一种基于钢桩基础的用于平台搭设的支撑结构及施工方法

技术领域

本发明涉及一种支撑结构，特别是一种基于钢桩基础的用于平台搭设的支撑结构及施工方法。属于桥梁建设施工领域。

背景技术

进入二十一世纪以来，随着我国经济的迅猛腾飞，带动了桥梁建设的飞速发展，在我国的大江大河之上，越来越多的跨江、跨河大桥不断涌现，特别是近几年来，沿海、近海一带，跨海通道、连岛工程层出不穷，诸如港珠澳大桥、杭州湾大桥、东海大桥、青岛海湾大桥、舟山连岛工程等，拉开了桥梁下海战略的序幕。国家对海岸线及岛屿的规划和大力开发，为海上桥梁建设发展提供了广阔的舞台，可以预见在未来的数十年里，中国大江、大河、特别是海上将会屹立起诸多举世瞩目的世界级桥梁工程。而桥梁工程在水上建设，最大的难点之一就是水中桥墩基础工程的施工，目前最被广泛应用的就是桩基接承台基础，因此对水上桥梁基础施工技术研究是该类桥梁建设过程中的核心任务，先进的研究成果的推广应用价值非常高。

目前，水上桥梁桩基接承台基础最常规的施工方法是打设临时辅助钢管桩的钻孔平台，桩基钻孔施工完成后，将钻孔平台适当改造，变为承台套箱施工平台。该常规方法需要投入的临时钢材用量非常庞大，施工工艺复杂，安全风险高，临时工程占用的施工周期长，施工成本高。对于规模庞大的群桩基础和超大尺寸承台来说，该常规施工方法还具有一定的优势；但对于较小规模群桩及承台施工来说，施工措施费将占据很大的比重；若是水中墩位较多时，因周转困难导致施工成本成倍增加；若采用桥梁基础结构装配化施工工艺，则对施工船机设备要求非常高，成本显著增加。如果针对海洋环境保护及海洋生物保护要求高的桥梁建设工程，采用该常规方法又将面临新的问题。

发明内容

本发明的目是：为了克服水上桥梁基础采用常规施工方法带来的上述一系列问题，结合标准化、装配化等施工理念，本发明提供了一种基于钢桩基础的用于平台搭设的支撑结构及施工方法，本发明具有施工简单、工期短及成本低等特点。

本发明的技术方案是：一种基于钢桩基础的用于平台搭设的支撑结构，该支撑结构为蜘蛛腿式支撑结构，它包括支撑立柱、十字形支撑梁和支腿；

所述的支撑立柱焊接在十字形支撑梁上端面中部，十字形支撑梁下端面的十字形的每个端头处均焊接有两个支腿；每个支腿与十字形支撑梁下端面之间还焊接有加强斜撑，每个端头处的两个加强斜撑具有一定夹角，夹角开口向外。

进一步，所述的十字形支撑梁上端面与支撑立柱下端侧壁之间焊接有立柱加劲板。

进一步，所述的十字形支撑梁是由两个钢结构梁交叉垂直连接而成十字形结构，每个钢结构梁的中线上，以支撑立柱为中心，相对设置有两个立柱加劲板。

进一步，所述的十字形的每个端头处的两个支腿的底部水平设置有锚固靴板。

进一步，所述的锚固靴板为弧形板，两个支腿焊接在弧形板上，弧形板的弧形长度大于端头宽度。

进一步，所述的锚固靴板通过锚固螺栓连接有钢桩基础或钢护筒。

进一步，所述的钢桩基础或钢护筒顶部内设有内法兰盘；所述的锚固靴板通过锚固螺栓与内法兰盘固定连接在一起。

进一步，所述的支撑立柱上设置有套箱下放平台承重梁；所述的十字形支撑梁上设置有套箱安装平台承重梁。

进一步，一种基于钢桩基础的用于平台搭设的支撑结构的施工方法，包括如下步骤：

1）施工桥梁的钢桩基础或钢护筒：

在钢桩基础或钢护筒顶部预先设置内法兰盘；

2）借助于内法兰盘安装平台搭设的基于钢桩基础的用于平台搭设的支撑结构：

将该支撑结构的锚固靴板通过锚固螺栓与内法兰盘固定在一起，使基于钢桩基础的用于平台搭设的支撑结构固定在钢桩基础或钢护筒上；

3）在该支撑结构的十字形支撑梁上安装套箱安装平台承重梁作为桥梁承台施工时套箱底板的安装操作平台；在该支撑结构的支撑立柱顶部设置套箱下放平台承重梁，用于安装套箱下放操作平台。

进一步，所述的内法兰盘直径大小足够使钻机钻头通过。

本发明的优点是：充分借助于桥梁钢桩基础或钢护筒，避免了在水中额外打设临时钢管桩、搭设操作平台，其装配化程度便于装拆及周转利用，施工简单，设备要求低，不仅减少了桥梁施工大量临时材料、设备及施工人力的投入，而且节约了工期，提高了工作效率，降低了安全风险，整体经济性好。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方法进一步说明。

图1是本发明基于钢桩基础的用于平台搭设的支撑结构的安装总成立面布置图；

图2是内法兰盘构造图；

图3是支腿布置图；

图4是图3的俯视图；

图5是施工平台承重梁安装平面布置图。

图中：1、钢桩基础或钢护筒；2、内法兰盘；3、法兰盘加劲板；4、支撑立柱；5、十字形支撑梁；6、立柱加劲板；7、支腿；8、加强斜撑；9、锚固靴板；10、锚固螺栓；11、套箱安装平台承重梁；12、套箱下放平台承重梁。

具体实施方式

实施例1

如图3、图4所示，一种基于钢桩基础的用于平台搭设的支撑结构，该支撑结构为蜘蛛腿式支撑结构，它包括支撑立柱4、十字形支撑梁5和支腿7；

所述的支撑立柱4焊接在十字形支撑梁5上端面中部，十字形支撑梁5下端面的十字形的每个端头处均焊接有两个支腿7；每个支腿7与十字形支撑梁5下端面之间还焊接有加强斜撑8，每个端头处的两个加强斜撑8具有一定夹角，夹角开口向外。

本发明整个支撑结构共有8条支腿，因此称之为蜘蛛腿式支撑结构。

实施例2

如图3、图4所示，在实施例1的基础上，所述的十字形支撑梁5上端面与支撑立柱4下端侧壁之间焊接有立柱加劲板6。

进一步，所述的十字形支撑梁5是由两个钢结构梁交叉垂直连接而成十字形结构，每个钢结构梁的中线上，以支撑立柱4为中心，相对设置有两个立柱加劲板6。

进一步，所述的十字形的每个端头处的两个支腿7的底部水平设置有锚固靴板9。

进一步，所述的锚固靴板9为弧形板，两个支腿7焊接在弧形板上，弧形板的弧形长度大于端头宽度。

本发明提供的一种基于钢桩基础的用于平台搭设的支撑结构的施工方法，包括如下步骤：

1）施工桥梁的钢桩基础或钢护筒1：

如图1和图2所示：在钢桩基础或钢护筒1顶部预先设置内法兰盘2；内法兰盘2与钢桩基础或钢护筒1内壁采用焊接固定，沿径向开设有螺栓孔，相邻螺栓孔之间通过法兰盘加劲板3加强，保证内法兰盘2整体刚度；内法兰盘2内直径大小足够使钻机钻头通过。

将法兰盘设置在钢桩基础或钢护筒1内侧的原因：一是避免外壁存在突出结构，减小桥梁承台施工套箱开孔尺寸，降低套箱底板处的封水难度，同时便于套箱整体下放；二是利用了钢桩基础或钢护筒1孔径大于钻机钻头最大直径的施工要求空间。

进一步，所述的桥梁桩的钢桩基础是一种深入到河床或海床中的钢管结构。

2）借助于内法兰盘2安装平台搭设的基于钢桩基础的用于平台搭设的支撑结构：

将该支撑结构的锚固靴板9通过锚固螺栓10与内法兰盘2固定在一起，使该支撑结构固定在钢桩基础或钢护筒1上；

3）在该支撑结构的十字形支撑梁5上安装套箱安装平台承重梁11作为桥梁承台施工时套箱底板的安装操作平台；在基于钢桩基础的用于平台搭设的支撑结构的支撑立柱4顶部设置套箱下放平台承重梁12，用于安装套箱下放操作平台。如图5所示。

进一步，所述的十字形支撑梁5的长度尺寸大于钢桩基础或钢护筒1外径不超过5cm。

进一步，所述的套箱安装平台承重梁11为两个，平行设置在十字形支撑梁5上。套箱下放平台承重梁12为一个，位于套箱安装平台承重梁11上方，与平台承重梁11在水平方向上相互垂直。

本发明不同于常规的临时辅助钢管桩平台方法，不仅避免了打设临时钢管桩及拔除临时钢管桩的人力、财力、物力投入，借助于桥梁钢桩基础或钢护筒，通过法兰盘连接，其装配化程度便于装拆及周转利用，施工简单，设备要求低，而且节约了工期，提高了工作效率，降低了安全风险，整体经济性好。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计和方法均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。