本發(fā)明屬于一種現(xiàn)澆箱梁抱箍支架系統(tǒng)及其施工方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對老舊公路、鐵路進(jìn)行擴(kuò)寬、增線改造的施工日益增多。由于老舊公路、鐵路的橋墩進(jìn)行設(shè)計(jì)時，是依據(jù)原設(shè)計(jì)公路、鐵路的載荷而完成的，而擴(kuò)寬、增線改造的載荷通常等于或超過原橋墩設(shè)計(jì)的載荷。為此，傳統(tǒng)方法多采用滿堂支架或膺架法進(jìn)行施工，滿堂支架或膺架法是從橋下開始密集搭建支掙架，對橋面作業(yè)支架進(jìn)行支掙的施工法，來分擔(dān)原橋墩設(shè)計(jì)的載荷。眾所周知，支架法或膺架法對地基承載力要求較高，遇到軟弱地質(zhì)、陡坡地形、施工場地受限或跨大型河流等復(fù)雜地形、地質(zhì)、地貌施工時不能適用。通常，因?yàn)榈鼗幚碇芷谳^長影響工期，機(jī)械、人員、材料等投入較多而增加成本，且費(fèi)工費(fèi)力，施工速度慢。而對于需改造的地區(qū)往往處于軟弱地質(zhì)、陡坡地形、施工場地受限或跨大型河流等復(fù)雜地形、地質(zhì)、地貌的惡劣施工區(qū)。難于滿堂支架或膺架法進(jìn)行施工。

如：貴州省沿河至德江高速公路k72+850天橋，中心樁號改路k0+145.00，跨徑組合為20+32+20m，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土等截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，單箱單室，橋梁下部采用1.6m直徑柱式墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑1.8m；該橋位于直線上。全橋范圍處于山坡地帶，地勢陡峭，且地表存在大量穩(wěn)定性較差的棄石、棄土，且處理起來比較困難。無法采用滿堂支架或膺架法進(jìn)行施工。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種現(xiàn)澆箱梁抱箍支架系統(tǒng)及其施工方法，推出抱箍加樹根樁的施工系統(tǒng)及方法，能在復(fù)雜地形、地質(zhì)、地貌的惡劣施工區(qū)進(jìn)行施工，具有節(jié)約施工成本，省時省力，施工成本低，施工質(zhì)量好，安全性好和使用效果好的優(yōu)點(diǎn)。

為此，本發(fā)明的現(xiàn)澆箱梁抱箍支架系統(tǒng)，包括橋墩和常規(guī)支架，其中：

抱箍支撐架，抱箍支撐架呈三角型支撐架，抱箍支撐架由主撐梁、主橫梁、橫加強(qiáng)梁、斜加強(qiáng)梁、上抱箍、下抱箍和中間抱箍所構(gòu)成，兩個主撐梁的上端固定在主橫梁的下端兩邊部，兩個主撐梁的下端固定為一體，主撐梁上部和中部設(shè)有與主橫梁平行的橫加強(qiáng)梁，兩個橫加強(qiáng)梁之間的主撐梁上設(shè)有斜加強(qiáng)梁，上抱箍、中間抱箍和下抱箍分別位于同一側(cè)面且同一垂線上的兩橫加強(qiáng)梁及主撐梁的下端上，主橫梁的上端頂持常規(guī)支架的下端，主撐梁或下抱箍的下端頂持在鋼筋砼連接盤或樁接柱處的變徑的上端，上、下和中間抱箍上設(shè)有連接板，連接板上設(shè)有緊固螺拴孔，上、下和中間抱箍分別通過連接板及螺栓緊固在橋墩一側(cè)的上、下和中間部。

樹根樁，用于加強(qiáng)或分載樁基的強(qiáng)度或載荷，樹根樁由數(shù)個螺桿加強(qiáng)樁和鋼筋砼連接盤及樁基所構(gòu)成，至少3個螺桿加強(qiáng)樁呈間隔距離位于樁基的外周，螺桿加強(qiáng)樁斜向設(shè)置，螺桿加強(qiáng)樁的軸心線與樁基的軸心線夾角為10°～40°，橋墩與樁基的連接處設(shè)有凹槽，鋼筋砼連接盤的中部與樁基凹槽部連成一體，鋼筋砼連接盤的外徑大于樁基的直徑，各螺桿加強(qiáng)樁的上端呈間隔距離與鋼筋砼連接盤的下端連成一體。

輔助支撐柱，用于加強(qiáng)或支撐兩橋墩之間的常規(guī)支架，數(shù)個輔助支撐柱呈間隔距離位于兩橋墩之間，輔助支撐柱呈工字型，輔助支撐柱的上端頂持在常規(guī)支架的下端，輔助支撐柱的下端頂持在堅(jiān)硬的地面。

所述的抱箍支撐架位于橋墩的一側(cè)，或一個橋墩的對應(yīng)兩側(cè)各設(shè)一個抱箍支撐架。所述的樁基直徑與鋼筋砼連接盤外徑長度的比為1∶1.3～2。所述的鋼筋砼連接盤的高為40～100cm。所述的構(gòu)成樹根樁的螺桿加強(qiáng)樁的軸線與通過樁基圓心的切面在同一平面上。

一種用現(xiàn)澆箱梁抱箍支架系統(tǒng)進(jìn)行施工的方法，包括如下步驟：

(1)根據(jù)橋墩尺寸制備抱箍支撐架的主撐梁、主橫梁、橫加強(qiáng)梁、斜加強(qiáng)梁、上抱箍、下抱箍和中間抱箍；

(2)分別計(jì)算設(shè)計(jì)待施工的現(xiàn)澆箱梁及承受的載荷重量、橋墩和樁基原承載重量、每根螺桿加強(qiáng)樁的承載重量，若：

(a)橋墩和樁基原承載重量大于或等于設(shè)計(jì)待施工的現(xiàn)澆箱梁及承受的載荷重量，則用抱箍支撐架施工；

(b)橋墩和樁基原承載重量小于設(shè)計(jì)待施工的現(xiàn)澆箱梁及承受的載荷重量，則采用抱箍支撐架加樹根樁的進(jìn)行施工。

所述的若橋墩和樁基原承載重量大于或等于設(shè)計(jì)的現(xiàn)澆箱梁及承受的載荷重量，則用抱箍支撐架施工，包括如下步驟：

(1)在橋墩一側(cè)安裝下抱箍，將下抱箍直接安裝在樁接柱位置處，依靠樁接柱處的變徑作下抱箍的可靠支撐處，以保證下抱箍的足夠穩(wěn)定；

(2)根據(jù)計(jì)算及定位測量確定位置后安裝上抱箍，而后在上抱箍上安裝主橫梁；

(3)從下抱箍的抱耳處開始至主橫梁底傾斜向安裝主撐梁；

(4)安裝中間抱箍及橫加強(qiáng)梁和斜加強(qiáng)梁，形成抱箍支撐架；

(5)在主橫梁上部依次安裝常規(guī)支架，在橋墩之間的常規(guī)支架上呈間隔距離設(shè)置輔助支撐柱；

(6)常規(guī)支架經(jīng)預(yù)壓合格后，進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁的澆筑；

(7)待現(xiàn)澆箱梁的混凝土凝固期過后，拆除常規(guī)支架和輔助支撐柱，在主橫梁上端至對應(yīng)處的現(xiàn)澆箱梁下端之間設(shè)支撐框架，支撐框架和抱箍支撐架與橋墩構(gòu)成永久一體的箱梁支撐結(jié)構(gòu)。

所述的若橋墩和樁基原承載重量小于設(shè)計(jì)的現(xiàn)澆箱梁及承受的載荷重量，則采用抱箍支撐架加樹根樁的進(jìn)行施工，包括如下步驟：

(1)螺桿加強(qiáng)樁的設(shè)計(jì)，依每根螺桿加強(qiáng)樁的設(shè)計(jì)承載重量，計(jì)算出所用螺桿加強(qiáng)樁的數(shù)量，應(yīng)保證：螺桿加強(qiáng)樁的總承載重量加橋墩和樁基原承載重量等于或大于現(xiàn)澆箱梁及承受的載荷重量；

(2)螺桿加強(qiáng)樁的施工，在橋墩和樁基的外周邊等距離處呈間隔距離設(shè)置各螺桿加強(qiáng)樁的鉆孔位置，各螺桿加強(qiáng)樁斜向設(shè)置，各螺桿加強(qiáng)樁的軸心線與樁基的軸心線夾角為10°～40°，橋墩與樁基的連接處設(shè)有凹槽或在樁接柱的變徑處設(shè)凹槽，用螺桿加強(qiáng)樁鉆孔設(shè)備鉆螺桿加強(qiáng)樁孔，向各螺桿加強(qiáng)樁鉆孔內(nèi)灌注的混凝土至鉆孔內(nèi)灌注的混凝土接近凹槽部的中部；

(3)采用振搗棒插入螺桿加強(qiáng)樁孔內(nèi)振搗灌注的混凝土，振搗棒應(yīng)快插慢提，反復(fù)搗震，深入樁頂下2米的樁孔內(nèi)，保證樁頭混凝土質(zhì)量；

(4)振搗完成后，在處理好的樁頭上鋪塑料布養(yǎng)生，保護(hù)好樁頭；

(5)待螺桿加強(qiáng)樁的混凝土凝固期過后，進(jìn)行鋼筋砼連接盤施工，修整鋼筋砼連接盤的基坑至設(shè)計(jì)標(biāo)高，在鋼筋砼連接盤的基坑周壁設(shè)定位模板，檢查每個位于鋼筋砼連接盤基坑內(nèi)的各螺桿加強(qiáng)樁樁頂?shù)臉?biāo)高和外觀，各樁頭頂應(yīng)位于鋼筋砼連接盤基坑的下部內(nèi)，對高出設(shè)計(jì)要求和表面不平整的的樁頭，進(jìn)行人工修整；

(6)在鋼筋砼連接盤的基坑內(nèi)設(shè)鋼筋網(wǎng)后，進(jìn)行混凝土澆筑，采用覆蓋土工布灑水養(yǎng)生，最后拆除定位模板；

(7)在橋墩一側(cè)安裝下抱箍，將下抱箍直接安裝在鋼筋砼連接盤的上端面，依靠鋼筋砼連接盤作下抱箍的可靠支撐處，以保證下抱箍的足夠穩(wěn)定和重量分載；

(8)根據(jù)計(jì)算及定位測量確定位置后安裝上抱箍，而后在上抱箍上安裝主橫梁；

(9)從下抱箍的抱耳處開始至主橫梁底傾斜向安裝主撐梁；

(10)安裝中間抱箍及橫加強(qiáng)梁和斜加強(qiáng)梁，形成抱箍支撐架；

(11)在主橫梁上部依次安裝常規(guī)支架，在橋墩之間的常規(guī)支架上呈間隔距離設(shè)置輔助支撐柱；

(12)常規(guī)支架經(jīng)預(yù)壓合格后，進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁的澆筑；

(13)待現(xiàn)澆箱梁的混凝土凝固期過后，拆除常規(guī)支架和輔助支撐柱，在主橫梁上端至對應(yīng)處的現(xiàn)澆箱梁下端之間設(shè)支撐框架，支撐框架和抱箍支撐架與橋墩構(gòu)成永久一體的箱梁支撐結(jié)構(gòu)。

所述的螺桿加強(qiáng)樁的樁徑直桿段采用0.3m，螺紋段樁芯直徑0.199m，直桿段不小于總樁長的三分之一且不小于4m。所述的鋼筋砼連接盤為是樁基直徑1.3～2倍的圓盤型體。

上述方法和系統(tǒng)達(dá)到了本發(fā)明的目的。

本發(fā)明推出抱箍加樹根樁的施工系統(tǒng)及方法，能在復(fù)雜地形、地質(zhì)、地貌的惡劣施工區(qū)進(jìn)行施工，具有節(jié)約施工成本，省時省力，施工成本低，施工質(zhì)量好，安全性好和使用效果好的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明利用抱箍與墩間摩擦力或樁接柱變徑位置或鋼筋砼連接盤作為承力結(jié)構(gòu)形成的支撐結(jié)構(gòu)，為上部常規(guī)支架提供搭設(shè)平臺，從而能夠快捷、方便、安全地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)澆箱梁的澆筑工作，特別適用于山區(qū)等地形復(fù)雜區(qū)域，顯著加快施工進(jìn)度、降低施工成本。

若：橋墩和樁基原承載重量小于設(shè)計(jì)的現(xiàn)澆箱梁及承受的載荷重量，則采用抱箍支撐架加樹根樁的進(jìn)行施工，樹根樁采用樹根分散支撐平穩(wěn)固定樹干原理，能利用少、細(xì)、斜的螺桿加強(qiáng)樁分散支撐平穩(wěn)固定支撐結(jié)構(gòu)及橋墩和樁基的承載量。為上部常規(guī)支架提供搭設(shè)平臺，從而能夠快捷、方便、安全地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)澆箱梁的澆筑工作，特別適用于山區(qū)等地形復(fù)雜區(qū)域，顯著加快施工進(jìn)度、降低施工成本。

用本發(fā)明比用傳統(tǒng)方法和結(jié)構(gòu)施工時間縮矩70％，節(jié)省施工材料80％，施工成本降低60％；施工質(zhì)量好，節(jié)能環(huán)保效果好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的抱箍支撐架的示意圖。

圖2為本發(fā)明的抱箍支撐架實(shí)施狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的抱箍支撐架實(shí)施狀態(tài)局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的樹根樁的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4的a-a剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖5所示，本發(fā)明的現(xiàn)澆箱梁抱箍支架系統(tǒng)，包括橋墩12和常規(guī)支架11及由常規(guī)支架支撐的現(xiàn)澆箱梁10，其中：

抱箍支撐架：抱箍支撐架呈三角型支撐架。抱箍支撐架由主撐梁3、主橫梁2、橫加強(qiáng)梁9、斜加強(qiáng)梁8、上抱箍1、下抱箍7和中間抱箍5所構(gòu)成。兩個主撐梁的上端固定在主橫梁的下端兩邊部，兩個主撐梁的下端固定為一體。主撐梁上部和中部設(shè)有與主橫梁平行的兩個橫加強(qiáng)梁。兩個橫加強(qiáng)梁之間的主撐梁上設(shè)有斜加強(qiáng)梁。上抱箍、中間抱箍和下抱箍分別位于同一側(cè)面且同一垂線上的兩橫加強(qiáng)梁及主撐梁的下端上。主橫梁的上端頂持常規(guī)支架的下端。主撐梁或下抱箍的下端頂持在鋼筋砼連接盤或樁接柱處13的變徑的上端。

上、下和中間抱箍上設(shè)有連接板4，連接板上設(shè)有緊固螺拴孔6。上、下和中間抱箍分別通過連接板及螺栓緊固在橋墩一側(cè)的上、下和中間部。上、下和中間抱箍呈兩半圓開合狀抱箍，兩開合狀抱箍的連接處設(shè)連接板，當(dāng)各抱箍環(huán)抱在對應(yīng)處的橋墩外周壁上時，用緊固螺拴穿過兩連接板上的緊固螺拴孔后，擰緊螺栓，各抱箍與橋墩外周壁連成一體。

樹根樁，用于加強(qiáng)或分載樁基的強(qiáng)度或載荷。樹根樁由數(shù)個螺桿加強(qiáng)樁17和鋼筋砼連接盤16及樁基14所構(gòu)成。至少3個螺桿加強(qiáng)樁呈間隔距離位于樁基的外周。螺桿加強(qiáng)樁斜向設(shè)置，螺桿加強(qiáng)樁的軸心線與樁基的軸心線夾角為10°～40°。橋墩與樁基的連接處設(shè)有凹槽18，鋼筋砼連接盤的中部與樁基凹槽部連成一體。鋼筋砼連接盤的外徑大于樁基的直徑，各螺桿加強(qiáng)樁的上端呈間隔距離與鋼筋砼連接盤的下端連成一體。

輔助支撐柱15：用于加強(qiáng)或支撐兩橋墩之間的常規(guī)支架。數(shù)個輔助支撐柱呈間隔距離位于兩橋墩之間，輔助支撐柱呈工字型，輔助支撐柱的上端頂持在常規(guī)支架的下端，輔助支撐柱的下端頂持在堅(jiān)硬的地面。

所述的抱箍支撐架位于橋墩的一側(cè)，或一個橋墩的對應(yīng)兩側(cè)各設(shè)一個抱箍支撐架。此時，兩個主撐梁可共用同一個上、下和中間抱箍，故不再累述。

所述的樁基直徑與鋼筋砼連接盤外徑長度的比為1∶1.3～2。所述的鋼筋砼連接盤的高為40～100cm。所述的構(gòu)成樹根樁的螺桿加強(qiáng)樁的軸線與通過樁基圓心的切面在同一平面上。

一種用現(xiàn)澆箱梁抱箍支架系統(tǒng)進(jìn)行施工的方法，包括如下步驟：

(1)根據(jù)橋墩尺寸制備抱箍支撐架的主撐梁、主橫梁、橫加強(qiáng)梁、斜加強(qiáng)梁、上抱箍、下抱箍和中間抱箍。

(2)分別計(jì)算設(shè)計(jì)待施工的現(xiàn)澆箱梁10及承受的載荷重量、橋墩和樁基原承載重量、每根螺桿加強(qiáng)樁的承載重量，若：橋墩和樁基原承載重量大于或等于設(shè)計(jì)待施工的現(xiàn)澆箱梁及承受的載荷重量，則用抱箍支撐架施工；

包括如下步驟：

(1)在橋墩一側(cè)安裝下抱箍，將下抱箍直接安裝在樁接柱位置處，依靠樁接柱處的變徑作下抱箍的可靠支撐處，以保證下抱箍的足夠穩(wěn)定；

(2)根據(jù)計(jì)算及定位測量確定位置后安裝上抱箍，而后在上抱箍上安裝主橫梁；

(3)從下抱箍的抱耳處開始至主橫梁底傾斜向安裝主撐梁；

(4)安裝中間抱箍及橫加強(qiáng)梁和斜加強(qiáng)梁，形成抱箍支撐架；

(5)在主橫梁上部依次安裝常規(guī)支架，在橋墩之間的常規(guī)支架上呈間隔距離設(shè)置輔助支撐柱；

(6)常規(guī)支架經(jīng)預(yù)壓合格后，進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁的澆筑；

(7)待現(xiàn)澆箱梁的混凝土凝固期過后，拆除常規(guī)支架和輔助支撐柱，在主橫梁上端至對應(yīng)處的現(xiàn)澆箱梁下端之間設(shè)支撐框架，支撐框架和抱箍支撐架與橋墩構(gòu)成永久一體的箱梁支撐結(jié)構(gòu)。

若：所述的若橋墩和樁基原承載重量小于設(shè)計(jì)的現(xiàn)澆箱梁及承受的載荷重量，則采用抱箍支撐架加樹根樁的進(jìn)行施工，包括如下步驟：

(1)螺桿加強(qiáng)樁的設(shè)計(jì)，依每根螺桿加強(qiáng)樁的設(shè)計(jì)承載重量，計(jì)算出所用螺桿加強(qiáng)樁的數(shù)量，應(yīng)保證：螺桿加強(qiáng)樁的總承載重量加橋墩和樁基原承載重量等于或大于現(xiàn)澆箱梁及承受的載荷重量；

(2)螺桿加強(qiáng)樁的施工，在橋墩和樁基的外周邊等距離處呈間隔距離設(shè)置各螺桿加強(qiáng)樁的鉆孔位置，各螺桿加強(qiáng)樁斜向設(shè)置，各螺桿加強(qiáng)樁的軸心線與樁基的軸心線夾角為10°～40°，橋墩與樁基的連接處設(shè)有凹槽或在樁接柱的變徑處設(shè)凹槽，用螺桿加強(qiáng)樁鉆孔設(shè)備鉆螺桿加強(qiáng)樁孔，向各螺桿加強(qiáng)樁鉆孔內(nèi)灌注的混凝土至鉆孔內(nèi)灌注的混凝土接近凹槽部的中部；

(3)采用振搗棒插入螺桿加強(qiáng)樁孔內(nèi)振搗灌注的混凝土，振搗棒應(yīng)快插慢提，反復(fù)搗震，深入樁頂下2米的樁孔內(nèi)，保證樁頭混凝土質(zhì)量；

(4)振搗完成后，在處理好的樁頭上鋪塑料布養(yǎng)生，保護(hù)好樁頭；

(5)待螺桿加強(qiáng)樁的混凝土凝固期過后，進(jìn)行鋼筋砼連接盤施工，修整鋼筋砼連接盤的基坑至設(shè)計(jì)標(biāo)高，在鋼筋砼連接盤的基坑周壁設(shè)定位模板，檢查每個位于鋼筋砼連接盤基坑內(nèi)的各螺桿加強(qiáng)樁樁頂?shù)臉?biāo)高和外觀，各樁頭頂應(yīng)位于鋼筋砼連接盤基坑的下部內(nèi)，對高出設(shè)計(jì)要求和表面不平整的的樁頭，進(jìn)行人工修整；

(6)在鋼筋砼連接盤的基坑內(nèi)設(shè)鋼筋網(wǎng)后，進(jìn)行混凝土澆筑，采用覆蓋土工布灑水養(yǎng)生，最后拆除定位模板；

(7)在橋墩一側(cè)安裝下抱箍，將下抱箍直接安裝在鋼筋砼連接盤的上端面，依靠鋼筋砼連接盤作下抱箍的可靠支撐處，以保證下抱箍的足夠穩(wěn)定和重量分載；

(8)根據(jù)計(jì)算及定位測量確定位置后安裝上抱箍，而后在上抱箍上安裝主橫梁；

(9)從下抱箍的抱耳處開始至主橫梁底傾斜向安裝主撐梁；

(10)安裝中間抱箍及橫加強(qiáng)梁和斜加強(qiáng)梁，形成抱箍支撐架；

(11)在主橫梁上部依次安裝常規(guī)支架，在橋墩之間的常規(guī)支架上呈間隔距離設(shè)置輔助支撐柱；

(12)常規(guī)支架經(jīng)預(yù)壓合格后，進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁的澆筑；

(13)待現(xiàn)澆箱梁的混凝土凝固期過后，拆除常規(guī)支架和輔助支撐柱，在主橫梁上端至對應(yīng)處的現(xiàn)澆箱梁下端之間設(shè)支撐框架，支撐框架和抱箍支撐架與橋墩構(gòu)成永久一體的箱梁支撐結(jié)構(gòu)。

所述的螺桿加強(qiáng)樁的樁徑直桿段采用0.3m，螺紋段樁芯直徑0.199m，直桿段不小于總樁長的三分之一且不小于4m。所述的鋼筋砼連接盤為是樁基直徑1.3～2倍的圓盤型體。

總之，本發(fā)明推出抱箍加樹根樁的施工系統(tǒng)及方法，能在復(fù)雜地形、地質(zhì)、地貌的惡劣施工區(qū)進(jìn)行施工，具有節(jié)約施工成本，省時省力，施工成本低，施工質(zhì)量好，安全性好和使用效果好的優(yōu)點(diǎn)。