一種預製安裝和現場澆注相結合的水上承臺結構的製作方法

2023-10-22 03:05:07

專利名稱：一種預製安裝和現場澆注相結合的水上承臺結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及水上墩臺的承臺結構。
背景技術：
隨著我國沿海地區社會經濟的發展，海上風電、跨海大橋、海上燈塔等海上工程不斷向深水、波浪強烈的海域推進，高樁墩臺結構得到廣泛應用。高樁墩臺一般由樁基、承臺和上部結構組成，承臺一般採用鋼筋混凝土結構。在航路附近或漁船比較多的水域，為了更好抵抗船舶意外碰撞或漂浮物的撞擊， 保護樁基安全，往往需要把承臺的底面設置在低水位附近或在低水位以下，既能夠有效保護樁基避免被直接撞擊，又有利於樁基特別是鋼管樁的耐久性。承臺結構一般採用現澆混凝土結構，施工方案多種多樣，有些工程通過築島形成陸地進行幹施工，有些工程採用止水鋼圍堰進行施工，有些工程採用預製安裝套箱澆築封底混凝土後幹施工。常年波浪比較強或者潮差大的海域，受到波浪、潮汐的影響，海上作業條件差，常見的水上現澆承臺施工方案要承受比較大的波浪力和浮託力，或者由於水深大模板結構比較大，造成施工成本顯著增加。此外，由於施工時間長，承臺樁基處於簡單聯繫狀態的時間長，抵抗波浪和意外樁基的能力弱，加大了承臺在施工期不安全的風險。隨著混凝土耐久性技術研究的進步，預製混凝土接頭質量可以得到保障，可以通過增大配筋量、加強焊接質量控制等措施能夠保障鋼筋接頭質量，接頭混凝土必要時可以添加矽粉、阻鏽劑等外加劑改善混凝土性能。有些承臺厚度比較大，鋼筋保護層可以適當加大，設計也可以考慮將承臺底層鋼筋作為構造鋼筋，在承臺合適位置設置受力的底層鋼筋。雖然由此增加部分鋼筋量，但是通過節省模板可以達到更大的費用和資源的節約。因此，提出預製安裝和現場澆注相結合的水上承臺結構方案。對於小型承臺，可以將承臺作為一個整體預製，預製後安裝在承臺夾樁平臺上，澆築承臺和樁基之間的接頭混凝土形成承臺結構。對於比較大的承臺，可以根據預製、起重、安裝能力和工程特點，承臺下部採用預製安裝結構，上部採用現澆混凝土結構。承臺的預製部分，可以作為一個整體預製，也可以劃分為若干塊預製塊，預製後安裝在夾樁平臺上，澆築接頭混凝土形成承臺或承臺的下部。預製的承臺部分，可以根據樁基布置和結構受力情況劃分成矩形、多邊形、扇形等形狀，各個分塊之間預留接頭，並伸出預留鋼筋，在樁位處預留孔。分塊之間預留接頭和樁位處預留孔，設計時考慮打樁偏位、預製和安裝偏差等影響，留有一定的富裕空間。為了儘快形成穩定結構，各個承臺的預製塊之間，可以預埋連接的鋼結構，在安裝就位後，通過焊接將連接的鋼結構連接形成傳力結構，使預製安裝的承臺塊體之間形成整體。在樁基和樁基預留孔之間布置連接鋼結構，安裝就位後儘快焊接，使樁基和承臺形成一個整體抵抗外力，提高承臺在施工期的穩定性。樁基打樁後，通過夾樁、安裝夾樁平臺，將樁基連接形成一個整體，設計夾樁平臺考慮同時作為承臺預製塊的安裝平臺進行必要的加固，根據承臺預製塊的接縫施工的止水要求，布置混凝土底模和止水結構。夾樁平臺完成後，進行樁頂處理，樁內鋼筋混凝土澆築，安裝承臺預製塊，焊接預製塊和樁基之間、預製塊和預製塊之間的連接鋼結構，形成穩定的承臺結構。對於施工期受力小的承臺，可以不進行施工期的預製塊之間的連接處理，不必設置連接鋼結構，也不必設置樁基和預製塊之間的連接結構。施工期的承臺結構穩定後，檢查、完善接縫混凝土的底面模板，需要止水的安裝止水結構，焊接或綁紮鋼筋，安裝接縫的外側模板，處理混凝土接合面，就可以澆築接縫混凝土。接縫混凝土達到設計強度後，承臺具有比較高的強度和剛度，形成良好的承臺上部施工條件。承臺下部形成後，綁紮鋼筋，處理新老混凝土接合面，安裝模板，埋設預埋結構，澆築承臺上部混凝土，就形成完整的承臺結構。考慮承臺的厚度比較大，承臺抗力足夠，從防撞角度看，可以在承臺周邊設置防撞板發揮防撞作用，防撞板可以預製安裝並與承臺連接形成整體，這樣能夠將承臺底面適當提高，降低承臺的施工難度。為了減小二次澆築承臺混凝土的收縮的影響，可以添加混凝土抗收縮外加劑，減小混凝土的收縮率。為了提高混凝土的耐久性，可以採用高性能混凝土、添加阻鏽劑、設置混凝土塗層等防腐蝕措施。水運工程的設計、施工、防腐技術，可以實現部分預製安裝、部分現澆的承臺結構的實施。為此，我們提出一種預製安裝和現場澆注相結合的水上承臺結構。 發明內容為了克服海上承臺澆築模板工程量大、施工時間長、受波浪潮汐影響大等缺點，適應海上承臺建設的發展需要，本發明提供一種預製安裝和現場澆注相結合的水上承臺結構。為了達到上述目的，本發明採用的技術方案是承臺由下承臺和上承臺組成，下承臺由預製塊、預製塊接縫、樁基接縫組成，通過預製安裝預製塊，澆築預製塊接縫、樁基接縫接頭混凝土形成下承臺，然後澆築上承臺的混凝土，形成整個承臺，在下承臺的周邊設置防撞板，實現降低墩臺施工難度的目的。將整個承臺或下承臺，劃分成一塊或若干塊預製塊，預製後安裝在承臺的樁基的夾樁平臺上，可以通過焊接連接鋼結構，使承臺預製塊和樁基之間、預製塊和預製塊之間形成整體，然後焊接或綁紮接頭鋼筋，澆築接頭混凝土，形成承臺或下承臺，接著焊接或綁紮鋼筋，澆築上承臺，最後施工墩臺上部結構，由此形成完整的墩臺結構。在承臺周邊設置防撞板，防撞板與承臺的預製塊一起預製安裝，與承臺連接形成整體。預製的防撞板之間的接縫通過焊接或綁紮鋼筋、澆築接頭混凝土形成連續結構，使防撞板沿著承臺周邊連續布置或分段布置，由此提高下承臺底面高程，降低承臺的施工難度。本實用新型的有益效果，減少海上承臺施工的大型模板，加快施工進度，降低承臺施工期受到大波浪襲擊或船舶意外撞擊受損的風險，工程費用降低。以下結合附圖對本實用新型進一步說明。


圖1是墩臺結構立面圖；圖2是承臺結構分層施工立面示意圖；圖3是墩臺結構斷面示意圖；圖4是防撞板平面示意圖；圖5是下承臺平面圖(劃分2塊情況)；圖6是預製塊接縫配筋圖；圖7是預製塊接縫結構圖；圖8是樁基接縫結構圖；圖9是夾樁平臺平面示意圖；
圖10是夾樁結構立面示意圖；
圖11是樁抱箍平面圖；
圖12是下承臺平面圖(劃分3塊情況、方式一)；
圖13是下承臺平面圖(劃分3塊情況、方式二)；
圖14是下承臺平面圖(矩形承臺、劃分2塊情況)；
圖15是下承臺平面圖(矩形承臺、劃分3塊情況)。圖中1.墩臺結構，2.樁基，3.承臺，4.上部結構，5.地基，6.泥面線，7.水位線， 8.下承臺，9.上承臺，10.預製塊，11.預製塊連接件，12.預製塊接縫，13.樁基接縫，14.接頭混凝土，15.焊接連接件，16.夾樁平臺，17.樁抱箍，18.夾樁梁，19.接頭節點，20.樁頂梁，21.對拉螺栓，22.模板和止水結構，23.鋼筋，24.防撞板，25.防撞板接縫。
具體實施方式
圖1表示墩臺結構立面圖。墩臺結構(1)由樁基O)、承臺(3)、上部結構(4)組成。樁基( 穿越泥面線(6)設置在地基(5)中。樁基( 可以採用鋼管樁或混凝土樁， 採用打樁打入地基(5)中，或採用灌注樁埋設在地基(5)中。承臺(3)由下承臺(8)和上承臺(9)組成。承臺(3)採用混凝土結構，可以考慮分層施工形成，可以採用預製安裝與現場澆築的組合方案形成。上部結構(4)根據墩臺功能設置，可以是支撐立柱，也可以是鋼結構基礎，圖中僅繪製示意圖。水位線(7)如圖所示，由於潮汐作用，水位線(7)在一定高度範圍內變化。在下承臺(8)的預製高度達到承臺(3)的厚度的情況下，上承臺(9)就不存在了。圖2表示承臺結構分層施工立面示意圖。承臺(3)按照施工順序分為下承臺(8) 和上承臺(9)。下承臺(8)採用預製安裝、澆築接頭形成，上承臺(9)採用現澆混凝土形成。下承臺(8)可以劃分為一塊，也可以劃分為若干塊。下承臺(8)的厚度，一般在500 1500mm之間，也可以採用整個承臺的厚度，這種情況下，上承臺(9)就沒有了。上承臺(9) 的混凝土澆築層數一般為1 3層，具體可以根據工程條件確定，圖中按照1層表示。其他說明參見
圖1。圖3表示墩臺結構斷面示意圖。下承臺(8)由預製塊(10)、預製塊接縫(12)、樁基接縫(13)組成。預製塊(10)可以帶有防撞板(M)，防撞板04)沿著承臺(3)的周邊連續布置，也可以分段布置。防撞板04)採用鋼筋混凝土結構，與預製塊(10) —起預製和安裝。預製的防撞板04)在防撞板接縫0 處預留接頭鋼筋(23)，安裝就位後焊接或綁紮接頭鋼筋(23)，然後安裝模板並澆築接頭混凝土(14)形成連續結構，使防撞板04)沿著承臺(3)的周邊連續布置或分段布置。防撞板04)上可以布置防撞鋼套箱或橡膠護舷等防撞設施。其他說明參見
圖1。圖4表示防撞板平面示意圖。防撞板04)沿著承臺(3)的周邊連續布置，在2塊預製的防撞板04)之間，預留有防撞板接縫05)。預製的防撞板04)在防撞板接縫05) 處預留接頭鋼筋(23)，安裝就位後焊接或綁紮接頭鋼筋(23)，然後安裝模板並澆築接頭混凝土(14)形成連續結構，使防撞板04)沿著承臺(3)的周邊連續布置。防撞板04)也可分段布置，圖中不再示意。防撞板04)接頭結構圖和接頭配筋圖省略。圖5表示下承臺平面圖(劃分2塊情況)。下承臺(8)由2塊預製塊(10)、3組預製塊連接件(11)、1條預製塊接縫(12)、樁基接縫(1 組成。塊預製塊(10)的劃分可以根據工程特點確定，圖中表示在沒有布樁處分塊。預製塊連接件(11)成組布置在同一高度上，一端埋設在預製塊(10)內，安裝就位後，通過與焊接連接件(1 焊接形成整體。然後，預製塊接縫(12)周邊設置底面模板和側面模板，需要止水時設置止水結構，焊接或綁紮鋼筋，就可以澆築接頭混凝土(14)將下承臺(8)的預製塊(10)連接形成整體。樁基接縫(1 位於樁基( 和預製塊(10)之間，在安裝就位後將樁基固定在固定位置上，在樁基接縫(13)下設置底面模板，要止水時設置止水結構，焊接或綁紮鋼筋，就可以澆築接頭混凝土(14)將樁基(2)和預製塊(10)連接形成整體。預製塊連接件(11)的數量可以根據工程需要確定，位置也可以調整。圖中樁基O)的斷面上繪製了剖面線。圖6表示預製塊接縫配筋圖。預製塊接縫(1 位於預製塊(10)之間，預製塊(10) 伸出水平的「U」形鋼筋(23)，並布置分布鋼筋(23)，形成環形鋼筋03)接頭。2個水平的 「U」形鋼筋(2 搭接後，形成一個長橢圓狀的環形接頭。澆築接頭混凝土(14)就將兩個預製塊(10)連接形成整體。可以根據工程需要，在預製塊接縫(1 的上方的上承臺(9) 的底部，布置加強鋼筋03)或主要受力鋼筋03)。樁基接縫(13)的配筋主要配置在樁基 (2)的周邊，配置圓形鋼筋03)和分布鋼筋(23)，配筋原則與本圖相似，省略不再表示。圖7表示預製塊接縫結構圖。預製塊接縫(12)位於預製塊(10)之間，預製塊(10) 埋設的預製塊連接件(11)在同一高度上，安裝就位後，將焊接連接件(1 焊接在預製塊連接件(11)上，實現預製塊(10)的連接，以承受施工期的外力。預製塊連接件(11)和焊接連接件(15)可以採用型鋼等鋼結構。在完成模板和止水後，焊接或綁紮鋼筋，清理新老混凝土結合面，就可以澆築接頭混凝土(14)，將預製塊(10)連接形成整體。鋼筋、模板在圖中被省略。圖8示樁基接縫結構圖。樁基接縫(13)位於樁基(2)和預製塊(10)之間。預製塊(10)埋設的預製塊連接件(11)，在安裝就位後，將焊接連接件(1 分別焊接在預製塊連接件(11)和樁基⑵上，實現預製塊(10)和樁基(2)的連接，以承受施工期的外力。在樁基( 是混凝土樁的情況下，焊接連接件(1 和樁基( 之間不採用焊接，改用將焊接連接件(1 直接頂在樁基( 上，在樁基( 沒有伸進承臺( 的情況下，預製塊連接件 (11)和焊接連接件(1 可以取消不設，詳圖省略。其他說明參見圖7。[0050]圖9表示夾樁平臺平面示意圖。夾樁平臺(16)由樁抱箍(17)和夾樁梁(18)組成。樁抱箍(17)由2個有橡膠內襯的半圓形組成，通過對拉螺栓緊固在樁基(2)的外表面，通過接頭節點(19)與夾樁梁(18)連接形成整體。夾樁梁(18)可以採用型鋼結構， 端部布置接頭節點(19)，實現與樁抱箍(17)和夾樁梁(18)相互連接。接頭節點(19)可以採用螺栓連接，也可以焊接連接。
圖10表示夾樁結構立面示意圖。樁抱箍(17)由2個有橡膠內襯的半圓形組成，通過對拉螺栓緊固在樁基O)的外表面，通過接頭節點(19)與夾樁梁(18)連接形成整體。在樁基( 的頂部設置樁頂梁(20)，通過對拉螺栓將樁頂梁OO)和樁抱箍(17) 連接在一起，以承受垂直力。在樁基接縫(1 下方布置模板和止水結構(22)，在預製塊接縫(12)下方布置模板和止水結構02)與此相似，圖中省略。模板和止水結構(22)，可以設置在夾樁梁(18)的頂部，這種情況下夾樁梁(18)的頂面局部降低，也可以設置在夾樁梁 (18)的相同平面上，此時夾樁梁(18)的頂面和模板和止水結構0 的頂面平齊。在樁基 ⑵沒有伸入承臺⑶的情況下，可以在樁基⑵的頂部架設支撐樁頂梁OO)的鋼結構支架以支撐夾樁平臺(16)的垂直力，具體圖省略。
圖11表示樁抱箍平面圖。樁抱箍(17)由2個有橡膠內襯的半圓形組成，通過對拉螺栓緊固在樁基⑵的外表面。樁抱箍(17)根據需要設置多處接頭節點(19)，以便與夾樁梁(18)連接。圖中僅示意樁抱箍(17)的一半。
圖12表示下承臺平面圖(劃分3塊情況、方式一)。下承臺(8)由3塊預製塊 (10)、預製塊接縫(12)、樁基接縫(13)組成。預製塊(10)的形狀類似扇形。預製塊(10) 的劃分形狀，可以根據工程特點、樁位情況等確定。其他說明參見圖5。
圖13表示下承臺平面圖(劃分3塊情況、方式二)。下承臺(8)由3塊預製塊 (10)、預製塊接縫(12)、樁基接縫(13)組成。有的預製塊接縫(12)和樁基接縫(13)交叉在一起形成混合縫，可以按照預製塊接縫(1 和樁基接縫(1 的處理原則進行處理，不再詳細表達。預製塊(10)的劃分形狀，可以根據工程特點、樁位情況等確定。其他說明參見圖5。下承臺(8)的樁數和布樁方式可以不同，劃分預製塊(10)可以更多，下承臺(8)的夾樁、模板、預製、安裝、澆築混凝土等設計、施工原則不變，不再詳細表示。
圖14表示下承臺平面圖(矩形承臺、劃分2塊情況)。下承臺(8)由2塊預製塊 (10)、預製塊接縫(12)、樁基接縫(1 組成。下承臺(8)的平面形狀是矩形，在中部位置被劃分成2塊預製塊(10)。結構具體情況，可以參照圓形承臺的圖和說明，不再詳細表示。
圖15表示下承臺平面圖(矩形承臺、劃分3塊情況)。下承臺(8)由3塊預製塊 (10)、預製塊接縫(12)、樁基接縫(13)組成。下承臺(8)的平面形狀是矩形，被劃分成3塊預製塊(10)。結構具體情況，可以參照圓形承臺的圖和說明，不再詳細表示。其他平面形狀的承臺結構，可以參照圓形、矩形承臺的圖和說明，不再詳細表述。
權利要求1.一種預製安裝和現場澆注相結合的水上承臺結構，其特徵在於承臺(3)由下承臺 (8)和上承臺(9)組成，下承臺(8)由預製塊(10)、預製塊接縫(12)、樁基接縫(13)組成， 通過預製安裝預製塊(10)，澆築預製塊接縫(12)、樁基接縫(1 接頭混凝土(14)形成下承臺(8)，澆築上承臺(9)的混凝土(14)形成整個承臺(3)。
2.根據權利要求1所述的預製安裝和現場澆注相結合的水上承臺結構，其特徵在於 在下承臺(8)的周邊設置防撞板04)。
專利摘要一種預製安裝和現場澆注相結合的水上承臺結構，承臺(3)由下承臺(8)和上承臺(9)組成，採用鋼筋混凝土結構。下承臺(8)由預製塊(10)、預製塊接縫(12)、樁基接縫(13)組成，通過預製安裝預製塊(10)，澆築預製塊接縫(12)、樁基接縫(13)接頭混凝土(14)形成下承臺(8)，然後澆築上承臺(9)的混凝土(14)，形成整個承臺(3)。在下承臺(8)的周邊設置防撞板(24)以提高下承臺(8)的底面高程。由此降低水上承臺結構的施工難度。
文檔編號E02B3/26GK201981547SQ20112003904
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月9日 優先權日2011年2月9日
發明者沈迪州 申請人:中交第四航務工程勘探設計院有限公司