CN102303691B - 桥梁水中墩施工浮式钻孔平台及桥梁水中墩施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁施工用浮式钻孔平台及其施工工艺，包括浮式支撑平台、对浮式支撑平台进行临时固定的临时固定装置和布设在浮式支撑平台上的吊装系统；浮式支撑平台包括水平浮体、水平支撑框架和水平钢板，水平浮体由多个小浮箱拼装组成，水平钢板上开有供钢护筒下放的下放通孔，水平支撑框架和水平浮体上对应留有下放通道；其施工工艺包括步骤：一、浮式支撑平台拼装；二、浮式支撑平台移位；三、浮式支撑平台临时固定；四、钢护筒下放；五、钻孔桩施工；六、水中承台及上部墩柱施工。本发明设计合理、施工方便、施工成本低且使用效果好，能解决现有浮式平台存在的受地理条件限制大、钻孔桩基础无法施打、钢护筒无法定位插打等问题。

Description

桥梁水中墩施工浮式钻孔平台及桥梁水中墩施工工艺

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，尤其是涉及一种桥梁施工用浮式钻孔平台及其施工工艺。

背景技术

渠江特大桥主桥为(48+4×80+48)m的预应力混凝土刚构连续梁，且该预应力混凝土刚构连续梁的主桥墩基础墩顺桥向依次为28#墩～34#墩，其中28#墩和34#墩为分隔墩，29#墩～33#墩这5个主墩均位于渠江水中(即为水中墩)，且设计为高桩承台。实际施工时，29#墩～33#墩5个主墩的承台高度5.0m，加台高度2m，且承台放入平面尺寸为26m×19.6m，加台的平面尺寸14.2×12.2m，而5个主墩的高度为67m～69.4m。

实际施工时，水中墩的覆盖层较浅，未见断裂构造现象。地层单一，属单斜构造，岩层倾角较为平缓，主要层理分别为N30-60°E/4-10°SE。节理多呈“X”状发育，且多为陡倾角状，节理面一般多呈闭合状，陡坎地段节理面多张开，间距1m～3m，延伸性较好。河床呈U型，最深水深达到22.3m左右。其中，31#墩的水深18.5m，地质自上向下分别为：级配较差的卵石土和强风化、弱风化砂岩；32#墩的水深20m，地质自上向下分别为：强风化砂岩、弱风化泥岩、弱风化泥岩和砂岩。同时，31#墩和32#墩没有覆盖层。

由于渠江特大桥主桥位于库区，地处四川广安丘陵地带，离桥位下游16km处是富流滩水电站，电站闸前正常蓄水位为213.80m，因而超过213.8m便自动泄洪。枯水期船只上不来，只有在汛期水位上升时船只才能从下游上来，电站闸宽12m，大船进不来。据调查库区内只有长31m，宽6m且高2m的平板船，载重在180吨，因而不能满足施工荷载需要。另外，渠江入嘉陵江的地方有一段渠宽7m的人工渠，因而影响嘉陵江大型船只的进场，自重庆、武汉驶入的400t以上的驳船，受水路限制进不了渠江。

浮式平台施工基础方案是一个比较成熟的方案，现如今所采用的传统浮式平台施工方案大多都是以大型驳船作为载体，在驳船上拼装纵横梁及龙门走行系统。但是，实际使用过程中，上述传统浮式平台施工基础存在受地理条件限制大的缺陷，像库区、坝区等水上交通不发达，大型驳船进不来时，此浮式平台施工方案就不能满足施工要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构设计合理、拼装方式简便灵活、平台大小可调且使用效果好的桥梁施工用浮式钻孔平台。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：桥梁水中墩施工浮式钻孔平台，其特征在于：包括浮式支撑平台、对所述浮式支撑平台进行临时固定的多个临时固定装置和布设在所述浮式支撑平台上且对施工钻孔桩用钢护筒进行吊装的吊装系统，多个所述临时固定装置均布设在所述浮式支撑平台的四周侧，且各临时固定装置与所述浮式支撑平台之间均通过锚索进行紧固连接；所述浮式支撑平台包括水平浮体、固定安装在所述水平浮体上的水平支撑框架和铺装在所述水平支撑框架上的水平钢板，所述水平浮体由多个小浮箱拼装组成，相邻两个所述小浮箱之间通过多个连接件进行紧固连接，所述小浮箱为立方体钢质箱体，所述立方体钢质箱体的长度为8m～12m、宽度为1m～3m且其高度为1m～2m；所述水平钢板上开有供所述钢护筒下放的下放通孔，所述水平支撑框架和所述水平浮体上对应留有供所述钢护筒下放的下放通道，所述下放通道布设在下放通孔正下方。

上述的桥梁水中墩施工浮式钻孔平台，其特征是：所述下放通孔的数量为一个或多个，所述水平钢板布设在两道所述纵梁之间的多道所述横梁上，所述水平钢板中部设置有用于布设下放通孔的下放通孔布设区，所述下放通孔布设区处于两个所述长方形浮体之间，且下放通孔均布设在相邻两道横梁之间。

上述的桥梁水中墩施工浮式钻孔平台，其特征是：所述临时固定装置为地锚或抛锚。

同时，本发明还提供了一种施工步骤简单、实现方便、受地理条件限制小且能满足深水裸岩大直径钻孔桩施工需求、施工效果好的桥梁水中墩的施工工艺，所施工的水中墩包括位于河道内的水中承台、布设在所述水中承台下部且对所述水中承台进行支撑的钻孔桩和布设在所述水中承台上部的墩柱，其特征在于该工艺包括以下步骤：

步骤一、浮式支撑平台拼装：在需施工水中墩所处施工区域的岸侧或码头，先通过连接件将多个所述小浮箱拼装组成所述水平浮体；再将所述水平支撑框架固定安装在已拼装组成的所述水平浮体上，且所述水平支撑框架固定安装完成后，将水平钢板铺装在所述水平支撑框架上；

对水平钢板进行铺装之前，先根据所述水中墩底部需施工钻孔桩的数量以及各钻孔桩的结构、尺寸和布设位置，确定在水平钢板上所开设下放通孔的数量以及各下放通孔的结构、尺寸和布设位置，并相应在水平钢板上开设施工所述水中墩下部所有钻孔桩需用的下放通孔；对水平钢板进行铺装时，使得水平钢板开设的所有下放通孔均位于所述水平支撑框架和所述水平浮体上对应留有的所述下放通道正上方；

步骤二、浮式支撑平台移位：采用滑移装置将步骤一中拼装组成的浮式支撑平台，移至所述水中墩的施工位置处；

步骤三、浮式支撑平台临时固定：采用多个所述临时固定装置将所述浮式支撑平台临时固定在施工位置处；

步骤四、钢护筒下放：利用步骤三中临时固定在施工位置处的所述浮式支撑平台和所述浮式支撑平台上所安装的吊装系统，且按照常规钢护筒安装方法对施工钻孔桩用的钢护筒进行下放，并对下放到位的钢护筒进行固定；

步骤五、钻孔桩施工：利用步骤三中临时固定在施工位置处的所述浮式支撑平台和步骤四中下放到位的钢护筒，且按照常规水中钻孔桩的施工方法，对所述水中承台下部的所有钻孔桩进行施工；所述钻孔桩施工完成后，拆除多个所述临时固定装置，并采用所述滑移装置将所述浮式支撑平台自所述水中墩的施工位置处移开；

步骤六、水中承台及上部墩柱施工：先按照常规水平承台的施工方法，在步骤五中已施工完成的钻孔桩桩顶上对所述水中承台进行施工；再按照常规水中承台上部墩柱的施工方法，在已施工完成的所述水中承台上施工所述墩柱。

上述的桥梁水中墩的施工工艺，其特征是：步骤一中所述的水平浮体包括两个结构和尺寸均相同的长方形浮体，两个所述长方形浮体呈平行布设，且两个所述长方形浮体以所述浮式支撑平台的纵向中心线为对称轴进行对称布设；所述水平支撑框架包括两道呈平行布设的纵梁和多道呈平行布设的横梁，两道所述纵梁的结构和尺寸均相同且所述纵梁的纵向长度不小于所述长方形浮体的纵向长度，多道所述横梁的结构和尺寸均相同且所述横梁的横向长度不小于两道所述纵梁之间的间距；两道所述纵梁分别布设在两个所述长方形浮体的正上方，且所述纵梁沿所述长方形浮体的纵向中心轴线进行布设，两道所述纵梁通过多道横梁紧固连接为一体。

上述的桥梁水中墩的施工工艺，其特征是：步骤一中所述横梁的左右端部分别固定安装在两个所述长方形浮体上，且两道所述纵梁分别固定安装在多道所述横梁的左右两侧上方。

上述的桥梁水中墩的施工工艺，其特征是：步骤一中对所述浮式支撑平台进行拼装时，其拼装过程如下：

101、长方形浮体拼装：在需施工水中墩所处施工区域的岸侧或码头，通过连接件将多个所述小浮箱分别拼装组成两个所述长方形浮体，并将拼装组成的两个所述长方形浮体进行并排摆放，且使得两个所述长方形浮体紧靠在一起并通过临时固定件连接组成一个长方形拼装平台，所述长方形拼装平台的纵向长度与所述长方形浮体的纵向长度相同，所述长方形拼装平台的横向宽度为两个所述长方形浮体的横向宽度之和；

两个所述长方形浮体包括靠近岸侧或码头的长方形浮体一和与所述长方形浮体一并排摆放的长方形浮体二，所述长方形浮体一的内侧紧靠岸侧或码头，且所述长方形浮体一的外侧紧靠所述长方形浮体二；两道所述纵梁分别为布设在所述长方形浮体一正上方的纵梁一和布设在所述长方形浮体二正上方的纵梁二；所述横梁的左右端部分别固定安装在所述长方形浮体二和长方形浮体一上；

102、水平支撑框架固定安装：根据预先设计的多道横梁和两道纵梁的结构、尺寸和布设位置，且利用步骤101中拼装组成的两个所述长方形浮体，对多道横梁和两道纵梁进行拼装及固定；对多道横梁进行拼装时，多道所述横梁的拼装过程同步进行，且多道所述横梁均由左至右分成多个横梁节段进行拼装，所述水平支撑框架的固定安装过程包括以下步骤：

1021、第一个横梁节段及纵梁一的拼装及固定：在所述长方形拼装平台上，对多道所述横梁的第一个横梁节段分别进行拼装及固定，多道所述横梁的第一个横梁节段的拼装及固定方法均相同；且对第一个横梁节段进行拼装及固定过程中，同步在所述长方形拼装平台上对所述纵梁一进行拼装，并按照预先设计的所述纵梁一的布设位置，将已拼装完成的纵梁一紧固固定在已拼装完成的多道横梁的左端部上方；

对任一道横梁的第一个横梁节段进行拼装及固定时，先对第一个横梁节段的左端部进行拼装，并按照预先设计的横梁左端部在所述长方形浮体二上的布设位置，将拼装完成的第一个横梁节段的左端部固定在所述长方形浮体二上；之后，自左端部起由左至右进行连续拼装，直至已拼装完成横梁的右侧梁端与所述长方形浮体一的内侧壁相平齐为止，则完成第一个横梁节段的拼装过程；

1022、下一个横梁节段拼装：对下一个横梁节段进行拼装之前，先采用所述滑移装置将所述长方形浮体二沿其横向中心线向外侧平移，且所述长方形浮体二向外侧平移过程中，对此时已拼装完成横梁的右侧梁端位置进行观测，当已拼装完成横梁的右侧梁端移至所述长方形浮体一左侧且其与所述长方形浮体一纵向中心线之间的间距为0.5m～D/2时，停止移动所述长方形浮体二；之后，在所述长方形浮体一上，对多道所述横梁的下一个横梁节段分别进行拼装，且多道所述横梁的下一个横梁节段的拼装方法均相同；其中，D为所述长方形浮体的横向宽度；

对任一道横梁的下一个横梁节段进行拼装时，在此时已拼装完成横梁的右侧梁端上由左至右进行连续拼装，直至所拼装横梁的右侧梁端与所述长方形浮体一的内侧壁相平齐为止，则完成下一个横梁节段的拼装过程；

1023、多次重复步骤1022，直至完成多道所述横梁的全部拼装过程；

1024、横梁右端部固定：按照预先设计的横梁右端部在所述长方形浮体一上的布设位置，将步骤1023中拼装完成的多道横梁的右端部均固定在所述长方形浮体一上，则完成多道横梁的拼装及固定过程；

1025、纵梁二拼装及固定：在所述长方形浮体一上，对所述纵梁二进行拼装，并按照预先设计的所述纵梁二的布设位置，将已拼装完成的纵梁二紧固固定在步骤1024中已拼装完成并固定好的多道横梁的右端部上方。

上述的桥梁水中墩的施工工艺，其特征是：步骤一中所述的长方形浮体由多个结构和尺寸均相同的小浮箱从前至后依次拼装组成，所述长方形浮体的横向宽度D与所述小浮箱的长度相同，且所述长方形浮体的纵向长度L＝N×d，其中N为拼装组成所述长方形浮体的小浮箱的数量，d为小浮箱的宽度；步骤四中所述的吊装系统包括龙门架和安装在所述龙门架上的起吊设备，所述龙门架包括主梁和两个分别安装在左右两侧下方的支腿，两个所述支腿底部安装有带动所述龙门架进行前后移动的行走机构，两道所述纵梁上均安装有供所述行走机构行走的纵向走行轨道，所述纵向走行轨道沿纵梁的纵向中心轴线进行布设。

上述的桥梁水中墩的施工工艺，其特征是：两个所述长方形浮体之间的间距为32m±8m，所述长方形浮体的纵向长度为50m±10m；所述横梁的数量为6道，且相邻两道横梁之间的间距为3m±0.5m；所述纵梁和横梁均由多榀平面桁架拼装组成，且纵梁和横梁的高度均为4m±1m，所述平面桁架由多根万能杆件拼装组成。

上述的桥梁水中墩的施工工艺，其特征是：步骤1022中所述的长方形浮体二向外侧平移过程中，当已拼装完成横梁的右侧梁端移至所述长方形浮体一左侧且其与所述长方形浮体一纵向中心线之间的间距为0.5m～1.5m时，停止移动所述长方形浮体二；步骤二中和步骤五中所述的滑移装置均为倒链。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的浮式钻孔平台结构设计合理、拼装方式灵活且拼装组成的浮式钻孔平台大小可调。

2、采用小浮箱拼装浮式平台，解决了库区或者由于地理条件受限等原因导致水路交通困难、大型驳船无法进入施工区域的实际问题。同时，由于纵梁和横梁均由多榀平面桁架拼装组成，并且平面桁架由多根万能杆件拼装组成，因而纵梁和横梁的拼装及固定简便且施工效果好。另外，利用两根纵梁可简单方便龙门架的布设及安装。

3、拼装组成的浮式平台可以为钻孔桩提供良好的施工平台，有效解决了深水裸岩钢管桩钢平台无法施打的困难。同时，也解决钢护筒无法定位插打的困难，为以后深水裸岩大直径钻孔桩施工提供借鉴。

4、浮式钻孔平台拼装步骤简单，只需事先将多个小浮箱运送至施工区域，之后在施工区域的岸侧或码头拼装两个长方体浮体并将拼装组成的两个长方体浮体并排放好，然后利用倒链便可简便完成纵梁和横梁的拼装过程。

5、浮式钻孔平台移位方便，且能为钻孔桩施工提供一个稳固、可靠的施工平台，大大简化了深水裸岩大直径钻孔桩的施工难度，不仅省时省力，施工效率高，并能重复多次使用，大幅度降低了深水裸岩大直径钻孔桩的的施工成本。同时钻孔桩施工完成后，无需拆除浮式钻孔平台，只需使用滑移装置将浮式钻孔平台移开即可，因而进一步节省了施工时间。

6、实用价值高，能有效解决在大型水上设备无法进场的区域施工深水裸岩钻孔桩时的施工困难问题，大大增强了施工安全性和经济性，为以后库区、裸岩或者水上交通不便等施工区域施工钻孔桩时提供一个可靠的施工经验。实际使用时，本发明利用小浮箱拼装驳船解决了库区或者地理条件受限等施工区域中，大型驳船无法进入的施工难题；同时，解决了深水裸岩钻孔桩基础无法施打以及钻孔桩施工时钢护筒无法定位插打的施工难题。

综上所述，本发明设计合理、施工方便、施工成本低且使用效果好，在提高施工效率、缩短施工周期的同时，也能大幅度节约施工成本，减少大量的人力物力投入，能有效解决现有浮式平台存在的受地理条件限制大、钻孔桩基础无法施打、钻孔桩施工时钢护筒无法定位插打等实际问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明浮式钻孔平台的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明浮式钻孔平台未铺装水平钢板和型钢时的结构示意图。

图4为本发明采用浮式钻孔平台对两个水中墩进行施工时的施工状态示意图。

图5为本发明采用浮式钻孔平台对水中墩进行施工时的施工工艺流程图。

附图标记说明：

1-锚索；        2-纵梁；    3-横梁；

4-水平钢板；    5-小浮箱；  6-下放通孔；

7-地锚；        8-1-主梁；  8-2-支腿；

8-3-钢轨；    8-4-走行分配梁；    8-5-走行纵向梁；

8-6-行走轮；  10-纵向加强杆件；   11-加强连接件。

具体实施方式

如图1、图2、图3及图4所示的桥梁水中墩施工浮式钻孔平台，包括浮式支撑平台、对所述浮式支撑平台进行临时固定的多个临时固定装置和布设在所述浮式支撑平台上且对施工钻孔桩用钢护筒进行吊装的吊装系统，多个所述临时固定装置均布设在所述浮式支撑平台的四周侧，且各临时固定装置与所述浮式支撑平台之间均通过锚索1进行紧固连接。所述浮式支撑平台包括水平浮体、固定安装在所述水平浮体上的水平支撑框架和铺装在所述水平支撑框架上的水平钢板4，所述水平浮体由多个小浮箱5拼装组成，相邻两个所述小浮箱5之间通过多个连接件进行紧固连接，所述小浮箱5为立方体钢质箱体，所述立方体钢质箱体的长度为8m～12m、宽度为1m～3m且其高度为1m～2m；所述水平钢板4上开有供所述钢护筒下放的下放通孔6，所述水平支撑框架和所述水平浮体上对应留有供所述钢护筒下放的下放通道，所述下放通道布设在下放通孔6正下方。

本实施例中，所述吊装系统包括龙门架和安装在所述龙门架上的起吊设备12，所述龙门架包括主梁8-1和两个分别安装在8-1左右两侧下方的支腿8-2，两个所述支腿8-2底部安装有带动所述龙门架进行前后移动的行走机构，两道所述纵梁2上均安装有供所述行走机构行走的纵向走行轨道，所述纵向走行轨道沿纵梁2的纵向中心轴线进行布设。

实际安装布设时，所述行走机构包括并排安装在支腿8-2底部的两个行走轮8-6，所述纵向走行轨道包括两根钢轨8-3，两根所述钢轨8-3呈平行布设，所述纵梁2正上方安装有走行分配梁8-4，走行分配梁8-4沿纵梁2的纵向中心轴线进行布设，且走行分配梁8-4上安装有分别供两根所述钢轨8-3安装的两个走行纵向梁8-5，两个所述走行纵向梁8-5分别安装在走行分配梁8-4的左右两侧上方，且所述钢轨8-3与走行分配梁8-4呈平行布设。实际使用过程中，也可以根据实际需要，采用其它机构的走行机构。

实际对拼装组成的浮式支撑平台进行临时固定时，在所述浮式支撑平台四周侧所布设的多个所述临时固定装置包括布设在所述浮式支撑平台所处河道上游一侧的临时固定装置一、布设在所述浮式支撑平台所处河道下游一侧的临时固定装置二和分别布设在所述浮式支撑平台左右两侧的临时固定装置三，所述临时固定装置一、临时固定装置二和临时固定装置三的数量均为多个。本实施例中，所述临时固定装置一的数量为4个，所述临时固定装置二的数量为2个，布设在所述浮式支撑平台左侧和右侧的临时固定装置三的数量均为2个。

实际使用时，所述临时固定装置为地锚7或抛锚，且所述浮式支撑平台上对应设置有与所述临时固定装置配合使用的电动锚机，所述电动锚机与所述临时固定装置之间通过锚索1进行连接。本实施例中，所述临时固定装置一、临时固定装置二和临时固定装置三均为地锚7。结合图5，实际布设地锚7时，先根据所述浮式支撑平台的临时固定位置确定需布设地锚7的数量以及各地锚7的布设位置。各地锚7的布设方法均相同，首先根据地锚7的布设位置，在水下河床上设置一个锚定块，且所述锚定块固定有两根锚索1，其中一根锚索1与漂浮在水面上的铅丝笼，所述铅丝笼布设有油桶，另一根锚索1固定在安装于所述浮式支撑平台上的电动锚机上。

如图5所示，采用浮式钻孔平台对桥梁水中墩进行施工时，所施工的水中墩包括位于河道内的水中承台、布设在所述水中承台下部且对所述水中承台进行支撑的钻孔桩和布设在所述水中承台上部的墩柱，而对桥梁水中墩进行施工的工艺包括以下步骤：

步骤一、浮式支撑平台拼装：在需施工水中墩所处施工区域的岸侧或码头，先通过连接件将多个所述小浮箱5拼装组成所述水平浮体；再将所述水平支撑框架固定安装在已拼装组成的所述水平浮体上，且所述水平支撑框架固定安装完成后，将水平钢板4铺装在所述水平支撑框架上。

对水平钢板4进行铺装之前，先根据所述水中墩底部需施工钻孔桩的数量以及各钻孔桩的结构、尺寸和布设位置，确定在水平钢板4上所开设下放通孔6的数量以及各下放通孔6的结构、尺寸和布设位置，并相应在水平钢板4上开设施工所述水中墩下部所有钻孔桩需用的下放通孔6；对水平钢板4进行铺装时，使得水平钢板4开设的所有下放通孔6均位于所述水平支撑框架和所述水平浮体上对应留有的所述下放通道正上方。

本实施例中，所述水平浮体包括两个结构和尺寸均相同的长方形浮体，两个所述长方形浮体呈平行布设，且两个所述长方形浮体以所述浮式支撑平台的纵向中心线为对称轴进行对称布设。所述水平支撑框架包括两道呈平行布设的纵梁2和多道呈平行布设的横梁3，两道所述纵梁2的结构和尺寸均相同且所述纵梁2的纵向长度不小于所述长方形浮体的纵向长度，多道所述横梁3的结构和尺寸均相同且所述横梁3的横向长度不小于两道所述纵梁2之间的间距。两道所述纵梁2分别布设在两个所述长方形浮体的正上方，且所述纵梁2沿所述长方形浮体的纵向中心轴线进行布设，两道所述纵梁2通过多道横梁3紧固连接为一体。

实际进行拼装时，所述横梁3的左右端部分别固定安装在两个所述长方形浮体上，且两道所述纵梁2分别固定安装在多道所述横梁3的左右两侧上方。也就是说，实际进行拼装时，先通过多道横梁3将两个长方形浮体组成为一体，即将多道横梁3的左右端部分别固定在两个所述长方形浮体上。本实施例中，所述纵梁2与所述长方形浮体的纵向长度相同，多道横梁3均布设在两道纵梁2的中部，且两道纵梁2的中部对应设置有供多道横梁3布设的横梁布设区。所述水平钢板4铺装在多道横梁3上，且水平钢板4的横向宽度不大于两道纵梁2之间的间距，水平钢板4的纵向长度小不大于所述横梁布设区的纵向长度，所述浮式支撑平台为“H”形平台。实际将横梁3布设在所述长方形浮体上时，先在所述长方形浮体上布设多根枕木，再将枕木上垫装钢板，最后将横梁3固定在钢板上。

同时，在多道横梁3上铺装水平钢板4之前，还需在多道横梁3上布设多根纵向加强杆件10，多根纵向加强杆件10呈均匀布设且其组成一个加劲层，所述加劲层中应预留供所述钢护筒下放的下放通道。本实施例中，纵向加强杆件10为型钢。

实际布设时，所述下放通孔6的数量为一个或多个，所述水平钢板4布设在两道所述纵梁2之间的多道所述横梁3上，所述水平钢板4中部设置有用于布设下放通孔6的下放通孔布设区，所述下放通孔布设区处于两个所述长方形浮体之间，且下放通孔6均布设在相邻两道横梁3之间，则相邻两道横梁3之间的间距大于所述钢护筒的直径。所述水平钢板4上安装有加强连接件11，所述加强连接件8-6布设在所述下放通孔布设区外侧，且加强连接件11与多道所述横梁3之间进行紧固连接。所述下放通孔6的数量与所施工水中墩中需施工钻孔桩的数量相同，本实施例中，所述下放通孔6的数量为16个。

本实施例中，步骤一中对所述浮式支撑平台进行拼装时，其拼装过程如下：

101、长方形浮体拼装：在需施工水中墩所处施工区域的岸侧或码头，通过连接件将多个所述小浮箱5分别拼装组成两个所述长方形浮体，并将拼装组成的两个所述长方形浮体进行并排摆放，且使得两个所述长方形浮体紧靠在一起并通过固定件连接组成一个长方形拼装平台，所述长方形拼装平台的纵向长度与所述长方形浮体的纵向长度相同，所述长方形拼装平台的横向宽度为两个所述长方形浮体的横向宽度之和。

两个所述长方形浮体包括靠近岸侧或码头的长方形浮体一和与所述长方形浮体一并排摆放的长方形浮体二，所述长方形浮体一的内侧紧靠岸侧或码头，且所述长方形浮体一的外侧紧靠所述长方形浮体二；两道所述纵梁2分别为布设在所述长方形浮体一正上方的纵梁一和布设在所述长方形浮体二正上方的纵梁二；所述横梁3的左右端部分别固定安装在所述长方形浮体二和长方形浮体一上。

102、水平支撑框架固定安装：根据预先设计的多道横梁3和两道纵梁2的结构、尺寸和布设位置，且利用步骤101中拼装组成的两个所述长方形浮体，对多道横梁3和两道纵梁2进行拼装及固定；对多道横梁3进行拼装时，多道所述横梁3的拼装过程同步进行，且多道所述横梁3均由左至右分成多个横梁节段进行拼装，所述水平支撑框架的固定安装过程包括以下步骤：

1021、第一个横梁节段及纵梁一的拼装及固定：在所述长方形拼装平台上，对多道所述横梁3的第一个横梁节段分别进行拼装及固定，多道所述横梁3的第一个横梁节段的拼装及固定方法均相同；且对第一个横梁节段进行拼装及固定过程中，同步在所述长方形拼装平台上对所述纵梁一进行拼装，并按照预先设计的所述纵梁一的布设位置，将已拼装完成的纵梁一紧固固定在已拼装完成的多道横梁3的左端部上方。

对任一道横梁3的第一个横梁节段进行拼装及固定时，先对第一个横梁节段的左端部进行拼装，并按照预先设计的横梁3左端部在所述长方形浮体二上的布设位置，将拼装完成的第一个横梁节段的左端部固定在所述长方形浮体二上；之后，自左端部起由左至右进行连续拼装，直至已拼装完成横梁3的右侧梁端与所述长方形浮体一的内侧壁相平齐为止，则完成第一个横梁节段的拼装过程。

1022、下一个横梁节段拼装：对下一个横梁节段进行拼装之前，先采用所述滑移装置将所述长方形浮体二沿其横向中心线向外侧平移，且所述长方形浮体二向外侧平移过程中，对此时已拼装完成横梁3的右侧梁端位置进行观测，当已拼装完成横梁3的右侧梁端移至所述长方形浮体一左侧且其与所述长方形浮体一纵向中心线之间的间距为0.5m～D/2时，停止移动所述长方形浮体二；之后，在所述长方形浮体一上，对多道所述横梁3的下一个横梁节段分别进行拼装，且多道所述横梁3的下一个横梁节段的拼装方法均相同；其中，D为所述长方形浮体的横向宽度。

对任一道横梁3的下一个横梁节段进行拼装时，在此时已拼装完成横梁3的右侧梁端上由左至右进行连续拼装，直至所拼装横梁3的右侧梁端与所述长方形浮体一的内侧壁相平齐为止，则完成下一个横梁节段的拼装过程。本实施例中，步骤1022中所采用的滑移装置为倒链。

1023、多次重复步骤1022，直至完成多道所述横梁3的全部拼装过程。

1024、横梁右端部固定：按照预先设计的横梁3右端部在所述长方形浮体一上的布设位置，将步骤1023中拼装完成的多道横梁3的右端部均固定在所述长方形浮体一上，则完成多道横梁3的拼装及固定过程。

1025、纵梁二拼装及固定：在所述长方形浮体一上，对所述纵梁二进行拼装，并按照预先设计的所述纵梁二的布设位置，将已拼装完成的纵梁二紧固固定在步骤1024中已拼装完成并固定好的多道横梁3的右端部上方。

本实施例中，所述长方形浮体由多个结构和尺寸均相同的小浮箱5由前至后一次拼装组成，所述长方形浮体的横向宽度D与所述小浮箱5的长度相同，且所述长方形浮体的纵向长度L＝N×d，其中N为拼装组成所述长方形浮体的小浮箱5的数量，d为小浮箱5的宽度。

实际对所述浮式支撑平台进行拼装施工时，两个所述长方形浮体之间的间距为32m±8m，所述长方形浮体的纵向长度为50m±10m。相邻两道横梁3之间的间距为3m±0.5m。所述纵梁2和横梁3均由多榀平面桁架拼装组成，且纵梁2和横梁3的高度均为4m±1m。同时，为施工方便，所述平面桁架由多根万能杆件拼装组成。

本实施例中，所述立方体钢质箱体的长度为9m、宽度为2.7m且其高度为1.65m，组成所述长方形浮体的所述立方体钢质箱体的数量为19个，则拼装组成所述浮式支撑平台的所述立方体钢质箱体总数量为38个。因而，所述长方形浮体的横向宽度为9m，所述长方形浮体的纵向长度为19×2.7m＝51.7m，两个所述长方形浮体之间的间距为32m。所述横梁3的数量为6道且其横向长度为41m，6道横梁3由前至后分别为横梁一、横梁二、横梁三、横梁四、横梁五和横梁六，且横梁一与横梁二之间的间距为3.17m，横梁二与横梁三之间的间距为3.12m，横梁三与横梁四之间的间距为3.1m，横梁四与横梁五之间的间距为3.12m，横梁五与横梁六之间的间距为3.17m。所述纵梁2与所述长方形浮体的纵向长度相同，所述横梁一的前侧壁与所述长方形浮体的前端部之间的距离为12.1m，所述横梁六的后侧壁与所述长方形浮体的后端部之间的距离为11.6m。所述横梁一的前侧壁至所述横梁六的后侧壁之间的距离为27.6m。

本实施例中，步骤1022中所述的长方形浮体二向外侧平移过程中，当已拼装完成横梁3的右侧梁端移至所述长方形浮体一左侧且其与所述长方形浮体一纵向中心线之间的间距为0.5m～1.5m时，停止移动所述长方形浮体二。

步骤二、浮式支撑平台移位：采用滑移装置将步骤一中拼装组成的浮式支撑平台，移至所述水中墩的施工位置处。

步骤三、浮式支撑平台临时固定：采用多个所述临时固定装置将所述浮式支撑平台临时固定在施工位置处。

步骤四、钢护筒下放：利用步骤三中临时固定在施工位置处的所述浮式支撑平台和所述浮式支撑平台上所安装的吊装系统，且按照常规钢护筒安装方法对施工钻孔桩用的钢护筒进行下放，并对下放到位的钢护筒进行固定。

步骤五、钻孔桩施工：利用步骤三中临时固定在施工位置处的所述浮式支撑平台和步骤四中下放到位的钢护筒，且按照常规水中钻孔桩的施工方法，对所述水中承台下部的所有钻孔桩进行施工；所述钻孔桩施工完成后，拆除多个所述临时固定装置，并采用所述滑移装置将所述浮式支撑平台自所述水中墩的施工位置处移开。

步骤六、水中承台及上部墩柱施工：先按照常规水平承台的施工方法，在步骤五中已施工完成的钻孔桩桩顶上对所述水中承台进行施工；再按照常规水中承台上部墩柱的施工方法，在已施工完成的所述水中承台上施工所述墩柱。

本实施例中，步骤二中和步骤五中所述的滑移装置均为倒链。实际施工时，采用两个结构相同的浮式钻孔平台同时对两个水中墩进行施工。每个浮式钻孔平台上所设置所述临时固定装置的数量均为10个。其中，上浮所布设的临时固定装置为主锚，单个主锚重15T；下游所布设的临时固定装置为尾锚，单个尾锚重15t；浮式钻孔平台侧部所布设的临时固定装置为侧锚，侧锚重10T。主锚的绳索1选用直径24mm的钢丝绳，每个主锚的绳索1长472m。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.利用浮式钻孔平台对桥梁水中墩进行施工的工艺，所施工的水中墩包括位于河道内的水中承台、布设在所述水中承台下部且对所述水中承台进行支撑的钻孔桩和布设在所述水中承台上部的墩柱；所采用的浮式钻孔平台包括浮式支撑平台、对所述浮式支撑平台进行临时固定的多个临时固定装置和布设在所述浮式支撑平台上且对施工钻孔桩用钢护筒进行吊装的吊装系统，多个所述临时固定装置均布设在所述浮式支撑平台的四周侧，且各临时固定装置与所述浮式支撑平台之间均通过锚索（1）进行紧固连接；所述浮式支撑平台包括水平浮体、固定安装在所述水平浮体上的水平支撑框架和铺装在所述水平支撑框架上的水平钢板（4），所述水平浮体由多个小浮箱（5）拼装组成，相邻两个所述小浮箱（5）之间通过多个连接件进行紧固连接，所述小浮箱（5）为立方体钢质箱体，所述立方体钢质箱体的长度为8m～12m、宽度为1m～3m且其高度为1m～2m；所述水平钢板（4）上开有供所述钢护筒下放的下放通孔（6），所述水平支撑框架和所述水平浮体上对应留有供所述钢护筒下放的下放通道，所述下放通道布设在下放通孔（6）正下方，其特征在于该工艺包括以下步骤：

步骤一、浮式支撑平台拼装：在需施工水中墩所处施工区域的岸侧或码头，先通过连接件将多个所述小浮箱（5）拼装组成所述水平浮体；再将所述水平支撑框架固定安装在已拼装组成的所述水平浮体上，且所述水平支撑框架固定安装完成后，将水平钢板（4）铺装在所述水平支撑框架上；

对水平钢板（4）进行铺装之前，先根据所述水中墩底部需施工钻孔桩的数量以及各钻孔桩的结构、尺寸和布设位置，确定在水平钢板（4）上所开设下放通孔（6）的数量以及各下放通孔（6）的结构、尺寸和布设位置，并相应在水平钢板（4）上开设施工所述水中墩下部所有钻孔桩需用的下放通孔（6）；对水平钢板（4）进行铺装时，使得水平钢板（4）开设的所有下放通孔（6）均位于所述水平支撑框架和所述水平浮体上对应留有的所述下放通道正上方；

步骤二、浮式支撑平台移位：采用滑移装置将步骤一中拼装组成的浮式支撑平台，移至所述水中墩的施工位置处；

步骤三、浮式支撑平台临时固定：采用多个所述临时固定装置将所述浮式支撑平台临时固定在施工位置处；

步骤四、钢护筒下放：利用步骤三中临时固定在施工位置处的所述浮式支撑平台和所述浮式支撑平台上所安装的吊装系统，且按照常规钢护筒安装方法对施工钻孔桩用的钢护筒进行下放，并对下放到位的钢护筒进行固定；

步骤五、钻孔桩施工：利用步骤三中临时固定在施工位置处的所述浮式支撑平台和步骤四中下放到位的钢护筒，且按照常规水中钻孔桩的施工方法，对所述水中承台下部的所有钻孔桩进行施工；所述钻孔桩施工完成后，拆除多个所述临时固定装置，并采用所述滑移装置将所述浮式支撑平台自所述水中墩的施工位置处移开；

步骤六、水中承台及上部墩柱施工：先按照常规水平承台的施工方法，在步骤五中已施工完成的钻孔桩桩顶上对所述水中承台进行施工；再按照常规水中承台上部墩柱的施工方法，在已施工完成的所述水中承台上施工所述墩柱；

步骤一中所述的水平浮体包括两个结构和尺寸均相同的长方形浮体，两个所述长方形浮体呈平行布设，且两个所述长方形浮体以所述浮式支撑平台的纵向中心线为对称轴进行对称布设；所述水平支撑框架包括两道呈平行布设的纵梁（2）和多道呈平行布设的横梁（3），两道所述纵梁（2）的结构和尺寸均相同且所述纵梁（2）的纵向长度不小于所述长方形浮体的纵向长度，多道所述横梁（3）的结构和尺寸均相同且所述横梁（3）的横向长度不小于两道所述纵梁（2）之间的间距；两道所述纵梁（2）分别布设在两个所述长方形浮体的正上方，且所述纵梁（2）沿所述长方形浮体的纵向中心轴线进行布设，两道所述纵梁（2）通过多道横梁（3）紧固连接为一体；所述横梁（3）的左右端部分别固定安装在两个所述长方形浮体上，且两道所述纵梁（2）分别固定安装在多道所述横梁（3）的左右两侧上方；

步骤一中对所述浮式支撑平台进行拼装时，其拼装过程如下：

101、长方形浮体拼装：在需施工水中墩所处施工区域的岸侧或码头，通过连接件将多个所述小浮箱（5）分别拼装组成两个所述长方形浮体，并将拼装组成的两个所述长方形浮体进行并排摆放，且使得两个所述长方形浮体紧靠在一起并通过临时固定件连接组成一个长方形拼装平台，所述长方形拼装平台的纵向长度与所述长方形浮体的纵向长度相同，所述长方形拼装平台的横向宽度为两个所述长方形浮体的横向宽度之和；

两个所述长方形浮体包括靠近岸侧或码头的长方形浮体一和与所述长方形浮体一并排摆放的长方形浮体二，所述长方形浮体一的内侧紧靠岸侧或码头，且所述长方形浮体一的外侧紧靠所述长方形浮体二；两道所述纵梁（2）分别为布设在所述长方形浮体一正上方的纵梁一和布设在所述长方形浮体二正上方的纵梁二；所述横梁（3）的左右端部分别固定安装在所述长方形浮体二和长方形浮体一上；

102、水平支撑框架固定安装：根据预先设计的多道横梁（3）和两道纵梁（2）的结构、尺寸和布设位置，且利用步骤101中拼装组成的两个所述长方形浮体，对多道横梁（3）和两道纵梁（2）进行拼装及固定；对多道横梁（3）进行拼装时，多道所述横梁（3）的拼装过程同步进行，且多道所述横梁（3）均由左至右分成多个横梁节段进行拼装，所述水平支撑框架的固定安装过程包括以下步骤：

1021、第一个横梁节段及纵梁一的拼装及固定：在所述长方形拼装平台上，对多道所述横梁（3）的第一个横梁节段分别进行拼装及固定，多道所述横梁（3）的第一个横梁节段的拼装及固定方法均相同；且对第一个横梁节段进行拼装及固定过程中，同步在所述长方形拼装平台上对所述纵梁一进行拼装，并按照预先设计的所述纵梁一的布设位置，将已拼装完成的纵梁一紧固固定在已拼装完成的多道横梁（3）的左端部上方；

对任一道横梁（3）的第一个横梁节段进行拼装及固定时，先对第一个横梁节段的左端部进行拼装，并按照预先设计的横梁（3）左端部在所述长方形浮体二上的布设位置，将拼装完成的第一个横梁节段的左端部固定在所述长方形浮体二上；之后，自左端部起由左至右进行连续拼装，直至已拼装完成横梁（3）的右侧梁端与所述长方形浮体一的内侧壁相平齐为止，则完成第一个横梁节段的拼装过程；

1022、下一个横梁节段拼装：对下一个横梁节段进行拼装之前，先采用所述滑移装置将所述长方形浮体二沿其横向中心线向外侧平移，且所述长方形浮体二向外侧平移过程中，对此时已拼装完成横梁（3）的右侧梁端位置进行观测，当已拼装完成横梁（3）的右侧梁端移至所述长方形浮体一左侧且其与所述长方形浮体一纵向中心线之间的间距为0.5m～D/2时，停止移动所述长方形浮体二；之后，在所述长方形浮体一上，对多道所述横梁（3）的下一个横梁节段分别进行拼装，且多道所述横梁（3）的下一个横梁节段的拼装方法均相同；其中，D为所述长方形浮体的横向宽度；

对任一道横梁（3）的下一个横梁节段进行拼装时，在此时已拼装完成横梁（3）的右侧梁端上由左至右进行连续拼装，直至所拼装横梁（3）的右侧梁端与所述长方形浮体一的内侧壁相平齐为止，则完成下一个横梁节段的拼装过程；

1023、多次重复步骤1022，直至完成多道所述横梁（3）的全部拼装过程；

1024、横梁右端部固定：按照预先设计的横梁（3）右端部在所述长方形浮体一上的布设位置，将步骤1023中拼装完成的多道横梁（3）的右端部均固定在所述长方形浮体一上，则完成多道横梁（3）的拼装及固定过程；

1025、纵梁二拼装及固定：在所述长方形浮体一上，对所述纵梁二进行拼装，并按照预先设计的所述纵梁二的布设位置，将已拼装完成的纵梁二紧固固定在步骤1024中已拼装完成并固定好的多道横梁（3）的右端部上方。

2.按照权利要求1所述的桥梁水中墩的施工工艺，其特征在于：所述下放通孔（6）的数量为一个或多个，所述水平钢板（4）布设在两道所述纵梁（2）之间的多道所述横梁（3）上，所述水平钢板（4）中部设置有用于布设下放通孔（6）的下放通孔布设区，所述下放通孔布设区处于两个所述长方形浮体之间，且下放通孔（6）均布设在相邻两道横梁（3）之间。

3.按照权利要求1或2所述的桥梁水中墩的施工工艺，其特征在于：所述临时固定装置为地锚（7）或抛锚。

4.按照权利要求1所述的桥梁水中墩的施工工艺，其特征在于：步骤一中所述的长方形浮体由多个结构和尺寸均相同的小浮箱（5）从前至后依次拼装组成，所述长方形浮体的横向宽度D与所述小浮箱（5）的长度相同，且所述长方形浮体的纵向长度L=N×d，其中N为拼装组成所述长方形浮体的小浮箱（5）的数量，d为小浮箱（5）的宽度；步骤四中所述的吊装系统包括龙门架和安装在所述龙门架上的起吊设备，所述龙门架包括主梁（8-1）和两个分别安装在（8-1）左右两侧下方的支腿（8-2），两个所述支腿（8-2）底部安装有带动所述龙门架进行前后移动的行走机构，两道所述纵梁（2）上均安装有供所述行走机构行走的纵向走行轨道，所述纵向走行轨道沿纵梁（2）的纵向中心轴线进行布设。

5.按照权利要求1所述的桥梁水中墩的施工工艺，其特征在于：两个所述长方形浮体之间的间距为32m±8m，所述长方形浮体的纵向长度为50m±10m；所述横梁（3）的数量为6道，且相邻两道横梁（3）之间的间距为3m±0.5m；所述纵梁（2）和横梁（3）均由多榀平面桁架拼装组成，且纵梁（2）和横梁（3）的高度均为4m±1m，所述平面桁架由多根万能杆件拼装组成。

6.按照权利要求5所述的桥梁水中墩的施工工艺，其特征在于：步骤1022中所述的长方形浮体二向外侧平移过程中，当已拼装完成横梁（3）的右侧梁端移至所述长方形浮体一左侧且其与所述长方形浮体一纵向中心线之间的间距为0.5m～1.5m时，停止移动所述长方形浮体二；步骤二中和步骤五中所述的滑移装置均为倒链。

Images