一种桩板桥消浪防冲刷装置及其施工方法

1.本发明应用于桥梁消浪防冲刷领域，具体是一种桩板桥消浪防冲刷装置及其施工方法。


背景技术：

2.随着我国沿海地区绿色公路建设的紧迫需要，越来越多的新型装配化桩板桥结构前期设计正在持续推进，但在近海公路建设应用桩板桥结构，海洋环境的影响不容忽视。近海环境波浪冲击与海流冲刷作用严重威胁着桥梁的结构安全，要实现桩板桥在近海环境中的应用，需要提出经济有效的消浪防冲刷措施及其施工方法。
3.目前，常见的消浪措施是建设远离构筑物的防波堤，使堤后形成掩护水域，但是这种做法需要占用较多的海域面积，且防波堤本身不直接具备防冲刷功能，需要与防冲刷结构分别建造，施工量大，有悖绿色公路建设的理念。因此，亟需设计兼具消浪与防冲刷功能，符合桩板结构建造环境，占海域面积小，且满足经济性、生态性及结构可靠性的新型消浪防冲刷结构及施工方法。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种桩板桥消浪防冲刷装置及其施工方法。
5.为解决上述技术问题，本发明的一种桩板桥消浪防冲刷装置，其包括间隔设置的管桩、钢套箍、系梁和挡浪组件；
6.所述钢套箍对应预埋于管桩上，所述系梁对应套设于管桩预埋有钢套箍一段的外侧，且管桩通过钢套箍与系梁连接；
7.所述系梁一端与挡浪组件连接，所述挡浪组件包括相互拼接的桩身挡浪板和跨中挡浪板，所述桩身挡浪板与系梁为一体化结构。
8.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述桩身挡浪板和跨中挡浪板均包括垂直段和倾斜段，且桩身挡浪板和跨中挡浪板上端均设置有外檐并在表面开设有棱台形孔洞。
9.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述桩身挡浪板和跨中挡浪板内均贯穿设有挡浪板预留锚筋，且挡浪板预留锚筋两端均暴露在外，所述桩身挡浪板和跨中挡浪板之间预留有用于浇筑混凝土的挡浪板连接湿接缝。
10.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述钢套箍外侧圆周间隔设有焊接u形锚筋，所述系梁对应焊接u形锚筋设置有用于与其连接的系梁预留锚筋。
11.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述钢套箍与系梁之间预留有用于浇筑混凝土的系梁连接湿接缝。
12.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述桩身挡浪板和跨中挡浪板的垂直段设置于倾斜段下方并为一体化结构。
13.一种桩板桥消浪防冲刷装置的施工方法，具体包括如下步骤：
14.s1、根据桩板桥施工区的海洋环境参数对消浪防冲刷的整体尺寸进行设计并进行预埋有钢套箍的管桩、桩身挡浪板、跨中挡浪板的预制操作；
15.s2、确定桩板桥的施工位置，将管桩垂直打入地下设计深度；
16.s3、在管桩一侧按照设计位置进行土方开挖，开挖深度和宽度满足挡浪板垂直部分的填埋尺寸要求；
17.s4、吊装系梁及其附属的桩身挡浪板，将系梁预留孔洞穿过两排管桩并达到预留设计位置，同时挡浪板垂直部分进入开挖位置，将系梁预留锚筋与套箍焊接u形锚筋进行铰接并浇筑混凝土湿接缝，待连接稳定后，进行下一步骤；
18.s5、沿桥梁纵向依次吊装跨中挡浪板，安装一块挡浪板后先令相邻挡浪板之间的预留锚筋相互铰接并浇筑对应的混凝土湿接缝，待所有挡浪板连接稳定后，进行下一步骤；
19.s6、对开挖的土方进行回填并夯实；
20.s7、安装桩板桥上部结构。
21.本发明采用以上技术方案，具有以下有益效果：
22.本发明附属于桩板桥基础上，兼具消浪与防冲刷功能，具有占地用海面积小的优点；挡浪板沿桩板桥纵向进行节段划分分块布置，迎浪面呈v字形，消浪过程引导波流并抵消波能，消浪效果较好且结构自身受力小；挡浪板上合理设有引流孔洞，引导水流向两侧运动，减弱桩身附近的造成局部冲刷的下潜水流与马蹄形旋涡，具有良好的防冲刷效果；孔洞也发挥着分散波能，削减波浪爬高的作用，同时连通两侧海域，供海洋生物鱼类自由进出，具有良好的生态性；本发明挡浪板与桩板桥外侧两排管桩成整体结构，结构稳定性好，能够有效抵抗波浪冲击力和浮托力；各组件可预制生产，装配化建造，施工成本低，具有较好经济效益和应用推广价值。
附图说明
23.下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细的说明：
24.图1是本发明的桩身连接示意图；
25.图2是本发明的挡浪板连接正视示意图；
26.图3是本发明的挡浪板连接俯视示意图；
27.图4是本发明中的桩身钢套箍轴向剖视图。
具体实施方式
28.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
29.如图1-4所示，本发明提供了一种桩板桥消浪防冲刷装置，其包括间隔设置的管桩、钢套箍、系梁和挡浪组件；
30.所述钢套箍对应预埋于管桩上，所述系梁对应套设于管桩预埋有钢套箍一段的外侧，且管桩通过钢套箍与系梁连接；
31.所述系梁一端与挡浪组件连接，所述挡浪组件包括相互拼接的桩身挡浪板和跨中挡浪板，所述桩身挡浪板与系梁为一体化结构。
32.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述桩身挡浪板和跨中挡浪板均包括垂直
段和倾斜段，且桩身挡浪板和跨中挡浪板上端均设置有外檐并在表面开设有棱台形孔洞。
33.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述桩身挡浪板和跨中挡浪板内均贯穿设有挡浪板预留锚筋，且挡浪板预留锚筋两端均暴露在外，所述桩身挡浪板和跨中挡浪板之间预留有用于浇筑混凝土的挡浪板连接湿接缝。
34.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述钢套箍外侧圆周间隔设有焊接u形锚筋，所述系梁对应焊接u形锚筋设置有用于与其连接的系梁预留锚筋。
35.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述钢套箍与系梁之间预留有用于浇筑混凝土的系梁连接湿接缝。
36.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述桩身挡浪板和跨中挡浪板的垂直段设置于倾斜段下方并为一体化结构。
37.一种桩板桥消浪防冲刷装置的施工方法，具体包括如下步骤：
38.s1、根据桩板桥施工区的海洋环境参数对消浪防冲刷的整体尺寸进行设计并进行预埋有钢套箍的管桩、桩身挡浪板、跨中挡浪板的预制操作；
39.s2、确定桩板桥的施工位置，将管桩垂直打入地下设计深度；
40.s3、在管桩一侧按照设计位置进行土方开挖，开挖深度和宽度满足挡浪板垂直部分的填埋尺寸要求；
41.s4、吊装系梁及其附属的桩身挡浪板，将系梁预留孔洞穿过两排管桩并达到预留设计位置，同时挡浪板垂直部分进入开挖位置，将系梁预留锚筋与套箍焊接u形锚筋进行铰接并浇筑混凝土湿接缝，待连接稳定后，进行下一步骤；
42.s5、沿桥梁纵向依次吊装跨中挡浪板，安装一块挡浪板后先令相邻挡浪板之间的预留锚筋相互铰接并浇筑对应的混凝土湿接缝，待所有挡浪板连接稳定后，进行下一步骤；
43.s6、对开挖的土方进行回填并夯实；
44.s7、安装桩板桥上部结构。
45.实施例：
46.如图1-4所示，一种近海可装配化桩板桥基础附属消浪防冲刷结构，包括：管桩1、钢套箍2、桩身挡浪板3、系梁4、跨中挡浪板5、棱台形孔洞6、外檐7、焊接u形锚筋8、系梁预留锚筋9、挡浪板预留锚筋10、桩身连接湿接缝11、挡浪板连接湿接缝12；所述管桩1预埋有钢套箍2，钢套箍2表面焊接u形锚筋8用于与消浪防冲刷构造连接，本实施例中共焊接两排共32根u形锚筋；本实施例中挡浪板沿桥梁纵轴向2～3m进行节段划分分块预制安装，相邻挡浪板之间留有锚筋10铰接与湿接缝12浇筑的空间，其中与桩身挡浪板3与系梁4整体预制安装，跨中挡浪板5不安装系梁4；所述系梁4同时受两根管桩1约束，系梁4与管桩1之间留有锚筋8、9相互铰接与湿接缝11浇筑的空间；挡浪板的垂直部分埋入海床之下用于发挥支撑固定作用，海床以上的部分发挥消浪与防冲刷的作用，本实施例中挡浪板在海床以上的部分具有60度的倾斜角度，板面上设置6个棱台形孔洞6，顶部设有外檐7。
47.一种近海可装配化桩板桥基础附属消浪防冲刷结构的施工方法，采用装配化预制组件，结合土方开挖回填与现浇混凝土湿接缝连接工艺对消浪防冲刷结构进行现场安装，施工步骤如下：
48.①
根据桩板桥施工区的海洋环境参数对消浪防冲刷的整体尺寸进行设计并由工厂预制组件，组件应包括：预埋有钢套箍2的管桩1、桩身挡浪板3、跨中挡浪板5。
49.②
确定桩板桥的施工位置后，将三排预埋有钢套箍2的管桩1以横向跨度4m、纵向跨度10m的布置方式垂直打入地下设计深度；
50.③
在管桩1前按照设计位置进行土方开挖，开挖深度和宽度满足挡浪板垂直部分的填埋尺寸要求；
51.④
吊装系梁4及其附属的桩身挡浪板3，将系梁4预留孔洞穿过两排管桩1并达到预留设计位置，同时挡浪板垂直部分进入开挖位置，将系梁预留锚筋9与套箍焊接u形锚筋8进行铰接并浇筑混凝土湿接缝11，待连接稳定后，进行下一道工序；
52.⑤
沿桥梁纵向2～3m依次吊装跨中挡浪板5，每安装一块挡浪板后先令相邻挡浪板之间的预留锚筋10相互铰接并浇筑对应的混凝土湿接缝12，待所有挡浪板连接稳定后，进行下一道工序；
53.⑥
对开挖的土方进行回填并夯实；
54.⑦
安装桩板桥上部结构。
55.在本发明实施例中，所述的近海可装配化桩板桥基础附属消浪防冲刷结构具体尺寸应由所附属的桩板桥的尺寸决定，若桩板桥的跨度太长，应考虑在跨中增设管桩与系梁来提高连接强度；结构设计计算时根据各部分约束条件及受力特点进行简化计算，在现场收集波浪参数时应考虑波浪破碎的情况。
56.综上所述，本发明以满足桩板桥结构在近海环境的应用为核心，响应绿色公路建设的号召，设计了一种近海可装配化桩板桥基础附属消浪防冲刷结构及其施工方法。本发明正常使用时发挥以下功能：v形板面引导波流并抵消波能作用，从而减小结构自身的受力；棱台形孔洞连通两侧海域，供海洋生物鱼类自由进出，同时辅助波能的耗散，并通过波能扰动挡浪板后侧的水流，以减弱造成桩身附近局部冲刷的下潜水流与马蹄形漩涡；外檐则主要发挥消减波浪爬高，减弱越浪对桩板桥的影响。本发明采用装配化预制组件，安装完成后挡浪板与桩板桥外侧两排管桩成整体结构，能够有效抵抗波浪冲击力和浮托力。
57.以上所述为本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。