位于库区内的浸水预应力钢束的防护结构及桥墩施工方法与流程

1.本发明涉及预应力钢束设计施工领域，具体涉及一种位于库区内的浸水预应力钢束的防护结构及桥墩施工方法。


背景技术：

2.对于一般库区来讲，每年10月1日从正常低水位145.0m开始蓄水，10月底蓄到175m正常高水位，维持此175m高水位一般月份为11、12、1月期间的二个月(冬季枯水时)至三个月(冬季丰水时)；由于发电及下游供水的需要，会有一个降水过程，1
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5月库区水位降至正常低水位145.0m，到10月份又开始新一轮的蓄水，如此周而复始。因此库区水位运行如下：
3.6月初—9月底为低水位145m运行；10月初—10月底为蓄水位期；11月初—12月底(或者1月底)为高水位175m运行；1月初—5月底为降水位期。由此可见，库区低水位145m仅仅只有6月初至9月底四个月时间，10月份开始就迅速蓄水至175.0m高水位。
4.水中的桥墩施工时，水位越高施工水深越深，施工越困难，施工风险越大，施工费用也越高，反之水位越低施工水深越浅，施工越简单，施工风险越小，施工费用也越低。在库区内建设的桥梁工程的桥墩位于库区水位涨落区，其施工直接受到库区水位涨落的影响。一般位于库区的桥墩为了简化施工，降低施工风险，节约施工费用都选择在低水位期施工，也就是每年的6月～次年10月份。但是有些桥墩基础工程量特别大，在6月～10月份四个月时间施工不完，有些施工方为了避免高水位施工，施工不完的工程往往进行适当防护后，在10月～次年5月水位较高时期选择停工，等到第二年的6月～10月份低水位期时再进行施工。有些桥墩由于受力的需要，布置有大量预应力钢束，且预应力钢束较长，如若桥墩6月～10月份低水位期没有施工完，则布置于桥墩内的预应力钢束在10～次年5月均浸泡在水中而没有混凝土保护层的防护，这样预应力钢束就会在水中浸泡半年之久，预应力钢束经过水泡严重锈蚀后，将无法使用。为了保护预应力钢束的有效性，需要对布置于桥墩内的预应力钢束进行严格防护。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种位于库区内的浸水预应力钢束的防护结构。该防护结构有效保护浸泡在水中的预应力钢束，确保预应力钢束在第二年低水位期施工时依然有效。
6.本发明的另一目的在于提供一种位于库区内的桥墩的施工方法，该施工方法分两期低水位期进行施工，在一期低水位期间，在预应力钢束外侧设置套筒、盖板和加固结构对预应力钢束进行防护，待到二期低水位期间，再将加固结构拆除和割除部分套筒侧面，侧面部分割除之后的套筒可以继续充当桥塔后续施工的劲性骨架(作为绑扎钢筋和模板的劲性骨架)。
7.为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：
8.一方面，本发明提供一种位于库区内的浸水预应力钢束的防护结构，包括位于库
区内的桥墩基础段和至少部分下段嵌入桥墩基础段内的多个预应力钢束，各所述预应力钢束外均套设有至少部分下段嵌入桥墩基础段内的套筒，各所述套筒顶部均密封敷设有盖板，各所述套筒上均固设有加固结构；所述套筒、盖板和加固结构对预应力钢束形成了稳固的防护体系。
9.优选的是，各所述套筒的顶部高度均需高出库区内最高水位。这样可以避免水渗入套筒内，且套筒的高度也可以满足后续桥墩上段施工需求。
10.优选的是，所述预应力钢束的顶部高度位于库区内最低水位和最高水位之间。
11.优选的是，所述加固结构包括第一工字钢柱和第二工字钢柱，所述第一工字钢柱的一侧翼缘沿开设于套筒长度方向上的卡槽伸入套筒内，另一侧翼缘与对应安装于相邻套筒上的另一个第一工字钢柱的翼缘之间留有间隙，所述第二工字钢柱伸入该间隙内将两个第一工字钢柱的翼缘卡接在一起。第一工字钢柱的一侧卡入套筒内与其固定连接，另一侧通过第二工字钢柱紧固连接，对套筒形成了稳固的支撑体系。
12.进一步优选的是，所述第一工字钢柱、第二工字钢柱和套筒之间的长度相同。这样可以更好地使得第一工字钢柱和第二工字钢柱对套筒进行加固作用。
13.进一步优选的是，所述第一工字钢柱和第二工字钢柱的至少部分下段嵌入桥墩基础段内。第一工字钢柱和第二工字钢柱的下段嵌入桥墩基础段内，这样可以增强加固结构的稳定性，与套筒之间形成整体连接，结构稳定性更强。
14.另一方面，本发明还提供一种位于库区内的桥墩的施工方法，使用上述预应力钢束的防护结构进行施工，所述施工方法包括如下步骤：
15.s1、在库区第一个低水位期间，开始施工桥墩基础段，并同时将预应力钢束下段镶嵌于桥墩基础段内；
16.s2、桥墩基础段的施工完成后，将套筒套设于露出桥墩基础段外的预应力钢束上，并同时完成加固结构和盖板的布置，形成防护体系；
17.s3、在进入库区第二个低水位期间，拆除加固结构，将套筒充当为后续施工桥墩上段的劲性骨架；
18.s4、加固结构拆除后，在桥墩基础段的基础上继续浇筑施工桥墩上段，直至完成整个桥墩的施工。
19.进一步优选的是，所述步骤s2中加固结构的布置方法为：先将第一工字钢柱沿套管的卡槽卡入套管内，然后通过第二工字钢柱将相邻两个第一工字钢柱的翼缘卡接在一起，再将第一工字钢柱和卡槽的连接处进行焊接密封，最后进行第一工字钢柱和第二工字钢柱的下段预埋；
20.所述步骤s3中加固结构的拆除方法为：根据需要沿着预设的切割线对套筒、第一工字钢柱和第二工字钢柱进行部分割除或全部割除，回收第一工字钢柱和第二工字钢柱，使得套筒至少部分侧壁为敞开式。
21.更进一步优选的是，所述套筒上预设的切割线位于第一工字钢柱翼缘背离预应力钢束的套筒上。在整个套筒与第一工字钢柱焊接、套筒沿切割线切割过程中，由于第一工字钢柱的翼缘始终起到挡板的作用，有效的保护了预应力钢束不受损伤。
22.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
23.本发明在每根预应力钢束外侧套上套筒，套筒顶部密封敷设有盖板，并采用加固
结构对套筒进行固定，套筒、盖板和加固结构三者之间形成对预应力钢束的防护体系，这样在库区高水位半年多的时间内，较好的保护了已经施工了下段部分的预应力钢束不受水泡锈蚀。在第二年库区水位降到低水位，再拆除加固结构和套筒侧面部分割除，这样套筒可以继续充当后续桥墩上段施工的劲性骨架。这样既较好的保护了已经施工了下段部分的预应力不受损伤，保护预应力钢束的套筒也得到了充分利用，最大限度节约了工程造价。
附图说明
24.图1是本发明的桥墩在第一个低水位期施工结构示意图；
25.图2是本发明的桥墩在第一个低水位期施工断面结构示意图；
26.图3是图2中a出放大结构示意图；
27.图4是本发明的桥墩施工完成结构示意图。
28.附图标记：1
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桥墩基础段；2
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桥墩基础段施工节段线；3
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桥墩上段；4
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预应力钢束；5
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套筒；6
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盖板；7
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加固结构；51
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卡槽；52
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切割线；71
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第一工字钢柱；72
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第二工字钢柱；73
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翼缘。
具体实施方式
29.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
30.下面结合附图1～4和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
31.由于某些桥墩在175.0m标高高水位以下工程量过大，在一个库区低水位145.0m期间施工不完，已经施工了下段部分的预应力钢束4下段已经镶嵌在下段已经施工的桥墩基础段1内部，而上段未施工的桥墩上段3部分的预应力钢束4则只能浸泡在水中。
32.如图1至3所示，为避免裸露于桥墩基础段1外的预应力钢束4泡水锈蚀作废，本实施例提供一种位于库区内的浸水预应力钢束4的防护结构，该防护结构包括套筒5、盖板6和加固结构7，其中所述套筒5对应套设于预应力钢束4上，各所述套筒5顶部均密封敷设有盖板6，各所述套筒5上均固设有加固结构；所述套筒5、盖板6和加固结构7对预应力钢束4形成了稳固的防护体系。
33.具体的，套筒5采用直径大于预应力钢束4外径的钢管即可，盖板6采用钢板与套筒5顶部开口密封焊接；加固结构包括第一工字钢柱71和第二工字钢柱72，所述第一工字钢柱71的一侧翼缘73沿开设于套筒5长度方向上的卡槽51伸入套筒5内，另一侧翼缘73与对应安装于相邻套筒5上的另一个第一工字钢柱71的翼缘73之间留有间隙，所述第二工字钢柱72伸入该间隙内将两个第一工字钢柱71的翼缘73卡接在一起。套筒5、第一工字钢柱71和第二工字钢柱72的至少部分下段均嵌入桥墩基础段1内。第一工字钢柱71和第二工字钢柱72的尺寸大小可根据现场预应力钢束4的实际布置需要选择相应尺寸的工字钢柱即可。
34.第一工字钢柱71、第二工字钢柱72和套筒5的高度均需高出库区最高水位175.0m
的1～2m，以防止库区内水进入钢管造成预应力钢束4锈蚀，同时在套筒5顶部焊接一块盖板6防止雨水进入套筒5，这样便对预应力钢束4形成了保护体系，库区水位上升到175.0m高水位后，预应力钢束4可以得到很好的保护。套筒5的高度高出库区的最高水位，这样套筒5可以充当后续桥墩上段3施工的劲性骨架，无需再重新布置预应力钢束4，节约成本，缩短工期。
35.如图4所示，本实施例还提供一种基于上述防护结构的桥墩施工方法，包括如下步骤：
36.s1、在库区第一个低水位期间，开始施工桥墩基础段1(图中标号2为桥墩基础段1施工节段线)，并同时将预应力钢束4下段镶嵌于桥墩基础段1内，使得预应力钢束4顶部高度位于库区内最低水位和最高水位中间；
37.s2、桥墩基础段1的施工完成后，将套筒5套设于露出桥墩基础段1外的预应力钢束4上，并同时完成加固结构和盖板6的布置，形成防护体系；
38.具体的，加固结构的布置方法为：先将第一工字钢柱71沿套管的卡槽51卡入套管内，然后通过第二工字钢柱72将相邻两个第一工字钢柱71的翼缘73卡接在一起，再将第一工字钢柱71和卡槽51的连接处进行焊接密封，最后进行第一工字钢柱71和第二工字钢柱72的下段预埋；
39.加固结构的拆除方法为：根据需要沿着预设的切割线52对套筒5、第一工字钢柱71和第二工字钢柱72进行部分割除或全部割除，回收第一工字钢柱71和第二工字钢柱72，使得套筒5至少部分侧壁为敞开式；
40.s3、在进入库区第二个低水位期间，拆除加固结构，将套筒5除锈后继续充当后续施工桥墩上段3的劲性骨架；
41.s4、加固结构拆除后，在桥墩基础段1的基础上继续浇筑施工桥墩上段3，直至完成整个桥墩的施工。
42.进一步的，所述套筒5上预设的切割线52位于第一工字钢柱71翼缘73背离预应力钢束4的套筒5上。在整个套筒5与第一工字钢柱71焊接、套筒5沿切割线52切割过程中，由于第一工字钢柱71的翼缘73始终起到挡板的作用，有效的保护了预应力钢束4不受损伤。
43.进一步的，加固结构拆除后，可以回收重复利用，节约成本。
44.依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的一种位于库区内的浸水预应力钢束的防护结构及桥墩的施工方法，并且能够产生本发明所记载的积极效果。
45.如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
46.除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广
义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。