一种钢栈桥施工设施的制作方法

技术领域

本发明涉及一种钢栈桥的施工方法及设施，更具体地说是一种在急速水流中、河床为无覆盖层倾斜基岩、且船舶无法进入施工区域的钢栈桥施工方法及施工设施。

背景技术：

钢栈桥常规施工方法是采用钢管桩和贝雷片作为主要承重结构，现场拆装式架设，即利用履带吊在搭设好的首跨栈桥上，逐孔插打栈桥基础，吊装桥面结构，完成一跨后，履带吊移至下一跨，逐跨向前推进施工。但是，采用传统的钢栈桥施工方法，在急速水流冲击下，栈桥钢管桩在插打时定位困难，河床为倾斜基岩面，履带吊配合震动锤无法将钢管柱打入岩石内，无法保证栈桥纵向和横向的稳定性。

甘肃永靖县盐锅峡黄河大桥位于盐锅峡水电站大坝下游约700m，八盘峡水电站库区内，施工期间正值夏季，水电站泄洪水流急速达6.5m/s，水深6-8m，长年累月的冲刷造成大桥桥址河床表层无覆盖层、为中风化砂岩强度800Kpa、且基岩面倾斜起伏较大。水电站库区内船舶无法进入。在水电站库区急速水流、河床无覆盖层倾斜岩面的环境条件下，常规的钢栈桥施工方法无法保证其结构安全性。

技术实现要素：

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种冲击钻限位成孔植入结合履带吊的钢栈桥施工方法及设施，以保证在水电站库区急速水流、河床无覆盖层倾斜岩面的环境条件下施工的钢栈桥的结构安全性。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明冲击钻限位成孔植入结合履带吊的钢栈桥施工方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1：在岸边施工首跨钢栈桥，履带吊移动在所述首跨钢栈桥上，在所述首跨钢栈桥上安装第二跨悬挑贝雷片梁；

步骤2：将限位架和冲击钻机通过双扣式工字钢和螺纹钢U型卡固定在所述第二跨悬挑贝雷片梁上，使呈悬挑的限位架的平面位置是处在第二跨钢管桩的平面位置上；在所述限位架中放置钢护筒，冲击钻机在钢护筒中限位锤击基岩形成桩孔，在桩孔中浇筑砼，履带吊利用震动锤将第二跨钢管桩植入在浇筑有砼的桩孔中，再采用履带吊配合震动锤拔出钢护筒，完成第二跨钢管桩基础的施工；

步骤3：在所述第二跨钢管桩上架设横梁工字钢、第二跨剩余纵梁贝雷片、第二跨桥面板以及第三跨悬挑贝雷片梁；

步骤4：按步骤2和步骤3的方式将限位架和冲击钻机通过双扣式工字钢和螺纹钢U型卡固定在所述第三跨悬挑贝雷片梁上，进行第三跨钢管桩的施工；在所述第三跨钢管桩上安装横梁工字钢、第三跨剩余纵梁贝雷片、第三跨桥面板和第四跨悬挑贝雷片梁，完成第三跨钢栈桥的施工；以此逐一推进各跨钢栈桥，直至完成整个钢栈桥的施工。

本发明冲击钻限位成孔植入结合履带吊的钢栈桥施工方法的特点也在于：包括第二跨悬挑贝雷片梁和第三跨悬挑贝雷片梁在内的各悬挑贝雷片梁的悬挑长度是单跨钢栈桥中贝雷片梁的长度的三分之二。

本发明冲击钻限位成孔植入结合履带吊的钢栈桥施工方法的特点也在于：所述桩孔的孔底标高位于河床面标高以下1.5m位置处。

本发明冲击钻限位成孔植入结合履带吊的钢栈桥施工方法的特点也在于：在所述桩孔的成孔过程中，当孔深达到设定标高时停止钻孔，采用反循环污水泵在孔内将钻渣抽干净，在桩孔中浇筑的砼为缓凝早强型C50砼，在砼初凝前采用履带吊和震动锤将钢管桩插入在砼中。

本发明钢栈桥施工设施的特点是：所述钢栈桥是指自一端钢栈桥向另一端钢栈桥逐一推进完成整桥施工的钢栈桥，在已完成的上一跨钢栈桥上形成下一跨悬挑贝雷片梁；限位架和冲击钻机通过双扣式工字钢和螺纹钢U型卡固定在下一跨悬挑贝雷片梁上，使呈悬挑的限位架的平面位置是处在下一跨钢栈桥钢管桩的平面位置上；在所述限位架中放置钢护筒，冲击钻锤头在钢护筒中锤击基岩形成桩孔。

本发明钢栈桥施工设施的特点也在于：设置三根双扣式工字钢作为下横担，所述下横担放置在下一跨悬挑贝雷片梁上，利用下层螺纹钢U型卡将下一跨悬挑贝雷片梁与下横担固定连接；限位架在尾部通过中层螺纹钢U型卡固定在所述下横担上；设置两根双扣式工字钢作为上横担，所述上横担放置在限位架上，利用上层螺纹钢U型卡将上横担与限位架固定连接；采用螺纹钢U型卡将并列的两台冲击钻机基座槽钢与上横担固定连接。

本发明方法是在水流急速、河床无覆盖层、岩面倾斜的复杂条件下，采用冲击钻限位锤击基岩面成孔，在孔内浇筑早强缓凝型C50砼，待砼初凝前使用履带吊和震动锤将栈桥钢管桩基础植入砼内，再安装纵横梁和桥面，逐跨向前推进施工，即“钓鱼式植入法”的钢栈桥施工方法，与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明在悬挑贝雷梁上采用冲击钻锤击基岩成孔浇筑砼后植入钢管桩，针对河床面为倾斜裸露基岩的施工条件，不需要施工人员在水下爆破作业成孔，避免了作业人员在激流水中施工的安全隐患，确保安全施工。

2、本发明在悬挑贝雷梁上采用双扣式工字钢和U型卡固定限位架，通过稳固的限位架固定钢护筒，确保在激流水冲击下栈桥钢管桩基础的成孔位置准确，确保栈桥的结构安全。

3、本发明在悬挑贝雷梁上采用双扣式工字钢和U型卡固定冲击钻机，避免了在水电站库区内使用大型打桩船，降低了工程成本。

4、本发明在冲击钻机锤击基岩成孔内浇筑的缓凝早强型C50砼，在砼初凝前采用履带吊和震动锤将钢管桩植入，使砼达到设计强度C20的时间缩短在24小时内，确保植入到孔内的钢管桩能够与河床面基岩形成整体，钢管桩能抵抗激流水的冲击。

附图说明：

图1为本发明施工状态一立面结构示意图；

图2为本发明施工状态二立面结构示意图；

图3为图2中节点A结构示意图；

图4为图2中节点B结构示意图；

图5为图2中节点C结构示意图；

图6为图2中节点D结构示意图；

图中标号：1首跨钢栈桥，2第二跨悬挑贝雷片梁，2a第二跨剩余纵梁贝雷片，2b第三跨悬挑贝雷片梁，3限位架，4a下横担，4b上横担，5a下层螺纹钢U型卡，5b中层螺纹钢U型卡，5c上层螺纹钢U型卡，5d螺纹钢U型卡，6钢护筒，7桩孔，8砼，9第二跨钢管桩，10横梁工字钢，11桥面板，12履带吊，13冲击钻机，14下一跨悬挑贝雷片梁，15冲击钻机基座槽钢。

具体实施方式

参见图1和图2，本实施例中冲击钻限位成孔植入结合履带吊的钢栈桥施工方法是按如下步骤进行：

步骤1：在岸边施工首跨钢栈桥1，履带吊12移动在首跨钢栈桥1上，在首跨钢栈桥1上安装长度为600cm第二跨悬挑贝雷片梁2。

步骤2：将限位架3和冲击钻机13通过双扣式工字钢和螺纹钢U型卡5d固定在所述第二跨悬挑贝雷片梁2上，使呈悬挑的限位架3的平面位置是处在第二跨钢管桩的平面位置上；在限位架3中放置直径为1m的钢护筒6，冲击钻机直径0.8m的锤头放置在钢护筒6中，冲击钻机13在钢护筒6中限位锤击基岩形成直径为0.8m的桩孔7，在桩孔7中浇筑缓凝早强型C50砼8，在砼8初凝前利用履带吊12和震动锤将直径为0.63m的第二跨钢管桩9植入浇筑有砼8的桩孔7中；经过约24小时，在同条件试块强度达到C20时，即判断为在桩孔7内砼8强度达到C20，采用履带吊12配合震动锤拔出钢护筒6，完成第二跨钢管桩基础的施工。随后，依次拆解各螺纹钢U型卡，并利用履带吊吊开冲击钻机、限位架以及各双扣式工字钢。

步骤3：在第二跨钢管桩9上架设横梁工字钢10、长度为300cm的第二跨剩余纵梁贝雷片2a、第二跨桥面板11以及长度为600cm的第三跨悬挑贝雷片梁2b，具体施工中，第二跨剩余纵梁贝雷片2a和第三跨悬挑贝雷片梁2b为一整体结构的贝雷片梁，长度为900cm，在吊装第二跨剩余纵梁贝雷片2a的同时即形成第三跨悬挑贝雷片梁2b。

步骤4：按步骤2和步骤3的方式将限位架和冲击钻机通过双扣式工字钢和螺纹钢U型卡固定在第三跨悬挑贝雷片梁2b上，进行第三跨钢管桩的施工；在第三跨钢管桩上安装横梁工字钢、第三跨剩余纵梁贝雷片、第三跨桥面板和第四跨悬挑贝雷片梁，完成第三跨钢栈桥的施工；以此逐一推进各跨钢栈桥，直至完成整个钢栈桥的施工。

具体实施中，

钢管桩的直径为0.63m、壁厚为12mm；单孔钢栈桥的长度为9m；包括第二跨悬挑贝雷片梁2和第三跨悬挑贝雷片梁2b在内的各悬挑贝雷片梁的悬挑长度是单跨钢栈桥中贝雷片梁的长度的三分之二，贝雷片梁为六例并行排列，每两列贝雷片梁通过连接片连接成整体，间距为0.9m，桩孔7的孔底标高位于河床面标高以下1.5m位置处。

在桩孔7的成孔过程中，当孔深达到设定标高时停止钻孔，采用反循环污水泵在孔内将钻渣抽干净，在桩孔7中浇筑的砼8为缓凝早强型C50砼，在砼初凝前采用履带吊和震动锤将钢管桩插入在砼8中。

如图1和图2所示，本实施例中钢栈桥施工设施的结构形式是：钢栈桥是指自一端钢栈桥向另一端钢栈桥逐一推进完成整桥施工的钢栈桥，在已完成的上一跨钢栈桥上形成下一跨悬挑贝雷片梁；限位架3和冲击钻机通过双扣式工字钢和螺纹钢U型卡固定在下一跨悬挑贝雷片梁上，使呈悬挑的限位架3的平面位置是处在下一跨钢栈桥钢管桩的平面位置上；在限位架3中放置钢护筒6，冲击钻锤头在钢护筒6中锤击基岩形成桩孔7。

如图1、图3和图4所示，设置三根双扣式工字钢作为下横担4a，下横担4a放置在下一跨悬挑贝雷片梁14上，利用下层螺纹钢U型卡5a将下一跨悬挑贝雷片梁14与下横担4a固定连接；限位架3在尾部通过中层螺纹钢U型卡5b固定在下横担4a上。

如图1和图5所示，设置两根双扣式工字钢作为上横担4b，上横担4b放置在限位架3上，利用上层螺纹钢U型卡5c将上横担4a与限位架3固定连接；采用螺纹钢U型卡5d将并列的两台冲击钻机基座槽钢15与上横担4b固定连接。

共计五根长度为7m的双扣式工字钢分别用于将限位架3固定连接在悬挑贝雷片梁上，以及将将冲击钻机13固定在限位架3上。

具体实施中，钢栈桥施工设施要通过midas结构检算，满足规范中关于钢栈桥强度、刚度和稳定性的要求。

制作直径为1m的钢护筒6为两个，钢护筒6用于保护钢管桩在锚固砼达到强度之前免受冲刷，对应设置的限位架3也为两个，用于固定钢护筒6，以确保钢管桩位置准确。

本实施例针对急速水流和河床岩面倾斜的施工条件，不需要由施工人员水下作业爆破成孔栈桥管桩基础，不需要船舶进入现场，避免了作业人员和船舶在急速水流条件下作业的安全隐患，降低了工程成本，提高了施工安全性。