一種設(shè)置鋼刃角的預(yù)制裝配式頂進箱涵的制作方法
【專利說明】一種設(shè)置鋼刃角的預(yù)制裝配式頂進箱涵
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于平交道口施工領(lǐng)域，涉及一種設(shè)置鋼刃角的預(yù)制裝配式頂進箱涵。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]近年來我國現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展迅速，城市規(guī)模也在不斷擴大。但與此同時，大多數(shù)城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)未能及時跟上城市的發(fā)展，交通擁擠、堵塞現(xiàn)象已成為大多數(shù)城市的標志性現(xiàn)象之一，城市經(jīng)濟發(fā)展也因此受到了嚴重影響和制約。其中，眾多城市存在的大量鐵路與公路的平交道口，成為了一個個的“瓶頸”，是造成城市交通堵塞的一個重要原因。同時，由于列車提速后行車密度大幅度提高，造成了公路和鐵路平交道口的大量安全隱患。因此，進行公路和鐵路平交路口的立體化改造，是改善城市交通、提高城市交通效率的一種有效手段，也是一項緊迫和繁重的任務(wù)。目前，各個城市都在采取多種措施來積極應(yīng)對日益繁重的交通壓力，如修建地鐵，建設(shè)高架橋，開通城市隧道等方式，而地鐵和隧道往往成為優(yōu)先選擇。但是在修建地鐵和隧道等新線路時不可避免的要與已有鐵路干線交叉，這時選擇的施工方法既要保證原有鐵路干線的正常運行，也要確保新線路的正常施工。因此，具有全天候施工、頂進設(shè)備簡單、施工平穩(wěn)、噪聲低、施工質(zhì)量好、不中斷交通等特點的頂進法施工，在城市公路、鐵路的平交路口立體化改造過程中得到了廣泛運用。
[0005]雖然頂進法施工優(yōu)勢明顯，但同時也存在一些施工難點和不足之處。其中，頂進施工過程中出現(xiàn)的下沉和“扎頭”現(xiàn)象就是最為普遍而且不易處理的問題，尤其是在地基承載力較弱的條件下進行箱涵頂進施工時，下沉和“扎頭”現(xiàn)象常常發(fā)生。下沉和“扎頭”現(xiàn)象表現(xiàn)為箱涵頂進過程中，當箱涵前端離開滑板一定距離后，因為地基承載力不足開始下沉，在繼續(xù)頂推中不斷下沉，并且箱涵前端不斷往下扎頭，最終造成箱涵整體大幅度的傾斜而影響頂進工程的正常進行。因此，對下沉和“扎頭”現(xiàn)象進行控制就顯得尤為重要。
[0006]減少沉降量和處理箱涵“扎頭”現(xiàn)象的方法有抬高工作坑滑床板標高、在滑床板上預(yù)留向上的坡度、在前端安裝船頭坡等，這些方法在實際應(yīng)用中有一定功效，但是并不能很好地保證箱涵的最終位置，依然會出現(xiàn)較大偏差。此外，還可通過對地基進行處理來防止箱涵頂進中的“扎頭”現(xiàn)象，如采用一定厚度的素凝混凝土基礎(chǔ)進行地基受力性能改善，以加強地基的承載力，然而這類方法耗時耗力，投入成本高。由于以上方法在解決箱涵的下沉和“扎頭”現(xiàn)象時均存在明顯不足，因此，工程中迫切需要一種新的方法和手段來更好的解決該問題。
[0007]鋼刃角在頂進法施工中已得到一些成功的應(yīng)用，然而現(xiàn)有鋼刃角均采用焊接形式安裝于箱涵前端，只用來前端切土，無法進行方向調(diào)節(jié)。如果箱涵頂進方向出現(xiàn)偏差，則前端鋼刃角的切土方向也會隨之出現(xiàn)偏差，從而會導(dǎo)致偏差的進一步增大，形成惡性循環(huán)。而實際上，箱涵在頂進過程中必定會出現(xiàn)上下或左右的方向偏差，因此有必要設(shè)置一種可改變鋼刃角切土方向的新型鋼刃角，以便箱涵結(jié)構(gòu)出現(xiàn)方向偏差后，不需要花費大量時間進行糾偏處理，可及時調(diào)節(jié)此類方向偏差、防止過大的累積偏差的產(chǎn)生，以最終保證箱涵結(jié)構(gòu)的準確快速就位，同時確保施工質(zhì)量和進度。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]技術(shù)問題:為克服現(xiàn)有頂進箱涵在地基承載力較弱的情況下常常出現(xiàn)的下沉、“扎頭”現(xiàn)象和頂進方向控制問題，本發(fā)明提供了一種能大幅度降低箱涵沉降量并有效避免箱涵“扎頭”現(xiàn)象，并控制箱涵頂進方向、保證箱涵最終準確就位的設(shè)置鋼刃角的預(yù)制裝配式頂進箱涵。此外，本發(fā)明預(yù)制裝配式頂進箱涵采用工廠模塊化預(yù)制、現(xiàn)場拼裝的方式，可達到縮短箱涵制作周期的目的。
[0010]技術(shù)方案:本發(fā)明的設(shè)置鋼刃角的預(yù)制裝配式頂進箱涵，包括箱涵主體結(jié)構(gòu)、設(shè)置在所述箱涵主體結(jié)構(gòu)頂進方向兩側(cè)的預(yù)制底板翼緣板，所述箱涵主體結(jié)構(gòu)和預(yù)制底板翼緣板的頂進端均安裝有鋼刃角，所述鋼刃角包括切土構(gòu)件、主伸縮桿和底座，所述主伸縮桿位于底座上方，主伸縮桿一端通過上軸承與切土構(gòu)件連接，另一端固定于底座上，主伸縮桿能夠沿頂進方向伸縮并鎖定，所述底座一端通過下軸承與切土構(gòu)件連接，另一端通過連接鋼板和螺栓孔道與箱涵主體結(jié)構(gòu)或預(yù)制底板翼緣板的頂進端連接。
[0011]進一步的，所述主伸縮桿沿頂進方向的伸縮使得切土構(gòu)件繞下軸承的軸心轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)切土構(gòu)件的切土角度。
[0012]進一步的，所述切土構(gòu)件和底座之間還設(shè)置有調(diào)節(jié)伸縮桿，所述調(diào)節(jié)伸縮桿的一端通過調(diào)節(jié)軸承與切土構(gòu)件連接，另一端通過另一個調(diào)節(jié)軸承與底座連接。
[0013]進一步的，所述箱涵主體結(jié)構(gòu)由頂板、底板和腹板構(gòu)成。
[0014]本發(fā)明中，箱涵主體結(jié)構(gòu)、鋼刃角、預(yù)制底板翼緣板上預(yù)留有螺栓孔道，先在施工現(xiàn)場裝配好箱涵主體結(jié)構(gòu)，隨后澆筑混凝土現(xiàn)澆層來保證箱涵主體結(jié)構(gòu)的密閉性能和整體性能，最后通過預(yù)留的螺栓孔道和高強螺栓將鋼刃角、預(yù)制底板翼緣板與箱涵主體結(jié)構(gòu)連接，形成最終的預(yù)制裝配式頂進箱涵。
[0015]箱涵主體結(jié)構(gòu)為預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)，整個箱涵主體結(jié)構(gòu)由預(yù)制板拼裝成一個整體，其中底板和頂板由一層預(yù)制板拼接而成，腹板由兩層一定間隔的預(yù)制板拼接而成，由底板、頂板和腹板形成箱涵主體結(jié)構(gòu)。格構(gòu)鋼筋底部在預(yù)制時就預(yù)埋入預(yù)制板中，同時留有上部鋼筋和縱橫向搭接鋼筋在預(yù)制板外，用于連接混凝土現(xiàn)澆層。
[0016]進一步，在箱涵主體結(jié)構(gòu)拼接完成后，開始澆筑混凝土，目的是保證箱涵主體結(jié)構(gòu)的密閉性能和整體性能，在底板、頂板上部澆筑一定厚度的混凝土層，同時在腹板的兩層預(yù)制板之間澆筑混凝土，混凝土凝結(jié)后與箱涵主體結(jié)構(gòu)形成一個整體共同受力。
[0017]在箱涵主體結(jié)構(gòu)澆筑完成之后，將頂進方向最前端左右各一塊預(yù)制底板翼緣板拼接到箱涵主體結(jié)構(gòu)上，之后再在頂進過程中不斷在左右已安裝的翼緣板后面繼續(xù)拼裝預(yù)制底板翼緣板。采用該方法，只需開挖出第一塊預(yù)制底板翼緣板的工作基坑，后續(xù)翼緣板則可在頂進過程中在此基坑進行拼裝，因此可大幅減少基坑開挖的工程量。其中，翼緣板與翼緣板、翼緣板與底板均通過高強螺栓和螺栓孔道進行連接。
[0018]在箱涵主體結(jié)構(gòu)上加裝鋼刃角，除了方便切土，更可以方便的調(diào)節(jié)箱涵前進方向。在兩腹板上安裝的鋼刃角，可調(diào)節(jié)箱涵前進的左右方向；在上底板和下底板安裝的鋼刃角，可調(diào)節(jié)箱涵前進的上下方向。箱涵主體結(jié)構(gòu)上預(yù)留有安裝鋼刃角的螺栓孔道，并采用高強螺栓與鋼刃角連接，在頂進完成后能夠方便的拆卸。鋼刃角包括切土構(gòu)件、主伸縮桿和底座。切土構(gòu)件主要用于頂進時的切土。主伸縮桿安置于底座上方，可前后伸縮控制切土構(gòu)件的方向，主伸縮桿一端通過上軸承與切土構(gòu)件連接，另一端固定于底座上。調(diào)節(jié)伸縮桿用于連接切土構(gòu)件和底座并傳遞之間的荷載，調(diào)節(jié)伸縮桿兩端均通過調(diào)節(jié)軸承分別與切土構(gòu)件和底座實現(xiàn)連接。當主伸縮桿伸縮時，調(diào)節(jié)伸縮桿隨之伸縮，共同調(diào)節(jié)切土構(gòu)件方向；當主伸縮桿鎖定時，調(diào)節(jié)伸縮桿也隨之鎖定，共同承受荷載。底座一端通過下軸承與切土構(gòu)件連接，主伸縮桿前后伸縮時該滾動軸承能夠保證切土構(gòu)件的自由轉(zhuǎn)動，來調(diào)節(jié)切土構(gòu)件的方向，另一端則通過連接鋼板和螺栓孔道與箱涵主體結(jié)構(gòu)或與之底板翼緣板的頂進端連接。
[0019]本發(fā)明適用于地下頂進工程中箱涵主體結(jié)構(gòu)的快速安裝，可大幅減少頂進箱涵的沉降量，避免頂進箱涵“扎頭”現(xiàn)象，并可調(diào)節(jié)箱涵頂進方向，加快施工進度的同時確保施工質(zhì)量。
[0020]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
本發(fā)明的一種設(shè)置鋼刃角的預(yù)制裝配式頂進箱涵