一种钢刃角入土顶进箱涵装置及施工方法 |
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| 申请号 | CN201710075789.0 | 申请日 | 2017-02-13 | 公开(公告)号 | CN106894350B | 公开(公告)日 | 2022-10-25 |
| 申请人 | 中交隧道工程局有限公司; | 发明人 | 陈勇华; 颜炳仁; 张修和; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 钢 刃 角 入土顶进箱涵装置及施工方法，装置包括箱涵本体；在所述箱涵本体的前端设有活动钢刃角，所述活动钢刃角嵌套在所述箱涵本体的前端并沿箱涵本体顶进的方向往复移动，在所述箱涵本体的前端面设有顶压所述活动钢刃角前进的刃角千斤顶。施工方法采用活动钢刃角与箱涵本体的交替顶入方式。本发明的有益效果是：显著提高了钢刃角和箱涵顶入路基的能 力 ，使活动钢刃角的前端在施工过程中保持在路基的土层中，可有效防止箱涵侧向路基坍塌，保证箱涵入土顶进施工的安全可靠性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种钢刃角入土顶进箱涵装置，包括箱涵本体；其特征在于，在所述箱涵本体的前端设有活动钢刃角，所述活动钢刃角包括底板刃角、顶板刃角、左侧刃角和右侧刃角，所述活动钢刃角前沿是所述顶板刃角向前伸出的楔形斜度为1:1的楔形端，所述活动钢刃角的左侧刃角和右侧刃角的前沿是由垂直前端刃和水平沿构成的直角锯齿形，所述活动钢刃角嵌套在所述箱涵本体的前端并沿箱涵本体顶进的方向往复移动，在所述箱涵本体的前端面设有顶压所述活动钢刃角前进的刃角千斤顶，所述活动钢刃角设有多条加强筋，在所述加强筋的后端设有承力板，对应于每个所述加强筋设有一个所述刃角千斤顶，所述刃角千斤顶顶压在所述承力板上。 |
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| 说明书全文 | 一种钢刃角入土顶进箱涵装置及施工方法技术领域背景技术[0002] 在既有铁路或公路增加箱型过路涵洞时，为了不中断既有交通，大多采用路基旁边预制，然后再顶入的施工方法。在顶入时，铁路常用便梁将轨道架空卸载，箱涵主体在下方边开挖边顶进，为了防止箱涵侧向路基坍塌，常设置固定于前端侧墙上的简易钢刃角。根据多年的施工经验，这种方法由于钢刃角不入土，基本不能起到防护作用。由于钢刃角不入土，路基开挖临空面大，箱涵在顶进过程，前端侧面坍塌是无法避免的，给后期顶进到位造成回填工作量较大，并且由于作业空间狭窄无法保证回填质量给路基留有安全隐患。 发明内容[0003] 本发明的目的是提出一种钢刃角入土顶进箱涵装置及施工方法的技术方案，改进箱涵顶入功能，增强箱涵入土顶进施工的安全可靠性。 [0004] 为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种钢刃角入土顶进箱涵装置，包括箱涵本体；在所述箱涵本体的前端设有活动钢刃角，所述活动钢刃角嵌套在所述箱涵本体的前端并沿箱涵本体顶进的方向往复移动，在所述箱涵本体的前端面设有顶压所述活动钢刃角前进的刃角千斤顶。 [0005] 更进一步，其特征在于，所述活动钢刃角包括底板刃角、顶板刃角、左侧刃角和右侧刃角，所述活动钢刃角前沿是所述顶板刃角向前伸出的楔形端，所述活动钢刃角的左侧刃角和右侧刃角的前沿是设有垂直前端刃的锯齿形。 [0006] 更进一步，其特征在于，所述活动钢刃角前沿是楔形斜度为1:1的楔形端，所述活动钢刃角的左侧刃角和右侧刃角的前沿是由所述垂直前端刃和水平沿构成的直角锯齿形，所述垂直前端刃和水平沿的长度均为200mm。 [0007] 更进一步，所述活动钢刃角设有多条加强筋，在所述加强筋的后端设有承力板，对应于每个所述加强筋设有一个所述刃角千斤顶，所述刃角千斤顶顶压在所述承力板上。 [0008] 更进一步，所述箱涵本体的前端设有内衬钢套和外护钢套，所述活动钢刃角的内腔以滑动配合嵌套在所述内衬钢套上，所述活动钢刃角被嵌套在所述外护钢套之内；所述活动钢刃角的后端在所述内衬钢套和外护钢套之间往复移动。 [0009] 更进一步，所述活动钢刃角与所述箱涵本体的嵌套长度为1600mm，所述刃角千斤顶的最大行程不小于500mm。 [0010] 一种钢刃角入土顶进箱涵施工方法，采用钢刃角入土顶进箱涵装置，将箱涵顶入路基本体中，钢刃角入土顶进箱涵装置包括箱涵本体，在所述箱涵本体的前端设有活动钢刃角，所述活动钢刃角嵌套在所述箱涵本体的前端并沿箱涵本体顶进的方向往复移动，在所述箱涵本体的前端面设有顶压所述活动钢刃角前进的刃角千斤顶，在所述箱涵本体的后端设有推动箱涵本体前进的主体顶进装置；所述施工方法的步骤包括： [0011] a. 将所述钢刃角入土顶进箱涵装置在所述路基本体旁就位，并在箱涵本体的后端设置主体顶进装置； [0012] b. 采用所述刃角千斤顶顶压所述活动钢刃角，将所述活动钢刃角顶入所述路基本体一段顶压行程； [0013] c. 对被所述活动钢刃角顶入部分的所述路基本体进行挖掘，挖掘过程中保持所述活动钢刃角前端切入土中； [0014] d. 撤除所述刃角千斤顶对活动钢刃角的顶压，使刃角千斤顶收缩，所述主体顶进装置推动箱涵本体前进一段所述顶压行程； [0015] e. 重复步骤b。 [0016] 更进一步，在步骤b中，所述顶压行程为450mm。 [0017] 更进一步，在步骤c中，挖掘至所述活动钢刃角前端切入土中不小于10mm。 [0018] 本发明的有益效果是：采用活动钢刃角与箱涵本体的交替顶入方式，显著提高了钢刃角和箱涵顶入路基的能力，使活动钢刃角的前端在施工过程中保持在路基的土层中，可有效防止箱涵侧向路基坍塌，保证箱涵入土顶进施工的安全可靠性。 附图说明[0020] 图1是本发明钢刃角入土顶进箱涵装置的结构图； [0021] 图2是本发明钢刃角入土顶进箱涵装置的结构分解图； [0022] 图3是本发明钢刃角入土顶进箱涵装置的立面剖视图； [0023] 图4是图3的A局部放大图； [0024] 图5是图3的B局部放大图； [0025] 图6是本发明施工方法示意图，是钢刃角入土顶进箱涵装置在路基本体旁的就位状态； [0026] 图7是本发明施工方法示意图，采用刃角千斤顶顶压所述活动钢刃角，使活动钢刃角切入路基土体中； [0027] 图8是本发明施工方法示意图，对被活动钢刃角顶入部分的路基本体进行挖掘； [0028] 图9是本发明施工方法示意图，主体顶进装置推动箱涵本体前进； [0029] 图10是本发明施工方法示意图，重复使活动钢刃角切入路基土体中。 具体实施方式[0030] 如图1至图5，一种钢刃角入土顶进箱涵装置，包括箱涵本体10；在所述箱涵本体的前端设有活动钢刃角20，所述活动钢刃角嵌套在所述箱涵本体的前端并沿箱涵本体顶进的方向往复移动，在所述箱涵本体的前端面设有顶压所述活动钢刃角前进的刃角千斤顶30。 [0031] 所述活动钢刃角包括底板刃角21、顶板刃角22、左侧刃角23和右侧刃角24，所述活动钢刃角前沿是所述顶板刃角向前伸出的楔形端，所述活动钢刃角的左侧刃角和右侧刃角的前沿是设有垂直前端刃25的锯齿形。 [0032] 所述活动钢刃角前沿是楔形斜度为1:1的楔形端，所述活动钢刃角的左侧刃角和右侧刃角的前沿是由所述垂直前端刃25和水平沿26构成的直角锯齿形，所述垂直前端刃和水平沿的长度C均为200mm。 [0033] 所述活动钢刃角设有多条加强筋27，在所述加强筋的后端设有承力板28，对应于每个所述加强筋设有一个所述刃角千斤顶，所述刃角千斤顶顶压在所述承力板上。 [0034] 所述箱涵本体的前端设有内衬钢套11和外护钢套12，所述活动钢刃角的内腔以滑动配合嵌套在所述内衬钢套上，所述活动钢刃角被嵌套在所述外护钢套之内；所述活动钢刃角的后端在所述内衬钢套和外护钢套之间往复移动。 [0035] 所述活动钢刃角与所述箱涵本体的嵌套长度S为1600mm，所述刃角千斤顶的最大行程不小于500mm。 [0036] 如图6至图10，一种钢刃角入土顶进箱涵施工方法，采用上述钢刃角入土顶进箱涵装置，将箱涵顶入路基本体01中，钢刃角入土顶进箱涵装置包括箱涵本体10，在所述箱涵本体的前端设有活动钢刃角20，所述活动钢刃角嵌套在所述箱涵本体的前端并沿箱涵本体顶进的方向往复移动，在所述箱涵本体的前端面设有顶压所述活动钢刃角前进的刃角千斤顶30，在所述箱涵本体的后端设有推动箱涵本体前进的主体顶进装置40；所述施工方法的步骤包括： [0037] a. 将所述钢刃角入土顶进箱涵装置在所述路基本体旁就位，并在箱涵本体的后端设置主体顶进装置，如图6所示； [0038] b. 采用所述刃角千斤顶顶压所述活动钢刃角，将所述活动钢刃角顶入所述路基本体一段顶压行程L，如图7所示； [0039] c. 对被所述活动钢刃角顶入部分的所述路基本体进行挖掘，挖掘过程中保持所述活动钢刃角前端切入土中，如图8所示； [0040] d. 撤除所述刃角千斤顶对活动钢刃角的顶压，使刃角千斤顶收缩，所述主体顶进装置推动箱涵本体前进一段所述顶压行程，如图9所示； [0041] e. 重复步骤b，如图10 所示。 [0042] 在步骤b中，所述顶压行程L为450mm。 [0043] 在步骤c中，挖掘至所述活动钢刃角前端切入土中L0不小于10mm。 [0044] 实施例一： [0045] 如图1至图5，一种钢刃角入土顶进箱涵装置，包括箱涵本体10。箱涵本体是一个钢筋混凝土预制的箱涵，通过顶进方式穿越铁路路基的涵洞。本实施例的箱涵本体是一个横断面为方形的箱涵，外壁宽度W=3960mm，外壁高度H=3560mm，内壁宽度W0=3000mm，内壁高度H0=2600mm。箱涵本体的前端设有一段长度S=1600mm长的收缩段，在收缩段的外表面设有内衬钢套11，内衬钢套是20mm厚的钢板，在浇筑时预埋在箱涵本体上，内衬钢套的外表面缩进箱涵本体的外表面S1=70mm。在内衬钢套嵌套有外护钢套12，外护钢套的外表面与箱涵本体的外表面平齐，外护钢套是20mm厚的钢板，在所述收缩段的根部通过预埋铁13固定在箱涵本体上，外护钢套伸出收缩段根部的长度S2=1000mm。内衬钢套与外护钢套之间形成一个间距50mm的空套。 [0046] 在箱涵本体的前端设有活动钢刃角20，活动钢刃角的横断面是与箱涵本体对应的方形。活动钢刃角包括底板刃角21、顶板刃角22、左侧刃角23和右侧刃角24。活动钢刃角前沿是所述顶板刃角向前伸出的楔形端，楔形斜度K为1:1。左侧刃角和右侧刃角的前沿是由垂直前端刃25和水平沿26构成的直角锯齿形，垂直前端刃和水平沿的长度C均为200mm。活动钢刃角设有多条加强筋27。本实施例中，左侧刃角和右侧刃角各设有7条加强筋，底板刃角和顶板刃角个设有8条加强筋。在加强筋的后端设有承力板28。 [0047] 活动钢刃角是由30mm厚的钢板构成的方形筒体，活动钢刃角的内腔以滑动配合嵌套在箱涵本体的内衬钢套上，所述活动钢刃角被嵌套在所述外护钢套之内，活动钢刃角与箱涵本体的最大嵌套长度S为1600mm。活动钢刃角的后端在内衬钢套和外护钢套之间往复移动，移动方向也是箱涵本体顶进的方向。 [0048] 在箱涵本体的前端面设有顶压活动钢刃角前进的刃角千斤顶30。本实施例中，对应于活动钢刃角的每条加强筋设有一个刃角千斤顶，共有30个刃角千斤顶。刃角千斤顶顶压在活动钢刃角的承力板上。刃角千斤顶的最大行程为500mm。 [0049] 制作钢刃角入土顶进箱涵装置的制作方法是，将底板刃角、左侧刃角、右侧刃角、顶板刃角四个部分分开制作。先将底刃角就地制作完成，安放于箱涵预制的工作坑内，再施工箱涵本体的底板混凝土及预埋的环向内外衬钢板护套系统。待箱涵边墙和顶板以及连带的前内衬钢板施工完成后，再安装左侧刃角、右侧刃角和顶板刃角，随后焊接安装箱涵前端外衬护套钢板。 [0050] 实施例二： [0051] 如图6至图10，一种钢刃角入土顶进箱涵施工方法，采用实施例一所述的钢刃角入土顶进箱涵装置，将箱涵顶入路基本体01中，本实施例的路基是两侧坡度为1:1的铁路路基。 [0052] 在箱涵本体的后端设有推动箱涵本体前进的主体顶进装置40。 [0053] 施工方法的步骤包括： [0054] a. 将钢刃角入土顶进箱涵装置在路基本体旁就位，并在箱涵本体的后端设置主体顶进装置，如图6所示； [0055] b. 采用刃角千斤顶顶压所述活动钢刃角，将活动钢刃角顶入所述路基本体一段顶压行程L=450mm，使活动钢刃角切入路基土体中，如图7所示； [0056] c. 对被活动钢刃角顶入部分的路基本体进行挖掘，挖掘过程中保持所述活动钢刃角前端切入土中，挖掘至活动钢刃角前端切入土中L0=10mm。如图8所示； [0057] d. 撤除刃角千斤顶对活动钢刃角的顶压，使刃角千斤顶收缩，主体顶进装置推动箱涵本体前进，前进长度为一段顶压行程450mm，如图9所示； [0058] e. 重复步骤b，如图10 所示。直至箱涵本体穿过路基。 [0059] 由于采用活动钢刃角与箱涵本体的交替顶入方式，活动钢刃角和箱涵本体的顶压阻力更小，更容易完成顶压操作。也可以避免箱涵本体和活动钢刃角的损坏。在施工过程中，活动钢刃角的前沿始终切入路基的土体之内，可有效地避免路基土体坍塌，减少了后期对箱涵侧面路基的处理工作量。由于路基本体进行挖掘时，其挖掘面会形成自然的坡度，活动钢刃角前沿采用斜度K为1:1楔形端，可有效地适应土体的自然坡度，是活动钢刃角的前端有效的保持在土体中。左侧刃角和右侧刃角的前沿采用直角锯齿形，可消除因斜边土体对刃角产生的向上反力。本发明的装置构造简单，使用方便，可保证箱涵入土顶进施工的安全可靠性，提高施工质量。 |
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