[发明专利]一种桥梁大吨位多桩基的整体主动托换结构及托换方法

说明书

技术领域

本发明涉及桩基托换技术，尤其涉及一种桥梁大吨位多桩基的整体主动托换结构及托换方法。

背景技术

目前我国以地铁为代表的轨道交通工程建设正方兴未艾，而地铁建设过程中，其区间隧道与既有市政桥梁发生空间交叉的情况时有发生。此时所采用的方案无非以下两种：1）拆桥重建，使新桥的桩基布置避开拟建盾构区间隧道；2）对发生空间交叉的若干根桥梁桩基进行托换。拆桥重建方案投资较大且严重影响周围环境，目前已较少采用，而桩基托换方案对城市环境影响较小，已越来越得到广泛应用。

目前国内外常用的桥梁桩基托换方案，从结构形式上说一般均采用扁担承台梁的托换结构；如图1a所示：即被托换桩1’所承担的荷载通过一道扁担承台梁3’，传递给两根新桩2’。从节点构造上说可分为被动式（如图1b所示）和主动式（如图1c所示）：前者先完成两根新桩2’的施工,再施作承台梁3’,同时完成新旧结构相接处的节点施工，然后在原桩基1’仍承担荷载的情况下将其截断，完成受力转换；后者先完成两根新桩2’的施工，再施作承台梁3’，同时完成新旧结构相接处的节点施工，然后通过千斤顶4’与抱箍5’将原桩基1’卸载至零轴力后将其截断，最后撤去千斤顶4’完成受力转换。

上述桥梁桩基托换方案目前技术上已较为成熟，但若需要同时对多根桥梁桩基进行结构托换时，上述传统的托换方案仍存在以下不足。

1）传统托换方案采用两根新桩加扁担承台梁的结构形式进行受力转换，所需新桩数量为被托换桩数量的2倍，若需要同时对多根桩基进行托换，受空间条件限制常常无法布置新桩的平面位置。

2）采用传统托换方案对桥梁结构的多根桩基进行托换，若各被托换桩所承担的上部荷载差异较大，则完成受力转换后，各被托换桩之间容易产生差异沉降，进而引起桥梁上部结构开裂等不良后果。

3）桥梁桩基所承担上部荷载的吨位通常是比较大的，而传统托换方案中的托换节点构造（无论被动式或主动式），均采用齿键与植筋的方式传递新旧结构之间的剪力，其安全系数较小，对桥梁结构耐久性是很不利的。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种桥梁大吨位多桩基的整体主动托换结构，其所需布设的新桩数目较少，避免了受空间条件限制无法布桩的困难；有利于调整各被托换桩之间的差异沉降，其受力性能与耐久性较为可靠。

本发明的技术问题之一是这样实现的：一种桥梁大吨位多桩基的整体主动托换结构，所述整体主动托换结构包括：多个纵向承台梁、多个横向承台梁以及多个后浇钢筋砼托换组件；

多个横向承台梁与多个纵向承台梁为整体现浇，纵向承台梁上预留多个后浇节点预留空间；所述后浇钢筋砼托换组件置于所述后浇节点预留空间内，所述后浇钢筋砼托换组件包括：抱箍、至少四个千斤顶、桩身主筋、螺旋箍筋、梁内抗冲切筋以及梁内受拉底筋；所述抱箍设置于桥梁的被托换桩上，所述四个千斤顶置于纵向承台梁与抱箍之间；所述桩身主筋用于连接被截断的原桩身主筋；所述螺旋箍筋缠绕于接长的桩身主筋上；所述梁内抗冲切筋应与纵向承台梁的上侧主筋搭接，用于节点抗冲切；所述梁内受拉底筋应与纵向承台梁的下侧主筋搭接，用于节点体抗弯。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种桥梁大吨位多桩基的整体主动托换方法，其所需布设的新桩数目较少，避免了受空间条件限制无法布桩的困难；有利于调整各被托换桩之间的差异沉降，其受力性能与耐久性较为可靠。

本发明的技术问题之二是这样实现的：一种桥梁大吨位多桩基的整体主动托换方法，所述方法需提供整体主动托换结构，该整体主动托换结构包括：多个纵向承台梁、多个横向承台梁以及多个后浇钢筋砼托换组件；后浇钢筋砼托换组件包括：抱箍和至少四个千斤顶；该方法具体步骤为：

步骤1、在桥梁下形成一基坑，在所述基坑上施作新桩、横向承台梁和纵向承台梁，同时在纵向承台梁中预留多个后浇节点空间；

步骤2、在被托换桩上浇筑所述抱箍，将同步千斤顶置于抱箍与纵向承台梁之间，通过抱箍逐级施加顶升力，将被托换桩卸载至零轴力，然后在抱箍下方与纵向承台梁下方两次截断被托换桩；

步骤3、在纵向承台梁与被托换桩之间，施作后浇钢筋砼托换组件，完成被托换桩与纵向承台梁之间的受力转换；

步骤4、对每一根被托换桩，重复执行步骤2和步骤3，最终完成所有桥梁桩基的整体主动托换。