一种管桩基础施工及盖梁梁板拼装的桩梁一体化施工方法与流程

1.本发明涉及桥梁施工技术领域，具体为一种管桩基础施工及盖梁梁板拼装的桩梁一体化施工方法。


背景技术：

2.桥梁施工中的桩梁施工步骤包括很多，其中包括桩梁一体化架桥机施工的设计，针对不同的施工环境以及对应的结构，上部结构形式为装配式预应力砼双t梁，下部结构形式为装配式钢筋混凝土盖梁，基础结构为预制管桩基础，在一些特定的施工场合中存在问题：
3.(1)超大直径预应力管桩打设要穿透厚的砂砾层以及入强风化三米，需要增设引孔工序。
4.(2)对管桩定位及垂直度要求极高，安装在架桥机前端的打桩架需要有水平位置及垂直度调整功能，需要增加桩架移动平车，将桩架通过桩架平移台车与架桥机连。
5.(3)盖梁定位完成后，浇筑超高性能混凝土uhpc料，需要等一定时间后方才能进行支撑受力。
6.(4)打桩架原有长度较长。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种管桩基础施工及盖梁梁板拼装的桩梁一体化施工方法，解决了如下问题。
8.(1)超大直径预应力管桩打设要穿透厚的砂砾层以及入强风化三米，需要增设引孔工序，将桩机与钻孔装置相结合，共用一套桩架。使一整套管桩施工工艺与桩梁一体机结合。
9.(2)针对桩接盖梁的单桩基础结构形式，对管桩定位及垂直度要求极高，安装在架桥机前端的打桩架需要有水平位置及垂直度调整功能，需要增加桩架移动平车，将桩架通过桩架平移台车与架桥机连接。在平移台车上配置液压缸及液压支撑架满足水平位置调整及垂直度调整要求。
10.(3)盖梁定位完成后，浇筑超高性能混凝土uhpc料，需要等一定时间后方才能进行支撑受力。为保证施工效率，则加长架桥机主桁架，扩大作业面的作业孔数，将盖梁等强时间利用，进行其余孔位的梁板架设、或者架桥机横移等工序施工，减少uhpc料等强时间影响。
11.(4)打桩架原有长度较长，为降低打桩架相对于架桥机重心，采用加高架桥机支腿，加高架桥机前端主桁高度，适当缩减打桩架长度等措施，以降低打桩架相对重心，保障打桩架乃至整个架桥机的稳定性。
12.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种管桩基础施工及盖梁梁板拼装的桩梁一体化施工方法，包括如下步骤：
13.步骤s1：打桩引孔；
14.步骤s2：管桩起吊转运；
15.步骤s3：喂桩；
16.步骤s4：第一节管桩打设；
17.步骤s5：焊桩打桩割桩；
18.步骤s6：第二根整桩打设；
19.步骤s7：盖梁转运；
20.步骤s8：灌注上料；
21.步骤s9：双肢t梁转运；
22.步骤s10：天车走行到位，横移对位落梁；
23.步骤s11：同样方法，完成另外其余双肢t梁的架设。
24.作为本发明进一步的方案：步骤s1具体包括：打桩装置进行引孔作业，穿透砂砾层至孔底标高以上1m的位置。
25.作为本发明进一步的方案：步骤s2具体包括：运输平台运送若干管桩到位,第二起重天车利用托盘将若干管桩吊起放置在梁面上，运输平台退场。
26.作为本发明进一步的方案：步骤s3具体包括：两个第一起重天车吊起单节管桩，给打桩装置喂桩。
27.作为本发明进一步的方案：步骤s4具体包括：一个第一起重天车将管桩前端放置在平台上，打桩装置捆桩、提升，另一个第一起重天车边前行边下降，直到提升喂桩完成，两个第一起重天车后退，打桩装置进行纵向、横向对位以及垂直度调整，调整完成后，进行打桩作业，完成第一节管桩打设。
28.作为本发明进一步的方案：步骤s5具体包括：其余管桩进行提升到位后，与上一节管桩进行焊接接桩作业，完成打桩作业，作业完成后进行割桩，完成整根桩作业。
29.作为本发明进一步的方案：步骤s6具体包括：打桩装置横移到位，同样方法，完成左幅第二根整桩打桩作业。
30.作为本发明进一步的方案：步骤s7具体包括：运输平台运送盖梁到位，第二起重天车吊起盖梁，运输平台退场。
31.作为本发明进一步的方案：步骤s8具体包括：第二起重天车走行到位，旋转、对位落盖梁，灌注uhpc料。
32.作为本发明进一步的方案：步骤s9具体包括：运输平台运送双肢t梁到位,第二起重天车吊起双肢t梁，运输平台退场。
33.作为本发明进一步的方案：第一起重天车和第二起重天车的起重分别为10t和60t。
34.作为本发明进一步的方案：其中主梁设计为双主梁三角形桁架式结构，由两根桁架主梁与两端连接横梁组成，单根桁架主梁由上下弦杆与腹杆组成，上弦杆铺设有主小车轨道，下弦杆上下盖板铺设有挂轮和托轮轨道，同时，内侧下弦杆上盖板铺设有副小车轨道，桁架在相应位置下弦杆设有横联，横联上的垂直插孔供支腿与主梁插销锁定。
35.作为本发明进一步的方案：其中打桩装置位于架桥机桁架主梁的前端，临时支腿的后方，主要由纵移横梁总成、横移横梁总成、顶部滑轮架、桁架立柱、斜撑杆组件、液压卷
扬、动力锤、钻机、稳桩与接桩平台、接钻杆平台与下钻护筒和动力泵站总成组成，是钻孔打桩一体化设备，为提高施工效率，减少作业流程，打桩装置设置成竖立结构，钻机和桩机前后布置。
36.作为本发明进一步的方案：其中主梁上部运输天车设计为1台，为60吨起重小车，由纵移台车、横移台车、旋转吊具总成组成，可以实现梁片重载情况下纵移、横移、起落及旋转作业，只可以在主桁架后段较低的区域移动，主梁下部运输天车设计为两台，均为10t起重天车，两台天车配合进行预制管桩吊装、运输，并配合打桩机喂梁，前10t天车将管桩前端放置在打桩机平台上，利用打桩机起重装置捆桩，松开前10t天车；而后打桩机提升管桩前端，后10t天车边前行边下降，直到提升喂桩完成，两部运输天车在主桁架下部区域移动，可移动至最前端，运输天车具备沿主桁架纵移及到位自锁功能；每台天车上配置一台起重机，具备沿天车横移及到位自锁功能；起重机起升机构具备到位锁死功能。
37.作为本发明进一步的方案：其中吊具装有多个调整油缸，通过横向调整油缸和纵向调整油缸，实现梁片的调平功能，通过减速电机加一级开式齿轮传动，实现吊具的360度回转，吊杆位置无级可调，可根据现场每片梁上孔位调整吊杆到相应位置，吊架上设置有双肢t梁和盖梁的吊装位置，实现两种梁型的吊运。
38.作为本发明进一步的方案：其中前辅助支腿为门架结构，由挂轮组、横移装置总成、上横梁、内柱体、斜撑、转换横梁、连系梁、螺旋顶升装置、抱桩装置等组成，挂轮组分为主动挂轮和从动挂轮，外侧的主动挂轮由电机驱动实现支腿的自走行，横移装置总成满足横向正负200mm的调节，可适应曲线架梁。
39.作为本发明进一步的方案：其中前支腿主要由托挂轮系统、伸缩立柱、横梁、横移台车等部件组成，托挂轮系统由托轮、挂轮以及锁定插销组成，托轮主要起支承主梁的作用，架梁时将载荷传递至横梁，主梁变跨时，提供纵移驱动力；挂轮主要作用是悬挂支腿，在主梁上驱动支腿纵移走行，以切换支腿的支撑位置；锁定插销的作用是，在变跨或整机移动时，将支腿与主梁固接，伸缩立柱采用了倒三角形结构，可伸缩调整整机姿态，满足坡道过孔，根部为可旋转垫箱，曲线过孔时，使机臂可相对前支腿支撑横梁旋转，旋转垫箱叠放在横移支架上方，横移支架通过滑板与横梁轨道接触，固定链驱动机构驱动横移支架在横梁上横移，横梁下方设置了8个调节油顶，行程400mm，可满足横梁横向20
‰
横坡的调平要求，油顶为螺纹锁紧油缸，可防止油缸泄压。
40.作为本发明进一步的方案：其中中支腿为升缩结构，两侧并排各有两个立柱，即有四根立柱，两侧立柱分别刚性连接成整体，对应的有三个横联；其主要结构有挂轮总成、外套、立柱、升降装置、横移装置、油缸支腿、下横梁、踩桩垫箱总成等，挂轮用于中支腿过孔时沿主梁下弦杆的左右上轨道走行，挂轮箱体连接有主梁支撑垫箱，上方装有橡胶板，支撑于主梁下盖板下方轨道，实现架设预制件及主梁过孔时的支撑，架桥作业时，中支腿通过挂轮箱两侧的销轴与主梁铰接以防止主梁纵向窜动；过孔时，拔出销轴与主梁连接释放，中支腿自行过孔；横移装置可实现曲线架梁要求，下横梁安装有踩桩垫箱，中支腿由盖梁过孔至管桩位置时实现支撑转换并抱紧管桩。
41.作为本发明进一步的方案：其中后支腿为前后双门架结构，由挂轮组、托轮组、纵移驱动机构、转盘、固定盘、支腿、下横联系梁、横移驱动机构、横移轨道梁和螺旋自锁油缸等组成，后支腿有前后两排立柱，即单侧有四根立柱，其上部通过固定盘刚性连接成整体；
固定盘与转盘通过竖销连接，转盘两侧设置有托、挂轮组，托轮箱上设置自动竖销，可与主梁锁定；挂轮用于后支腿过孔时沿主梁下弦杆下耳梁上的轨道走行，托轮支撑于主梁下弦杆下方轨道，实现架设预制件及主梁过孔时的支撑和驱动，左右八根立柱通过下联系梁刚性连接成整体，横移驱动装置与下联系梁固接，下联系梁底部安装滑板；通过驱动链轮链条，后支腿可在横移轨道梁上实现变幅作业，横移轨道梁底部通过螺旋自锁油缸支撑在梁面。
42.作为本发明进一步的方案：架桥作业时，后支腿通过托轮组的竖轴与主梁铰接以防止主梁纵向窜动；过孔时，拔出竖轴与主梁连接释放，驱动主梁或后支腿过孔，后支腿与前支腿横移装置配合实现整机带载横移。
43.本发明提供了一种管桩基础施工及盖梁梁板拼装的桩梁一体化施工方法。
44.与现有技术相比具备以下有益效果：
45.1、通过临时支腿、打桩装置、前辅助支腿等相关设备的操作和采用对应的施工技术方法提高预应力管桩施工精度、盖梁安装精度，提高施工可操作连续性，减少工序时间，提高功效，减少便道和施工场地的占用。
46.2、通过在一体机设计研发中增加北斗定位系统，桩架纵横向垂直度控制仪，主桁架传感器等手段，能够有效采集各类信息数据，包括桩基打入中的锤击数、贯入度以及管桩的垂直度、水平位置的准确性，增强设备打桩的精准度。
附图说明
47.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
48.图1为本发明结构示意图；
49.图2为本发明临时支腿结构示意图；
50.图3为本发明前支腿结构示意图；
51.图4为本发明中支腿结构示意图；
52.图5为本发明后支腿结构示意图。
53.图中：1、临时支腿；2、打桩装置；3、前辅助支腿；4、前支腿；5、主梁；6、第一起重天车；7、第二起重天车；8、后支腿；9、中支腿。
具体实施方式
54.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
55.请参阅图1-5所示，一种管桩基础施工及盖梁梁板拼装的桩梁一体化施工方法，包括如下步骤：
56.步骤s1：打桩引孔；
57.步骤s2：管桩起吊转运；
58.步骤s3：喂桩；
59.步骤s4：第一节管桩打设；
60.步骤s5：焊桩打桩割桩；
61.步骤s6：第二根整桩打设；
62.步骤s7：盖梁转运；
63.步骤s8：灌注上料；
64.步骤s9：双肢t梁转运；
65.步骤s10：天车走行到位，横移对位落梁；
66.步骤s11：同样方法，完成另外其余双肢t梁的架设。
67.其中，步骤s1具体包括：打桩装置2进行引孔作业，穿透砂砾层至孔底标高以上1m的位置。
68.步骤s2具体包括：运输平台运送若干管桩到位,第二起重天车7利用托盘将若干管桩吊起放置在梁面上，运输平台退场。
69.步骤s3具体包括：两个第一起重天车6吊起单节管桩，给打桩装置2喂桩。
70.步骤s4具体包括：一个第一起重天车6将管桩前端放置在平台上，打桩装置2捆桩、提升，另一个第一起重天车6边前行边下降，直到提升喂桩完成，两个第一起重天车6后退，打桩装置2进行纵向、横向对位以及垂直度调整，调整完成后，进行打桩作业，完成第一节管桩打设。
71.步骤s5具体包括：其余管桩进行提升到位后，与上一节管桩进行焊接接桩作业，完成打桩作业，作业完成后进行割桩，完成整根桩作业。
72.步骤s6具体包括：打桩装置2横移到位，同样方法，完成左幅第二根整桩打桩作业。
73.步骤s7具体包括：运输平台运送盖梁到位，第二起重天车7吊起盖梁，运输平台退场。
74.步骤s8具体包括：第二起重天车7走行到位，旋转、对位落盖梁，灌注uhpc料。
75.步骤s9具体包括：运输平台运送双肢t梁到位,第二起重天车7吊起双肢t梁，运输平台退场。
76.第一起重天车6和第二起重天车7的起重分别为10t和60t。
77.其中主梁5设计为双主梁三角形桁架式结构(84.6m
×
14.1m
×
5.29m(3.69)m)，由两根桁架主梁与两端连接横梁组成，单根桁架主梁5由上下弦杆与腹杆组成，上弦杆铺设有主小车轨道，下弦杆上下盖板铺设有挂轮和托轮轨道，同时，内侧下弦杆上盖板铺设有副小车轨道，桁架在相应位置下弦杆设有横联，横联上的垂直插孔供支腿与主梁5插销锁定。
78.其中打桩装置2位于架桥机桁架主梁的前端，临时支腿1的后方，主要由纵移横梁总成、横移横梁总成、顶部滑轮架、桁架立柱、斜撑杆组件、液压卷扬、动力锤、钻机、稳桩与接桩平台、接钻杆平台与下钻护筒和动力泵站总成组成，是钻孔打桩一体化设备，为提高施工效率，减少作业流程，打桩装置2设置成竖立结构，钻机和桩机前后布置。
79.其中主梁5上部运输天车设计为1台，为60吨起重小车，由纵移台车、横移台车、旋转吊具总成组成，可以实现梁片重载情况下纵移、横移、起落及旋转作业，只可以在主桁架后段较低的区域移动，主梁5下部运输天车设计为两台，均为10t起重天车，两台天车配合进行预制管桩吊装、运输，并配合打桩机喂梁，前10t天车将管桩前端放置在打桩机平台上，利用打桩机起重装置捆桩，松开前10t天车；而后打桩机提升管桩前端，后10t天车边前行边下降，直到提升喂桩完成，两部运输天车在主桁架下部区域移动，可移动至最前端，运输天车具备沿主桁架纵移及到位自锁功能；每台天车上配置一台起重机，具备沿天车横移及到位自锁功能；起重机起升机构具备到位锁死功能。
80.其中吊具装有多个调整油缸，通过横向调整油缸和纵向调整油缸，实现梁片的调平功能，通过减速电机加一级开式齿轮传动，实现吊具的360度回转，吊杆位置无级可调，可根据现场每片梁上孔位调整吊杆到相应位置，吊架上设置有双肢t梁和盖梁的吊装位置，实现两种梁型的吊运。
81.其中前辅助支腿3为门架结构，由挂轮组、横移装置总成、上横梁、内柱体、斜撑、转换横梁、连系梁、螺旋顶升装置、抱桩装置等组成，挂轮组分为主动挂轮和从动挂轮，外侧的主动挂轮由电机驱动实现支腿的自走行，横移装置总成满足横向正负200mm的调节，可适应曲线架梁。
82.其中前支腿4主要由托挂轮系统、伸缩立柱、横梁、横移台车等部件组成，托挂轮系统由托轮、挂轮以及锁定插销组成，托轮主要起支承主梁5的作用，架梁时将载荷传递至横梁，主梁5变跨时，提供纵移驱动力；挂轮主要作用是悬挂支腿，在主梁5上驱动支腿纵移走行，以切换支腿的支撑位置；锁定插销的作用是，在变跨或整机移动时，将支腿与主梁5固接，伸缩立柱采用了倒三角形结构，可伸缩调整整机姿态，满足坡道过孔，根部为可旋转垫箱，曲线过孔时，使机臂可相对前支腿4支撑横梁旋转，旋转垫箱叠放在横移支架上方，横移支架通过滑板与横梁轨道接触，固定链驱动机构驱动横移支架在横梁上横移，横梁下方设置了8个调节油顶，行程400mm，可满足横梁横向20
‰
横坡的调平要求，油顶为螺纹锁紧油缸，可防止油缸泄压。
83.其中中支腿9为升缩结构，两侧并排各有两个立柱，即有四根立柱，两侧立柱分别刚性连接成整体，对应的有三个横联；其主要结构有挂轮总成、外套、立柱、升降装置、横移装置、油缸支腿、下横梁、踩桩垫箱总成等，挂轮用于中支腿9过孔时沿主梁下弦杆的左右上轨道走行，挂轮箱体连接有主梁支撑垫箱，上方装有橡胶板，支撑于主梁下盖板下方轨道，实现架设预制件及主梁5过孔时的支撑，架桥作业时，中支腿9通过挂轮箱两侧的销轴与主梁5铰接以防止主梁5纵向窜动；过孔时，拔出销轴与主梁5连接释放，中支腿9自行过孔；横移装置可实现曲线架梁要求，下横梁安装有踩桩垫箱，中支腿9由盖梁过孔至管桩位置时实现支撑转换并抱紧管桩。
84.其中后支腿8为前后双门架结构，由挂轮组、托轮组、纵移驱动机构、转盘、固定盘、支腿、下横联系梁、横移驱动机构、横移轨道梁和螺旋自锁油缸等组成，后支腿8有前后两排立柱，即单侧有四根立柱，其上部通过固定盘刚性连接成整体；固定盘与转盘通过竖销连接，转盘两侧设置有托、挂轮组，托轮箱上设置自动竖销，可与主梁5锁定；挂轮用于后支腿8过孔时沿主梁下弦杆下耳梁上的轨道走行，托轮支撑于主梁下弦杆下方轨道，实现架设预制件及主梁5过孔时的支撑和驱动，左右八根立柱通过下联系梁刚性连接成整体，横移驱动装置与下联系梁固接，下联系梁底部安装滑板；通过驱动链轮链条，后支腿8可在横移轨道梁上实现变幅作业，横移轨道梁底部通过螺旋自锁油缸支撑在梁面。
85.架桥作业时，后支腿8通过托轮组的竖轴与主梁5铰接以防止主梁5纵向窜动；过孔时，拔出竖轴与主梁5连接释放，驱动主梁5或后支腿8过孔，后支腿8与前支腿4横移装置配合实现整机带载横移。
86.其中内部增加北斗定位系统，桩架纵横向垂直度控制仪，主桁架传感器等手段，能够有效采集各类信息数据，包括桩基打入中的锤击数、贯入度以及管桩的垂直度、水平位置的准确性，增强设备打桩的精准度。
87.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。