一种用于高流速大涨幅河道的过便桥施工方法

申请号 CN201711406158.9 申请日 2017-12-22 公开(公告)号 CN108103922A 公开(公告)日 2018-06-01
申请人 中铁十七局集团第二工程有限公司; 发明人 胡庆涛; 曹长明; 蒋兵; 邢志明; 焦虎军;
摘要 本 发明 提供的一种用于高流速大涨幅河道的过 水 便桥施工方法,包括以下步骤:第一步,在河道中进行桩 基础 的施工,河道的中均布有若干组桩基础,每组桩基础包括两个,分别为第一桩基础和第二桩基础,其中,第一桩基础置于河道的上游,第二桩基础置于河道的下游:第二步,在相邻的两组桩基础上搭建 桥面 系;搭设这种过水便桥,可减小便桥的高度,降低便桥的长度,安全性高,可有效的降低成本。
权利要求

1.一种用于高流速大涨幅河道的过便桥施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步,在河道中打若干组桩基础,每组桩基础包括两个,分别为第一桩基础和第二桩基础,其中,第一桩基础置于河道的上游,第二桩基础置于河道的下游;
首先,在河道中搭建作业平台(1-7),确定桩位;
其次,利用振动锤将第一护筒(1-1)按照桩位打入河床;
接着,将第二护筒(1-3)放在第一护筒(1-1)内利用振动锤打入河床,并利用冲击钻(1-
5)按照桩位进行钻孔;
最后,钻孔完成后,拆除第一护筒(1-1)和第二护筒(1-3),将管桩放入钻孔内,并灌注水下混凝土(2-9),形成桩基础;
第二步,在相邻的两组桩基础上搭建桥面
首先,在第一桩基础和第二桩基础之间搭建桩顶承重梁(3-5);
其次,在两个相邻的桩顶承重梁(3-5)之间顺桥方向铺设桥面纵梁(3-1);
接着,在桥面纵梁(3-1)上横桥方向铺设桥面分配梁(3-9);
最后,在桥面分配梁(3-9)上顺桥方向铺设桥面板(3-10),形成桥面系。
2.根据权利要求1所述的一种用于高流速大涨幅河道的过水便桥施工方法,其特征在于,第一步中,所述作业平台(1-7)是将两艘平板船并排连接形成,且两艘平板船之间设置有间隙,所述间隙的尺寸根据桩基础的工艺尺寸确定。
3.根据权利要求1所述的一种用于高流速大涨幅河道的过水便桥施工方法,其特征在于,第一步中,进行钻孔前,向第一护筒(1-1)和第二护筒(1-3)之间填充由黄土和稻草组成的填充物(1-2),并将其夯实。
4.根据权利要求1所述的一种用于高流速大涨幅河道的过水便桥施工方法,其特征在于,第一步中,钢管桩的底部为锯齿形结构;且在钢管桩的外侧壁上,沿其高度方向每隔2m焊接四个“朵型”钢筋
5.根据权利要求1所述的一种用于高流速大涨幅河道的过水便桥施工方法,其特征在于,第二步中,桩顶承重梁(3-5)焊接在桩基础顶部设置的桩顶盖板(2-7)上,并利用第一三劲板(2-8)进行加强。
6.根据权利要求1所述的一种用于高流速大涨幅河道的过水便桥施工方法,其特征在于,第二步中,桥面纵梁(3-1)包括若干个均布在桩顶承重梁(3-5)上的型号为I45a的工字钢,其中,靠近水流上游的两个相邻的I45a工字钢的上端和下端分别焊接有连接钢板(3-
2),通过两个连接钢板(3-2)使得两个I45a工字钢之间组成箱式工字钢。
7.根据权利要求6所述的一种用于高流速大涨幅河道的过水便桥施工方法,其特征在于,箱式结构工字钢通过高强连接螺栓(3-4)与精轧螺纹钢(3-3)固定在桩顶承重梁(3-5)上,同时,在箱式工字钢靠近下游的一侧紧贴有第二三角加劲板(3-6),第二三角加劲板(3-
6)焊接在桩顶承重梁(3-5)上。
8.根据权利要求6所述的一种用于高流速大涨幅河道的过水便桥施工方法,其特征在于,在箱式工字钢靠近上游的一侧焊接有圆弧型结构的导流装置(3-7)。
9.根据权利要求1所述的一种用于高流速大涨幅河道的过水便桥施工方法,其特征在于,第二步中,桥面纵梁(3-1)的下端面焊接有连接型钢(3-8)。
10.根据权利要求1所述的一种用于高流速大涨幅河道的过水便桥施工方法,其特征在于,第二步中,桥面纵梁(3-1)通过高强连接螺栓固定在桩顶承重梁(3-5)上;桥面分配梁(3-9)焊接在桥面纵梁(3-1)上;桥面板(3-10)焊接在桥面分配梁(3-9)上,形成整体式桥面系。

说明书全文

一种用于高流速大涨幅河道的过便桥施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及桥梁施工领域,具体涉及一种用于高流速大涨幅河道的过水便桥施工方法。

背景技术

[0002] 目前国内常用的便桥为贝雷梁便桥,其优点是易搭设、易拆除,成本低,操作性强。但是在实际,有的便桥需要搭建在汛期洪水涨幅达十余米的江上,由于洪水原因,便桥标高会高出常水位十余米,便桥长度较低位便桥长近一倍,才可满足施工要求。这样的高位便桥,高出常水位十余米,如果采用贝雷梁便桥进行搭建,使得横桥向稳定性低,桥面通行存在很高的安全隐患;同时,在搭建时,桥墩高且数量多,需使用大量的管桩,成本高昂,仅材料费就高达数百万,缺乏可行性。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种用于高流速大涨幅河道的过水便桥施工方法,解决了现有高位便桥采用常用的便桥进行搭建,造成桥面通行存在很高的安全隐患的缺陷
[0004] 为了达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
[0005] 本发明提供的一种用于高流速大涨幅河道的过水便桥施工方法,包括以下步骤:
[0006] 第一步,在河道中打若干组桩基础,每组桩基础包括两个,分别为第一桩基础和第二桩基础,其中,第一桩基础置于河道的上游,第二桩基础置于河道的下游:
[0007] 首先,在河道中搭建作业平台,确定桩位;
[0008] 其次,利用振动锤将第一护筒按照桩位打入河床;
[0009] 接着,将第二护筒放在第一护筒内利用振动锤按照桩位打入河床;并利用冲击钻按照桩位进行钻孔;
[0010] 最后,钻孔完成后,拆除第一护筒和第二护筒,将钢管桩放入钻孔内,并灌注水下混凝土,形成桩基础;
[0011] 第二步,在相邻的两组桩基础上搭建桥面系
[0012] 首先,在第一桩基础和第二桩基础之间搭建桩顶承重梁;
[0013] 其次,在两个相邻的桩顶承重梁之间顺桥方向铺设桥面纵梁
[0014] 接着,在桥面纵梁上横桥方向铺设桥面分配梁;
[0015] 最后,在桥面分配梁上顺桥方向铺设桥面板,形成桥面系。
[0016] 优选地,第一步中,所述作业平台是将两艘平板船并排连接形成,且两艘平板船之间设置有间隙,所述间隙的尺寸根据桩基础的工艺尺寸确定。
[0017] 优选地,第一步中,进行钻孔前,向第一护筒和第二护筒之间填充由黄土和稻草组成的填充物,并将其夯实。
[0018] 优选地,第一步中,钢管桩的底部为锯齿形结构;且在钢管桩的外侧壁上,沿其高度方向每隔2m焊接四个“朵型”钢筋
[0019] 优选地,第二步中,桩顶承重梁焊接在桩基础顶部设置的桩顶盖板上,并利用第一三劲板进行加强。
[0020] 优选地,第二步中,桥面纵梁包括若干个均布在桩顶承重梁上的型号为I45a的工字钢,其中,靠近水流上游的两个相邻的I45a工字钢的上端和下端分别焊接有连接钢板,通过两个连接钢板使得两个I45a工字钢之间组成箱式工字钢。
[0021] 优选地,箱式结构工字钢通过高强连接螺栓3-4与精轧螺纹钢固定在桩顶承重梁上,同时,在箱式工字钢靠近下游的一侧紧贴有第二三角加劲板,第二三角加劲板焊接在桩顶承重梁上。
[0022] 优选地,在箱式工字钢靠近上游的一侧焊接有圆弧型结构的导流装置。
[0023] 优选地,第二步中,桥面纵梁的下端面焊接有连接型钢。
[0024] 优选地,第二步中,桥面纵梁通过连接螺栓固定在桩顶承重梁上;桥面分配梁焊接在桥面纵梁上;桥面板焊接在桥面分配梁上,形成整体式桥面系。
[0025] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0026] 本发明提供的一种用于高流速大涨幅河道的过水便桥施工方法,在进行桩基础施工时,利用第一护筒配合第二护筒完成桩基础的施工,解决了现有高流速江水中传统的单护筒和冲击钻无法保存泥浆,无法进尺的问题,本发明的双护筒有效的保存了泥浆,确保了钻孔的效率;在桩基础上搭建桥面系,提高桥面系的整体强度及稳定性。搭设这种过水便桥,可减小便桥的高度,降低便桥的长度,安全性高,可有效的降低成本。
[0027] 进一步的,将桥面纵梁靠近上游的一侧设计为箱式结构,有效地解决了工字钢侧面无法抵御洪水冲击问题;提高了工字钢侧面抗冲击
[0028] 进一步的,将箱式结构靠近上游的一侧焊接圆弧形结构的导流装置,将水流的冲击面由平面变成狐面,减小了冲击力,提高了安全性。附图说明
[0029] 图1是桩基础的搭建示意图;
[0030] 图2是定位结构的搭建示意图;
[0031] 图3是桥面系的结构示意图;其中,图3a是主视图,图3b是侧视图;
[0032] 图4是便桥的俯视图;
[0033] 图5是便桥的断面图;
[0034] 其中,1-1、第一护筒 1-2、填充物 1-3、第二护筒 1-4、泥浆 1-5、冲击钻 1-7、作业平台 1-8、打桩机 1-9、卷扬机 2-1、第二桩基础 2-2、第一桩基础 2-3、剪刀撑连接钢板 2-4、第一剪刀撑 2-5、第二剪刀撑 2-6、平联 2-7、桩顶盖板 2-8、第一三角劲板 2-9、混凝土 3-1、桥面纵梁 3-2、连接钢板 3-3、精轧螺纹钢 3-4、高强连接螺栓 3-5、桩顶承重梁 
3-6、第二三角加劲板 3-7、导流装置 3-8、连接型钢 3-9、桥面分配梁 3-10、桥面板。

具体实施方式

[0035] 下面结合附图,对本发明进一下详细说明。
[0036] 本发明提供的一种用于高流速大涨幅河道的过水便桥施工方法,包括以下步骤:
[0037] 第一步,在河道中进行桩基础的施工,河道的中均布有若干组桩基础,每组桩基础包括两个,分别为第一桩基础和第二桩基础,其中,第一桩基础置于河道的上游,第二桩基础置于河道的下游,如图1所示,具体搭建时:
[0038] 首先,在河道中搭建作业平台:
[0039] 将两艘平板船通过工字钢并排连接,形成作业平台1-7,且两艘平板船之间设置有间隙,所述间隙的尺寸大小根据桩基础的工艺尺寸确定;
[0040] 作业平台放置有打桩机1-8和卷扬机1-9,通过卷扬机1-9对作业平台进行定位和固定,其中,卷扬机1-9设置有四台。
[0041] 其次,确认桩位;
[0042] 再次,利用振动锤将第一护筒1-1按照桩位打入河床以下5-10cm;由于水流冲击力会导致第一护筒1-1偏位较多,所以第一护筒1-1在安装前需设置部分预偏量;再根据护筒垂直度确定大护筒位置,使大护筒位置误差控制在15厘米以内;
[0043] 接着,将第二护筒1-3放在第一护筒1-1内,并利用振动锤按照桩位打入河床以下10cm;由于第二护筒1-3放置在第一护筒1-1内,使得第二护筒1-3没有水流的冲击力,进而使得第二护筒1-3能够精确安装到位;
[0044] 接着,为了防止冲击钻在施工时,由于水流原因使得浆体迅速流失,进而使得冲击钻无法进尺,因此,在第一护筒1-1和第二护筒1-3直接填充由黄土和稻草组成的填充物1-2,并将其夯实,黄土和稻草组成的混合物有效防止了第二护筒1-3内泥浆1-4的流失,进而保证了冲击钻的钻进速度;由于河床不平,护筒间的由黄土和稻草组成的混合物存在一定程度的流失,需定时进行添加并夯实;
[0045] 接着,利用冲击钻1-5冲孔4m深,钻孔完成后,拆除第一护筒1-1和第二护筒1-3,将钢管桩放入钻孔内;
[0046] 最后,向固定的钢管桩内灌注水下混凝土2-9,形成桩基础,所述水下混凝土面高出河床2米;由于冲击钻钻头直径为1.2米,而钢管桩的直径为0.82米,既要保证钢管内混凝土面高于河床1.2米,又要确保孔内钢管桩的外部被混凝土包裹住。
[0047] 钢管桩的底部为锯齿形结构,且在钢管桩的外侧壁上,沿其高度方向每隔2m焊接四个“耳朵型”钢筋,既确保钢管桩内的混凝土能到钢管桩外与孔之间的空隙里,又保证了钢管桩的保护层厚度;
[0048] 第二步,在第一桩基2-2和第二桩基础2-1之间搭建定位结构,所述定位结构包括四个剪刀撑连接钢板2-3、第一剪刀撑2-4和第二剪刀撑2-5,其中,第一桩基础2-2和第二桩基础2-1上分别设置有两个剪刀撑连接钢板2-3,两个剪刀撑连接钢板2-3呈上下布置。第一剪刀撑2-4和第二剪刀撑2-5呈交叉布置,且通过连接钢板2-3固定在第一桩基础2-2和第二桩基础2-1上。
[0049] 其中,两个桩基础上置于下方的连接钢板2-3之间还连接有平联2-6。
[0050] 第三步,在桩基础上搭建桩桥面系:
[0051] 如图3所示,桥面系包括两个平行布置的桩顶承重梁3-5,两个桩顶承重梁3-5之间布置有若干个桥面纵梁3-1;桥面纵梁3-1的上端面上铺设有桥面分配梁3-9。
[0052] 所述桩顶承重梁3-5是由三个并列布置、型号为I45a的工字钢拼装组成。桩顶承重梁3-5焊接在桩基础顶部设置的桩顶盖板2-7上,并利用第一三角劲板2-8进行加强,由于水流对上部结构的冲击力全部由桩顶承重梁3-5传递于桩基础上,所以桩顶承重梁3-5的固定十分重要,它既能增加上下游钢管桩的刚度,又能承受上部传来的正应力
[0053] 桥面纵梁3-1为I45a工字钢,该型号的工字钢高度小,有效的减小了水流对梁部的冲击力。
[0054] 桥面纵梁3-1布置有9排,其中,第一个桥面纵梁与第二个桥面纵梁之间的间距为60cm;第二个桥面纵梁至第八个桥面纵梁之间间距相等,且为74cm;第八个桥面纵梁与第九个桥面纵梁之间的间距为60cm。
[0055] 如图4所示,考虑到桥梁的温度及荷载下的变形,顺桥方向,两个相邻的桥面纵梁3-1之间的间距为3cm。
[0056] 桥面纵梁通过高强连接螺栓3-4固定在桩顶承重梁3-5上。
[0057] 虽然工字钢较贝雷梁的侧面阻水面积大大减小,但是单根工字钢亦无法抵抗流速6.3m/s的流水冲击。本发明将靠近水流上游的两个相邻的桥面纵梁组成箱式结构,用于提高工字钢侧面的抵抗力;具体地:
[0058] 两个相邻的桥面纵梁的上端和下端分别焊接有连接钢板3-2,通过两个连接钢板3-2使得两个桥面纵梁3-1之间组成箱式结构。
[0059] 同时,箱式结构工字钢通过高强连接螺栓3-4与精轧螺纹钢3-3固定在桩顶承重梁3-5上;用于防止箱式工字钢在水流冲击下倾覆或者翻转。
[0060] 由于精轧螺纹钢3-3无法承受水流冲击作用下工字钢产生的剪力,因此,在箱式工字钢的下游一侧紧贴有第二三角加劲板3-6,第二三角加劲板3-6焊接在桩顶承重梁3-5上;第二三角加劲板3-6紧贴在箱式工字钢的下游一侧,是为了防止温度变化造成焊缝的破坏。
[0061] 为了降低水流对桥面纵梁的冲击力,提高安全系数,在箱式工字钢的上游一侧焊接有圆弧型结构的导流装置3-7,所述导流装置3-7将水流冲击由平面变成狐面,冲击系数变小。
[0062] 桥面纵梁3-1的下端面焊接均布有两个连接型钢3-8,所述连接型钢3-8为[25槽钢。
[0063] 桥面纵梁3-1的上端面均有若干个桥面分配梁3-9,桥面分配梁3-9采用的是型号为I20a的工字钢,两个相邻的桥面分配梁之间的间距为25cm。桥面分配梁3-9与桥面纵梁3-1之间焊接连接,使整个桥面形成整体,提高其稳定性及安全系数。
[0064] 桥面分配梁3-9上顺桥方向,铺设有若干个桥面板3-10,桥面板3-10采用厚度为8mm的花纹钢板,两个相邻的桥面板3-10之间的间隙为10cm,便于桥面清理和排水;两个桥面系之间的桥面板3-10之间的间隙为3cm,防止温度变化导致桥面板的破坏。
[0065] 第四步,在桥面系上制作护栏:
[0066] 由于桥面会被水淹没,护栏会阻挡水中杂物的流动,引起杂物的堆积,增大了桥面的阻水面积,所以需将桥面护栏将制作成可拆卸式护栏。
[0067] 护栏为框型结构,其高度为1.2米、长度为2米。所述护栏插装式安装在桥面板上预留的钢筋桩,为了方便护栏的安装与拆卸,钢筋桩使用直径25毫米圆钢制作。
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