一種預應力式樁基託換結構及其施工方法
2023-06-01 22:28:46 1
專利名稱：一種預應力式樁基託換結構及其施工方法
技術領域：
本發明涉及橋梁結構改造技術領域，特別涉及基礎託換工程技術領域。
背景技術：
基礎託換工程是指在現有基礎建築物的正下方開挖土方時，為了消除對現有基礎 建築物功能與結構等可能帶來的影響，對現有基礎建築物進行加固補強、新基礎設置及新 舊基礎替換等工程。
承臺結構是橋梁工程下部結構轉換為樁基礎結構的一種構造物，當新建工程需要 佔用地下原有承臺或樁基結構的空間位置時，則需要對原有承臺或樁基結構採用託換技術 措施，拆除原有結構，新建託換結構將承擔原有結構的荷載。
傳統託換承臺的做法是在新、舊承臺結構面上澆築混凝土、植筋，主要受力機理為 靠接合面粘結的摩擦力及植筋的錨固力，但這種做法對於舊結構參與新結構受力時，在同 步受力方面，舊結構會有承載滯後的現象，使得新結構斷面不得不做得更大。發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種對於新、舊結構傳遞受力性能好且造價成 本低的預應力式樁基託換結構，本發明所要解決的另一個技術問題是形成所述預應力式樁 基託換結構的施工方法。
本發明為解決上述第一個技術問題所採用的技術方案一種預應力式樁基託換結 構，包括設直在原有承臺四周和下方的新建承臺，在新建承臺內布直有預應力鋼束，預應力 鋼束包括對稱布置於原有承臺兩側的橫向預應力鋼束和布置於原有承臺下方的豎向預應 力鋼束。
進一步作為本發明預應力式樁基託換結構的改進，橫向預應力鋼束為弧拱部朝外 的弧形狀鋼束。
進一步作為本發明預應力式樁基託換結構的改進，豎向預應力鋼束為弧拱部朝下 且中間段呈直線狀的弧形狀鋼束。
本發明為解決上述另一個技術問題所採用的技術方案一種形成預應力式樁基託 換結構的施工方法，包括以下步驟
I)、在原有承臺四周和下方澆築混凝土形成新建承臺，在澆築混凝土時，在新建承 臺內留有預應力孔道；
2)、在預應力孔道中放置預應力鋼束；
3)、在新建承臺端部安裝有預應力錨具；
4)、對預應力鋼束進行張拉；
5)、利用預應力錨具對張拉後的預應力鋼束錨固；
6)、在預應力孔道和預應力鋼束之間灌注水泥砂漿；
7)、在新建承臺端部澆築混凝土將預應力錨具封堵密實。
進一步作為本發明預應力式樁基託換結構施工方法的改進，預應力孔道包括在原 有承臺兩側對稱留有的橫向預應力孔道和在原有承臺下方留有的豎向預應力孔道，預應力 鋼束包括放置於橫向預應力孔道中弧拱部朝外的弧形狀橫向預應力鋼束和放置於豎向預 應力孔道中弧拱部朝下且中間段呈直線狀的弧形狀豎向預應力鋼束。
有益效果此預應力式樁基託換結構及其施工方法通過在原有承臺兩側和下方布 置有橫向預應力鋼束和豎向預應力鋼束，並且對其進行張拉，進而整體上產生水平指向原 有承臺的橫向預應力和垂直指向原有承臺的豎向預應力，橫向預應力使新建承臺結構對原 有承臺產生了一個結合力，從而使新、舊結構連接緊密，共同承受結構成型後的荷載，而豎 向預應力可以抵消原有承臺受到荷載時在其下緣產生的拉應力。
下面結合附圖和實施方式對本發明做進一步的說明；
圖1為採用本發明進行樁基託換的原有承臺結構示意圖2為本發明的俯視圖3為本發明的主視圖4為本發明的側視圖。
具體實施方式
參照圖1至圖4，，一種預應力式樁基託換結構，包括設置在原有承臺I四周和下方 的新建承臺2，在新建承臺2內布置有預應力鋼束，預應力鋼束包括對稱布置於原有承臺I 兩側的橫向預應力鋼束3和布置於原有承臺I下方的豎向預應力鋼束4。
通過在原有承臺I兩側和下方布置有橫向預應力鋼束3和豎向預應力鋼束4，並且 對其進行張拉，進而整體上產生水平指向原有承臺I的橫向預應力和垂直指向原有承臺I 的豎向預應力，橫向預應力使新建承臺結構對原有承臺I產生了一個結合力，從而使新、舊 結構連接緊密，共同承受結構成型後的荷載，而豎向預應力可以抵消原有承臺I受到荷載 時在其下緣產生的拉應力。
作為本發明的優選實施方式，橫向預應力鋼束3為弧拱部朝外的弧形狀鋼束。
當對橫向預應力鋼束3張拉後，橫向預應力鋼束3便會在新建承臺2寬度方向上 產生由新建承臺2指向原有承臺I的預應力，進而使新建承臺2對原有承臺I兩端產生相 向的結合力，從而使新、舊結構連接緊密，共同承受結構成型後的荷載。
作為本發明的優選實施方式，豎向預應力鋼束4為弧拱部朝下且中間段呈直線狀 的弧形狀鋼束。
豎向預應力鋼束4兩側端為弧形狀，而中間段為直線狀，當對豎向預應力鋼束4張 拉後，呈直線狀部分的豎向預應力鋼束4便會產生預應力，在拆除原有承臺I的樁基並利用 新建承臺2進行託換時，該預應力可以抵消原有承臺I受到荷載時在其下緣產生的拉應力， 而呈弧形狀部分的豎向預應力鋼束4便會在新建承臺2長度方向上產生由新建承臺2指向 原有承臺I的預應力，進而使新建承臺2對原有承臺I兩端產生相向的結合力，從而使新、 舊結構連接緊密，共同承受結構成型後的荷載。
弧形狀部分的豎向預應力鋼束4和橫向預應力鋼束3在張拉後,使原有承臺I處於四向受力的狀態，即使原有承臺I四個方向都受到來自新建承臺2對原有承臺I的作用 力，可使新、舊結構之間更好的傳遞受力，進一步提高結構的承載力。
一種形成預應力式樁基託換結構的施工方法，包括以下步驟
I)、在原有承臺I四周和下方澆築混凝土形成新建承臺2，在澆築混凝土時，在新 建承臺2內留有預應力孔道；
2)、在預應力孔道中放置預應力鋼束；
3)、在新建承臺I端部安裝有預應力錨具5 ；
4)、對預應力鋼束進行張拉；
5)、利用預應力錨具5對張拉後的預應力鋼束錨固；
6)、在預應力孔道和預應力鋼束之間灌注水泥砂漿；
7)、在新建承臺I端部澆築混凝土將預應力錨具5封堵密實。
作為本發明的優選實施方式，預應力孔道包括在原有承臺I兩側對稱留有的橫向 預應力孔道和在原有承臺I下方留有的豎向預應力孔道，預應力鋼束包括放置於橫向預應 力孔道中弧拱部朝外的弧形狀橫向預應力鋼束3和放置於豎向預應力孔道中弧拱部朝下 且中間段呈直線狀的弧形狀豎向預應力鋼束4。
上面結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但是本發明不限於上述實施方 式，在所述技術領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前 提下作出各種變化。
權利要求
1.一種預應力式樁基託換結構，其特徵在於包括設置在原有承臺(I)四周和下方的新建承臺(2)，在所述新建承臺(2)內布置有預應力鋼束，所述預應力鋼束包括對稱布置於原有承臺(I)兩側的橫向預應力鋼束(3)和布置於原有承臺(I)下方的豎向預應力鋼束 (4)。
2.根據權利要求1所述的預應力式樁基託換結構，其特徵在於所述橫向預應力鋼束(3)為弧拱部朝外的弧形狀鋼束。
3.根據權利要求1或2所述的預應力式樁基託換結構，其特徵在於所述豎向預應力鋼束(4)為弧拱部朝下且中間段呈直線狀的弧形狀鋼束。
4.一種形成權利要求1所述的預應力式樁基託換結構的施工方法，其特徵在於，包括以下步驟1)、在所述原有承臺(I)四周和下方澆築混凝土形成新建承臺(2)，在澆築混凝土時， 在所述新建承臺(2)內留有預應力孔道；2)、在所述預應力孔道中放置預應力鋼束；3)、在所述新建承臺(I)端部安裝有預應力錨具(5)；4)、對所述預應力鋼束進行張拉；5)、利用所述預應力錨具(5)對張拉後的預應力鋼束錨固；6)、在所述預應力孔道和預應力鋼束之間灌注水泥砂漿；7)、在所述新建承臺(I)端部澆築混凝土將預應力錨具(5)封堵密實。
5.根據權利要求4所述的預應力式樁基託換結構的施工方法，其特徵在於所述預應力孔道包括在原有承臺(I)兩側對稱留有的橫向預應力孔道和在原有承臺(I)下方留有的豎向預應力孔道，所述預應力鋼束包括放置於橫向預應力孔道中弧拱部朝外的弧形狀橫向預應力鋼束(3)和放置於豎向預應力孔道中弧拱部朝下且中間段呈直線狀的弧形狀豎向預應力鋼束(4)。
全文摘要
本發明公開了一種預應力式樁基託換結構及其施工方法，包括在原有承臺四周和下方澆築混凝土形成的新建承臺，在新建承臺內布置橫向預應力鋼束和豎向預應力鋼束，對橫向預應力鋼束和豎向預應力鋼束進行張拉、錨固，通過布置橫向預應力鋼束和豎向預應力鋼束，並且對其進行張拉，進而整體上產生水平指向原有承臺的橫向預應力和垂直指向原有承臺的豎向預應力，橫向預應力使新建承臺結構對原有承臺產生了一個結合力，從而使新、舊結構連接緊密，共同承受結構成型後的荷載，而豎向預應力可以抵消原有承臺受到荷載時在其下緣產生的拉應力，本發明用於基礎託換工程技術領域。
文檔編號E02D37/00GK103061364SQ20131001531
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月15日 優先權日2013年1月15日
發明者魏立新, 劉芳, 劉力英, 範金軍 申請人:廣州市市政工程設計研究院