桥梁墩台梢捆、冲刷板桩防护结构及施工方法与流程

本发明涉及一种桥梁墩台梢捆、冲刷板桩防护结构及施工方法，属于土木工程领域，适用于桥梁基础冲刷较轻时防护和桥梁基础冲刷较重时防护施工。

背景技术：

在需要跨越河流、河口甚至海湾建设桥梁时，桥梁基础受到水流、波浪和潮汐等综合作用，桥墩局部冲刷情况变得非常复杂。局部冲刷是一种自然现象，会降低基础的承载能力和桥墩的稳定性。尤其对于浅基础桥梁，当局部冲刷坑深度超过基础埋深时，还可能导致桥梁的破坏。一般基础埋深小于5m，只需经过开挖、排水就可完成的基础，称之为浅基础。

河床冲刷是水流、河床、桥渡三者相互作用的综合结果，流向桥墩的水流受到桥墩的阻挡，桥墩周围的水流结构发生急剧变化，水面处水流的动能部分转化为势能，使墩前出现水流涌高，中间部分水流绕墩而过，流向下游，靠近河床面的底层水流形成沿墩壁的下降水流，转化为竖直向下的水流动能，沿墩的端面直冲河底，在河床底面形成一个水平轴的与行近水流方向相反的措向河底的漩涡，在墩侧的河底有斜轴漩涡，由底部漩涡搅起的河底泥沙被上部水流挟带向下游输送，使河底逐渐产生冲刷坑。

现有技术的梢捆防护和板桩防护结构整体稳定性差，虽然施工简单，但容易损坏，后期维修成本高。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种桥梁墩台梢捆、冲刷板桩防护结构及施工方法。

这种桥梁墩台梢捆、冲刷板桩防护结构，包括梢捆、碎石劲芯、带锚固桩框格式底板、锚固桩、钢丝网、底部注浆隔浆板、注浆混凝土、纵向围合板桩、横向围合板桩、横向圈梁、纵向圈梁、悬吊钢丝绳、承台周边的注浆隔浆板、毛石混凝土和毛石；桥梁的承台基础冲刷较轻时采用碎石劲芯梢捆压周防护结构，桥梁的承台基础冲刷较重时采用冲刷板桩防护结构；所述的带锚固桩框格式底板下部设有等距布设的锚固桩，碎石劲芯通过梢捆捆绑为一整体并成捆搁置在承台基础的带锚固桩框格式底板上方形成四周防护，碎石劲芯梢捆通过钢丝网进行围合，带锚固桩框格式底板侧边设有底部注浆隔浆板；所述的纵向围合板桩和横向围合板桩沿桥梁墩柱的承台基础周围打入河床，横向圈梁和纵向圈梁分别将纵向围合板桩和横向围合板桩加固为一整体；所述的承台周边的注浆隔浆板搁置在第三级承台基础上，并且承台周边的注浆隔浆板通过悬吊钢丝绳悬吊在横向圈梁和纵向圈梁上；所述的毛石混凝土或毛石封盖在承台基础周边；第三级承台基础周边与纵向围合板桩和横向围合板桩之间浇筑有注浆混凝土。

作为优选：所述的带锚固桩框格式底板设有若干个框格室，用梢捆绑扎好的碎石劲芯堆放在框格室上，碎石劲芯外侧通过钢丝网围合，碎石劲芯顶部搁置顶部覆盖板。

作为优选：所述的底部注浆隔浆板顶部附件设有底部注浆隔浆板的注浆孔，底板加固注浆管插在底部注浆隔浆板的注浆孔内，底部注浆隔浆板外侧等距设有横向连接梁。

作为优选：所述的承台周边的注浆隔浆板顶部对称设有固定拉环，在注浆混凝土区域上方的承台周边的注浆隔浆板上设有承台周边隔浆板的注浆孔，承台周边的注浆管与承台周边隔浆板的注浆孔连接。

作为优选：所述的横向圈梁和纵向圈梁顶部设有固定耳板，悬吊钢丝绳一端与固定耳板连接，另一端与承台周边的注浆隔浆板的固定拉环连接，两块纵向围合板桩之间通过横向圈梁连接为一整体，两块横向围合板桩之间通过纵向圈梁连接为一整体。

这种桥梁墩台梢捆、冲刷板桩防护结构的施工方法，包括以下步骤：

1)施工准备：根据河床地形、冲刷线及抛投分区将整个施工区划分为若干个施工抛填网，测量放样带锚固桩框格式底板、锚固桩、纵向围合板桩和横向围合板桩的位置；

2)带锚固桩框格式底板施工：在锚固桩放样处进行钻孔浇筑锚固桩，在锚固桩顶部进行在带锚固桩框格式底板的框格室浇筑施工；

3)碎石劲芯梢捆施工：用鲜柳枝、荆条编成梢捆，内装碎石劲芯，从而形成碎石劲芯梢捆；

4)搁置碎石劲芯梢捆：将成捆的碎石劲芯梢捆置放于承台基础四周防护；

5)钢丝网围合及顶部覆盖施工：用钢丝网外框对碎石劲芯梢捆进行四周围合，并在碎石劲芯梢捆搁置顶部覆盖板；

6)安装底部注浆隔浆板：在碎石劲芯梢捆外侧和带锚固桩框格式底板顶部侧边处的冲刷线上安装底部注浆隔浆板，底部注浆隔浆板外侧用若干道横向连接梁连接为一个整体；

7)底部注浆加固：将底板加固注浆管插在底部注浆隔浆板的注浆孔内，然后对碎石劲芯梢捆底部控制性注浆加固；

8)拆除底部注浆隔浆板：拔掉底板加固注浆管，拆除横向连接梁，然后拆掉底部注浆隔浆板；

9)打入围合板桩：在纵向围合板桩和横向围合板桩放样处打入纵向围合板桩和横向围合板桩；

10)圈梁加固围合板桩：在两块纵向围合板桩之间加设横向圈梁从而连接为一整体，在两块横向围合板桩之间加设纵向圈梁从而连接为一整体；

11)吊放承台周边的注浆隔浆板：将悬吊钢丝绳一端拴在承台周边的注浆隔浆板的固定拉环上，然后将承台周边的注浆隔浆板吊装就位，并且悬吊钢丝绳另一端固定在横向圈梁和纵向圈梁的固定耳板上；

12)安装承台周边的注浆管：将承台周边的注浆管插入承台周边的注浆隔浆板的承台周边隔浆板的注浆孔内；

13)注浆加固：通过承台周边的注浆管对第三级承台基础周边与纵向围合板桩和横向围合板桩之间的承台周边注浆区域进行浇筑注浆混凝土加固；

14)拆除承台周边的注浆隔浆板：先拆除承台周边的注浆管，然后将悬吊钢丝绳向上移动从而拆除承台周边的注浆隔浆板；

15)填充毛石或毛石混凝土覆顶：在第一级承台基础和第二级承台基础与纵向围合板桩和横向围合板桩之间进行填充毛石或毛石混凝土覆顶。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用的梢捆防护适应地形能力强，施工简单，取材便捷，钢丝网围合增强了结构整体性，提高了抗冲刷能力。

2、本发明采用的冲刷板桩防护结构设计合理，施工便捷，圈梁增加了结构整体稳定性，可降低漩涡强度，增强防护效果。

3、本发明的承台周边的注浆隔浆板，装拆便捷，提高了施工效率，有效保证了注浆质量，提高了防护能力。

4、本发明采用梢捆防护与钢丝网围合相结合的施工方法，避免了传统的施工方法易引起的稳定性差，从而造成后期维修成本高的现象。

附图说明

图1是冲刷板桩防护结构体系安装施工图；

图2是冲刷板桩防护结构体系中毛石覆顶施工图；

图3是冲刷板桩防护结构体系中毛石混凝土覆顶施工图；

图4是冲刷板桩防护结构体系俯视图；

图5是承台周边的注浆隔浆板俯视图；

图6是承台周边的注浆隔浆板左视图；

图7是承台周边的注浆隔浆板立体图；

图8是承台周边的注浆隔浆板剖视图；

图9是带锚固桩框格式底板俯视图；

图10是碎石劲芯梢捆结构示意图；

图11是梢捆防护体系施工图。

附图标记说明：1-桥梁墩柱、2-第一级承台基础、3-第二级承台基础、4-第三级承台基础、5-梢捆、6-碎石劲芯、7-带锚固桩框格式底板、8-框格室、9-锚固桩、10-钢丝网、11-顶部覆盖板、12-底部注浆隔浆板、13-底部注浆隔浆板的注浆孔、14-冲刷线、15-底板加固注浆管、16-横向连接梁、17-注浆混凝土、18-纵向围合板桩、19-横向围合板桩、20-横向圈梁、21-纵向圈梁、22-固定耳板、23-悬吊钢丝绳、24-固定拉环、25-基岩、26-承台周边注浆区域、27-承台周边的注浆隔浆板、28-承台周边隔浆板的注浆孔、29-承台周边的注浆管、30-毛石混凝土、31-毛石、32-承台基础、33-桥梁墩柱主筋、34-桥梁墩柱箍筋、35-第一级承台基础主筋、36-第一级承台基础箍筋、37-第二级承台基础主筋、38-第二级承台基础箍筋、39-第三级承台基础主筋、40-第三级承台基础箍筋。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

如图1～图11所示，所述桥梁墩台梢捆、冲刷板桩防护结构主要包括：梢捆5、碎石劲芯6、带锚固桩框格式底板7、锚固桩9、钢丝网10、顶部覆盖板11、底部注浆隔浆板12、注浆混凝土17、纵向围合板桩18、横向围合板桩19、横向圈梁20、纵向圈梁21、固定耳板22、悬吊钢丝绳23、固定拉环24、承台周边的注浆隔浆板27、毛石混凝土30、毛石31；所述的碎石劲芯梢捆压周防护用于桥梁的承台基础32冲刷较轻时防护，冲刷板桩防护结构用于桥梁的承台基础32冲刷较重时防护；所述的带锚固桩框格式底板7下部设有等距布设的锚固桩9，碎石劲芯6用梢捆5捆绑为一整体，成捆搁置在承台基础32的带锚固桩框格式底板7上方形成四周防护，并用钢丝网10进行围合，底部注浆隔浆板12控制其底部注浆加固；所述的纵向围合板桩18、横向围合板桩19沿桥梁墩柱1的承台基础32周围打入河床，横向圈梁20、纵向圈梁21分别将纵向围合板桩18、横向围合板桩19加固为一整体；所述的承台周边的注浆隔浆板27封闭第三级承台基础4周边控制性均匀注浆，其搁置在第三级承台基础4上，并用悬吊钢丝绳23悬吊在横向圈梁20、纵向圈梁21上；所述的毛石混凝土30或毛石31封盖在承台基础32周边。

如图11所示，所述的底部注浆隔浆板12设在带锚固桩框格式底板7侧边，底部注浆隔浆板12顶部附件设有底部注浆隔浆板的注浆孔13，底板加固注浆管15插在底部注浆隔浆板的注浆孔13内，底部注浆隔浆板12外侧等距设有横向连接梁16。

如图1和图4所示，所述的横向圈梁20、纵向圈梁21顶部对称设有固定耳板22，悬吊钢丝绳23一端与固定耳板22连接，另一端与固定拉环24连接，两块纵向围合板桩18之间利用横向圈梁20连接为一整体，两块横向围合板桩19之间利用纵向圈梁21连接为一整体。

如图1和图5～图9所示，所述的承台周边的注浆隔浆板27顶部对称设有固定拉环24，在注浆混凝土17区域上方的承台周边的注浆隔浆板27上设有承台周边隔浆板的注浆孔28，承台周边的注浆管29与承台周边隔浆板的注浆孔28连接。

如图1～图3和图11所示，所述的桥梁墩柱1设有桥梁墩柱主筋33、桥梁墩柱箍筋34，第一级承台基础2设有第一级承台基础主筋35、第一级承台基础箍筋36，第二级承台基础3设有第二级承台基础主筋37、第二级承台基础箍筋38，第三级承台基础4设有第三级承台基础主筋39、第三级承台基础箍筋40。

如图1～图4和图11所示，所述的桥梁墩柱1的承台基础32包括第一级承台基础2、第二级承台基础3、第三级承台基础4。

如图9和图11所示，所述的带锚固桩框格式底板7设有多个框格室8，用梢捆5绑扎好的碎石劲芯6堆放在框格室8上，碎石劲芯6外侧用钢丝网10围起来，其顶部搁置顶部覆盖板11。

所述桥梁墩台梢捆、冲刷板桩防护结构的施工方法，包括以下步骤：

1)施工准备：根据河床地形、冲刷线14及抛投分区等因素将整个施工区划分为多个施工抛填网，测量放样带锚固桩框格式底板7、锚固桩9、纵向围合板桩18、横向围合板桩19等的位置；

2)带锚固桩框格式底板施工：在锚固桩9放样处进行钻孔浇筑锚固桩9，在锚固桩9顶部进行在带锚固桩框格式底板7的框格室8浇筑施工；

3)碎石劲芯梢捆施工：用鲜柳枝、荆条编成梢捆5，内装碎石劲芯6，从而形成碎石劲芯梢捆；

4)搁置碎石劲芯梢捆：将成捆的碎石劲芯梢捆置放于承台基础32四周防护；

5)钢丝网围合及顶部覆盖施工：用钢丝网10外框对碎石劲芯梢捆进行四周围合，并在碎石劲芯梢捆搁置顶部覆盖板11；

6)安装底部注浆隔浆板：在碎石劲芯梢捆外侧和带锚固桩框格式底板7顶部侧边处的河床冲刷线14上安装底部注浆隔浆板12，底部注浆隔浆板12外侧用多道横向连接梁16连接为一个整体；

7)底部注浆加固：将底板加固注浆管15插在底部注浆隔浆板的注浆孔13内，然后对碎石劲芯梢捆底部控制性注浆加固；

8)拆除底部注浆隔浆板：拔掉底板加固注浆管15，拆除多道横向连接梁16，然后拆掉底部注浆隔浆板12；

9)打入围合板桩：在纵向围合板桩18、横向围合板桩19放样处打入纵向围合板桩18、横向围合板桩19；

10)圈梁加固围合板桩：在两块纵向围合板桩18之间加设横向圈梁20从而连接为一整体，在两块横向围合板桩19之间加设纵向圈梁21从而连接为一整体；

11)吊放承台周边的注浆隔浆板：将悬吊钢丝绳23一端拴在承台周边的注浆隔浆板27的固定拉环24上，然后将承台周边的注浆隔浆板27吊装就位，并且悬吊钢丝绳23另一端固定在横向圈梁20、纵向圈梁21的固定耳板22上；

12)安装承台周边的注浆管：将承台周边的注浆管29缓缓插入承台周边的注浆隔浆板27的承台周边隔浆板的注浆孔28内；

13)注浆加固：通过承台周边的注浆管29对第三级承台基础4周边与纵向围合板桩18、横向围合板桩19之间的承台周边注浆区域26进行浇筑注浆混凝土17加固；

14)拆除承台周边的注浆隔浆板：先拆除承台周边的注浆管29，然后将悬吊钢丝绳23缓慢向上移动从而拆除承台周边的注浆隔浆板27；

15)填充毛石或毛石混凝土覆顶：在第一级承台基础2、第二级承台基础3与纵向围合板桩18、横向围合板桩19之间进行填充毛石31或毛石混凝土30覆顶。

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