鑽孔平臺自調平裝置及其施工方法與流程

2023-04-28 09:52:36 1

本發明涉及橋梁施工領域，具體涉及一種鑽孔平臺自調平裝置及其施工方法。

背景技術：

隨著橋梁技術的發展，橋梁修建已從大江大河走向海洋世界，面對複雜的海洋環境，修建橋梁基礎是關係橋梁施工成敗的關鍵。傳統鑽孔平臺一般採用鋼管打入樁結合聯結系的結構形式，鋼管打入樁需逐根插打，再安裝樁間聯結系，其施工效率低，且在海洋環境下鋼管樁插打自身穩定性存在很大問題，易出現倒樁、偏位現象，後續施工相當麻煩。而整體安裝式鑽孔平臺可將海上施工轉化為工廠預製施工，再採用大型浮吊整體安裝就位，實現橋梁施工工廠化、預製化，減小海上作業時間，提高施工效率。在鑽孔平臺整體吊裝施工時，如何使鑽孔平臺在無任何參照目標的海面精確就位並在起伏的海床面建立平整的作業平臺，成為預製安裝施工的難點。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在於提供一種安裝方便、能提高施工效率且能在無參照目標的海面建立平整的鑽孔平臺的鑽孔平臺自調平裝置。

為達到以上目的，本發明採取的技術方案是：一種鑽孔平臺自調平裝置，包括：套管、支承樁、分配梁和連接件，所述支承樁可在所述套管內往返移動，所述套管外壁固定有支座，所述支承樁外壁固定有墊梁，所述墊梁位於所述支座和分配梁之間，且所述支座、墊梁和分配梁均可拆卸地與所述連接件相連，所述鑽孔平臺自調平裝置還包括調節機構，所述調節機構一端與所述支承樁固定，另一端與所述分配梁固定，所述調節機構可在所述支承樁和分配梁之間伸縮。

在上述技術方案的基礎上，所述連接件為螺紋鋼筋，所述螺紋鋼筋貫穿所述支座、墊梁和分配梁，所述支座、墊梁和分配梁分別通過第一螺母、第二螺母和第三螺母可拆卸地與所述螺紋鋼筋固定。

在上述技術方案的基礎上，所述支座焊接在所述套管的頂口。

在上述技術方案的基礎上，所述墊梁焊接在所述支承樁的端頭。

在上述技術方案的基礎上，所述調節機構為千斤頂。

在上述技術方案的基礎上，所述套管為鋼套管。

與此同時，本發明還提供一種利用上述鑽孔平臺自調平裝置調平鑽孔平臺的方法，該方法可以在無參照目標的海面建立平整的鑽孔平臺。

為達到以上目的，本發明採取的技術方案是：一種利用權利要求1所述的鑽孔平臺自調平裝置調平鑽孔平臺的方法，該方法包括以下步驟：

S1：在鑽孔平臺上安裝多個鑽孔平臺自調平裝置；

S2：將安裝好鑽孔平臺自調平裝置的鑽孔平臺整體吊裝，運輸至墩位後下放；

S3：鑽孔平臺下放後，測量鑽孔平臺在每個安裝鑽孔平臺自調平裝置位置的高度，計算每兩個位置的高度差，並設計高度差調整範圍；

S4：調整鑽孔平臺自調平裝置，首先將支座和分配梁均與連接件固定，並鬆開墊梁與連接件的連接，調整調節機構使其伸長，驅使支承樁向下運動，直至支承樁底端承載力大於鑽孔平臺在鑽孔平臺自調平裝置位置點的重力後，繼續伸長調節機構，使套管向上運動；

S5：重複執行步驟S4，直至任意所述兩個位置的高度差在高度差調整範圍後，固定墊梁與連接件。

在上述技術方案的基礎上，所述連接件為螺紋鋼筋，所述螺紋鋼筋貫穿所述支座、墊梁和分配梁，所述支座、墊梁和分配梁分別通過第一螺母、第二螺母和第三螺母可拆卸地與所述螺紋鋼筋固定；步驟S4中通過擰緊所述第一螺母和第三螺母將支座和分配梁均與螺紋鋼筋固定，通過鬆開所述第二螺母將墊梁與螺紋鋼筋鬆開。

在上述技術方案的基礎上，所述調節機構為千斤頂。

與現有技術相比，本發明的優點在於：

(1)本發明的鑽孔平臺自調平裝置，其所有結構均在工廠加工並安裝就位。和傳統鑽孔平臺採用鋼管打入樁結合聯結系的方式相比，安裝方便，減少了海上作業時間，提高施工效率。

(2)本發明的鑽孔平臺自調平裝置，包括支座、墊梁、分配梁和調節機構。支座、墊梁和分配梁採用螺紋鋼筋串聯，形成三層受力結構，三層受力結構兩兩之間可單獨形成受力體系，發揮不同的作用。通過調整調節機構，結合支座、墊梁和分配梁的三層受力結構，實現了鑽孔平臺的調平工作，解決了鑽孔平臺在無任何參照目標的海面精確就位並在起伏的海床面建立平整的作業平臺的難題。

附圖說明

圖1為本發明中鑽孔平臺自調平裝置的結構示意圖；

圖2為圖1沿A-A方向的剖視圖；

圖3為圖1沿B-B方向的剖視圖；

圖4為安裝鑽孔平臺自調平裝置後的鑽孔平臺的結構示意圖。

圖中：1-套管，11-支座，2-支承樁，21-墊梁，3-分配梁，4-連接件，5-調節機構，6-第一螺母，7-第二螺母，8-第三螺母，9-鑽孔平臺，100-鑽孔平臺自調平裝置。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明。

參見圖1所示，本發明提供一種鑽孔平臺自調平裝置100，其包括套管1、支承樁2、分配梁3、連接件4和調節機構5。

套管1為鋼套管，其外壁上固定有支座11，本發明中的支座11採用焊接的方式固定在套管1的頂口處。

支承樁2可在套管1內往返移動，且支承樁2外壁固定有墊梁21，本發明中的墊梁21採用焊接的方式固定在支承樁2的端頭。

墊梁21位於支座11和分配梁3之間，且支座11、墊梁21和分配梁3均可拆卸地與連接件4相連，本發明中的連接件4為螺紋鋼筋，螺紋鋼筋貫穿支座11、墊梁21和分配梁3，支座11、墊梁21和分配梁3分別通過第一螺母6、第二螺母7和第三螺母8可拆卸地與所述螺紋鋼筋固定。

調節機構5一端與支承樁2固定，另一端與分配梁3固定，調節機構5可在支承樁2和分配梁3之間伸縮。當鬆開墊梁21與連接件4的連接後，調整調節機構5便可驅使支承樁2向下運動，本發明中的調節機構5為千斤頂。

下面簡述一下本發明中的鑽孔平臺自調平裝置100的工作原理，當鑽孔平臺自調平裝置100安裝在鑽孔平臺9後，通過整體吊裝到墩位後下放，便開始進行調平工作。調平的過程中，首先通過擰緊第一螺母6和第三螺母8將支座11和分配梁3均與螺紋鋼筋固定，同時鬆開第二螺母7將墊梁21與螺紋鋼筋鬆開。起頂千斤頂，支承樁2在壓力作用下向下運動，當支承樁2底端承載力大於鑽孔平臺9在鑽孔平臺自調平裝置100位置點的重力後，支承樁2不再向下運動，千斤頂7繼續起頂，此時套管1將會帶動分配梁3一起向上運動，達到了調整高度的目的。從而利用本發明可以使鑽孔平臺9在無任何參照目標的海面精確就位並在起伏的海床面建立平整的作業平臺。

本發明還提供一種利用上述鑽孔平臺自調平裝置100調平鑽孔平臺9的方法，該方法包括以下步驟：

S1：在鑽孔平臺9上安裝多個鑽孔平臺自調平裝置100；

為減少水上施工工序，鑽孔平臺自調平裝置100所有結構均在工廠加工並安裝就位。鑽孔平臺9製作完成後，根據需要設置鑽孔平臺自調平裝置100的數量，參見圖4所示，本發明中一共在鑽孔平臺9上安裝了4套鑽孔平臺自調平裝置100。和傳統鑽孔平臺採用鋼管打入樁結合聯結系的方式相比，安裝方便，減少了海上作業時間，提高施工效率。

S2：將安裝好鑽孔平臺自調平裝置100的鑽孔平臺9整體吊裝，運輸至墩位後下放；

根據鑽孔平臺9重力、尺寸，選擇合適的浮吊設備進行整體吊裝，運輸至墩位後帶鑽孔平臺自調平裝置100整體下放。鑽孔平臺9下放前採用浮吊設備自身所帶拋錨定位系統進行定位，調整其平面位置至定位精度範圍內整體下放，著床後在重力作用下套管1底口會插入海床一定的深度。根據海床軟硬程度，套管1插入海床深度也會出現偏差，導致鑽孔平臺9基礎四角高差不一，需進行後續調平施工。

S3：鑽孔平臺9下放後，測量鑽孔平臺9在每個安裝鑽孔平臺自調平裝置100位置的高度，計算每兩個位置的高度差，並設計高度差調整範圍；

本發明中的鑽孔平臺自調平裝置100一共為4個，測量完這4個位置的高度後，計算每兩個位置的高度差，然後根據實際情況設計高度差調整範圍。

S4：調整鑽孔平臺自調平裝置100，首先將支座11和分配梁3均與連接件4固定，並鬆開墊梁21與連接件4的連接，調整調節機構5使其伸長，驅使支承樁2向下運動，直至支承樁2底端承載力大於鑽孔平臺9在鑽孔平臺自調平裝置100位置點的重力後，繼續伸長調節機構5，使套管1向上運動；

本發明中的連接件4為螺紋鋼筋，螺紋鋼筋貫穿支座11、墊梁21和分配梁3，支座11、墊梁21和分配梁3分別通過第一螺母6、第二螺母7和第三螺母8可拆卸地與所述螺紋鋼筋固定。通過擰緊第一螺母6和第三螺母8將支座11和分配梁3均與螺紋鋼筋固定，通過鬆開第二螺母7將墊梁21與螺紋鋼筋鬆開。此外，本發明中的調節機構5為千斤頂，起頂千斤頂，支承樁2在壓力作用下向下運動，當支承樁2底端承載力大於鑽孔平臺9在鑽孔平臺自調平裝置100位置點的重力後，支承樁2不再向下運動，千斤頂7繼續起頂，此時套管1將會帶動分配梁3一起向上運動，達到了調整高度的目的。

S5：重複執行步驟S4，直至任意兩個位置的高度差在高度差調整範圍後，固定墊梁21與連接件4。

擰緊第二螺母7將墊梁21與螺紋鋼筋固定，千斤頂回油，則鑽孔平臺9重量轉換至支承樁2承受，拆除分配梁3和千斤頂，繼續後續施工。

本發明不局限於上述實施方式，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護範圍之內。本說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技術。