一种适用于深水区的桥塔支撑结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于深水区的桥塔支撑结构及施工方法，属于桥梁工程领域。所述桥塔支撑结构包括从下至上依次包括多个钢管桩、垫层、两个预制沉箱和两个钢混立柱。多个钢管桩间隔布置，且多个钢管桩用于插装至基坑下方的软土层中。垫层用于铺设在基坑的底部，且各钢管桩的顶端插装在垫层中。各预制沉箱位于垫层上，各预制沉箱的底部具有裙筒，各裙筒贯穿垫层，且多个钢管桩的顶部位于相对应的裙筒内。各钢混立柱是由外钢圆筒、内钢圆筒以及浇筑在外钢圆筒和内钢圆筒之间的混凝土构成。本发明专利技术实施例提供的一种适用于深水区的桥塔支撑结构，结构简单、分散，施工工艺便捷，对原始土层扰动较小，从而可以提高在深水区的施工进度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于深水区的桥塔支撑结构及施工方法


[0001]本专利技术属于桥梁工程领域，更具体地，涉及一种适用于深水区的桥塔支撑结构及施工方法。

技术介绍

[0002]随着国民经济的快速发展，交通建设需求猛增，国内外正在修建和准备修建的大型桥梁越来越多，且随着跨海大桥的出现，桥梁跨径越来越大。这些长、大桥梁多数修建在水深、流急的大江河上或环境恶劣的海上，往往遇到覆盖层较厚、持力层较深、地质条件复杂等难题，非常不利于桥梁施工，兴建的难度也更大。桥塔结构(桥梁的下部结构)的建造成本一般占整座桥梁30％的投资，是影响桥梁经济性的重要因素。
[0003]针对深水区的桥塔结构，目前常用的形式主要有大直径深钻孔集群桩和沉井，在厚覆盖层地区应用面临以下问题：
[0004]1、大直径深钻孔集群桩，尺寸庞大，结构对河床的变化、冲刷等条件的改变，适应性较差；群桩效应明显，桩基准确计算难度较大。施工时需另设置施工平台、导向架、钢围堰等诸多复杂工艺，海上作业工序繁琐、作业时间长。
[0005]2、常规沉井，在深水厚覆盖层条件下的结构尺寸往往较大，大体量的沉井制造运输困难，也给在厚覆盖层中下沉控制纠偏带来不便，同时对结构局部冲刷会产生不利影响。对于风大浪急地区，沉井下放精确定位困难；沉井下放到位后，沉井周围防冲刷(护底)层施工困难且施工工作量大。
[0006]总体而言，大直径深钻孔集群桩和沉井施工过程中对原始土层扰动大(需要深挖)，且施工复杂(结构体积大、配套设备多)，导致在深水区的施工进度较慢。
专利技术内容
[0007]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种适用于深水区的桥塔支撑结构及施工方法，其目的在于结构简单、分散，施工工艺便捷，对原始土层扰动较小，从而可以提高在深水区的施工进度。
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种适用于深水区的桥塔支撑结构，所述桥塔支撑结构包括从下至上依次包括多个钢管桩、垫层、两个预制沉箱和两个钢混立柱；
[0009]多个所述钢管桩间隔布置，且多个所述钢管桩用于插装至基坑下方的软土层中；
[0010]所述垫层用于铺设在所述基坑的底部，且各所述钢管桩的顶端插装在所述垫层中；
[0011]各所述预制沉箱位于所述垫层上，各所述预制沉箱的底部具有裙筒，各所述裙筒贯穿所述垫层，且多个所述钢管桩的顶部位于相对应的所述裙筒内；
[0012]两个所述钢混立柱和两个所述预制沉箱一一对应，各所述钢混立柱是由外钢圆筒、内钢圆筒以及浇筑在所述外钢圆筒和所述内钢圆筒之间的混凝土构成，所述钢混立柱的底端固定插装在相对应的所述预制沉箱中，两个所述钢混立柱的顶端通过横梁连接。
[0013]可选地，所述垫层从下至上依次包括滤沙层、鹅卵石层和碎石层。
[0014]可选地，所述垫层上方还具有防冲刷层，所述防冲刷层围设在两个所述预制沉箱外周。
[0015]可选地，各所述预制沉箱均为钢筋混凝土结构，且各所述预制沉箱为通过在相对应的所述外钢圆筒和所述内钢圆筒的底端浇筑钢筋混凝土制得，以连接所述预制沉箱和所述外钢圆筒、所述内钢圆筒。
[0016]可选地，各所述预制沉箱和相对应的所述裙筒一体浇筑成型。
[0017]可选地，所述预制沉箱内设置有多个横向隔板和多个纵向隔板，多个所述横向隔板和多个所述纵向隔板呈网状布置。
[0018]可选地，各所述钢混立柱的所述内钢圆筒内插装有多个加劲支撑，多个所述加劲支撑之间平行间隔布置。
[0019]可选地，各所述裙筒的底部具有斜脚，所述斜脚的底部为锥形。
[0020]可选地，各所述预制沉箱为方形结构或者圆形结构。
[0021]第二方面，本专利技术提供了一种适用于深水区的桥塔支撑结构的施工方法，所述施工方法基于第一方面所述的桥塔支撑结构，所述施工方法包括：
[0022]在深水区下的软土层开挖基坑，在所述基坑下方的软土层插装多个所述钢管桩，并在多个所述钢管桩的顶端铺设所述垫层；
[0023]提前制备所述预制沉箱、所述外钢圆筒和所述内钢圆筒，并将所述外钢圆筒和相对应的所述外钢圆筒、所述内钢圆筒固定插装在相对应的所述预制沉箱中；
[0024]通过船舶将各所述预制沉箱下沉至所述垫层上，且各所述裙筒贯穿所述垫层，各所述外钢圆筒和各所述内钢圆筒的顶端均伸出水面；
[0025]在所述外钢圆筒和所述内钢圆筒之间均浇筑所述混凝土，得到两个所述钢混立柱，并通过所述横梁连接两个所述钢混立柱顶端。
[0026]本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0027]对于本专利技术实施例提供的一种适用于深水区的桥塔支撑结构，在施工过程中，首先，在深水区下的软土层开挖基坑，在基坑下方的软土层插装多个钢管桩，并在多个钢管桩的顶端铺设垫层。通过浅挖形成基坑即可(防止回淤)，钢管桩插装在基坑下方的软土层，无需深挖，对原始土层扰动较小。另外，垫层可以起到减震，并将上部结构的载荷均匀扩散至土层。然后，提前制备预制沉箱、外钢圆筒和内钢圆筒，并将外钢圆筒和相对应的外钢圆筒、内钢圆筒固定插装在相对应的预制沉箱中。预制沉箱、外钢圆筒和内钢圆筒可以提前预制并装配，且采用两个预制沉箱和两个钢混立柱，从而可以单独实现运输和布置，降低了施工难度。另外，此时各钢混立柱内未浇筑混凝土，质量较小，配套设备少，便于搬运，提高施工效率。接着，通过船舶将各预制沉箱下沉至垫层上，且各裙筒贯穿垫层，各外钢圆筒和各内钢圆筒的顶端均伸出水面。裙筒在跟随预制沉箱下降后会贯穿垫层并插入至基坑底部，通过大尺寸且受力分散的裙筒实现对预制沉箱、钢混立柱的定位，降低了对地基承载力的要求，减少钢管桩数量。最后，在外钢圆筒和内钢圆筒之间均浇筑混凝土，得到两个钢混立柱，并通过横梁连接两个钢混立柱顶端。此时，钢混立柱可以形成稳定的支撑，实现后续对桥塔的支撑。
[0028]也就是说，本专利技术实施例提供的一种适用于深水区的桥塔支撑结构，结构简单、分
散，施工工艺便捷，对原始土层扰动较小，从而可以提高在深水区的施工进度。
附图说明
[0029]图1是本专利技术实施例提供的一种适用于深水区的桥塔支撑结构的结构示意图；
[0030]图2是本专利技术实施例提供的一种适用于深水区的桥塔支撑结构的剖视图；
[0031]图3是本专利技术实施例提供的预制沉箱的剖视图；
[0032]图4是本专利技术实施例提供的裙筒的局部放大图；
[0033]图5是本专利技术实施例提供的横梁的剖视图；
[0034]图6是本专利技术实施例提供的一种适用于深水区的桥塔支撑结构的施工方法的流程图。
[0035]图中各符号表示含义如下：
[0036]1、钢管桩；2、垫层；21、防冲刷层；3、预制沉箱；31、裙筒；32、横向隔板；33、纵向隔板；34、斜脚；4、钢混立柱；41、加劲支撑；5、横梁。
具体实施方式
[0037]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于深水区的桥塔支撑结构，其特征在于，所述桥塔支撑结构包括从下至上依次包括多个钢管桩(1)、垫层(2)、两个预制沉箱(3)和两个钢混立柱(4)；多个所述钢管桩(1)间隔布置，且多个所述钢管桩(1)用于插装至基坑下方的软土层中；所述垫层(2)用于铺设在所述基坑的底部，且各所述钢管桩(1)的顶端插装在所述垫层(2)中；各所述预制沉箱(3)位于所述垫层(2)上，各所述预制沉箱(3)的底部具有裙筒(31)，各所述裙筒(31)贯穿所述垫层(2)，且多个所述钢管桩(1)的顶部位于相对应的所述裙筒(31)内；两个所述钢混立柱(4)和两个所述预制沉箱(3)一一对应，各所述钢混立柱(4)是由外钢圆筒、内钢圆筒以及浇筑在所述外钢圆筒和所述内钢圆筒之间的混凝土构成，所述钢混立柱(4)的底端固定插装在相对应的所述预制沉箱(3)中，两个所述钢混立柱(4)的顶端通过横梁(5)连接。2.根据权利要求1所述的一种适用于深水区的桥塔支撑结构，其特征在于，所述垫层(2)从下至上依次包括滤沙层、鹅卵石层和碎石层。3.根据权利要求2所述的一种适用于深水区的桥塔支撑结构，其特征在于，所述垫层(2)上方还具有防冲刷层(21)，所述防冲刷层(21)围设在两个所述预制沉箱(3)外周。4.根据权利要求1所述的一种适用于深水区的桥塔支撑结构，其特征在于，各所述预制沉箱(3)均为钢筋混凝土结构，且各所述预制沉箱(3)为通过在相对应的所述外钢圆筒和所述内钢圆筒的底端浇筑钢筋混凝土制得，以连接所述预制沉箱(3)和所述外钢圆筒、所述内钢圆筒。5.根据权利要求4所述的一种适用于深水区的桥塔支撑结构，其特征在于，各所述预制沉箱(3)和相对应的所述裙筒(31)一体浇筑成型。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：严爱国，谢自畅，王鹏宇，王小飞，张晓江，罗春林，周继，殷鹏程，樊少彻，刘振标，王志平，崔苗苗，梁金宝，
申请(专利权)人：中国铁建股份有限公司，
类型：发明
国别省市：