一种控制既有铁路桥梁变形的下穿桥梁桩基施工方法与流程

本发明提供一种控制既有铁路桥梁变形的下穿桥梁桩基施工方法，涉及桥梁下桩基施工。

背景技术：

1、在我国浙闽一带，山区地貌，现行高铁路网较多，新建公路必不可少需下穿既有高铁施工，道路桥梁桩基施工时会对既有桥梁基础产生一定的变形，容易造成高铁运行时安全隐患。具体为：

2、1、桩基成孔土体扰动及孔壁坍塌，造成高铁桥梁出现水平与垂直变形；

3、2、桩基成孔产生大量泥水循环，造成现有河流的污染；

4、3、桩基成孔过程中的施工设备振动，造成高铁桥梁出现水平与垂直变形；

5、4、桩基成孔过程中，受高铁运营时产生的外力振动而产生孔壁坍塌；

6、5、桩基混凝土浇筑过程中，受高铁运营时的外力振动而产生土体位移，出现断桩。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，发明人经过实践和总结得出本发明的技术方案，本发明公开了为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

2、一种控制既有铁路桥梁变形的下穿桥梁桩基施工方法，包括以下方面：

3、步骤1、下穿桥梁桩基施工前现场布置监测控制点；

4、步骤2、高铁不运行期间动荷载施工现场实测数据采集；

5、步骤3、有限元数值模拟与现场实测数据对比，验证模型参数的正确性；

6、步骤4、根据验证后的模型参数模拟高铁运行期间动荷载施工作用下高铁桥墩变形；

7、步骤5、确定变形较大的桩位，桩基施工时采用组拼式钢护筒旋挖钻干挖法施工工艺；

8、步骤6、进行有限元数值模拟与现场实测对比分析；

9、步骤7、效果验证，确认良好后进行后续施工。

10、在更进一步的技术方案中，所述组拼式钢护筒旋挖钻干挖法施工工艺：

11、步骤a1、整平场地，测量定位；

12、步骤a2、搓管机就位；

13、步骤a3、搓管机向下搓第一节的4米长的第一节钢护筒，后旋挖钻取土3米深度；

14、步骤a4、拼装长4米第二节钢护筒，搓管机向下搓第二节钢护筒，旋挖钻继续取土至护筒底1米位置；

15、步骤a5、重复以上步骤a3直至旋挖钻挖到桩底标高；成孔验收筒内下放钢筋笼，桩基混凝土浇筑，边浇筑混凝土边用搓管机逐渐拔出钢护筒，养护后桩基质量检验。

16、在更进一步的技术方案中，所述第一节钢护筒的底部设置有挖土齿，且顶部设置有凹槽口，所述凹槽口内设置有环形设置的螺纹孔一，所述第二节钢护筒的底部设置有阶梯面并安装有螺纹孔二，所述螺纹孔一和螺纹孔二相适配且适于安装有定位螺栓。

17、在更进一步的技术方案中，所述搓管机包括上卡盘，所述上卡盘上安装有辅助安装件，所述辅助安装件适于便捷钢护筒放置在上卡盘内。

18、在更进一步的技术方案中，所述上卡盘上开设有中间孔，所述辅助安装件包括轨道架，所述轨道架内安装液压缸，所述液压缸的缸体与轨道架相可拆卸连接，所述液压缸的输出端安装有立板，所述立板的顶部设置有锥形面；

19、所述轨道架设置有至少三组，且共圆心设置；

20、多组所述锥形面适于组成倒锥形，所述立板适于贴合在钢护筒的外表面。

21、在更进一步的技术方案中，所述轨道架外安装有挡板，所述挡板与相上卡盘固定连接。

22、在更进一步的技术方案中，所述锥形面的顶部设置有定位孔，所述定位孔内适于安装有竖直杆，所述竖直杆相对钢护筒的一侧设置与滑行槽，所述滑行槽内分别安装有定位块一和定位块二；所述定位块二内设置有导柱二，且导柱二适于插入螺纹孔一内，所述定位块一内设置有导柱一且适于插入螺纹孔二内。

23、有益效果：

24、本发明提供一种控制既有铁路桥梁变形的下穿桥梁桩基施工方法。桥梁桩基下穿高铁桥梁施工前，布置施工监测点，先进行有限元数值模拟动荷载作用下变形，再与现场实测数据对比分析，论证模型参数的正确性，再根据此参数模拟高铁运行期间动荷载作用下施工时桥梁基础的变形，确定变形控制关键区域，在变形较大桩位采用组拼式钢护筒旋挖桩干挖法施工，最后进行效果验证，并指导后续施工。该方法不仅有利于更精准的确定变形监测大小，且能确保高铁运行安全影响，同时不用间断施工，节省了工期，达到快速施工，节约成本，提高桩基施工质量，利于环保等效果，有助于安全文明施工管理，值得推广应用。

25、现行下穿高铁桥梁施工时，需避开高铁运行时段，不仅增加施工工期，影响路面施工质量，且大大增加了施工成本。与现有技术相比，本发明的优点是：①采用有限元数值模拟能更精准的确认变形大小及变形控制区域；②高铁运行时段能连续作业，不仅保证施工质量，同时节省了工期和成本；③采用组拼式钢护筒旋挖桩干挖法施工，不仅利于环保，且便于安全文明施工管理。

技术特征：

1.一种控制既有铁路桥梁变形的下穿桥梁桩基施工方法，其特征在于，包括以下方面：

2.根据权利要求1所述的一种控制既有铁路桥梁变形的下穿桥梁桩基施工方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种控制既有铁路桥梁变形的下穿桥梁桩基施工方法，其特征在于：所述第一节钢护筒(1)的底部设置有挖土齿(2)，且顶部设置有凹槽口，所述凹槽口内设置有环形设置的螺纹孔一(3)，所述第二节钢护筒(4)的底部设置有阶梯面并安装有螺纹孔二(5)，所述螺纹孔一(3)和螺纹孔二(5)相适配且适于安装有定位螺栓。

4.根据权利要求3所述的一种控制既有铁路桥梁变形的下穿桥梁桩基施工方法，其特征在于，所述搓管机包括上卡盘(6)，所述上卡盘(6)上安装有辅助安装件，所述辅助安装件适于便捷钢护筒放置在上卡盘(6)内。

5.根据权利要求4所述的一种控制既有铁路桥梁变形的下穿桥梁桩基施工方法，其特征在于，所述上卡盘(6)上开设有中间孔，所述辅助安装件包括轨道架(7)，所述轨道架(7)内安装液压缸(8)，所述液压缸(8)的缸体与轨道架(7)相可拆卸连接，所述液压缸(8)的输出端安装有立板(9)，所述立板(9)的顶部设置有锥形面(10)；

6.根据权利要求5所述的一种控制既有铁路桥梁变形的下穿桥梁桩基施工方法，其特征在于，所述轨道架(7)外安装有挡板(11)，所述挡板(11)与相上卡盘(6)固定连接。

7.根据权利要求5所述的一种控制既有铁路桥梁变形的下穿桥梁桩基施工方法，其特征在于，所述锥形面(10)的顶部设置有定位孔(12)，所述定位孔(12)内适于安装有竖直杆(13)，所述竖直杆(13)相对钢护筒的一侧设置与滑行槽(14)，所述滑行槽(14)内分别安装有定位块一(15)和定位块二(16)；所述定位块二(16)内设置有导柱二，且导柱二适于插入螺纹孔一(3)内，所述定位块一(15)内设置有导柱一且适于插入螺纹孔二(5)内。

技术总结
本发明公开了一种控制既有铁路桥梁变形的下穿桥梁桩基施工方法，涉及桥梁下桩基施工技术领域。包括以下方面：下穿桥梁桩基施工前现场布置监测控制点；高铁不运行期间动荷载施工现场实测数据采集；有限元数值模拟与现场实测数据对比，验证模型参数的正确性；根据验证后的模型参数模拟高铁运行期间动荷载施工作用下高铁桥墩变形；确定变形较大的桩位，桩基施工时采用组拼式钢护筒旋挖钻干挖法施工工艺；进行有限元数值模拟与现场实测对比分析；效果验证，确认良好后进行后续施工。本发明解决了对于高铁桥梁的底部施工下桩基对高铁变形的影响。

技术研发人员：吴晓亮,孙俊
受保护的技术使用者：中国十七冶集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15