CN219930699U - 一种浅薄覆盖层钢栈桥 - Google Patents

Abstract

一种浅薄覆盖层钢栈桥，包括多组桩柱，多组桩柱之间上部通过平联、剪刀撑连接组成板凳桩；板凳桩上端依次安装有桩顶纵梁、桩顶横梁及主纵梁，主纵梁上横向安装有横向分配梁，横向分配梁上铺设行车面板；多组桩柱底端的全风化岩面内钻有通孔，每个通孔内插入定位棒，定位棒部分伸出全风化岩面并位于对应的桩柱内，每个桩柱内位于全风化岩面以上部分浇筑有混凝土层。本实用新型提供的一种浅薄覆盖层钢栈桥，在钢管桩入土深度不足的情况下，保证钢管桩的稳定性。

Description

一种浅薄覆盖层钢栈桥

技术领域

本实用新型涉及钢栈桥，尤其是一种浅薄覆盖层钢栈桥。

背景技术

一般情况下，水上钢栈桥施工采用钢管桩作为栈桥基础结构，钢管桩的稳定性对钢栈桥的稳定性起决定性作用，钢管桩的稳定性取决于其打设后的入土深度。钢栈桥采用的钢管桩一般壁厚在10mm左右，在土质底层，其打设深度不受限制；对于岩层（全风化岩层以及风化程度更弱的风化岩层），钢管桩基本无法打入，在岩层上打设钢管桩，则面临入土深度不足导致的钢管桩缺少稳定性。

公司承建的南湾湖某工程位于河南省信阳市南湾湖风景区内，建设内容包含一条跨湾桥AK3+131。本桥除桥台外，剩余5个桥墩均位于水中，桩基、系梁等结构需采用水上施工工艺。根据当地环保政策及内河湖泊的特点，计划搭设临时钢栈桥，在钢栈桥靠近AK3+131桥墩位置设置钻孔施工平台，为AK3+131桥的冲孔灌注桩、系梁及墩柱施工创造陆上施工作业条件。根据地勘资料，拟建栈桥区域土质情况从上至下为粉质黏土、全风化、强风化、中风化片岩，粉质黏土为多年水下浸泡形成，厚度在0m-4m，部分区域表层即为风化岩石。本工程钢栈桥施工计划采用直径630mm（壁厚8mm）的钢管桩，钢管桩出泥面的自由长度在12m左右。根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG3363-2019）式6.3.5计算，覆盖层厚度应不小于24m。显然，本工程的覆盖层厚度不能满足钢管桩的稳定性要求，属于浅薄覆盖层。

在钢管桩入土深度不足的情况下，一般采用引孔法、锚桩法、拉锚法和锚杆法对钢管桩进行加固：

（1）引孔法是在钢管桩桩位处钻孔，孔径稍大于钢管桩直径，将钢管桩直接放入孔中，需要采用旋挖钻机或者冲击钻机钻孔，由于栈桥位于深水中，旋挖钻机自重大，无工作面，冲击钻机产生的泥浆无法处置，故不可行；

（2）锚桩法是将钢管桩作为钢护筒进行钻孔灌注桩施工，通过水下混凝土将钢管桩与地基锚固，同样需要采用大型钻机钻孔，无法操作；

（3）拉锚法是在钢栈桥上游侧将加工好的锚块下放至河床面并通过钢丝绳与钢管桩连接，主要用于平衡水流力，防止钢管桩失稳，本栈桥位于湖中，湖水基本无流速，拉锚法不起作用；

（4）锚杆法是采用地质钻机等钻孔设备进行成孔，再安装锚杆并注浆，将锚杆与钢管桩基础连接成整体，在钻孔后需要清孔，并将钢管桩内水抽干，由于本栈桥钢管桩不能完全隔水，故注浆效果差，故常规的锚杆法不适合采用。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种浅薄覆盖层钢栈桥，采用板凳桩+钢棒锚定，在钢管桩入土深度不足的情况下，保证钢管桩的稳定性。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种浅薄覆盖层钢栈桥，包括多组桩柱，多组桩柱之间上部通过平联、剪刀撑连接组成板凳桩；板凳桩上端依次安装有桩顶纵梁、桩顶横梁及主纵梁，主纵梁上横向安装有横向分配梁，横向分配梁上铺设行车面板；多组桩柱底端的全风化岩面内钻有通孔，每个通孔内插入定位棒，定位棒部分伸出全风化岩面并位于对应的桩柱内，每个桩柱内位于全风化岩面以上部分浇筑有混凝土层。

所述行车面板左右固定有护栏。

所述定位棒为钢棒。

本实用新型一种浅薄覆盖层钢栈桥，具有以下技术效果：传统锚杆法是钻孔后打设锚杆（锚杆为中空钢管），在锚杆中采用水泥净浆注浆，将锚杆固定在孔中。注浆前需要抽出钢管桩内的泥和水，但由于钢管柱不能完全隔水，且锚杆孔直径小，孔内的水无法抽出，因此桩内仍具有较大的水压力，水泥浆液注浆效果较差；锚杆注浆完成后，再按照水下混凝土的浇筑方式采用导管法往钢管桩内浇筑混凝土，该步骤与本专利相同；另外，锚杆法通常需要在钢管桩内布置多个锚杆，施工效率比本专利低。本专利只需清除钢管桩内的泥浆，无需将桩内的水抽干；采用钢棒插入后，即可按照水下混凝土的浇筑方式采用导管法往钢管桩内浇筑水下混凝土，效果比注水泥净浆要好。同时钢管桩上部与平联、剪刀撑连接构成板凳桩，板凳桩结构结合下部的钢棒锚定结构可完全满足质量要求。另外，考虑到钢管桩稳定性要求，对剪刀撑的高度进行了优化：将剪刀撑的竖向高度从常规的2.5m增加到2.8m，以降低钢管桩的自由长度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的横断面示意图。

图2为本实用新型的主视图。

图3为本实用新型中位于定位棒处的局部放大示意图。

图4为本实用新型中位于主纵梁处的横断面示意图。

图5为本实用新型中位于主纵梁处的主视图。

图中：桩柱1，平联2，剪刀撑3，桩顶纵梁4，桩顶横梁5，主纵梁6，横向分配梁7，行车面板8，护栏9，定位棒10，混凝土层11，U型螺栓限位器12，门式限位器13，贝雷花窗14，加劲板15，牛腿16。

具体实施方式

如图1-5所示，水面高度H0为103m ，桩标高H1为104.58 m，全风化岩面用a表示。一种浅薄覆盖层钢栈桥，包括桥墩，桥墩由四根桩柱1（桩柱1采用直径630mm，管壁厚8 mm的钢管加工而成）组成，桩柱1之间的间距为：纵桥向L1为3m，横桥向L2为4.5m，相邻桥墩中心纵向间距12m。桥墩中每2根桩柱1设2道平联2、2道剪刀撑3，两桩柱1之间的支撑形成“X”字形布置，每个桥墩的4根钢管桩1连接成马镫结构。长度大于10m的桩柱1，水下部分桩柱1之间设2道平联2、1道剪刀撑3。

在钢管桩1顶部设置有桩顶纵梁4、桩顶横梁5，桩顶纵梁4为2根，采用双拼I40a工字钢，长4.5m。桩顶横梁5为1根，采用双拼I40a工字钢，长6m。

在桩顶横梁5上设主纵梁6，主纵梁6选用“321”型贝雷架6片，以2组、每组3片形式布置，间距(0.5+0.9+0.9+1.6+0.9+0.9+0.5)m，每组贝雷片通过花窗连接成整体，组与组之间通过型钢联结成剪刀撑。

在主纵梁6（贝雷梁）上横向铺设横向分配梁7（I25a型工字钢），横向分配梁7布置间距（中心间距）0.5m，横向分配梁7长度6.2m；横向分配梁7上部采用[20a槽钢倒扣满铺作为行车面板8。在行车面板8左右固定护栏9作为桥面防护。

为了保证桩柱1的稳定性，在桩柱1底部进行定位棒10锚定。即在桩柱1所在全风化岩面内插入一根定位棒10，定位棒10上端部分伸入到桩柱1内，然后在桩柱1浇筑一定厚度的混凝土层11。

这里的定位棒10为钢棒，钢棒的直径为7cm，长6m。在裸岩上钻孔4m，将钢棒插入孔内，上端外露2m，入岩4m，再在桩柱1浇筑C30水下混凝土约4m厚。

工作过程及原理：

①插打钢管桩

插打钢管桩（桩柱1）采用“钓鱼法”施工，用70T履带吊车配合DZ90型振桩锤施打钢管桩。

“钓鱼法”采用履带吊停放在已施工完成的栈桥桥面，吊装悬臂导向支架，利用悬臂导向支架精确打入栈桥基础钢管桩，测量人员确定桩位与桩的垂直度满足要求后，开动振桩锤振动，在振动过程中持续检测桩位与桩的垂直度，发现偏差及时纠正。每根桩的下沉应连续进行，中途不可有较长时间的停顿，以免桩周土扰动恢复造成沉桩困难。

②钢管桩连接

钢管桩施工完成后，测量人员复测钢管桩偏位、倾斜度、顶标高，符合要求后，立即焊接平联2、剪刀撑3形成马镫结构。根据每根桩实际桩长，焊接水下剪刀撑及平联（桩长10m以上）。

③插设钢棒

采用螺旋钻机搅动管桩内风化岩面以上的粉质黏土，形成泥浆。采用泥泵抽出泥浆后，用轻型钻机对四根钢管桩进行冲孔（孔径8cm）。冲孔结束后沿着轻型钻机的套管下放直径为7cm的钢棒（定位棒10），随后采用履带吊+料斗浇筑水下混凝土。待水下混凝土层11强度达到设计强度50%后，在钢管桩内灌入中粗砂至钢管桩顶面以下25cm。

钢管桩内钻孔采用NTQZ-50型轻便液压钻机（300kg）进行施工，通过在已搭设完成的钢栈桥贝雷梁上挑臂15m（最大长度）贝雷梁（2组）作为液压钻机的施工平台。悬挑时，应在悬挑部分贝雷梁与已架设贝雷梁接头处安装2道增强杆件；在上弦杆接头处，采用紧固构件加固贝雷梁之间的连接。

随后测放出桩顶标高，高出部分用氧气乙炔割除，并切割出搁置下纵梁工字钢的凹槽。桩内混凝土强度满足要求后（设计强度的70%），在桩顶铺设桩顶纵梁4，桩顶横梁5、主纵梁6、横向分配梁7及行车面板8，随后70T履带吊前移，插打下一跨钢管桩。

Claims (3)

1.一种浅薄覆盖层钢栈桥，其特征在于：包括多组桩柱（1），多组桩柱（1）之间上部通过平联（2）、剪刀撑（3）连接组成板凳桩；板凳桩上端依次安装有桩顶纵梁（4）、桩顶横梁（5）及主纵梁（6），主纵梁（6）上横向安装有横向分配梁（7），横向分配梁（7）上铺设行车面板（8）；多组桩柱（1）底端的全风化岩面内钻有通孔，每个通孔内插入定位棒（10），定位棒（10）部分伸出全风化岩面并位于对应的桩柱（1）内，每个桩柱（1）内位于全风化岩面以上部分浇筑有混凝土层（11）。

2.根据权利要求1所述的一种浅薄覆盖层钢栈桥，其特征在于：所述行车面板（8）左右固定有护栏（9）。

3.根据权利要求1所述的一种浅薄覆盖层钢栈桥，其特征在于：所述定位棒（10）为钢棒。