超大径厚比钢管临时墩的制作方法

本实用新型涉及一种超大径厚比钢管临时墩。

背景技术：

大型桥梁建设中，大直径钢管作为支撑体系应用非常广泛，实际施工过程中与其他支架相比发挥了独特优势。无论是在现浇砼箱梁支架平台、移动模架临时拼装平台、移动模架支撑平台，还是在钢箱梁拼装平台中都扮演了重要角色。

目前，常规的桥梁施工过程中更多的是选用φ426mm、φ529mm、φ630mm、φ820mm、φ1220mm等形式钢管，该形式钢管属于较小径厚比的钢管，而且该构造形式的钢管应用流程、工艺技术都已运用相对完善与成熟。然而，超大径厚比钢管在工程实际运用的还相对很少，特别在桥梁施工采用超大径厚比钢管作为临时墩进行施工属新型应用，适用于水上和路上地形起伏变化大的各种基础条件，发挥了在跨越道路桥梁、高度较大等情况下，适应性强、施工速度快、安全稳定性高等特点。

技术实现要素：

为解决边跨混凝土箱梁跨度较大，且跨越车流密集、不具备箱梁现浇施工支撑条件的滨江路施工技术问题，有效节约施工成本、压缩工期，采用一种超大径厚比钢管作为现浇箱梁支架竖向临时墩。

临时墩采用的钢管为直径3300mm，壁厚20mm，径厚比为165/1的超大径厚比钢管；开挖桩基础，孔底围绕超大径厚比钢管外壁等间距植入钢筋和型钢；钢管临时墩顶部设置加强斜撑以及采取精轧螺纹钢对拉；钢管内部回填砂土，设置纵桥向、横桥向平联和剪刀撑。

进一步，钢管每节高1.8m，钢管内侧四周焊接限位钢板，上下两节钢管接缝处沿钢管外侧管壁等间距焊接竖向加强劲板。

进一步，钢管临时墩顶部设置顺桥向和横桥向八字加强斜撑，八字斜撑采用600×360箱形结构，箱形结构两侧各加一根HN600×200型钢，型钢和箱形结构以及钢管内壁焊接，钢管顶部与移动模架主梁之间设置两个灌满支座砂浆的钢管支墩。

在既有道路桥梁边缘河床上植入两根Φ3300mm，壁厚20mm，径厚比为165/1的超大径厚比钢管作为施工钢平台的临时支墩，后又作为边跨箱梁施工移动模架主梁支撑点(移动模架主梁上面搭设碗扣支架)，作为现浇箱梁临时墩，在主塔施工与边跨箱梁施工中发挥多项作用。临时墩桩基础采用人工挖孔，孔底预埋钢筋和型钢锚固钢管；采取高空对接方式接高钢管临时墩；设置防腐设施；进行焊缝超声波无损检测；钢管顶部设置斜撑加强装置和整体稳定性加强装置；进行钢管临时墩反力对拉试验；安装土压力盒和应力传感器装置，对钢管临时墩实时监测。超大径厚比钢管为索塔主墩桩基施工割除的废旧钢护筒，属于材料的二次利用，有效节约了施工成本，降低了施工风险，压缩了施工工期。通过以上钢管临时墩施工措施即形成了本超大径厚比钢管临时墩。

采用的钢管为Φ3300mm，壁厚20mm，径厚比为165/1的超大径厚比钢管，且一墩多用，同时又为废旧材料的二次利用；

所述钢管临时墩桩基础采用人工挖孔，在孔底预埋钢筋和型钢锚固钢管；

所述钢管临时墩接高施工采用汽车吊高空对接，分节接高方式；

所述钢管临时墩设置防腐、美观措施；

所述钢管临时墩顶部增设加强斜撑装置；

所述钢管临时墩设置确保整体稳定性装置；

所述钢管临时墩进行反力对拉试验；

所述钢管临时墩安装实时监测装置。

使用说明书工序操作步骤为：

首先，测量放样桩位后，采用人工挖孔方式进行钢管桩基础开挖，孔底围绕超大径厚比钢管外壁等间距植入钢筋和型钢，加强预埋钢管锚固，浇筑桩基础；

进一步，采用汽车吊高空对接方式进行钢管临时墩分节接高施工；

进一步，对超大径厚比钢管进行防腐施工和超声波无损探伤检测；

进一步，钢管临时墩顶部设置移动模架主纵梁中支点支承横梁及加强斜撑装置；

进一步，钢管临时墩采取内部回填砂土，增设纵桥向、横桥向平联、剪刀撑，钢管顶部精轧螺纹钢对拉的稳定性措施；

进一步，对超大径厚比钢管临时墩进行反力对拉试验；

进一步，对超大径厚比钢管临时墩进行应力监测、分析和应用。

所述的一种超大径厚比钢管临时墩新型应用，其特征是：临时墩采用的钢管为直径3300mm，壁厚20mm，径厚比为165/1的超大径厚比钢管；超大径厚比钢管为废旧材料的二次利用，节约施工成本；孔底围绕超大径厚比钢管外壁等间距植入钢筋和型钢，有效抵消汛期洪水对超大径厚比钢管的冲击力；采取高空对接方式进行临时墩钢管分节接高施工；对超大径厚比钢管进行防腐施工，对接焊缝进行超声波无损探伤检测；钢管临时墩顶部设置加强斜撑以及采取精轧螺纹钢对拉；钢管临时墩内部回填砂土，设置纵桥向、横桥向平联、剪刀撑，确保超大径厚比钢管的整体稳定性；通过四台液压千斤顶张拉预应力钢绞线，对超大径厚比钢管临时墩进行反力对拉试验，检测钢管临时墩的受力性能；超大径厚比钢管临时墩内部安装土压力盒，管壁上安装传感器，钢管内部填土、移动模架主梁顶推及模板安装、钢筋绑扎、混凝土梁施工过程中，实行实时监控。采用超大径厚比钢管临时墩，一墩多用，提高了安全系数，降低了施工成本，作业简单，易于受控，同时减少了大量临时结构设施、材料的投入，较好的解决了跨超宽既有道路桥梁现浇支架施工难题。

利用本实用新型的超大径厚比钢管临时墩，具有如下优点：

一、与其他小径厚比钢管支墩或者混凝土临时支墩相比发挥了独特优势，在主塔施工钢平台、移动模架主梁拼装、顶推、移动模架支撑、现浇砼箱梁施工中都扮演了重要角色。

二、超大径厚比钢管(即为主墩桩基割除钢护筒)属于废旧材料二次利用，有效节约了施工成本，一定程度上也大大降低了施工风险。

三、超大径厚比钢管作为竖向临时支墩“一墩多用”，既作为索塔到既有道路桥梁间钢平台主要支墩，又作为边跨砼箱梁施工中支撑移动模架主梁的中支墩，在索塔施工与边跨箱梁施工中发挥多项作用。

四、超大径厚比钢管作为竖向临时支墩，施工简便、成本低廉，有效压缩了施工工期，通过采取内部回填砂土、增设钢管平联剪刀撑、反力对拉试验、实时监控等措施，确保施工安全稳定性。

五、整体加快了15％的施工进度。

六、降低了约25％的施工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用 的附图作简单地介绍。

图1为超大径厚比钢管临时墩立面图；

图2为超大径厚比钢管临时墩正视图；

图3为超大径厚比钢管临时墩平面图；

图4为超大径厚比钢管临时墩顶部装置顺桥向剖面图；

图5为超大径厚比钢管临时墩顶部装置平面图；

图6a为中支点支承横梁装置顺桥向加强图之正剖视图；

图6b为中支点支承横梁装置顺桥向加强图之侧剖视图；

图7a为中支点支承横梁装置横桥向加强图之正剖视图；

图7b为中支点支承横梁装置横桥向加强图之侧剖视图；

图8a为超大径厚比钢管临时墩对拉试验张拉分配梁装置图之平面图；

图8b为超大径厚比钢管临时墩对拉试验张拉分配梁装置图之侧视图；

图9为超大径厚比钢管临时墩应力传感器安装位置展开图。

其中1—超大径厚比钢管临时墩；2-施工钢平台；3-顺桥向加强钢管斜撑；4-台车；5-台车支承横梁双拼I40a工字钢；6-主纵梁中支点支承横梁双拼900×500小箱梁；7-顺桥向八字斜撑型钢；8-顶部分配梁双拼NH600×200型钢；9-对拉精轧螺纹钢；10-横桥向八字斜撑型钢；11-斜撑加强型钢；12-腹板加劲板；13-连接劲板；14-锚垫板；15-锚具；16-[32a槽钢剪刀撑；17-ф426钢管平联；18-ф426钢管平联

具体实施方式

下面结合附图具体说明：

如附图所示，本实用新型超大径厚比钢管临时墩，按它每安装完成一座现浇箱梁支架施工的工作过程作为一个标准作业循环设计。具体施工流程步序和施工工艺流程为：

1、钢管基础施工

采用人工挖孔方式进行钢管桩基础开挖，预埋超大径厚比钢管基础，在孔底围绕超大径厚比钢管外壁等间距植入钢筋和型钢，钢管内外浇筑混凝土基础，浇筑完成后用砂土将钢管基础填埋。

2、钢管接高施工

钢管接高采用汽车吊吊装，高空对接的方式进行。钢管每节高1.8m，钢管内侧四周焊接限位钢板，方便钢管接高时准确定位；上下两节钢管接缝处沿钢管外侧管壁等间距焊接竖向加强劲板。

3、钢管防腐和焊缝探伤检测施工

超大径厚比钢管紧靠嘉陵江滨江路，文明施工、环保要求高，在钢管外壁刷防锈漆做防腐处理；钢管接缝焊接焊接施工结束后进行超声波无损探伤检测。

4、钢管临时墩顶部移动模架主纵梁中支点支承横梁及加强斜撑施工

移动模架主梁中支点支承横梁采用双拼900×500箱型钢梁，箱型钢梁底部分别设置顺桥向和横桥向八字斜撑，八字斜撑采用600×360箱形结构，顶部设置井字劲板和盖板；斜撑底部斜向侧壁和钢管内壁焊接；箱形结构两侧各加一根HN600×200型钢，其和箱形结构以及钢管内壁焊接；钢管顶部分配梁采用HN600×200型钢，外侧上下翼缘板之间设置竖向劲板；分配梁和斜撑顶部盖板焊接；中支点支承横梁与移动模架主梁之间设置两个钢管支墩。

5、钢管整体稳定性措施

横桥向，两根超大径厚比钢管之间设置Φ820钢管平联和[32槽钢剪刀撑连接，增强横桥向稳定性；顺桥向，采用Φ820钢管将超大径厚比钢管与主塔墩身相连，增强顺桥向稳定性；超大径厚比钢管临时墩内部回填砂土，增加整体稳定性。

6、超大径厚比钢管反力对拉试验

在钢管临时墩顶部和底部设置张拉用分配梁，并对钢管临时墩采取局部加强措施，利用四台500T液压千斤顶和预应力钢绞线对钢管顶部与底部区间进行反力对拉。

7、对超大径厚比钢管临时墩进行应力监测、分析和应用

超大径厚比钢管内部回填土之前，钢管内(底)部设置土压力盒，钢管外壁设置应力传感器。填土过程、对拉过程，移动模架主纵梁顶推前后、钢筋安装前后、混凝土浇筑前后，对超大径厚比钢管进行测量监测与第三方监控。采用MIDAS/Civil建立超大径厚比钢管的计算分析模型。最后超大径厚比钢管临时墩投入应用。

为了验证超大径厚比钢管临时墩能否承受混凝土箱梁产生的巨大施工荷载，钢管焊接质量能否满足施工要求，对超大径厚比钢管进行反力对拉试验。在钢管底部设置垂直的两根张拉分配梁，分配梁长430cm，采用双拼HN600*200型钢，分配梁单肢型钢端部设置腹板加劲板，双拼型钢之间设置连接劲板，在钢管临时墩上，对应分配梁单肢型钢割洞并穿插型钢分配梁，钢管顶部对应底部张拉用分配梁平面位置同样设置两根相互垂直的张拉用分配梁。

采用四台500T液压千斤顶和预应力钢绞线对钢管顶部与底部区间进行反力对拉，张拉端设置在钢管顶部，选用YM15-24锚具，共4束预应力钢束，每束24根钢 绞线，单根长27m，钢绞线抗拉强度标准值fpk＝1860MPa，截面面积139mm²，张拉控制力0.75fpk(该力为箱梁施工时，钢管所需承受的荷载)，预应力钢绞线张拉过程中，张拉力对称逐级施加。

同时，为了确保对拉试验达到预期效果及采集应力变化数据，超大径厚比钢管外壁共安装9个JMZX-215型数码应力传感器，对钢管应力变化进行实时监测。钢管底部应力传感器安装在对应底部张拉分配梁上口位置，如9所示(图中黑色条形表示应力传感器，数字表示测点编号)。

超大径厚比钢管对拉过程中监测结果无异常，应力理论计算值与实测值接近，钢管最大水平位移为2mm，各测点沉降最大为10mm，最小为8mm，平均为9mm，与理论值接近。监测到最大应力变化均小于Q235钢材设计应力值，判定超大径厚比钢管能满足施工要求。

使用本实用新型超大径厚比钢管临时墩，要注意确保钢管的入岩深度满足要求，注意控制好钢管垂直度和焊缝焊接质量，采取的整体和局部稳定性稳固措施保质保量完成，反拉对拉试验时注意分级对称施压，防止发生巨大偏载作用，同时做好对超大径厚比钢管的实时监测工作，确保钢管临时墩的安全稳定。

以上本实用新型一种超大径厚比钢管临时墩装置，适用于水上和路上地形起伏变化大的各种基础条件，发挥了在跨越道路桥梁、高度较大等情况下，适应性强、施工速度快、节约施工成本、安全稳定性高等特点，打破了常规的钢管格构柱临时墩形式，能取得良好的社会效益和经济效益，值得应用推广。