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一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构
申请号	CN202310611782.1	申请日	2023-05-29	公开(公告)号	CN116608324B	公开(公告)日	2024-03-15
申请人	中铁二十四局集团有限公司; 中铁二十四局集团有限公司轨道交通分公司; 中国铁建昆仑投资集团有限公司; 中铁建昆仑地铁投资建设管理有限公司; 西南交通大学;			发明人	刘长春; 张正; 王海; 侯宏平; 张振雨; 杨自鸿; 王立刚; 朱凌; 侯建平; 潘昌盛; 郑余朝; 章慧健; 成宣任;
摘要	本发明公开了一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构，属于隧道施工技术领域，包括桥面板、用于支撑桥面板的若干组桥台、设置在桥面板下方的地下管道，桥台的下部朝内延伸形成支撑平台，支撑平台上设置有支撑底座，两个桥台的两个支撑底座之间连接有支撑钢梁，支撑钢梁的下侧固定有现浇梁板，现浇梁板的两端设置有注浆加固区域，桥台的下部预留有深入注浆加固区域的预埋钢筋，现浇梁板的下方一体固定有钢筋混凝土箱涵，钢筋混凝土箱涵内设置有地下管道，钢筋混凝土箱涵内设置有用于地下管道的定位支撑结构。本发明加固结构可以保证下穿管道时不影响管道姿态，不因隧道施工产生各种不良现象，从而达到保障管道安全、地铁施工安全的目的。
权利要求	1.一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构，包括桥面板、用于支撑所述桥面板的若干组桥台、设置在所述桥面板下方的地下管道，其特征在于，每一组的两个桥台相对支撑在桥面板的两侧，所述桥台的下部朝内延伸形成支撑平台，所述支撑平台上设置有支撑底座，两个桥台的两个支撑底座之间连接有支撑钢梁，所述支撑钢梁的下侧固定有现浇梁板，所述现浇梁板的两端设置有注浆加固区域，所述桥台的下部预留有深入所述注浆加固区域的预埋钢筋，所述现浇梁板的下方一体固定有钢筋混凝土箱涵，所述钢筋混凝土箱涵内设置有所述地下管道，所述钢筋混凝土箱涵内设置有用于所述地下管道的定位支撑结构；所述桥台包括上桥台和桥台座，所述桥台座的上侧开设有台阶，每一组的两个桥台之间设置有对拉螺杆，所述对拉螺杆同时穿过所述台阶的竖直面；所述钢筋混凝土箱涵的内侧和外侧分别设置有U型加固板和直加固板，所述U型加固板和直加固板之间通过连接件与钢筋混凝土箱涵固定，所述直加固板的外侧固定有第一安装座，所述对拉螺杆的外侧套设有摩擦套，所述摩擦套与对拉螺杆的表面滑动摩擦配合，所述摩擦套的底部设置有第二安装座，所述第一安装座和第二安装座之间连接有拉索，对应在支撑钢梁和现浇梁板上开设有供所述拉索穿过的孔洞。 2.根据权利要求1所述的一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构，其特征在于，所述支撑底座包括梯形的底座本体，所述底座本体的顶部一体设置有钢梁接口，所述钢梁接口套设在支撑钢梁的外侧，所述底座本体的两侧设置有连接板，所述连接板上设置有与所述支撑平台连接的第一连接孔，所述钢梁接口的上下侧设置有与所述支撑钢梁连接的第二连接孔。 3.根据权利要求2所述的一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构，其特征在于，所述现浇梁板的内侧设置有与支撑钢梁固定连接的钢筋网，所述现浇梁板与钢筋混凝土箱涵采用一体浇筑成型。 4.根据权利要求1所述的一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构，其特征在于，两根对拉螺杆呈平行间隔布置，所述摩擦套包括第一钢套、与所述第一钢套连接的第二钢套，所述第一钢套和第二钢套的内侧分别与两根对拉螺杆摩擦配合，所述第二钢套的底部设置有凸台，所述凸台内开设有T型滑槽，所述T型滑槽内滑动配合有滑板，所述滑板固定连接有所述第二安装座。 5.根据权利要求4所述的一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构，其特征在于，所述第一钢套和第二钢套的结构相同，均包括非封闭的钢套本体，所述钢套本体的两端分别连接有第一连接座和第二连接座，所述第一连接座和第二连接座之间通过螺栓紧固，所述钢套本体的内侧固定设置有摩擦橡胶块。 6.根据权利要求1所述的一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构，其特征在于，所述定位支撑结构包括若干块弧形的弹性钢片，各弹性钢片沿着横向依次叠加且通过一箍环紧固连接，位于最内侧的弹性钢片与所述地下管道抵接，位于最外侧的弹性钢片的两端分别连接有枢轴，所述枢轴与支座转动配合，所述支座固定在U型加固板的内侧壁。 7.根据权利要求1所述的一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构，其特征在于，所述现浇梁板与钢筋混凝土箱涵之间合围形成安装腔，所述定位支撑结构包括填充在所述安装腔内的保护混凝土。
说明书全文	一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构技术领域 [0001] 本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构。背景技术 [0002] 目前的城市隧道施工过程中，往往下穿多种类型地下管道，将不可避免地会使地面出现沉降(或隆起)，并且对周围土层产生扰动。实际工程中地下空间往往密集分布着各类管线，其运行状态直接关系到人民生活质量。近年来，因施工措施不当等原因造成管线破坏、地面沉陷等工程事故频发，产生了巨大的经济损失和严重的社会影响。地下管线周围土体的扰动及其对管线的变形影响及控制依然是非常重要的研究方向。有介于此，急需提出一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构，可以保证下穿管道时不影响管道姿态，不因隧道施工产生各种不良现象，从而达到保障管道安全、地铁施工安全的目的。发明内容 [0003] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构，可以解决上述技术问题。 [0004] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案： [0005] 本发明一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构，包括桥面板、用于支撑所述桥面板的若干组桥台、设置在所述桥面板下方的地下管道，每一组的两个桥台相对支撑在桥面板的两侧，所述桥台的下部朝内延伸形成支撑平台，所述支撑平台上设置有支撑底座，两个桥台的两个支撑底座之间连接有支撑钢梁，所述支撑钢梁的下侧固定有现浇梁板，所述现浇梁板的两端设置有注浆加固区域，所述桥台的下部预留有深入所述注浆加固区域的预埋钢筋，所述现浇梁板的下方一体固定有钢筋混凝土箱涵，所述钢筋混凝土箱涵内设置有所述地下管道，所述钢筋混凝土箱涵内设置有用于所述地下管道的定位支撑结构。 [0006] 进一步，所述支撑底座包括梯形的底座本体，所述底座本体的顶部一体设置有钢梁接口，所述钢梁接口套设在支撑钢梁的外侧，所述底座本体的两侧设置有连接板，所述连接板上设置有与所述支撑平台连接的第一连接孔，所述钢梁接口的上下侧设置有与所述支撑钢梁连接的第二连接孔。 [0007] 进一步，所述现浇梁板的内侧设置有与支撑钢梁固定连接的钢筋网，所述现浇梁板与钢筋混凝土箱涵采用一体浇筑成型。 [0008] 进一步，所述桥台包括上桥台和桥台座，所述桥台座的上侧开设有台阶，每一组的两个桥台之间设置有对拉螺杆，所述对拉螺杆同时穿过所述台阶的竖直面。 [0009] 进一步，所述钢筋混凝土箱涵的内侧和外侧分别设置有U型加固板和直加固板，所述U型加固板和直加固板之间通过连接件与钢筋混凝土箱涵固定，所述直加固板的外侧固定有第一安装座，所述对拉螺杆的外侧套设有摩擦套，所述摩擦套与对拉螺杆的表面滑动摩擦配合，所述摩擦套的底部设置有第二安装座，所述第一安装座和第二安装座之间连接有拉索，对应在支撑钢梁和现浇梁板上开设有供所述拉索穿过的孔洞。 [0010] 进一步，两根对拉螺杆呈平行间隔布置，所述摩擦套包括第一钢套、与所述第一钢套连接的第二钢套，所述第一钢套和第二钢套的内侧分别与两根对拉螺杆摩擦配合，所述第二钢套的底部设置有凸台，所述凸台内开设有T型滑槽，所述T型滑槽内滑动配合有滑板，所述滑板固定连接有所述第二安装座。 [0011] 进一步，所述第一钢套和第二钢套的结构相同，均包括非封闭的钢套本体，所述钢套本体的两端分别连接有第一连接座和第二连接座，所述第一连接座和第二连接座之间通过螺栓紧固，所述钢套本体的内侧固定设置有摩擦橡胶块。 [0012] 进一步，所述定位支撑结构包括若干块弧形的弹性钢片，各弹性钢片沿着横向依次叠加且通过一箍环紧固连接，位于最内侧的弹性钢片与所述地下管道抵接，位于最外侧的弹性钢片的两端分别连接有枢轴，所述枢轴与支座转动配合，所述支座固定在U型加固板的内侧壁。 [0013] 进一步，所述现浇梁板与钢筋混凝土箱涵之间合围形成安装腔，所述定位支撑结构包括填充在所述安装腔内的保护混凝土。 [0014] 一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固方法，包括以下步骤： [0015] (1)地下管道位于地铁隧道正上方，地铁隧道与地下管道从不同方向下穿由桥台、桥面板组成的桥梁，首先于地下管道周围开挖土体并施作保护混凝土进行包封，并预留好后续浇筑钢筋混凝土箱涵的浇筑模板以及与支撑钢梁连接的钢筋网； [0016] (2)将支撑底座利用螺栓孔固定在桥台的支撑平台上，然后用螺栓孔将支撑钢梁与钢梁接口连接； [0017] (3)根据预留模板浇筑成型钢筋混凝土箱涵并将钢筋混凝土箱涵与支撑钢梁连接； [0018] (4)在支撑钢梁下方适当注浆形成注浆加固区域； [0019] (5)通过在两个桥台之间对拉螺杆，然后将摩擦套安装在对拉螺杆上，将摩擦套与钢筋混凝土箱涵之间连接拉索。 [0020] 本发明的有益效果在于： [0021] 本发明一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道加固结构，通过对地下管道采用加固措施，可以保证下穿管道时不影响管道姿态，不因隧道施工产生各种不良现象，从而达到保障管道安全、地铁施工安全的目的。 [0022] 本发明加固结构当中，通过在地下管道的外侧设置钢筋混凝土箱涵，并在钢筋混凝土箱涵与地下管道支架施加定位支撑结构，减小了地面沉陷对地下管道的影响，可以进一步避免管道损坏的发生。 [0023] 本发明加固结构，通过设置支撑钢梁，用作钢筋混凝土箱涵及其保护的地下管道的支撑部位，使得地下管道纵向的多个节点均可以通过桥台进行支撑，可以进一步保证地下管道的完整性，进一步避免地下管道周围土体的扰动及其对管道整体的变形影响。 [0024] 本发明加固结构，通过在现浇梁板的两端设置注浆加固区域对支撑钢梁和现浇梁板进行额外的支撑，使得现浇梁板的支撑不再受到桥台的位置限制，可以适应不同的地质环境，因此可以保证支撑的稳定性。 [0025] 本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明 [0026] 为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明： [0027] 图1为本发明加固结构的结构示意图； [0028] 图2为本发明支撑底座的结构示意图； [0029] 图3为摩擦套的结构示意图； [0030] 图4为图3在A处的放大图； [0031] 图5为实施例1钢筋混凝土箱涵的结构示意图； [0032] 图6为U型加固板的结构示意图； [0033] 图7为图6在B处的放大图； [0034] 图8为地铁隧道与地下管道的布置线路示意图； [0035] 图9为实施例2保护混凝土的结构示意图。 [0036] 附图中标记如下：桥面板1、桥台2、地下管道3、支撑平台4、支撑底座5、支撑钢梁6、现浇梁板7、注浆加固区域8、预埋钢筋9、钢筋混凝土箱涵10、底座本体11、钢梁接口12、连接板13、第一连接孔14、第二连接孔15、上桥台16、桥台座17、台阶18、对拉螺杆19、U型加固板20、直加固板21、连接件22、第一安装座23、摩擦套24、第二安装座25、拉索26、第一钢套27、第二钢套28、凸台29、T型滑槽30、滑板31、第一连接座32、第二连接座33、螺栓34、摩擦橡胶块35、弹性钢片36、箍环37、枢轴38、支座39、保护混凝土40。具体实施方式 [0037] 实施例1，如图1～8所示，本发明一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道3加固结构，包括桥面板1、用于支撑桥面板1的若干组桥台2、设置在桥面板1下方的地下管道3，桥台2的结构相对于桥面板1的中心对称，每两个桥台2为一组，每一组的两个桥台2相对支撑在桥面板1的两侧。 [0038] 桥台2的下部朝内延伸形成支撑平台4，此处的向内指的是朝向同一组桥台2的所在一侧，即朝向桥面板1的所在侧为内侧。其中，支撑平台4上设置有支撑底座5，两个桥台2的两个支撑底座5之间连接有支撑钢梁6，支撑钢梁6与支撑底座5之间通过螺栓连接，可以拆卸，以方便现场进行安装和调整。 [0039] 支撑钢梁6的下侧固定有现浇梁板7，现浇梁板7的内侧设置有与支撑钢梁6固定连接的钢筋网，在现浇梁板7浇筑前，将现浇梁板7的钢筋网与支撑钢梁6之间进行绑扎固定，后续现浇梁板7与钢筋混凝土箱涵10采用一体浇筑成型。现浇梁板7的两端设置有注浆加固区域8，在现浇梁板7和钢筋混凝土箱涵10浇筑成型后，在支撑钢梁6下方适当注浆形成注浆加固区域8，以提高支撑的稳定性。桥台2的下部预留有深入注浆加固区域8的预埋钢筋9，可以增加注浆加固区域8与桥台2之间的连接锚固力，现浇梁板7的下方一体固定有钢筋混凝土箱涵10，钢筋混凝土箱涵10内设置有地下管道3，钢筋混凝土箱涵10内设置有用于地下管道3的定位支撑结构，可以用于对地下管道3进行定位和支撑，尽可能表面地下管道3在使用时的晃动。 [0040] 本实施例中，支撑底座5包括梯形的底座本体11，底座本体11放倒设置，底座本体11的底部与桥台2的侧面对应接触，也能一定程度上限制桥台2之间的相对位移，底座本体 11的顶部一体设置有钢梁接口12，钢梁接口12正好与支撑钢梁6进行对接，钢梁接口12套设在支撑钢梁6的外侧，通过第二连接孔15与支撑钢梁6进行连接固定。底座本体11的两侧设置有连接板13，连接板13位于下部，连接板13上设置有与支撑平台4连接的第一连接孔14，钢梁接口12的上下侧设置有与支撑钢梁6连接的第二连接孔15。本发明装置通过支撑底座5将支撑钢梁6与桥台2进行连接，可以起到快速装配的作用，标准化的生产，能够极大地节约管道的加固成本。 [0041] 本实施例中，桥台2包括上桥台16和桥台座17，桥台座17的上侧开设有台阶18，每一组的两个桥台2之间设置有对拉螺杆19，对拉螺杆19同时穿过台阶18的竖直面，通过将桥台2分割成上下的桥台2和桥台座17，即便桥台2的上端出现裂缝，裂缝也能通过台阶18面进行分割，避免因为桥面板1的承载导致裂缝持续开裂对桥台2整体造成影响，还能方便更换。 [0042] 本实施例中，钢筋混凝土箱涵10的内侧和外侧分别设置有U型加固板20和直加固板21，U型加固板20刚好与钢筋混凝土箱涵10的内侧面贴合，U型加固板20和直加固板21之间通过连接件22与钢筋混凝土箱涵10固定。U型加固板20和直加固板21沿着钢筋混凝土箱涵10的纵向设置有多组，通过多组U型加固板20和直加固板21的加固作用，即便钢筋混凝土箱涵10在地下沉陷的影响下断裂，也能通过U型加固板20和直加固板21的加固作用尽可能保持完整，进一步减小对地下管道3的影响。 [0043] 其中，直加固板21的外侧固定有第一安装座23，对拉螺杆19的外侧套设有摩擦套24，摩擦套24与对拉螺杆19的表面滑动摩擦配合，摩擦套24的底部设置有第二安装座25，第一安装座23和第二安装座25之间连接有拉索26，对应在支撑钢梁6和现浇梁板7上开设有供拉索26穿过的孔洞，当钢筋混凝土箱涵10受到地面沉降的作用影响时，钢筋混凝土箱涵10某一节点处的U型加固板20和直加固板21对应发生位移，能够通过拉索26带动摩擦套24沿着对拉螺杆19的长度方向发生滑动，摩擦套24与对拉螺杆19的表面之间发生摩擦力，可以产生一定的摩擦阻尼，阻碍其滑动，可以一定程度上避免突然的沉降对钢筋混凝土箱涵10造成的破坏问题。 [0044] 本实施例中，两根对拉螺杆19呈平行间隔布置，摩擦套24包括第一钢套27、与第一钢套27连接的第二钢套28，通过第一钢套27和第二钢套28的配合一起产生阻尼，可以提高阻尼效果，第一钢套27和第二钢套28的内侧分别与两根对拉螺杆19摩擦配合，第二钢套28的底部设置有凸台29，凸台29内开设有T型滑槽30，T型滑槽30内滑动配合有滑板31，滑板31固定连接有第二安装座25，第二安装座25与滑板31之间可以采用螺纹连接，可以便于安装，通过设置滑板31与T型滑槽30的配合，可以让滑板31具有一定的移动空间，可以忽略安装精度的影响为拉索26的安装提供便利性。 [0045] 本实施例中，第一钢套27和第二钢套28的结构相同，均包括非封闭的钢套本体，钢套本体的两端分别连接有第一连接座32和第二连接座33，第一连接座32和第二连接座33之间通过螺栓34紧固，钢套本体的内侧固定设置有摩擦橡胶块35，可以增加摩擦阻尼力，提高装置的寿命。 [0046] 本实施例中，定位支撑结构包括若干块弧形的弹性钢片36，各弹性钢片36沿着横向依次叠加且通过一箍环37紧固连接，通过弹性钢片36之间的组合能够提供弹性的支撑力，使得地下管道3可以定位安装在两个定位支撑结构之间。位于最内侧的弹性钢片36与地下管道3抵接，位于最外侧的弹性钢片36的两端分别连接有枢轴38，枢轴38与支座39转动配合，支座39固定在U型加固板20的内侧壁，当钢筋混凝土箱涵10遇到大面积的塌陷时，通过弹性钢片36能够为地下管道3提供弹性的支撑力，防止因为钢筋混凝土箱涵10的断裂引起的地下管道3破坏问题，能够起到更好的保护作用。 [0047] 实施例2，如图9所示，本实施例与实施例1的区别在于，现浇梁板7与钢筋混凝土箱涵10之间合围形成安装腔，定位支撑结构包括填充在安装腔内的保护混凝土40，相对于实施例1来说，保护混凝土40可以对地下管道3起到一定的保护作用，施工更为方便，成本更低，更适合小面积的地面塌陷问题。 [0048] 一种隧道施工下穿跨河桥梁下方地下管道3加固方法，包括以下步骤： [0049] (1)地下管道3位于地铁隧道正上方，地铁隧道与地下管道3从不同方向下穿由桥台2、桥面板1组成的桥梁，首先于地下管道3周围开挖土体并施作保护混凝土40进行包封，并预留好后续浇筑钢筋混凝土箱涵10的浇筑模板以及与支撑钢梁6连接的钢筋网； [0050] (2)将支撑底座5利用螺栓孔固定在桥台2的支撑平台4上，然后用螺栓孔将支撑钢梁6与钢梁接口12连接； [0051] (3)根据预留模板浇筑成型钢筋混凝土箱涵10并将钢筋混凝土箱涵10与支撑钢梁6连接； [0052] (4)在支撑钢梁6下方适当注浆形成注浆加固区域8； [0053] (5)通过在两个桥台2之间对拉螺杆19，然后将摩擦套24安装在对拉螺杆19上，将摩擦套24与钢筋混凝土箱涵10之间连接拉索26。 [0054] 最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

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