[发明专利]水上充砂嵌岩钢管桩工作平台及其施工方法

说明书

本发明公开了一种水上充砂嵌岩钢管桩工作平台及其施工方法，涉及桥梁施工领域，其结构包括钢管桩、十字撑、横梁、纵梁和贝雷梁平台等，主要具有以下特点：一是钢管桩底嵌入基岩上的倒凸形台阶孔内以混凝土固结，嵌固效果优越，抗弯抗拔性能强；二是钢管桩内填充密实的砂砾，钢管桩顶放置圆形橡胶板压实，以使砂砾与钢管桩的摩阻力增大了钢管桩受压稳定临界应力，加强了钢管桩的稳定性，且砂砾取材容易、价格低廉、可重复利用、节约钢材；三是能适用于高架桥现浇支架、栈桥等工程中。这种施工结构具有构造简单、安全可靠、经济合理、钢管桩稳定性强、低碳环保等优点，其结合相应的施工方法能有利于减少建造费用，提高稳定性，经济和社会效益显著。

技术领域

本发明涉及一种桥梁施工领域，具体是指水上桥梁充砂嵌岩钢管桩工作平台及其施工方法。

背景技术

钢管桩工作平台是水上桥梁施工必备的临时工程，通过工作平台与栈桥结合，作为机具设备、材料人员的运输和桥墩桩、墩身施工的通道及工作场地。而钢管桩又是工作平台的关键构件，压弯受力，强度和稳定性要求高，特别对于水流速度较大的深水和裸露基岩环境，设计和施工难度更大。现有用于水上深水桥梁施工的钢管桩工作平台一般存在构造复杂、使用安全性欠佳、建造费用较高等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种构造简单、安全可靠、费用低廉、钢管桩受力合理的水上充砂嵌岩钢管桩工作平台及其施工方法。

本发明的技术问题通过以下技术方案实现：

一种水上充砂嵌岩钢管桩工作平台，包括多根互相平行并嵌入基岩的钢管桩，在多根钢管桩构成的钢管桩排架的不同高度位置设置多个互相连接的水平十字撑和垂直十字撑，每对钢管桩顶均焊接一根工字钢横梁形成门字形刚构，其上依次铺设多根工字钢纵梁和搭设贝雷梁平台，所述的钢管桩为钢制薄壁钢管，每根钢管桩底均设有多个沿钢管桩的圆周均匀分布的半圆形缺口，每个半圆形缺口均开口朝下设置；所述的基岩上设有供所述钢管桩底嵌入的倒凸形台阶孔；所述的钢管桩内灌入混凝土，该混凝土经多个半圆形缺口同时填塞充满在钢管桩底与倒凸形台阶孔之间的间隙内，并将所述钢管桩底嵌固在基岩中；所述的钢管桩内还设有由钢管桩顶按照分层依次灌入并填充夯实至钢管桩顶的砂砾，钢管桩顶设有压实砂砾的橡胶板，该橡胶板顶面与所述钢管桩顶相平。

所述的倒凸形台阶孔的每级台阶高度相同，倒凸形台阶孔的下级直径比钢管桩外径大10cm~20cm，倒凸形台阶孔的上级直径比钢管桩的外径大30cm～40cm，每根钢管桩底均设有4~8个圆周均布的半圆形缺口，直径为8cm~10cm。

所述的砂砾洁净含泥量小于3%，含水量小于5%，砂砾分层依次灌入钢管桩内并填充夯实的密实度为85%～95%，填充夯实至钢管桩顶后，放入3cm～5cm厚的圆形橡胶板，该橡胶板的直径比钢管桩的内径小1cm～2cm，在钢管桩顶设有焊接固定的工字钢横梁，该工字钢横梁压实橡胶板顶面与钢管桩顶相平，工字钢横梁上安装贝雷梁平台。

所述的钢管桩内径为、外径为、计算长度为，钢管桩顶受到贝雷梁平台、工字钢纵梁传递的集中垂直力、弯矩和均布水流压力，假设单根钢管桩为下端嵌固在基岩、上端为一对钢管桩顶与一根工字钢横梁形成门字形刚构以水平弹性连接，该工字钢横梁中心的弹性连接端的水平反力为,由下列公式计算钢管桩内填充砂砾的摩阻力距、弹性连接的反力、钢管桩身的强度和稳定性及嵌固的钢管桩底与基岩上的倒凸形台阶孔内灌注混凝土的受力：

公式一、

公式二、

设工字钢横梁中心的弹性连接端水平弹性连接的刚度系数为，不计钢管桩中砂砾的受力，单个钢管桩顶与一根工字钢横梁形成门字形刚构的，用力法计算水平反力；

公式三、