專利名稱：深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于土木工程、地震工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
跨江海長(zhǎng)大橋梁工程一般位于深水環(huán)境中，其采用的基礎(chǔ)形式包括沉井(箱)基礎(chǔ)、管樁基礎(chǔ)、鉆孔樁基礎(chǔ)、雙壁鋼圍堰鉆孔樁復(fù)合基礎(chǔ)、套箱圍堰等。其中樁基礎(chǔ)是較為普遍的基礎(chǔ)形式，是因?yàn)槠淠軌虼┩竿翆拥竭_(dá)較深的持力層；而在深水基礎(chǔ)施工中，高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)方案比其他基礎(chǔ)形式在適應(yīng)自然建設(shè)條件、降低施工難度、縮短施工周期、節(jié)約造價(jià)等方面具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，且能夠滿足長(zhǎng)大橋梁工程在正常使用狀態(tài)下的功能和安全要求，這也使得它成為跨江海長(zhǎng)大橋梁廣泛采用的基礎(chǔ)形式。深水群樁基礎(chǔ)與普通群樁基礎(chǔ)主要區(qū)別在于承臺(tái)及樁基與水接觸面積更大，水對(duì)結(jié)構(gòu)的影響更強(qiáng)。其實(shí)，深水橋梁樁基礎(chǔ)平臺(tái)同海洋工程中的導(dǎo)管架平臺(tái)等水上建筑非常類似，樁身和豎向的管樁穿過(guò)水流和土層，它既要承受上部結(jié)構(gòu)的荷載，又要受水流、風(fēng)浪的沖擊和樁周土的作用。所以實(shí)際上，承臺(tái)、群樁、水流、土體相互作用構(gòu)成了承臺(tái)-群樁-水流-士體系統(tǒng)。而橋墩、承臺(tái)、樁受風(fēng)、流、浪、震等惡劣自然環(huán)境作用，其自振周期又往往與環(huán)境外力的典型振動(dòng)周期相近。隨著建造橋梁的水域越來(lái)越深，其動(dòng)力響應(yīng)也越來(lái)越受到設(shè)計(jì)人員的重視。對(duì)于深水群樁基礎(chǔ)，由于豎向樁的豎向尺寸遠(yuǎn)大于截面尺寸，實(shí)際為細(xì)長(zhǎng)桿。同時(shí)，由于地震動(dòng)、水流狀況性質(zhì)特殊，群樁基礎(chǔ)與水的互相作用顯著，在地震和水的作用下開(kāi)始發(fā)生振動(dòng)，樁的振動(dòng)特性也尤為明顯，群樁系統(tǒng)極有可能發(fā)生屈曲或失穩(wěn)，所以整個(gè)群樁基礎(chǔ)系統(tǒng)的豎向及扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定問(wèn)題尤其重要，從而其剛度與穩(wěn)定性影響著該橋梁墩樁結(jié)構(gòu)甚至整座橋梁的穩(wěn)定性與安全性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)，能有效提高樁基整體剛度，減少其受自然(地震、潮汐、波浪、風(fēng)等)、行車(荷載、撞擊等)以及本身自重等因素作用下產(chǎn)生的振動(dòng)與變形，增強(qiáng)橋梁墩樁結(jié)構(gòu)甚至整座橋梁的穩(wěn)定性與安全性，同時(shí)也提高了其抗振以及抗震的能力。為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的解決方案是一種深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)，群樁的各樁基之間通過(guò)橫向連接構(gòu)件連接。進(jìn)一步，所述橫向連接構(gòu)件為橫撐，樁基上設(shè)有預(yù)留牛腿，橫撐固定于預(yù)留牛腿上。所述橫向連接構(gòu)件為剪刀撐，樁基上設(shè)有預(yù)留嵌入塊或銜接板，剪刀撐固定于預(yù)留嵌入塊或銜接板上。所述橫向連接構(gòu)件為K字撐，K字撐包括上弦桿和斜桿，斜桿為兩根，一端相交并固定于上弦桿的中點(diǎn)，另一端分別與上弦桿的兩端在一條線上；樁基上設(shè)有預(yù)留嵌入塊或銜接板，以及預(yù)留牛腿；上弦桿固定于預(yù)留牛腿上面，斜桿另一端固定于預(yù)留嵌入塊或銜接板上。所述橫向連接構(gòu)件為貝雷架，貝雷架包括上弦桿、下弦桿、豎桿和斜桿，豎桿為三根，一端固定于上弦桿上，另一端固定于下弦桿上，分別位于上弦桿、下弦桿的左端、中間及右端，斜桿位于上弦桿、下弦桿及兩端的豎桿所形成框架的對(duì)角線上；樁基上設(shè)有預(yù)留牛腿；上弦桿、下弦桿分別固定于預(yù)留牛腿上。由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下有益效果1)充分發(fā)揮了使土層以上、承臺(tái)以下區(qū)段原本相互獨(dú)立的群樁被連接為整個(gè)群樁結(jié)構(gòu)體系的作用，提高了其整體剛度與自振頻率；2)降低了深水對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能的影響，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)體系的抗振能力，有利于進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)；3)當(dāng)樁變形或移位超過(guò)允許值時(shí)，各連接均參與限制樁基的振動(dòng)與變形。通過(guò)合理設(shè)計(jì)橫向連接構(gòu)件(橫撐、剪刀撐、K字撐或貝雷架等)的具體連接形式、豎向位置和間距，使得在樁基進(jìn)行不利振動(dòng)與變形時(shí)，該連接結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮限位的作用，避免了由于水平力太大而導(dǎo)致樁彎曲變形過(guò)大，甚至屈曲失穩(wěn)的情況，也避免了傳遞至上部結(jié)構(gòu)的位移過(guò)大導(dǎo)致的橋梁整體振動(dòng)、變形以及行車安全的問(wèn)題，提高了整個(gè)橋梁體系的限位抗振能力，增強(qiáng)了抗震能力。

圖1為本實(shí)用新型的深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型的深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1-圖4所示，本實(shí)用新型的深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)，是將常用于模板支架(腳手架)搭設(shè)、建筑高聳結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)中的橫撐、剪刀撐、K字撐或貝雷架等橫向連接構(gòu)件與深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)相結(jié)合起來(lái)。在樁基露出土層以上、承臺(tái)7以下一定區(qū)段內(nèi)通過(guò)樁間橫、斜向連接來(lái)限制樁基8的水平、豎向位移和扭轉(zhuǎn)變形，避免樁基 8屈曲或失穩(wěn)，提高承臺(tái)7上部結(jié)構(gòu)橋墩9等的整體剛度、抗力與穩(wěn)定性，增強(qiáng)限振、抗震能力。該連接結(jié)構(gòu)可根據(jù)實(shí)際樁基工程與力學(xué)性能、經(jīng)濟(jì)適用、施工難易程度等方面來(lái)選擇其材料與形式，其材料可采用木材、鋼材、鋼筋混凝土或其它組合材料等，可采用螺栓、鉚釘、 扣件裝配或者焊接、嵌入方式。[0021]橫向連接構(gòu)件(橫撐、剪刀撐、K字撐或貝雷架等)與樁間的連接，是將橫向連接構(gòu)件與樁上的預(yù)留牛腿、預(yù)留嵌入塊或銜接板，通過(guò)螺栓、鉚釘、扣件裝配或者焊接、嵌入方式相連接，預(yù)留牛腿、預(yù)留嵌入塊或銜接板在樁制作時(shí)應(yīng)定位預(yù)制。橫向連接構(gòu)件可以在工廠分節(jié)段或整體制造，可采用巨型工字鋼、鋼管、鋼筋混凝土、木桿或者由頂板、底板、腹板、 橫隔板、縱肋等組成的薄壁箱形結(jié)構(gòu)等，最后現(xiàn)場(chǎng)豎立拼裝，整體吊裝就位。且可根據(jù)實(shí)際樁基工程的力學(xué)性能、經(jīng)濟(jì)適用、施工難易程度等方面來(lái)合理選擇其材料與連接形式、安裝的豎向位置與間距。深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)安裝完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行表面處理，防腐涂裝防護(hù)完好。如圖1所示，橫向連接構(gòu)件采用橫撐2，將橫撐2通過(guò)螺栓、鉚釘、扣件或者焊接方式固定于樁基8上的預(yù)留牛腿1上，從而對(duì)樁基結(jié)構(gòu)體系起著橫向支撐，加強(qiáng)橫向穩(wěn)定與剛性的作用。如圖2所示，橫向連接構(gòu)件采用剪刀撐4，將剪刀撐4通過(guò)螺栓、鉚釘、扣件或者焊接、嵌入方式固定于樁基8上的預(yù)留嵌入塊(圖未示)或銜接板3上，從而對(duì)樁基結(jié)構(gòu)體系起著斜向支撐，加強(qiáng)縱向穩(wěn)定與剛性的作用。如圖3所示，橫向連接構(gòu)件采用K字撐5，K字撐5由上弦桿及斜桿焊接或鉚接而成，上弦桿通過(guò)螺栓、鉚釘、扣件或者焊接方式固定于樁基8上的預(yù)留牛腿1上，斜桿的下端部通過(guò)螺栓、鉚釘、扣件或者焊接、嵌入方式固定于樁基8上的預(yù)留嵌入塊(圖未示)或銜接板3上。從而對(duì)樁基結(jié)構(gòu)體系既能起著橫向支撐，加強(qiáng)橫向穩(wěn)定與剛性，又能起著斜向支撐，加強(qiáng)縱向穩(wěn)定與剛性的作用。如圖4所示，橫向連接構(gòu)件采用貝雷架6，貝雷架6由上、下弦桿、豎桿、斜桿焊接或鉚接而成，上、下弦桿通過(guò)螺栓、鉚釘、扣件或者焊接方式固定于樁基8上的預(yù)留牛腿上1， 能夠很好的對(duì)樁基結(jié)構(gòu)體系起著縱、橫向支撐，加強(qiáng)縱、橫向穩(wěn)定與剛性的作用。本實(shí)用新型不僅適用于采用深水高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)的跨江海長(zhǎng)大橋梁，還可用作各種大型懸架結(jié)構(gòu)、海洋鉆井平臺(tái)等的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，在滿足基礎(chǔ)承載能力的同時(shí)，具有更好的抗振及抗震性能。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為了便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實(shí)用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本實(shí)用新型不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的揭示，不脫離本實(shí)用新型的范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)，其特征在于群樁的各樁基之間通過(guò)橫向連接構(gòu)件連接。
2.如權(quán)利要求1所述的深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述橫向連接構(gòu)件為橫撐，樁基上設(shè)有預(yù)留牛腿，橫撐固定于預(yù)留牛腿上。
3.如權(quán)利要求1所述的深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述橫向連接構(gòu)件為剪刀撐，樁基上設(shè)有預(yù)留嵌入塊或銜接板，剪刀撐固定于預(yù)留嵌入塊或銜接板上。
4.如權(quán)利要求1所述的深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述橫向連接構(gòu)件為K字撐，K字撐包括上弦桿和斜桿，斜桿為兩根，一端相交并固定于上弦桿的中點(diǎn)，另一端分別與上弦桿的兩端在一條線上；樁基上設(shè)有預(yù)留嵌入塊或銜接板，以及預(yù)留牛腿；上弦桿固定于預(yù)留牛腿上面，斜桿另一端固定于預(yù)留嵌入塊或銜接板上。
5.如權(quán)利要求1所述的深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述橫向連接構(gòu)件為貝雷架，貝雷架包括上弦桿、下弦桿、豎桿和斜桿，豎桿為三根，一端固定于上弦桿上，另一端固定于下弦桿上，分別位于上弦桿、下弦桿的左端、中間及右端，斜桿位于上弦桿、下弦桿及兩端的豎桿所形成框架的對(duì)角線上；樁基上設(shè)有預(yù)留牛腿；上弦桿、下弦桿分別固定于預(yù)留牛腿上。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種深水橋梁高樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)，群樁的各樁基之間通過(guò)橫向連接構(gòu)件連接，橫向連接構(gòu)件為橫撐、剪刀撐、K字撐或貝雷架，通過(guò)固定于樁基上的預(yù)留牛腿、預(yù)留嵌入塊或銜接板上連接樁基。本實(shí)用新型通過(guò)在樁基露出土層以上、承臺(tái)以下一定區(qū)段內(nèi)通過(guò)樁間橫、斜向連接來(lái)限制樁基的水平、豎向位移和扭轉(zhuǎn)變形，避免樁基屈曲或失穩(wěn)，提高整體剛度、抗力與穩(wěn)定性，同時(shí)能有效地降低深水對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能的影響，起到一定的抗振作用，并且有利于結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力和抗震安全系數(shù)。
文檔編號(hào)E02D27/52GK202265831SQ20112036230
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者伍勇吉, 龐于濤, 朱釗, 胡薇, 袁萬(wàn)城, 魏凱 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)