在淺海裸露基巖上搭設深水鋼棧橋及平臺的方法

2023-05-14 00:51:06

專利名稱：在淺海裸露基巖上搭設深水鋼棧橋及平臺的方法
技術領域：
本發明特別適用於淺海、跨河基巖裸露海水較深區域鋼棧橋、平臺、碼頭工程等。特別是涉及一種在淺海裸露基巖上搭設深水鋼棧橋及平臺的方法。
背景技術：
鋼棧橋、平臺、碼頭等工程，在基礎設施中是常用的建築形式，淺海、河道因水土流失，泥沙淤積較多，在這種情況下，鋼管樁施工較為容易。而在海灣、河道流速較大的區域，泥沙淤積較少或沒有，而巖石裸露，在這種情況下，鋼管樁插打施工難度大，很難打入巖層 足夠的深度，因此樁身的穩定性很難保障。現有技術中，技術人員採取了不同的措施來提高鋼管樁的穩定性，例如公告號為CN102191775A的專利申請公開了一種「裸露基巖人造基床與挑梁相結合的穩樁方法」，包括如下步驟(I)人造基床的結構設計；(2)人造基床拋投及成型；(3)鋼套筒沉放；(4)群樁的穩樁施工。即在嵌巖樁區域拋設沙袋和袋裝碎石層形成人工覆蓋層來滿足施工期的穩樁要求。其施工過程中，其施工量大，施工人員的勞動量大。

發明內容
鑑於以上問題，本發明的主要目的在於提供一種施工簡單快速、安全實用、成本低、施工現場適應性強的、在淺海裸露基巖上搭設深水鋼棧橋及平臺的方法。本發明提供的在淺海裸露基巖上搭設深水鋼棧橋及平臺的方法，包括以下步驟a.建立模型，進行鋼棧橋及平臺設計，確定橋墩鋼管樁及插打入海床基巖的深度等參數；b.鋼管樁插打履帶吊車起吊振動錘將底端具有齒狀結構的橋墩鋼管樁振動打入海床至設計深度，作為鋼棧橋的基礎和橋墩；c.單樁三角形斜樁側向穩定支撐在所述橋墩鋼管樁的側向插打倒直角三角形斜樁進行支撐，防止所述橋墩鋼管樁插打入巖深度達不到設計深度，提高側向穩定性；d.整體框架結構成型按設計將相鄰的所述橋墩鋼管樁做縱向、橫向聯接，並在縱向相鄰的橋墩鋼管樁之間設置剪刀撐加以固定，使之成為一個穩定的整體框架結構；e.在橋墩鋼管樁上設置與橋墩鋼管樁焊接連接的橫向分配梁、縱向承重梁、墊梁、帽梁和橋面板，完成鋼棧橋及平臺的搭設。優選地，所述倒直角三角形斜樁包括一根插打入海床基巖、底端具有齒狀結構的豎向鋼管樁，一根用於連接豎向鋼管樁和橋墩鋼管樁的斜向鋼管，二根用於連接豎向鋼管樁和斜向鋼管的水平連接鋼管。優選地，所述橋墩鋼管樁和所述豎向鋼管樁均為外徑①711mm、厚度14mm的X70石油管線鋼螺旋焊縫鋼管，是採用長度為9 12m的鋼管現場焊接而成。優選地，所述齒狀結構的形狀為邊長15cm的等腰三角形。優選地，所述橋墩鋼管樁打入海床的設計深度為所述橋墩鋼管樁外徑的兩倍。
本發明的核心一是採用一根高強度、高韌性、底端具有齒狀結構的鋼管樁作為作為鋼棧橋的基礎和橋墩。樁底端齒狀尖部在振動錘的強大激震力作用下，切割巖石下沉至設計深度，從而保證鋼管樁能夠插打入裸露基巖，克服了無覆蓋層海床難以插打鋼管樁的難題。相對於現有技術中，採用人造基床的方法，本發明簡化了程序，降低了勞動量，具有施工簡單、快速的優點。同時，在本發明的具體施工中，使用小型通用機械設備即可完成，例如履帶吊車、振動錘等，設備投入少，操作方便，施工質量高成本低。不僅適用於覆蓋層較厚的區域，而且適用於覆蓋層較少，無覆蓋層(即基巖裸露)的海床區域，施工現場適應性強，在使用中產生了顯著的社會效益和經濟效益。本發明的核心二是為了防止所述鋼管樁插打入巖深度達不到設計深度，在所述鋼管樁的側向插打倒直角三角形斜樁進行支撐，以提高其側向穩定性，能夠進一步保證本發明所述的方法搭建的鋼棧橋及平臺的穩定性。本發明特別適用於淺海、跨河基巖裸露海水較深區域鋼棧橋、平臺、碼頭工程等。


圖I為本發明所述鋼棧橋的正面結構示意圖；圖2為本發明所述鋼棧橋的B-B向結構示意圖；圖3為本發明所述鋼棧橋的C-C向結構示意圖；圖中1_橋墩鋼管樁，2-平聯管，3-剪刀撐，4-橫向分配梁，5-縱向承重梁，6-墊梁，7-帽梁，8-橋面板，9-倒直角三角形斜樁，10-豎向鋼管樁，11-斜向鋼管，12-水平連接鋼管。
具體實施例方式為了更清楚的說明本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做進一步詳細的描述。以下具體實施例僅為本發明的技術方案的舉例說明，並非用於限定本發明的實施方式。本發明所述的在淺海基巖裸露深水鋼棧橋及平臺搭設方法，包括以下步驟a.建立模型，進行鋼棧橋及平臺設計，確定橋墩鋼管樁I及插打入海床基巖的深度等參數。b.鋼管樁插打履帶吊車起吊振動錘將底端具有齒狀結構的橋墩鋼管樁I振動打入海床至設計深度，作為鋼棧橋的基礎和橋墩；c.單樁三角形斜樁側向穩定支撐在所述橋墩鋼管樁I的側向插打倒直角三角形斜樁9進行支撐，防止所述橋墩鋼管樁I插打入巖深度達不到設計深度，提高側向穩定性；d.整體框架結構成型按設計將相鄰的橋墩鋼管樁I做縱向、橫向聯接，並在縱向相鄰的橋墩鋼管樁I之間設置剪刀撐3加以固定，使之成為一個穩定的整體框架結構；e.在橋墩鋼管樁I上設置與橋墩鋼管樁I焊接連接的橫向分配梁4、縱向承重梁5、墊梁6、帽梁7和橋面板8，完成鋼棧橋及平臺的搭設。具體到實際生產中，技術人員首先根據施工現場的實際情況、具體施工需要，建立模型，並確定所要各項參數。例如，橋墩鋼管樁I的強度、韌度、直徑、插打入海床基巖的深度等。本發明中，採用高強度、高韌性、底端齒狀鋼管樁作為鋼棧橋及平臺的基礎和橋墩，從而保證鋼管樁插打入裸露基巖。下面結合柬埔寨西哈努克港，主跨200m大縱坡連續鋼構科普奧斯跨海大橋搭建鋼棧橋及平臺為例，對本發明所述的方法做詳細的說明。圖I為所述鋼棧橋及平臺的正面結構示意圖。首先，技術人員根據模擬、計算確定鋼管樁採用外徑0 711_、厚度14_的X70石油管線鋼螺旋焊縫鋼管，標準屈服強度為530 630MPa、抗拉強度為> 570MPa，V型衝擊功標準值為> 190。為了運輸方便，實際生產過程中，長度大約為25m的橋墩鋼管樁1，採用長度為9 12m的鋼管在施工現場焊接而成。
為了保證所述橋墩鋼管樁I能夠較易的插打入海床裸露的基巖，本發明所採用的鋼管樁為底端均勻的分布有齒狀結構的鋼管樁。具體地，形狀為邊長15cm的等腰三角形的齒狀結構的效果較佳。其次，按照設計，採用50t履帶吊車起吊90kW振動錘分別將分布均勻的橋墩鋼管樁I振動打入海床，作為鋼棧橋的基礎和橋墩，如圖I中所示。橫向相鄰的橋墩鋼管樁I之間間隔距離為6m，縱向相鄰的橋墩鋼管樁I之間間隔的距離為9m。橋墩鋼管樁I底端齒狀尖部在振動錘的強大激震力作用下，切割巖石下沉至設計深度，即所述橋墩鋼管樁I外徑的兩倍深度。當橋墩鋼管樁I插打入基巖的深度達不到橋墩鋼管樁I的直徑0711的2倍的設計深度時，在所述橋墩鋼管樁I的側面插打倒直角三角形斜樁9對其進行支撐，提高側向穩定性，如圖3所示。所述倒直角三角形斜樁9由一根豎直插打入基巖的豎向鋼管樁10、一根連接所述橋墩鋼管樁I和豎向鋼管樁10的斜向鋼管11、二根連接豎向鋼管樁10和斜向鋼管11的水平連接鋼管12組成。豎向鋼管樁10的底端為齒狀結構,便於插打如基巖。斜向鋼管11直接作用於棧橋鋼管樁進行支撐，提高側向穩定性。豎向鋼管樁10為外徑0711的鋼管，斜向鋼管11為外徑0405的外徑，水平連接鋼管12為外徑0405的鋼管。再次，按結構設計，用規格為0 405鋼管的作為平聯管2將相鄰的所述橋墩鋼管樁I做縱向、橫向聯接，並在縱向相鄰的橋墩鋼管樁I之間設置剪刀撐3加以固定，使均勻分布的橋墩鋼管樁I成為一個穩定的整體框架結構，如圖I中所示。最後，採用2H45型鋼作橫向分配梁4，7H45型鋼為縱向承重梁5，20槽鋼(即[20)作橋面板8，分別將橫向分配梁4、縱向承重梁5、墊梁6、帽梁7和橋面板8架設到橋墩鋼管樁I頂部，各型鋼間通過焊接連接，形成完整的鋼棧橋及平臺，如圖1、2、3所示。以上實施例為本發明的技術方案的個別實施例，對本領域技術人員而言，在不背離本發明原理的前提下對本發明所做的任何顯而易見的改進、替換和變型，均屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
權利要求
1.ー種在淺海裸露基巖上搭設深水鋼棧橋及平臺的方法，其特徵在於，包括以下步驟 a.建立模型，進行鋼棧橋和平臺設計，確定橋墩鋼管樁(I)及插打入海床基巖的深度等參數； b.鋼管樁插打履帶吊車起吊振動錘將底端具有齒狀結構的橋墩鋼管樁(I)振動打入海床至設計深度，作為鋼棧橋的基礎和橋墩； c.單樁三角形斜樁側向穩定支撐在所述橋墩鋼管樁(I)的側向插打倒直角三角形斜樁(9)進行支撐，防止所述橋墩鋼管樁(I)插打入巖深度達不到設計深度，提高側向穩定性； d.整體框架結構成型按設計將相鄰的所述橋墩鋼管樁(I)做縱向、橫向聯接，並在縱向相鄰的橋墩鋼管樁(I)之間設置剪刀撐(3)加以固定，使之成為ー個穩定的整體框架結構； e.在橋墩鋼管樁(I)上設置與橋墩鋼管樁(I)焊接連接的橫向分配梁(4)、縱向承重梁(5)、墊梁(6)、帽梁(7)和橋面板(8)，完成鋼棧橋和平臺的搭設。
2.根據權利要求I所述的搭設深水鋼棧橋及平臺的方法，其特徵在於，所述倒直角三角形斜樁(9)包括一根插打入海床基巖、底端具有齒狀結構的豎向鋼管樁(10)，一根用於連接豎向鋼管樁(10)和橋墩鋼管樁(I)的斜向鋼管(11)，ニ根用於連接豎向鋼管樁(10)和斜向鋼管(11)的水平連接鋼管(12)。
3.根據權利要求I所述的搭設深水鋼棧橋及平臺的方法，其特徵在於，所述橋墩鋼管樁(I)打入海床的設計深度為所述橋墩鋼管樁(I)外徑的兩倍。
4.根據權利要求I或2所述的搭設深水鋼棧橋及平臺的方法，其特徵在於，所述齒狀結構的形狀為邊長15cm的等腰三角形。
5.根據權利要求I或2所述的搭設深水鋼棧橋及平臺的方法，其特徵在於，所述橋墩鋼管樁(I)和所述豎向鋼管樁(10)均為外徑Φ711_、厚度14_的Χ70石油管線鋼螺旋焊縫鋼管，是採用長度為9 12m的鋼管現場焊接而成。
全文摘要
本發明提供一種在淺海基巖裸露搭設深水鋼棧橋及平臺的方法。該種方法包括建立模型，確定參數；插打鋼管樁、整體框架結構成型。本發明特別適用於淺海、跨河基巖裸露海水較深區域鋼棧橋、平臺、碼頭工程等。該方法施工簡單、快速，使用小型通用機械設備即可完成、操作方便，施工質量高成本低。不僅適用於覆蓋層較厚的區域，而且適用於覆蓋層較少，無覆蓋層的海床區域，施工現場適應性強，具有顯著的社會效益和經濟效益。
文檔編號E01D21/00GK102677592SQ20121016427
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月24日 優先權日2012年5月24日
發明者上官育平, 孫劍峰, 屈建剛, 屈有輝, 張鵬升, 雷權有 申請人:中國水電建設集團十五工程局有限公司