一种超大平面尺寸沉井基础结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超大平面尺寸沉井基础结构，包括钢混组合结构沉井段（2）和钢筋混凝土沉井段（1），钢混组合结构沉井段（2）由矩形沉井钢构和浇注在矩形沉井钢构内的钢筋混凝土组成，钢筋混凝土沉井段（1）由浇筑在钢混组合结构沉井段（2）上的钢筋混凝土组成，矩形沉井钢构包括多个拼接而成的基本钢结构组件（3）。本实用新型专利技术的钢混组合沉井基础结构整体性良好，并具有良好的抗弯、抗剪性能，适合于采用传统“大锅底”等多种开挖下沉方法的悬索桥锚碇基础、斜拉桥及悬索桥主塔基础的大型沉井基础，具有较高的施工作业安全系数与下沉系数，在“不均匀下沉”、“突沉”、“翻砂”等危险工况下具有较高的结构安全性与抗开裂性能。

【技术实现步骤摘要】
一种超大平面尺寸沉井基础结构
本技术涉及大型桥梁基础结构
，特别是涉及一种超大平面尺寸沉井基础结构。
技术介绍
随着国内桥梁建设的发展，大跨度桥梁的基础也不断发展，目前常见的大跨度梁基础主要有桩基础、沉井基础。桩基础使用范围最广，但对超大跨径桥梁，采用桩基础存在单桩承载能力有限，群桩规模较大，整体性弱，工程费用多等问题；而沉井基础刚度大、整体性好、兼具施工围堰，工期相对较小，沉井大量地应用于江河湖海边冲积层软土地基条件。目前，沉井基础主要为钢结构沉井、混凝土结构沉井及钢壳混凝土沉井。随着沉井基础平面面积的不断增大，若设计与施工操作不当，极易发生突沉、超沉、中心偏移、竖向歪沉、变形断裂等重大安全与质量事故。当沉井结构平面尺寸超过2000平米时，沉井基础在施工过程中受力复杂，特别是沉井底节首先下沉施工中受弯显著，以往沉井基础大多采用钢壳混凝土结构，容易出现三方面的问题，第一是钢和混凝土连接不强；第二，钢壳混凝土内无受力钢筋，混凝土容易开裂；第三，在沉井下沉中后期，容易出现下沉不均匀、突沉、翻沙等不利工况时，下部井壁受拉，易出现沉井开裂风险，甚至沉井基础折断、破损而导致沉井基础废弃。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超大平面尺寸沉井基础结构，能提高大型沉井基础的施工的作业安全性能，解决现有大型沉井基础容易下沉的问题，同时能提高沉井结构安全性与抗开裂性能。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种超大平面尺寸沉井基础结构，它包括下部的钢混组合结构沉井段和位于其上的钢筋混凝土沉井段，钢混组合结构沉井段由矩形沉井钢构和浇注在矩形沉井钢构内的钢筋混凝土组成，钢筋混凝土沉井段由浇筑在钢混组合结构沉井段上的钢筋混凝土组成，其中，矩形沉井钢构包括多个拼接而成的基本钢结构组件；基本钢结构组件包括两侧横向和纵向交叉布置的钢壁，钢壁由两块平行布置的钢板组成，钢板的内壁上焊接有带孔PBL钢板，带孔PBL钢板上设置有横穿带孔PBL钢板的PBL钢筋，钢板的内壁均匀布置剪力钉；拼接成一体的基本钢结构组件中最外侧的钢板形成矩形沉井钢构的钢外壁，其余位置的钢板形成矩形沉井钢构的钢内壁，矩形沉井钢构中钢内壁上横向钢板和纵向钢板的交点处通过角钢拉结。所述的带孔PBL钢板之间绑扎有纵横分布的钢筋网，钢筋网采用直径15-25mm的钢筋，其中，纵向钢筋间距为150-200mm，横向钢筋间距为200-300mm。所述的剪力钉焊接在钢板的内壁上，剪力钉之间的水平间距为150-300mm，竖向间距为150-300mm。所述的横向钢板和纵向钢板的交点处的角钢包括两端分别焊接在相交钢板上的支撑角钢以及连接支撑角钢的加强角钢，支撑角钢在沉井的竖截面上呈梅花形布置。所述的钢外壁的底部设置有刃脚I，钢内壁的底部设置有刃脚II，所述的刃脚I和钢外壁之间、刃脚II和钢内壁之间均设置有凸缘，其中，刃脚I的下端为单侧斜尖状，其斜面宽度为150-400mm；刃脚II的下端是两侧为斜面的箭头状，箭头的角度为25-60°，刃脚II箭尾的宽度为1.2-1.5m。所述的凸缘在竖向的高度为2-5m，凸缘凸出井壁宽度300-600mm，凸缘上端距离刃脚的距离为封底混凝土厚度加上1-3m，凸缘的作用在于固定并强化沉井下沉就位后浇筑的封底混凝土，使得封底混凝土与沉井形成连接良好的整体结构。所述的基本钢结构组件包括“L形”钢结构组件、“十字形”钢结构组件以及“T形”钢结构组件。所述的钢内壁中钢板之间的距离为1.0-2.0m，钢外壁中钢板之间的距离为1.6-3.0m，所述的横穿带孔PBL钢板的PBL钢筋为II级以上钢筋。一种超大平面尺寸沉井基础结构的施工方法，包含以下步骤：S1、预制钢结构组件：根据沉井尺寸，确定基本钢结构组件的尺寸及拼装组合方式并制作好基本钢结构组件，每个组件高度按节分段，节段高度取3m-5m，在工厂预制；S2、现场模块化拼装：将制作好基本钢结构组件运输到现场然后定位拼装，拼装时先吊装一个角的一个组件，进行纵、横、高度方向定位调整，并进行固定，然后以该角组件作为定位基准，再由这个角扩散往四周拼装组件，每拼装一个组件，就在该组件中铺设钢筋网，钢筋铺设完成后就进行组件间钢板的焊接，焊接时先点焊定位，再满焊，依次将整个平面拼装完成，平面内拼装完成后，逐层往上进行立面拼装；S3、当钢混组合结构沉井段中的钢构拼装完成后，往钢构内部浇筑混凝土，根据高度可分层浇筑混凝土，混凝土浇筑完成后，并达到设计强度后，开始沉井基础的初始下沉施工，当沉井基础下沉至一定深度至整体稳定后，停止下沉，待沉井稳定后施工钢混组合结构沉井段其上的钢筋混凝段，即接高沉井，接高沉井完成后继续下沉施工直至沉井底部达到设计标高；S4、在沉井基础结构的底部达到设计标高并稳定后，在沉井底部浇筑封底混凝土，在封底混凝土达到设计强度后，然后依次在钢混组合结构沉井段和钢筋混凝土沉井段各仓室中填充混凝土、沙石或清水压重沉井基础。本技术的有益效果是：本技术采用的模块化拼装结构组件，钢结构组件均包括两侧沉井钢壁、焊接于钢壁内侧的带孔PBL钢板及横穿的PBL钢筋，焊接于钢壁内侧的剪力钉,两侧沉井钢壁通过焊接于带孔PBL钢板的角钢连接整体。在沉井钢结构拼装完成后，在钢内外壁之间的绑扎钢筋并完成钢筋混凝土填充层的浇筑。钢混组合结构沉井段底部设置双向预应力钢筋，使得沉井底部成为预应力结构。在沉井的高度方向，下部的钢混组合结构沉井段包含刃脚、凸缘构造，分别对应下沉及封底混凝土要求，下部的钢混组合结构沉井段钢结构根据沉井高度可一次成型，也可以分多次拼接接高。在钢混组合结构沉井段其上。可为普通钢筋混凝土接高段，该大平面钢混组合沉井基础结构整体性良好，并具有良好的抗弯、抗剪性能，适合于采用传统“大锅底”等多种开挖下沉方法的悬索桥锚碇基础、斜拉桥及悬索桥主塔基础的大型沉井基础，其平面面积适用于1000至8000平米以上，具有较高的施工作业安全系数与下沉系数，降低施工整体费用，在“不均匀下沉”、“突沉”、“翻砂”等危险工况下具有较高的结构安全性与抗开裂性能。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术钢混组合结构沉井段的拼装结构示意图；图3为本技术“十字形”钢结构组件的结构示意图；图4为图3中A-A向的结构示意图；图5为图4中B-B向的结构示意图；图6为本技术“T形”钢结构组件的结构示意图；图7为本技术“L形”钢结构组件的结构示意图。图中，1—钢筋混凝土沉井段，2—钢混组合结构沉井段，3—基本钢结构组件，4—钢外壁，5—钢内壁，6-支撑角钢，7-加强角钢，8-刃脚I，9-刃脚II，10-凸缘，31-钢板，32-带孔PBL钢板，33-PBL钢筋，34-剪力钉，35-钢筋网，3a-“L形”钢结构组件，3b-“十字形”钢结构组件，3c-“T形”钢结构组件。具体实施方式下面将结合附图和实施例，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1、图2所示，一种超大平面尺寸沉井基础结构，它包括下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超大平面尺寸沉井基础结构，其特征在于，它包括下部的钢混组合结构沉井段（2）和位于其上的钢筋混凝土沉井段（1），钢混组合结构沉井段（2）由内侧带PBL 的钢壳结构和浇注在钢壳结构内的钢筋混凝土组成，钢筋混凝土沉井段（1）由浇筑在钢混组合结构沉井段（2）上的钢筋混凝土组成，其中，钢壳结构包括多个拼接而成的基本钢结构组件（3）；基本钢结构组件（3）包括两侧横向和纵向交叉布置的钢壁，钢壁由两块平行布置的钢板（31）组成，钢板（31）的内壁上焊接有带孔PBL钢板（32），带孔PBL钢板（32）上设置有横穿带孔PBL钢板（32）的PBL钢筋（33），钢板（31）的内壁均匀布置剪力钉（34）；拼接成一体的基本钢结构组件（3）中最外侧的钢板形成矩形沉井钢构的钢外壁（4），其余位置的钢板形成矩形沉井钢构的钢内壁（5），矩形沉井钢构中钢内壁（5）上横向钢板和纵向钢板的交点处通过角钢拉结。

【技术特征摘要】
1.一种超大平面尺寸沉井基础结构，其特征在于，它包括下部的钢混组合结构沉井段（2）和位于其上的钢筋混凝土沉井段（1），钢混组合结构沉井段（2）由内侧带PBL的钢壳结构和浇注在钢壳结构内的钢筋混凝土组成，钢筋混凝土沉井段（1）由浇筑在钢混组合结构沉井段（2）上的钢筋混凝土组成，其中，钢壳结构包括多个拼接而成的基本钢结构组件（3）；基本钢结构组件（3）包括两侧横向和纵向交叉布置的钢壁，钢壁由两块平行布置的钢板（31）组成，钢板（31）的内壁上焊接有带孔PBL钢板（32），带孔PBL钢板（32）上设置有横穿带孔PBL钢板（32）的PBL钢筋（33），钢板（31）的内壁均匀布置剪力钉（34）；拼接成一体的基本钢结构组件（3）中最外侧的钢板形成矩形沉井钢构的钢外壁（4），其余位置的钢板形成矩形沉井钢构的钢内壁（5），矩形沉井钢构中钢内壁（5）上横向钢板和纵向钢板的交点处通过角钢拉结。2.根据权利要求1所述的一种超大平面尺寸沉井基础结构，其特征在于，所述的带孔PBL钢板（32）之间绑扎有纵横分布的钢筋网（35），钢筋网（35）采用直径12-25mm的钢筋，其中，纵向钢筋间距为150-200mm，横向钢筋间距为200-300mm。3.根据权利要求1所述的一种超大平面尺寸沉井基础结构，其特征在于，所述的剪力钉（34）焊接在钢板（31）的内壁上，剪力钉（34）之间的水平间距为150-300mm，竖向间距为150-300mm。4.根据权利要求1所述的一种超大平面尺寸沉井基础结构，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：施洲，姜兴洪，杨仕力，韦庆冬，李冰，冯传宝，甄宗标，陈向东，吕大财，李思阳，
申请(专利权)人：西南交通大学，中国铁路上海局集团有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51