一種沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)及其施工方法與流程
1.本發(fā)明涉及建筑施工技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)及其施工方法。
背景技術(shù)：
2.沉井作為基礎(chǔ)形式，由于其整體剛度大、整體性好，廣泛用作橋梁基礎(chǔ)、錨碇及給水排水工程中。近年來隨著大跨度橋梁建設(shè)快速發(fā)展，建設(shè)了許多跨度達(dá)百米級的沉井基礎(chǔ)，如甌江北口大橋南錨碇沉井基礎(chǔ)，常泰長江大橋5#墩、6#墩沉井等。大型沉井基礎(chǔ)首節(jié)鋼沉井往往需設(shè)置厚度較大的剪力鍵作為封底混凝土與沉井井壁傳力結(jié)構(gòu)，剪力鍵的存在導(dǎo)致井內(nèi)水下取土?xí)r存在較大盲區(qū)，以常泰長江大橋5#墩基礎(chǔ)為例，剪力鍵盲區(qū)占沉井截面積可達(dá)15.2％。剪力鍵盲區(qū)導(dǎo)致剪力鍵及刃腳下取土困難，往往采取加大取土深度，形成“鍋底開挖”對盲區(qū)進(jìn)行取土；但盲目增加取土深度并形成“鍋底開挖”又導(dǎo)致刃腳埋深不足，易造成沉井突沉及傾斜超限等發(fā)生，嚴(yán)重危害施工安全。因此亟需設(shè)計(jì)一種新的沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)以解決上述技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
3.本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)及其施工方法，能夠有效減少沉井盲區(qū)，提升水下取土工效及安全性同時(shí)，不影響其作為封底后的傳力結(jié)構(gòu)使用。
4.為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)剪力鍵結(jié)構(gòu)單元，其設(shè)置于首節(jié)鋼殼沉井的內(nèi)側(cè)，多個(gè)剪力鍵結(jié)構(gòu)單元相互搭接組成為沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，所述剪力鍵結(jié)構(gòu)單元包括斜面鋼板、立面鋼板和“『”形鋼殼板，首節(jié)鋼殼沉井的內(nèi)側(cè)向內(nèi)凹陷形成一個(gè)上小下大的臺階型缺口，其外側(cè)面與首節(jié)鋼殼沉井的內(nèi)側(cè)面平齊，所述“『”形鋼殼板固定于所述臺階型缺口的頂部和上部，所述斜面鋼板與首節(jié)鋼殼沉井的內(nèi)側(cè)和立面鋼板之間均通過連接轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)連接，所述斜面鋼板下端位于所述臺階型缺口的下端面，所述立面鋼板的上端與所述“『”形鋼殼板的下端之間通過軟性結(jié)構(gòu)連接，所述斜面鋼板和所述立面鋼板通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動打開或收攏，所述斜面鋼板和立面鋼板收攏時(shí)完全縮進(jìn)至所述臺階型缺口內(nèi)，所述斜面鋼板和立面鋼板打開時(shí)，斜面鋼板呈傾斜狀態(tài)，立面鋼板恰好呈豎直狀態(tài)且頂面與臺階型缺口的臺階面平齊，在打開狀態(tài)下，相鄰的剪力鍵結(jié)構(gòu)單元之間恰好搭接使得剪力鍵結(jié)構(gòu)單元與臺階型缺口之間形成密封腔體。
5.優(yōu)選的是，所述軟性結(jié)構(gòu)為尼龍布。
6.優(yōu)選的是，相鄰的剪力鍵結(jié)構(gòu)單元之間的軟性結(jié)構(gòu)連接為一體。
7.優(yōu)選的是，相鄰的剪力鍵結(jié)構(gòu)單元之間的斜面鋼板或立面鋼板之間恰好緊貼拼接為一體。
8.優(yōu)選的是，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括豎向推動桿、上傳動桿和下傳動桿，首節(jié)鋼殼沉井內(nèi)部設(shè)置有豎向圓形管，其下端與所述臺階型缺口下端平齊設(shè)置，所述豎向圓形管內(nèi)設(shè)置有豎向推動桿，所述豎向推動桿上端凸出于鋼殼沉井外，下端位于臺階型缺口平面內(nèi)，所述豎
向推動桿與所述斜面鋼板之間通過下傳動桿采用傳動桿轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)連接，所述豎向推動桿與所述立面鋼板之間通過上傳動桿采用傳動桿轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)連接，剪力鍵結(jié)構(gòu)單元打開時(shí)，上傳動桿轉(zhuǎn)動后呈水平狀態(tài)，接高鋼殼沉井時(shí)，同步接高豎向圓形管和豎向推動桿。
9.優(yōu)選的是，所述豎向圓形管靠近首節(jié)鋼殼沉井內(nèi)側(cè)設(shè)置。
10.本發(fā)明還提供了一種沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)的施工方法，具體包括如下步驟：
11.1)首節(jié)鋼殼沉井下沉?xí)r，豎向推動桿為上提狀態(tài)，剪力鍵立面鋼板、剪力鍵斜面鋼板與沉井鋼殼面板處于同一水平面上，使整個(gè)取土下沉過程剪力鍵立面鋼板、剪力鍵斜面鋼板及尼龍布處于“收攏”狀態(tài)；
12.2)沉井接高時(shí)，按沉井分節(jié)接高需要逐節(jié)接長豎向圓形管及豎向推動桿至沉井頂面；
13.3)沉井下沉到位并澆筑封底混凝土前，推動豎向推動桿，使其上下移動時(shí)，通過上傳動桿、下傳動桿傳動，使得剪力鍵立面鋼板、剪力鍵斜面鋼板及尼龍布完全張開，形成剪力鍵外側(cè)模板結(jié)構(gòu)，沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)單元之間相互搭接形成整體；
14.4)通過豎向圓形管澆筑自密實(shí)混凝土，形成剪力鍵結(jié)構(gòu)。
15.本發(fā)明至少包括以下有益效果：
16.(1)本發(fā)明的沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，同鋼殼沉井一起加工并下沉，下沉過程中將結(jié)構(gòu)組件收攏后，無剪力鍵盲區(qū)，不影響沉井水下取土，同時(shí)增加可取土區(qū)域面積，大大減小沉井盲區(qū)取土施工風(fēng)險(xiǎn)。
17.(2)本發(fā)明的沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，采用“先收攏、后張開、再澆筑”形式，利用鋼板等作為剪力鍵混凝土澆筑模板，澆筑混凝土后形成剪力鍵結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)簡單，可適用于隔艙結(jié)構(gòu)為矩形、圓弧形等多種形式，適用性廣。
18.(3)本發(fā)明的沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)及其施工方法可以推動沉井基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工發(fā)展。
19.本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
附圖說明
20.圖1為本發(fā)明的沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)張開狀態(tài)示意圖；
21.圖2為本發(fā)明的沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)收攏狀態(tài)示意圖；
22.圖3為本發(fā)明矩形隔艙剪力鍵結(jié)構(gòu)搭接示意圖；
23.圖4為本發(fā)明沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)施工方法流程圖。
24.附圖標(biāo)記說明：
25.1—剪力鍵結(jié)構(gòu)單元；2—斜面鋼板；3—立面鋼板；4—連接轉(zhuǎn)軸；5—”『”形鋼殼板；6—尼龍布；7—豎向圓形管；8—豎向推動桿；9—上傳動桿；10—下傳動桿；11—傳動桿轉(zhuǎn)軸。
具體實(shí)施方式
26.下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
27.需要說明的是，下述實(shí)施方案中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法，所
述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得；在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“橫向”、“縱向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，并不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
28.如圖1至3所示，本發(fā)明提供一種沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1，其設(shè)置于首節(jié)鋼殼沉井的內(nèi)側(cè)，多個(gè)剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1相互搭接組成為沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，所述剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1包括斜面鋼板2、立面鋼板3和”『”形鋼殼板5，首節(jié)鋼殼沉井的內(nèi)側(cè)向內(nèi)凹陷形成一個(gè)上小下大的臺階型缺口，其外側(cè)面與首節(jié)鋼殼沉井的內(nèi)側(cè)面平齊，所述”『”形鋼殼板5固定于所述臺階型缺口的頂部和上部，所述斜面鋼板2與首節(jié)鋼殼沉井的內(nèi)側(cè)和立面鋼板3之間均通過連接轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)連接，所述斜面鋼板2下端位于所述臺階型缺口的下端面，所述立面鋼板3的上端與所述”『”形鋼殼板5的下端之間通過軟性結(jié)構(gòu)連接，所述斜面鋼板2和所述立面鋼板3通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動打開或收攏，所述斜面鋼板2和立面鋼板3收攏時(shí)完全縮進(jìn)至所述臺階型缺口內(nèi)，所述斜面鋼板2和立面鋼板3打開時(shí)，斜面鋼板2呈傾斜狀態(tài)，立面鋼板3恰好呈豎直狀態(tài)且頂面與臺階型缺口的臺階面平齊，在打開狀態(tài)下，相鄰的剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1之間恰好搭接使得剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1與臺階型缺口之間形成密封腔體。所述軟性結(jié)構(gòu)為尼龍布6。相鄰的剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1之間的軟性結(jié)構(gòu)連接為一體。相鄰的剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1之間的斜面鋼板2或立面鋼板3之間恰好緊貼拼接為一體。
29.在上述技術(shù)方案中，剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1組成如下：首節(jié)鋼殼沉井內(nèi)側(cè)設(shè)置可活動的剪力鍵斜面鋼板2及剪力鍵立面鋼板3，剪力鍵斜面鋼板2與沉井鋼殼、剪力鍵立面鋼板3之間采用連接轉(zhuǎn)軸4連接，使相互之間可以繞連接轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)；剪力鍵立面鋼板3上方為”『”形鋼殼板5，其底部與剪力鍵立面鋼板3上方連接尼龍布6，也可以為其它軟性結(jié)構(gòu)連接。
30.首節(jié)沉井加工時(shí)，剪力鍵立面鋼板3、剪力鍵斜面鋼板2與沉井鋼殼面板處于同一水平面上，為收攏狀態(tài)。沉井隔艙單個(gè)井壁可設(shè)置多個(gè)剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1，具體設(shè)置數(shù)量根據(jù)沉井隔艙尺寸確定，將多個(gè)剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1組合形成剪力鍵結(jié)構(gòu)。
31.當(dāng)沉井隔艙設(shè)置多個(gè)剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1時(shí)，單元之間的剪力鍵斜面鋼板2之間相互搭接，剪力鍵立面鋼板3之間相互搭接，并連接尼龍布6，尼龍布6可以在加工時(shí)就連接為一體，使相鄰剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1連接成整體，在剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1收攏或張開過程，內(nèi)部未澆筑的腔體不會滲入水土等。
32.在另一種技術(shù)方案中，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括豎向推動桿8、上傳動桿9和下傳動桿10，首節(jié)鋼殼沉井內(nèi)部設(shè)置有豎向圓形管7，其下端與所述臺階型缺口下端平齊設(shè)置，所述豎向圓形管7內(nèi)設(shè)置有豎向推動桿8，所述豎向推動桿8上端凸出于鋼殼沉井外，下端位于臺階型缺口平面內(nèi)，所述豎向推動桿8與所述斜面鋼板2之間通過下傳動桿10采用傳動桿轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn)連接，所述豎向推動桿8與所述立面鋼板3之間通過上傳動桿9采用傳動桿轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn)連接，剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1打開時(shí)，上傳動桿9轉(zhuǎn)動后呈水平狀態(tài)，接高鋼殼沉井時(shí)，同步接高豎向圓形管7和豎向推動桿8。所述豎向圓形管7靠近首節(jié)鋼殼沉井內(nèi)側(cè)設(shè)置。
33.在上述技術(shù)方案中，靠近內(nèi)側(cè)井壁設(shè)豎向圓形管7，管內(nèi)設(shè)一豎向推動桿8，與上傳動桿9、下傳動桿10通過傳動桿轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn)連接，上傳動桿9、下傳動桿10分別與剪力鍵立面鋼板3、剪力鍵斜面鋼板2同樣采用傳動桿轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn)連接。沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1張開時(shí)，
上傳動桿9轉(zhuǎn)動后呈水平狀，作為連接”『”形鋼殼板5與剪力鍵立面鋼板3的尼龍布6的下部支撐。
34.如圖4所示，本發(fā)明還提供一種沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)的施工方法，具體為：
35.1)首節(jié)鋼殼沉井下沉?xí)r，豎向推動桿8為上提狀態(tài)，剪力鍵立面鋼板3、剪力鍵斜面鋼板2與沉井鋼殼面板處于同一水平面上，使整個(gè)取土下沉過程剪力鍵立面鋼板3、剪力鍵斜面鋼板2及尼龍布6處于“收攏”狀態(tài)；
36.2)沉井接高時(shí)，按沉井分節(jié)接高需要逐節(jié)接長豎向圓形管7及豎向推動桿8至沉井頂面；
37.3)沉井下沉到位并澆筑封底混凝土前，推動豎向推動桿8，使其上下移動時(shí)，通過上傳動桿9、下傳動桿10傳動，使得剪力鍵立面鋼板3、剪力鍵斜面鋼板2及尼龍布6完全張開，形成剪力鍵外側(cè)模板結(jié)構(gòu)，沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)單元1之間相互搭接形成整體；
38.4)通過豎向圓形管7澆筑自密實(shí)混凝土，形成剪力鍵結(jié)構(gòu)。
39.盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
技術(shù)特征：
1.一種沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括多個(gè)剪力鍵結(jié)構(gòu)單元，其設(shè)置于首節(jié)鋼殼沉井的內(nèi)側(cè)，多個(gè)剪力鍵結(jié)構(gòu)單元相互搭接組成為沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，所述剪力鍵結(jié)構(gòu)單元包括斜面鋼板、立面鋼板和“『”形鋼殼板，首節(jié)鋼殼沉井的內(nèi)側(cè)向內(nèi)凹陷形成一個(gè)上小下大的臺階型缺口，其外側(cè)面與首節(jié)鋼殼沉井的內(nèi)側(cè)面平齊，所述“『”形鋼殼板固定于所述臺階型缺口的頂部和上部，所述斜面鋼板與首節(jié)鋼殼沉井的內(nèi)側(cè)和立面鋼板之間均通過連接轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)連接，所述斜面鋼板下端位于所述臺階型缺口的下端面，所述立面鋼板的上端與所述“『”形鋼殼板的下端之間通過軟性結(jié)構(gòu)連接，所述斜面鋼板和所述立面鋼板通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動打開或收攏，所述斜面鋼板和立面鋼板收攏時(shí)完全縮進(jìn)至所述臺階型缺口內(nèi)，所述斜面鋼板和立面鋼板打開時(shí)，斜面鋼板呈傾斜狀態(tài)，立面鋼板恰好呈豎直狀態(tài)且頂面與臺階型缺口的臺階面平齊，在打開狀態(tài)下，相鄰的剪力鍵結(jié)構(gòu)單元之間恰好搭接使得剪力鍵結(jié)構(gòu)單元與臺階型缺口之間形成密封腔體。2.如權(quán)利要求1所述的沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軟性結(jié)構(gòu)為尼龍布。3.如權(quán)利要求1所述的沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于，相鄰的剪力鍵結(jié)構(gòu)單元之間的軟性結(jié)構(gòu)連接為一體。4.如權(quán)利要求1所述的沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于，相鄰的剪力鍵結(jié)構(gòu)單元之間的斜面鋼板或立面鋼板之間恰好緊貼拼接為一體。5.如權(quán)利要求1所述的沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括豎向推動桿、上傳動桿和下傳動桿，首節(jié)鋼殼沉井內(nèi)部設(shè)置有豎向圓形管，其下端與所述臺階型缺口下端平齊設(shè)置，所述豎向圓形管內(nèi)設(shè)置有豎向推動桿，所述豎向推動桿上端凸出于鋼殼沉井外，下端位于臺階型缺口平面內(nèi)，所述豎向推動桿與所述斜面鋼板之間通過下傳動桿采用傳動桿轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)連接，所述豎向推動桿與所述立面鋼板之間通過上傳動桿采用傳動桿轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)連接，剪力鍵結(jié)構(gòu)單元打開時(shí)，上傳動桿轉(zhuǎn)動后呈水平狀態(tài)，接高鋼殼沉井時(shí)，同步接高豎向圓形管和豎向推動桿。6.如權(quán)利要求5所述的沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述豎向圓形管靠近首節(jié)鋼殼沉井內(nèi)側(cè)設(shè)置。7.如權(quán)利要求5所述的沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，具體包括如下步驟：1)首節(jié)鋼殼沉井下沉?xí)r，豎向推動桿為上提狀態(tài)，剪力鍵立面鋼板、剪力鍵斜面鋼板與沉井鋼殼面板處于同一水平面上，使整個(gè)取土下沉過程剪力鍵立面鋼板、剪力鍵斜面鋼板及尼龍布處于“收攏”狀態(tài)；2)沉井接高時(shí)，按沉井分節(jié)接高需要逐節(jié)接長豎向圓形管及豎向推動桿至沉井頂面；3)沉井下沉到位并澆筑封底混凝土前，推動豎向推動桿，使其上下移動時(shí)，通過上傳動桿、下傳動桿傳動，使得剪力鍵立面鋼板、剪力鍵斜面鋼板及尼龍布完全張開，形成剪力鍵外側(cè)模板結(jié)構(gòu)，沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)單元之間相互搭接形成整體；4)通過豎向圓形管澆筑自密實(shí)混凝土，形成剪力鍵結(jié)構(gòu)。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)剪力鍵結(jié)構(gòu)單元，其設(shè)置于首節(jié)鋼殼沉井內(nèi)側(cè)，多個(gè)剪力鍵結(jié)構(gòu)單元相互搭接組成為沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，所述剪力鍵結(jié)構(gòu)單元包括斜面鋼板、立面鋼板和“『”形鋼殼板，首節(jié)鋼殼沉井內(nèi)側(cè)向內(nèi)凹陷形成上小下大的臺階型缺口，所述“『”形鋼殼板固定于所述臺階型缺口的頂部和上部，所述斜面鋼板與首節(jié)鋼殼沉井的內(nèi)側(cè)和立面鋼板之間均通過連接轉(zhuǎn)軸連接，所述立面鋼板的上端與所述“『”形鋼殼板的下端之間通過軟性結(jié)構(gòu)連接，所述斜面鋼板和所述立面鋼板通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動打開或收攏。本發(fā)明的剪力鍵結(jié)構(gòu)及施工方法能夠有效減少沉井盲區(qū)，提升水下取土工效及安全性的同時(shí)，不影響其作為封底后的傳力結(jié)構(gòu)使用。使用。使用。
