橋梁深水基礎鑽孔樁與圍堰平行施工的方法

2023-04-28 10:59:51

專利名稱：橋梁深水基礎鑽孔樁與圍堰平行施工的方法
技術領域：
本發明屬於橋梁深水基礎施工技術領域，具體涉及一種橋梁深水基礎鑽孔樁與承 臺鋼圍堰平行作業的方法。
背景技術：
在深水基礎施工中，採用的基本施工方法有兩種一、先圍堰後樁基；二、先樁基 後圍堰。這兩種方法存在的不足是樁基施工作業和圍堰拼裝就位作業必須先後按順序進 行，工期長、成本高。

發明內容
本發明為了解決在橋梁深水基礎施工過程中工期長和成本高的問題，提供了 一種鑽孔樁與承臺鋼圍堰平行作業的方法。本發明採用如下方案實現
橋梁深水基礎鑽孔樁與圍堰平行施工的方法，其特徵在於將鑽孔樁施工平臺同時作 為鋼圍堰拼裝、就位的平臺，在平臺的上方設置圍堰臨時懸吊和下沉就位的裝置，在平臺的 下方設置用於圍堰拼裝的環形軌道，上、下層作業面完全隔離，在平臺的上方進行鑽孔樁施 工作業的同時，在平臺下方將圍堰分塊懸掛並利用環形軌道運輸至拼裝位置，在懸吊狀態 下完成圍堰的拼裝和下沉。具體步驟如下
1)、施工鑽孔樁施工平臺，在鑽孔樁施工平臺上設置同一側的角端設置有2個可容圍 堰塊件通過的吊裝下沉孔；
2)、施工可用於圍堰下沉導向的鋼護筒；
3)、鑽孔樁施工作業，
4)、在鑽孔樁施工平臺下方安裝拼裝系統以及下沉系統，
拼裝系統包括環形軌道系統、電動走行系統以及吊掛系統，環形軌道系統包括固定於 鑽孔樁施工平臺底部的環形軌道；電動走行系統包括安裝於環形軌道並可沿其移動的兩套 電動葫蘆小車，電動葫蘆小車上安裝手動葫蘆吊掛梁，手動葫蘆吊掛梁下安裝手動葫蘆；吊 掛系統包括若干固定於鑽孔樁施工平臺結構上的用於懸吊就位的圍堰塊件的臨時吊掛吊 杆，形成圍堰拼裝吊掛點；下沉系統包括鑽孔樁施工平臺上布置的若干組圍堰下沉吊點，每 組圍堰下沉吊點包括兩根穿設於鑽孔樁施工平臺上的並且用於懸掛拼裝成形的雙臂鋼圍 堰節段的下沉吊杆，下沉吊杆位於鑽孔樁施工平臺上方的部位自下而上套設有螺帽和螺紋 連接套，鑽孔樁施工平臺上設置上下互相平行的上升降梁以及下升降梁，上、下升降梁之間 安裝液壓千斤頂，液壓千斤頂的活塞杆端作用於上升降梁，下沉吊杆上端穿出上升降梁並 通過螺栓固定；
5)、分塊吊送鋼圍堰，
鋼圍堰自上而下分成若干節，每節分為若干塊圍堰塊件，圍堰塊件經鑽孔樁施工平臺上的吊裝下沉孔下沉至平臺下，用手動葫蘆將圍堰塊件吊起，通過電動葫蘆小車將其運至 拼裝設計位置，到達拼裝設計位置後通過臨時吊掛系統將圍堰塊件臨時懸吊於平臺下面， 然後電動葫蘆小車返回吊裝下沉孔運送下一塊圍堰塊件，循環上述工作完成一節鋼圍堰的 吊送；
6)、鋼圍堰的拼裝，
7)、鋼圍堰的下沉，利用下沉系統的液壓千斤頂，通過下沉吊杆緩慢下沉鋼圍堰，下沉 同時向圍堰倉內注水。由於作業空間的不同，可以實現鑽孔樁與承臺鋼圍堰平行作業。本發明的特點在 於鑽孔樁與承臺鋼圍堰採用同一平臺，在平臺的下方進行圍堰的拼裝和下沉施工，平臺上 方進行鑽孔樁的施工，圍堰拼裝和下沉施工主要包括環形軌道系統、電動走行系統、吊掛系 統和下沉系統，所有的系統設置均在利用平臺已有結構，與鑽孔樁施工工序無交叉幹擾。本發明具有如下有益效果樁堰平行施工的方法改變了傳統的先樁後堰或先堰後 樁的施工方法，減少了機械設備的投入、減少了平臺轉換的工序，降低了施工成本，安全可 靠，且提高了工作效率，縮短了工期。


圖1為圍堰拼裝總平面布置圖 圖2為拼裝裝置平面布置圖
圖3為環形軌道系統以及電動走行系統的示意圖
圖4為圖3的側視圖
圖5為環形導軌的吊裝結構示意圖
圖6為圖5的側視圖
圖7為圖3的A部放大圖
圖8為圖7的俯視圖
圖9為圖7的側視圖
圖10為吊掛梁結構示意圖
圖11為圖10的A-A剖面圖
圖12為圖10的B-B剖面圖
圖13為拼裝過程示意圖
圖14為臨時吊掛系統示意圖
圖15為圖14中吊杆端部的連接結構示意圖
圖16為圖15的側視圖
圖17為下沉系統示意圖
圖18為圖18的側視圖
圖19為下沉系統與平臺結構結合的示意圖
圖20為圖19的側視圖
圖21為圖19中牛腿結構示意圖
圖22為圖21的側視圖
圖23為下沉導向系統俯視24為下沉導向系統主視圖 圖25為圍堰導向結構主視示意圖 圖26為圍堰導向結構俯視示意圖 圖27為鑽孔樁施工平臺的主視結構示意圖
圖中1_鑽孔樁施工平臺，2-圍堰下沉吊點，3-圍堰拼裝吊掛點，4-吊車通道，5-汽車 通道，6-吊裝下沉孔，7-環形軌道，8-電動葫蘆小車，9-平臺結構，10-環形軌道吊杆吊掛 梁，11"環形軌道吊杆，12-手動葫蘆吊掛梁，13-手動葫蘆，14-吊具，15-圍堰塊件，16-鋼 絲繩，17-定位支架，18-吊板，19-滑導線導架，20-滑導線導槽，21-臨時吊掛系統，22-鋼 圍堰運輸方向，23-臨時吊掛吊杆，24-臨時吊掛梁，25-吊架，26-就位的圍堰塊件，27-上升 降梁，28-液壓千斤頂，29-下升降梁，30-下沉吊杆，31-下沉吊杆吊掛梁，32-牛腿，33-拼 裝成形的雙壁鋼圍堰節段，34-螺紋連接套，35-鋼護筒，36-導向輪，37-導向架，38-鑽孔樁 施工作業空間，39-圍堰拼裝下沉作業空間。
具體實施例方式結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步說明。橋梁深水基礎鑽孔樁與圍堰平行施工的方法，將鑽孔樁施工平臺同時作為鋼圍堰 拼裝、就位的平臺，在平臺的上方設置圍堰臨時懸吊和下沉就位的裝置，在平臺的下方設置 用於圍堰拼裝的環形軌道，上、下層作業面完全隔離，在平臺的上方進行鑽孔樁施工作業的 同時，在平臺下方將圍堰分塊懸掛並利用環形軌道運輸至拼裝位置，在懸吊狀態下完成圍 堰的拼裝和下沉。具體步驟如下
1)、施工鑽孔樁施工平臺，在鑽孔樁施工平臺上設置同一側的角端設置有2個可容圍 堰塊件通過的吊裝下沉孔；
2)、施工可用於圍堰下沉導向的鋼護筒；
3)、在鑽孔樁施工平臺下方安裝拼裝系統以及下沉系統，
拼裝系統包括環形軌道系統、電動走行系統以及吊掛系統，環形軌道系統包括固定於 鑽孔樁施工平臺1底部的環形軌道7，鑽孔樁施工平臺1的橫梁上固定若干環形軌道吊杆 11，環形軌道吊杆11下端固定連接吊板18，吊板18的下端與環形軌道7焊接在一起，環形 軌道7由工字鋼製成。環形軌道吊杆11通過與其垂直的定位支架17和鑽孔樁施工平臺1 結構連接。電動走行系統包括安裝於環形軌道7並可沿其移動的兩套電動葫蘆小車8，電動 葫蘆小車8上安裝手動葫蘆吊掛梁12，手動葫蘆吊掛梁12下安裝手動葫蘆13。臨時吊掛系統包括若干固定於鑽孔樁施工平臺1結構上的用於懸吊就位的圍堰 塊件26的臨時吊掛吊杆23，形成圍堰拼裝吊掛點3，鑽孔樁施工平臺1結構上固定有臨時 吊掛梁24，臨時吊掛梁24上穿設固定有臨時吊掛吊杆23，臨時吊掛吊杆23下端固定連接 有用於懸吊就位的圍堰塊件26的吊架25。下沉系統包括鑽孔樁施工平臺1上布置的若干組圍堰下沉吊點2，每組圍堰下沉 吊點2包括兩根穿設於鑽孔樁施工平臺1上的並且用於懸掛拼裝成形的雙臂鋼圍堰節段33 的下沉吊杆30，下沉吊杆30位於鑽孔樁施工平臺1上方的部位自下而上套設有螺帽和螺紋連接套34，鑽孔樁施工平臺1上設置上下互相平行的上升降梁27以及下升降梁29，上、 下升降梁之間安裝液壓千斤頂28，液壓千斤頂28的活塞杆端作用於上升降梁27，下沉吊杆 30上端穿出上升降梁27並通過螺栓固定；
4)、分塊吊送鋼圍堰，
鋼圍堰自上而下分成若干節，每節分為若干塊圍堰塊件，圍堰塊件經鑽孔樁施工平臺 上的吊裝下沉孔下沉至平臺下，用手動葫蘆將圍堰塊件吊起，通過電動葫蘆小車將其運至 拼裝設計位置，到達拼裝設計位置後通過臨時吊掛系統將圍堰塊件臨時懸吊於平臺下面， 然後電動葫蘆小車返回吊裝下沉孔運送下一塊圍堰塊件，循環上述工作完成一節鋼圍堰的 吊送；
5)、鋼圍堰的拼裝，拼裝成型的雙壁鋼圍堰節段33內壁對應鋼護筒35的部位設置有導 向架37，導向架37上設置導向輪36。6)、鋼圍堰的下沉，利用下沉系統的液壓千斤頂，通過下沉吊杆緩慢下沉鋼圍堰， 下沉同時向圍堰倉內注水。以某大橋深水基礎樁堰同時施工為例
施工前先完成棧橋、平臺的施工，作為深水基礎樁堰同時施工的平臺。鑽孔樁外側的鋼 護筒作為圍堰下沉時的定位樁。鋼圍堰拼裝系統由I36b工字鋼環形軌道、Φ25精軋螺紋鋼 環形軌道吊杆、⑶-IOt吊裝電動葫蘆小車和滑導線組成，環形軌道通過精軋螺紋鋼環形軌 道吊杆與鑽孔樁施工平臺固定。鑽孔樁施工平臺上吊裝採用1臺QY30V汽車吊機，用吊具 把圍堰塊件送到平臺下電動葫蘆小車位置，然後通過在環形軌道上移動，將各圍堰塊件移 動到設計位置並通過圍堰拼裝吊掛點臨時懸吊，進行拼裝。平臺上布置6個鋼圍堰下沉吊 點，通過Φ32精軋螺紋把拼裝好的鋼圍堰吊起，通過6個YCW100B千斤頂下沉鋼圍堰。這 種以施工平臺為載體分為上下兩個作業面，平臺上布置鑽機進行鑽孔樁施工，同時利用平 臺安裝鋼圍堰吊拼圓端形閉合軌道，進行鋼圍堰的拼裝和下沉施工，兩道工序平行施工互 不幹擾。樁堰同時施工樁基礎施工步驟
1、安裝鋼護筒鋼護筒單根長26m，用壁厚δ =14mm的鋼板卷制而成，內徑2. 7m，通過導 向裝置用50t吊車吊裝DZ150KS振動錘完成鋼護筒的插打到位。2、鑽孔樁施工作業，
3、安裝鋼圍堰移動及拼裝系統在鑽孔樁是施工平臺貝雷梁下安裝圓端形I36b工字 鋼環形軌道，環形軌道通過Φ25精軋螺紋設36個吊點固定在鑽孔樁施工平臺上；環形軌道 上安裝兩套CD-IOt電動葫蘆小車，電動葫蘆小車上安裝手動葫蘆吊掛梁，手動葫蘆吊掛梁 下安裝IOt手動葫蘆。4、分塊吊送鋼圍堰鋼圍堰共8節，總高23. 2m，第一節高為2m，其他7節高都為 3m。每節分18塊，直線段6塊，長4. 4m，弧線段12塊，長7m。汽車把分塊圍堰運到平臺上， 通過QY30V吊車用C形吊具將圍堰塊件通過平臺上的吊裝下沉孔，把圍堰送到軌道吊具上， 單塊圍堰通過電動葫蘆車經軌道移到設計位置，到達設計位置後通過圍堰拼裝吊掛點將圍 堰塊件臨時懸吊於平臺下面，電動葫蘆小車回到吊裝下沉孔運送下一塊單元件。拼裝順序 為先吊裝靠棧橋側直線段的塊件，而後在該塊件左右交替拼裝，直至整節拼裝完成。5、鋼圍堰焊接把一節18塊件運送完，進行整體調整成形，尺寸驗收合格後開始
7拼焊。鋼圍堰接縫焊接完成後，做水密試驗，驗收合格後，準備進行下沉。6、安裝下沉系統下沉系統由牛腿、下沉吊杆(Φ32精軋螺紋鋼)、下沉吊杆吊掛 梁、6套上、下升降梁、兩套液壓系統組成。先將牛腿與分配梁分別安裝在圍堰塊件與鑽孔樁 施工平臺上，在第一節成形後，將圍堰通過牛腿與下沉吊杆吊掛梁用下沉吊杆連接起來，使 圍堰懸吊在平臺下面。7、鋼圍堰分節下沉圍堰下沉採用配重懸吊下沉，在平臺上與圍堰間設置下沉吊 杆，圍堰倉內注水配重。圍堰整節段拼裝完並驗收合格，由施工平臺的液壓千斤頂通過下 沉吊杆緩慢下沉，下沉同時向圍堰倉內注水，注水高度根據圍堰已拼裝完成節段重量計算， 各倉注水應平衡進行，對稱倉水位高差應控制在0. 5m內。圍堰水面外露部分高度控制在 1. 0 L 5m。
8
權利要求
一種橋梁深水基礎鑽孔樁與圍堰平行施工的方法，其特徵在於將鑽孔樁施工平臺同時作為鋼圍堰拼裝、就位的平臺，在平臺的上方設置圍堰臨時懸吊和下沉就位的裝置，在平臺的下方設置用於圍堰拼裝的環形軌道，上、下層作業面完全隔離，在平臺的上方進行鑽孔樁施工作業的同時，在平臺下方將圍堰分塊懸掛並利用環形軌道運輸至拼裝位置，在懸吊狀態下完成圍堰的拼裝和下沉。
2.根據權利要求1所述的一種橋梁深水基礎鑽孔樁與圍堰平行施工的方法，其特徵在 於具體步驟如下1)、施工鑽孔樁施工平臺，在鑽孔樁施工平臺上設置同一側的角端設置有2個可容圍 堰塊件通過的吊裝下沉孔；2)、施工可用於圍堰下沉導向的鋼護筒；3)、鑽孔樁施工作業，4)、在鑽孔樁施工平臺下方安裝拼裝系統以及下沉系統，拼裝系統包括環形軌道系統、電動走行系統以及吊掛系統，環形軌道系統包括固定於 鑽孔樁施工平臺(1)底部的環形軌道(7);電動走行系統包括安裝於環形軌道(7)並可沿 其移動的兩套電動葫蘆小車(8)，電動葫蘆小車(8)上安裝手動葫蘆吊掛梁(12)，手動葫蘆 吊掛梁(12)下安裝手動葫蘆(13)；吊掛系統包括若干固定於鑽孔樁施工平臺(1)結構上 的用於懸吊就位的圍堰塊件(26)的臨時吊掛吊杆(23)，形成圍堰拼裝吊掛點(3)；下沉系 統包括鑽孔樁施工平臺(1)上布置的若干組圍堰下沉吊點(2)，每組圍堰下沉吊點(2)包括 兩根穿設於鑽孔樁施工平臺(1)上的並且用於懸掛拼裝成形的雙臂鋼圍堰節段(33)的下 沉吊杆(30)，下沉吊杆(30)位於鑽孔樁施工平臺(1)上方的部位自下而上套設有螺帽和螺 紋連接套(34)，鑽孔樁施工平臺(1)上設置上下互相平行的上升降梁(27)以及下升降梁 (29)，上、下升降梁之間安裝液壓千斤頂(28)，液壓千斤頂(28)的活塞杆端作用於上升降 梁(27)，下沉吊杆(30)上端穿出上升降梁(27)並通過螺栓固定；5)、分塊吊送鋼圍堰，鋼圍堰自上而下分成若干節，每節分為若干塊圍堰塊件，圍堰塊件經鑽孔樁施工平臺 上的吊裝下沉孔下沉至平臺下，用手動葫蘆將圍堰塊件吊起，通過電動葫蘆小車將其運至 拼裝設計位置，到達拼裝設計位置後通過臨時吊掛系統將圍堰塊件臨時懸吊於平臺下面， 然後電動葫蘆小車返回吊裝下沉孔運送下一塊圍堰塊件，循環上述工作完成一節鋼圍堰的 吊送；6)、鋼圍堰的拼裝，7)、鋼圍堰的下沉，利用下沉系統的液壓千斤頂，通過下沉吊杆緩慢下沉鋼圍堰，下沉 同時向圍堰倉內注水。
3.根據權利要求2所述的橋梁深水基礎鑽孔樁與圍堰平行施工的方法，其特徵在於鑽 孔樁施工平臺(1)的橫梁上固定若干環形軌道吊杆(11)，環形軌道吊杆(11)下端固定連接 吊板(18)，吊板(18)的下端與環形軌道(7)焊接在一起，環形軌道(7)由工字鋼製成。
4.根據權利要求2或3所述的橋梁深水基礎鑽孔樁與圍堰平行施工的方法，其特徵在 於鑽孔樁施工平臺(1)結構上固定有臨時吊掛梁(24)，臨時吊掛梁(24)上穿設固定有臨時 吊掛吊杆(23)，臨時吊掛吊杆(23)下端固定連接有用於懸吊就位的圍堰塊件(26)的吊架 (25)。
5.根據權利要求4所述的橋梁深水基礎鑽孔樁與圍堰平行施工的方法，其特徵在於 拼裝成型的雙壁鋼圍堰節段(33)內壁對應鋼護筒(35)的部位設置有導向架(37)，導向架 (37)上設置導向輪(36)。
6.根據權利要求5所述的橋梁深水基礎鑽孔樁與圍堰平行施工的方法，其特徵在於環 形軌道吊杆(11)通過與其平行的定位支架(17)和鑽孔樁施工平臺(1)結構連接。
全文摘要
本發明屬於橋梁深水基礎施工技術領域，具體是一種橋梁深水基礎鑽孔樁與承臺鋼圍堰平行作業的方法，解決了在橋梁深水基礎施工過程中工期長和成本高的問題。橋梁深水基礎鑽孔樁與圍堰平行施工的方法將鑽孔樁施工平臺作為鋼圍堰拼裝、就位的平臺，在平臺的上方設置圍堰臨時懸吊和下沉就位的裝置，在平臺的下方設置用於圍堰拼裝的環形軌道，上、下層作業面完全隔離，在平臺的上方進行鑽孔樁施工作業的同時，在平臺下方將圍堰分塊懸掛並利用環形軌道運輸至拼裝位置，在懸吊狀態下完成圍堰的拼裝和下沉。本發明的有益效果樁堰平行施工的方法減少了機械設備的投入、減少了平臺轉換的工序，降低了施工成本，安全可靠，且提高了工作效率，縮短了工期。
文檔編號E02D19/04GK101974913SQ20101050818
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月15日 優先權日2010年10月15日
發明者劉海輝, 張宇寧, 胡國偉, 陳明金 申請人:中鐵三局集團有限公司;中鐵三局集團第五工程有限公司