上方两端分别设有主拉杆，所述顶压横梁通过两端的主拉杆固定在主承载平台上方，所述反力压板位于顶压横梁下表面，所述主拉杆顶部通过连接件连接有支撑杆，所述顶板通过支撑杆固定在顶压横梁上方，所述卷扬机设置在顶板上且设有外伸的金属绳索，所述金属绳索与顶压横梁上方连接，所述千斤顶系统包括一号液压系统和二号液压系统，所述一号液压系统包括若干个大顶油缸，所述二号液压系统包括若干个小顶油缸，所述主拉杆包括若干个竖直安装的大螺杆和若干个竖直安装的小螺杆，所述若干个大顶油缸与若干个大螺杆一一对应，所述大顶油缸安装在大螺杆上且大螺杆上位于大顶油缸上方设有螺母，所述若干个小顶油缸与若干个小螺杆一一对应，所述小顶油缸安装在小螺杆上且小螺杆上位于小顶油缸上方设有螺母，所述主承载平台与锚梁采用活动式连接方式连接。

进一步，所述控制室设置在主承载平台上。

进一步，所述小螺杆为四根，所述四根小螺杆均布在主承载平台两端位置，所述大螺杆为两根分别设置在主承载平台两端位置且位于两根小螺杆中间位置。

进一步，所述大顶油缸为两台，所述小顶油缸为四台，所述大顶油缸的吨位与小顶油缸吨位的两倍。

进一步，所述活动式连接方式连接为栓接和销接。

进一步，所述活动式连接方式连接为自锁式连接装置。

进一步，所述大顶油缸和小顶油缸均为中空千斤顶或穿心式千斤顶，且中空位置分别套在大螺杆和小螺杆上。

进一步，所述一号液压系统内所有的大顶油缸均同步共压，所述二号液压系统内所有的小顶油缸均同步共压。

本实用新型与现有技术相比较，具有以下有益效果：

1、便于预制节段桩的吊装，优化操作空间；

2、千斤顶的压桩工艺具备连续性、同步性；

3、轨道平台遵循整体安全可靠、找平可调、适合性强；

4、配合根式基础采用自锁式特殊锚索反力构造；

5、整套系统采用机械化、自动化设计，力求最大工效，缩短施工周期，提高周转率。

6、工装设备安装、调试、锁定、顶压施工应充分配合根式基础的结构特点，利用其优越的地锚性能及预制快件的加工标准化性能，在工作面条件允许的情况下，采用多工作面搭接流水作业，充分发挥机械化作业的优势，缩短施工周期，节约成本。

附图说明

图1为反力工装的结构示意图。

图2为反力工装的移开状态俯视结构示意图。

图3为反力工装的工作状态俯视结构示意图。

图4为节段桩高效施工方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图所示，本实用新型所述一种节段桩施工专用反力工装包括根式基础 2、锚梁3、轨道平台4和主平台100，所述根式基础2为圆柱形结构，固定在地面1内且中间设有竖直的圆孔，所述锚梁3通过连接锚索31固定在根式基础2上方，所述连接锚索为若干根，竖直插入在根式基础壁内且固定连接，所述轨道平台4为两根安装在地面且相互平行的轨道，所述根式基础位于两根轨道中间位置，所述主平台100包括主承载平台5、顶压横梁7、反力压板71、顶板9、千斤顶系统8、控制室101、主拉杆6和卷扬机92，所述主承载平台5下方通过位于其两端的支撑油缸51分别固定在两根轨道上且沿着滑轨移动，所述主承载平台上方两端分别设有主拉杆6，所述顶压横梁通过两端的主拉杆固定在主承载平台上方，所述反力压板71位于顶压横梁7下表面，所述主拉杆顶部通过连接件91连接有支撑杆，所述顶板9通过支撑杆固定在顶压横梁上方，所述卷扬机92设置在顶板上且设有外伸的金属绳索921，所述金属绳索921与顶压横梁7上方连接，所述千斤顶系统包括一号液压系统和二号液压系统，所述一号液压系统包括若干个大顶油缸81，所述二号液压系统包括若干个小顶油缸82，所述主拉杆6包括若干个竖直安装的大螺杆61和若干个竖直安装的小螺杆62，所述若干个大顶油缸与若干个大螺杆一一对应，所述大顶油缸安装在大螺杆上且大螺杆上位于大顶油缸上方设有螺母801，所述若干个小顶油缸与若干个小螺杆一一对应，所述小顶油缸安装在小螺杆上且小螺杆上位于小顶油缸上方设有螺母802，所述主承载平台与锚梁采用活动式连接方式连接。

进一步，所述控制室101设置在主承载平台上。

进一步，所述小螺杆为四根，所述四根小螺杆均布在主承载平台两端位置，所述大螺杆为两根分别设置在主承载平台两端位置且位于两根小螺杆中间位置。

进一步，所述大顶油缸为两台，所述小顶油缸为四台，所述大顶油缸的吨位与小顶油缸吨位的两倍。

进一步，所述活动式连接方式连接为栓接和销接。

进一步，所述活动式连接方式连接为自锁式连接装置。

进一步，所述大顶油缸和小顶油缸均为中空千斤顶或穿心式千斤顶，且中空位置分别套在大螺杆和小螺杆上。

进一步，所述一号液压系统内所有的大顶油缸均同步共压，所述二号液压系统内所有的小顶油缸均同步共压。

实施例二

如图所示，本实用新型所述一种节段桩高效施工方法，包括以下步骤：

步骤一，施工前准备：根式基础安装施工，同时进行节段桩的制造；

步骤二，反力工装架设：根式基础安装完成后，安装连接锚索、锚梁，进行找平调整，随后压浆、封锚，连接锚索做为永久结构保留在根式基础内；

步骤三，轨道和主平台安装：主平台包括主承载平台、反力压板、顶压横梁、顶板、千斤顶、控制室、主拉杆、卷扬机，将轨道平台设置在根式基础安装位置两侧，然后将主承载平台、反力压板、顶板、千斤顶、控制室、主拉杆、卷扬机按照由下而上，左右对称，调平优先原则依次安装；

步骤四，节段桩吊装：将主平台沿着轨道平台移动，让出根式基础上方空间，然后将加工完毕后的节段桩吊装到根式基础内，最后将主平台再移动回来；

步骤五，节段桩顶压施工：先用一号液压系统顶压工作，大顶油缸上方的螺母旋紧，大顶油缸行程开始，顶压横梁下行，二号液压系统随横梁下行，并使小顶油缸上端的螺母旋动，随小顶油缸下行；大顶油缸行程到位，开动二号液压系统，小顶油缸上端的螺母旋紧到位，油缸行程开始，顶压横梁继续下行；一号液压系统随横梁下行，使大顶上端的螺母旋动，随大顶下行；小顶油缸行程到位，再次开动大顶油缸，大顶油缸上的螺母亦旋紧到位，油缸行程开始，顶压横梁继续下行；重复上述过程；

步骤六，重复节段桩顶压施工：上一段节段桩顶压到位后，各液压系统回油到位，解除限位连接，收起顶压横梁，平台移开，进行下一块预制件吊装，吊装完毕后将新吊装的节段桩下部与安装完毕的节段桩上部进行连接，然后重复步骤五直到新吊装的节段桩顶压到位后，再重复步骤六，直到所有的节段桩均顶压到位。

实施例三

实际施工及其说明

1.1自锁式特殊锚索反力工装：根式基础施工完毕后，应立即安装反力工装，为节段桩顶压提供可靠的受力结构。压桩的反力结构采用预应力锚索设计，锚固于根式基础内，内锚采用特殊的自锁式构造，外锚设置于锚梁上，可满足先预制根式基础，后安装、张拉的穿索安装工艺。

根式基础安装完成后，安装锚梁，连接锚索，进行找平调整，随后锚索内锚头自锁定，在外锚进行张拉，随后压浆、封锚，反力锚索做为永久结构保留在根式基础内。

1.2轨道和主平台安装

主体平台可以在顶压结束后，在轨道上实现整体移动，提供下一块预制件吊装的空间。

主平台及设备的有效负重在30吨左右，铺设轨道前应考虑地面承载力及平整度，可以采用钢板及枕木实现反复利用和缩短安装时间。

主平台由轨道平台、主承载平台、反力压板、顶板、千斤顶、控制室、主拉杆、卷扬机等构成，安装时遵循：由下而上，左右对称，调平优先原则。

轨道、主平台的安装可提前进行，不占用节段桩安装工期。

1.3千斤顶、张拉系统的安装

本系统采用两套液压千斤顶交替顶压的施工工法，确保节段桩顶压连续作业。在千斤顶顶压时，张拉螺杆作用于主承载平台，使其从下往上承压于锚梁上，两者的连接采用平面滑触、或栓接或销接方式。

先用一号液压系统顶压工作，螺母旋紧，大顶油缸行程开始，顶压横梁下行；

二号液压系统随横梁下行，并使小顶上端的螺母旋动，随小顶下行；

大顶行程到位，开动二号液压系统(小顶螺母亦旋紧到位)，油缸行程开始，顶压横梁继续下行；

一号液压系统随横梁下行，使大顶上端的螺母旋动，随大顶下行；

小顶行程到位，再次开动大顶(大顶螺母亦旋紧到位)，油缸行程开始，顶压横梁继续下行；

重复上述过程。

千斤顶和接长连接件安装时应注意对接平整，调整好水平、中心位置，并进行联机测试。

1.4平台整体滑动平移

节段桩顶压到位后，各液压系统回油到位，解除限位连接，收起顶压横梁，平台移开，进行下一块预制件吊装。

阶段施工工期测试

根据上述施工方法，对顶压节段桩每一步骤进行耗时统计，如下表所示：

依据上述数据，采用一套系统、两个班组进行施工，假设桩基管径7米，长度20米，施工时间在6天以内完全可以施工完毕。

设备统计表

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种节段桩施工专用反力工装，包括根式基础，其特征在于：还包括锚梁、轨道平台和主平台，所述根式基础为圆柱形结构，固定在地面内且中间设有竖直的圆孔，所述锚梁通过连接锚索固定在根式基础上方，所述连接锚索为若干根，竖直插入在根式基础壁内且固定连接，所述轨道平台为两根安装在地面且相互平行的轨道，所述根式基础位于两根轨道中间位置，所述主平台包括主承载平台、顶压横梁、反力压板、顶板、千斤顶系统、控制室、主拉杆和卷扬机，所述主承载平台下方通过位于其两端的支撑油缸分别固定在两根轨道上且沿着滑轨移动，所述主承载平台上方两端分别设有主拉杆，所述顶压横梁通过两端的主拉杆固定在主承载平台上方，所述反力压板位于顶压横梁下表面，所述主拉杆顶部通过连接件连接有支撑杆，所述顶板通过支撑杆固定在顶压横梁上方，所述卷扬机设置在顶板上且设有外伸的金属绳索，所述金属绳索与顶压横梁上方连接，所述千斤顶系统包括一号液压系统和二号液压系统，所述一号液压系统包括若干个大顶油缸，所述二号液压系统包括若干个小顶油缸，所述主拉杆包括若干个竖直安装的大螺杆和若干个竖直安装的小螺杆，所述若干个大顶油缸与若干个大螺杆一一对应，所述大顶油缸安装在大螺杆上且大螺杆上位于大顶油缸上方设有螺母，所述若干个小顶油缸与若干个小螺杆一一对应，所述小顶油缸安装在小螺杆上且小螺杆上位于小顶油缸上方设有螺母，所述主承载平台与锚梁采用活动式连接方式连接。

2.根据权利要求1所述的一种节段桩施工专用反力工装，其特征在于：所述控制室设置在主承载平台上。

3.根据权利要求1所述的一种节段桩施工专用反力工装，其特征在于：所述小螺杆为四根，所述四根小螺杆均布在主承载平台两端位置，所述大螺杆为两根分别设置在主承载平台两端位置且位于两根小螺杆中间位置。

4.根据权利要求3所述的一种节段桩施工专用反力工装，其特征在于：所述大顶油缸为两台，所述小顶油缸为四台，所述大顶油缸的吨位与小顶油缸吨位的两倍。

5.根据权利要求1所述的一种节段桩施工专用反力工装，其特征在于：所述活动式连接方式连接为栓接和销接。

6.根据权利要求1所述的一种节段桩施工专用反力工装，其特征在于：所述活动式连接方式连接为自锁式连接装置。

7.根据权利要求1或4任一项所述的一种节段桩施工专用反力工装，其特征在于：所述大顶油缸和小顶油缸均为中空千斤顶或穿心式千斤顶，且中空位置分别套在大螺杆和小螺杆上。

8.根据权利要求7所述的一种节段桩施工专用反力工装，其特征在于：所述一号液压系统内所有的大顶油缸均同步共压，所述二号液压系统内所有的小顶油缸均同步共压。

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