CN103255774A - 围堰的拼装方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种围堰的拼装方法，解决了现有技术中对于一些自身浮力不足的围堰进行侧卧浮运，围堰的吃水深度大于航道中的最小深度，导致围堰在浮运过程中搁浅的问题。围堰的拼装方法，包括：从多个侧面中选取第一侧面，所述第一侧面为围堰下水时首先与水面接触的侧面；根据所述第一侧面的面积以及围堰的重量生产第一挡水板和第二挡水板；以第一侧面为底，将所述多个侧面组合成框围结构，并在所述的框围结构的顶口设置所述第一挡水板，在所述框围结构的底口设置所述第二挡水板。

Description

围堰的拼装方法

技术领域

本发明涉及桥梁建筑领域，特别涉及一种围堰的拼装方法。

技术背景

在桥梁建筑过程中，常常会遇到河床为裸露无覆盖层中风化灰岩，强度高，按照常规施工方法直接施打钢管桩和钢护筒难以有效嵌入河床进行锚固，因此必须采用大型无底围堰施工技术。采用先下放无底围堰、利用封底混凝土埋设钢护筒的钻孔桩施工方案，可以有效解决钻孔平台搭设和底脚锚固的难题。其中，围堰是一种利用多种形状钢材组合而成的无盖无底的框围结构。

对于围堰加工和下水的方案，通常情况下有以下做法：将围堰在下水位置卧拼，然后将拼装完的围堰侧卧下水，采用拖轮拖运的方式将围堰运输到施工现场，再对围堰进行水中整体竖转。然而，对于一些自身浮力不足的围堰，就算其下水时首先接触水面的侧面是围堰中平面最大的侧面，围堰的吃水深度仍然大于航道中的最小深度，导致围堰在浮运过程中搁浅，使得围堰无法安全到达施工现场。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种围堰的拼装方法，用于解决现有技术中对于一些自身浮力不足的围堰进行侧卧浮运，围堰的吃水深度大于航道中的最小深度，导致围堰在浮运过程中搁浅，使得围堰无法安全到达施工现场的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种围堰的拼装方法，包括：从多个侧面中选取第一侧面，所述第一侧面为围堰下水时首先与水面接触的侧面；根据所述第一侧面的面积以及围堰的重量生产第一挡水板和第二挡水板；以第一侧面为底，将所述多个侧面组合成框围结构，并在所述的框围结构的顶口设置所述第一挡水板，在所述框围结构的底口设置所述第二挡水板，其中，所述第一挡水板、所述第一侧面以及所述第二挡水板设置为一体且所述第一挡水板以及第二挡水板的高度均高于围堰下水时的吃水深度。

本发明实施例还提供一种围堰的竖转方法，应用于具有挡水板的围堰，所述围堰的顶口设置有第一挡水板，所述围堰的底口设置有第二挡水板，所述第一挡水板、所述第二挡水板以及所述围堰的第一侧面连接为一体，所述第一侧面为围堰侧卧下水时首先与水面接触的侧面，所述方法，包括：在所述围堰浮运至桥位附近水域后，通过浮吊将围堰缓慢提起以使得围堰底口的第二挡水板露出水面并对所述第二挡水板进行切割；挡水板切割完成之后，通过浮吊将围堰缓慢平稳转体至竖直状态。

本发明实施例还提供一种围堰，包括由多个侧面组合成框围结构，还包括第一挡水板和第二挡水板，其中所述第一挡水板设置在围堰的顶口，所述第二挡水板设置在围堰的底口，且所述第一挡水板、所述第二挡水板以及所述多个侧面中的第一侧面连接为一体，所述第一侧面为围堰侧卧下水时首先与水面接触的侧面。

本发明实施例提供的围堰的拼装方法，由于在围堰的顶口、底口分别设置第一挡水板和第二挡水板且将第一挡水板、第二挡水板以及围堰的第一侧面设置为一体，使得围堰侧卧下水后，第一挡水板、第二挡水板以及围堰的第一侧面形成封闭的无水空间，从而增加了围堰自身浮力保障了围堰重心平衡的作用，解决了现有技术中围堰自身浮力不足的问题。

附图说明

图1所示为本发明实施例提供的围堰的结构示意图一；

图2所示为本发明实施例提供的围堰的拼装方法流程图一；

图3所示为本发明实施例中对第一挡水板和第二挡水板进行生产的方法流程图；

图4所示为本发明实施例中具有高低刃脚的围堰的结构示意图；

图5所示为本发明实施例提供的围堰的拼装方法流程图二；

图6所示为本发明实施例中计算浇筑混凝土的参数的流程图。

图7所示为本发明一实施例中提供的围堰的竖转方法流程图；

图8所示为本发明实施例提供的围堰的结构示意图二；

图9所示为本发明实施例中围堰入水布置示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明实施例提供的围堰的拼装方法，应用于图1所示为本发明实施例提供的一种围堰结构。现对围堰结构进行详细的说明，如图1所示，所述围堰包括由多个侧面组合成框围结构1、第一挡水板2和第二挡水板3，其中所述第一挡水板1设置在框围结构1的顶口，所述第二挡水板3设置在框围结构1的底口，且所述第一挡水板2、所述第二挡水板3以及所述多个侧面中的第一侧面11连接为一体，所述第一侧面11为围堰侧卧下水时首先与水面接触的侧面。

图2所示为对图1所示的围堰进行拼装的方法流程图。

如图2所示，在本发明实施例提供的围堰的拼装方法，可以包括：

步骤201：从多个侧面中选取第一侧面，所述第一侧面为围堰下水时首先与水面接触的侧面。

步骤202：根据所述第一侧面的面积以及围堰的重量生产第一挡水板和第二挡水板。

步骤203：以第一侧面为底，将所述多个侧面组合成框围结构，并在所述的框围结构的顶口设置所述第一挡水板，在所述框围结构的底口设置所述第二挡水板。

其中，所述第一挡水板、所述第一侧面以及所述第二挡水板设置为一体且所述第一挡水板以及第二挡水板的高度均高于围堰下水时的吃水深度。

图3所示为本发明一实施例中对第一挡水板和第二挡水板进行生产的方法流程图。

值得说明的是，由于第一挡水板与第二挡水板分别与第一侧面的一对相对的边连接，故第一挡水板和第二挡水板的位置为已知，在这种情况下只要得到第一挡水板和第二挡水板的高度就可以实现对第一挡水板以及第二挡水板的生产。如图3所示，在本发明一实施例中提供第一挡水板以及第二挡水板的生产方法，包括：

步骤301：根据所述第一侧面的面积以及围堰的重量获取所述围堰的下水深度。

步骤302：根据所述下水深度确定第一挡水板以及第二挡水板的高度，所述第一挡水板以及所述第二挡水板的高度大于所述围堰的下水深度。

此处，围堰默认为结构对称的围堰，此时，若围堰下水，围堰的重心与浮心处于同一铅垂钱上，在围堰能够在水中自浮的状态可知，围堰的重量应该与水对围堰的浮力相等，故通过步骤301可以得到围堰下水的下水深度。那么，只需要将第一挡水板以及第二挡水板的高度设置为大于围堰的下水深度，即可是的围堰下水后平稳的自浮于水面。

步骤303：根据所述第一挡水板以及第二挡水板的高度、所述第一侧面中一对相对的边的边长生产第一挡水板和第二挡水板，所述一对相对的边包括作为构成所述围堰底口中的一边和构成所述围堰顶口中的一边。

在上述实施例中，默认围堰为对称结构，然而在实际应用中，由于水底地形的影响，围堰常常需要设置为具有高低刃脚的结构。如图4所示，在本发明一实施例中，所述围堰的底口12由高低刃脚121构成，所述高低刃脚121与待下放河床5的表面贴合。这样围堰可以与水底接触面无缝契合，然而由于围堰是不对称结构，其重心与浮心不在同一铅垂线上。这种围堰在水中无法保持正浮状态，浮运时会产生倾斜，为此如图5所示，在本发明一实施例中，在所述根据所述第一侧面的面积以及围堰的重量生产第一挡水板和第二挡水板之前，还包括：

步骤501：若所述围堰的底口由高低刃脚构成，在底口设置平衡结构以使得所述围堰的重心与浮心位于同一铅垂线。

其中，对于平衡结构的设置，此处不做限制，只需要使得围堰的重心与浮心位于同一个铅垂线即可。此处以利用在高刃脚侧的刃脚内浇筑混凝土为例进行详细说明，在高刃脚侧浇筑混凝土还能起到降低钢围堰浮运过程中整体重心高度的作用。

如图6所示，在本发明一实施例中，通过如下方式计算浇筑混凝土的参数：

步骤601：获取围堰的重心坐标。

在本实施例中，围堰整体不具有对称性，相应的重心位置应按照复杂结构重心坐标计算公式求得，复杂结构重心坐标计算公式如下：

$X_C=\frac{{\mathrm{\ΣP}}_i{X}_{\mathrm{Pi}}}{\mathrm{\Σ}{P}_i},$ $Y_C=\frac{{\mathrm{\ΣP}}_i{Y}_{\mathrm{Pi}}}{\mathrm{\Σ}{P}_i},$ $Z_C=\frac{{\mathrm{\ΣP}}_i{Z}_{\mathrm{Pi}}}{\mathrm{\Σ}{P}_i}$

式中X_C、Y_C、Z_C：分别代表复杂结构X方向、Y方向、Z方向重心坐标（cm）；

P_i：各分块结构的重量（t）；

X_Pi、Y_Pi、Z_Pi：分别代表各分块结构X方向、Y方向、Z方向重心坐标（cm）。

步骤602：根据所述围堰的重心坐标通过力矩平衡法，从底口的高低刃脚中选取目标刃脚并计算目标刃脚中待浇筑的混凝土的重量。

步骤603：对目标刃脚进行混凝土浇筑。

在本发明一实施例中，为了防止围堰竖转过快，重心失稳，在所述以第一侧面为底，将所述多个侧面组合成框围结构之后，还包括：在所述第一侧面中设置有所述第一挡水板的面上设置竖转板，所述竖转板与所述第一挡水板之间的距离等于所述竖转板与所述第二挡水板之间的距离。

图7所示为本发明一实施例中提供的围堰的竖转方法。

如图7所示，本发明一实施例中提供一种围堰的竖转方法，可以包括：

步骤701：在所述围堰浮运至桥位附近水域后，通过浮吊将围堰缓慢提起以使得围堰底口的第二挡水板露出水面并对所述第二挡水板进行切割。

步骤702：挡水板切割完成之后，通过浮吊将围堰缓慢平稳转体至竖直状态。

在本发明一实施例中，所述通过浮吊将围堰缓慢提起，包括：将浮吊副钩处于受力状态并将浮吊主钩上提直至围堰底口侧的第二挡水板露出水面。

在本发明一实施例中，所述通过浮吊将围堰缓慢平稳转体至竖直状态，包括：将浮吊主钩均匀下放并将浮吊副钩起钩配合以稳定竖转状态。

在本发明一实施例中，所述具有挡水板的围堰还包括竖转板，所述竖转板位于第一侧面中设置有所述第一挡水板的面上，且所述竖转板与所述第一挡水板之间的距离等于所述竖转板与所述第二挡水板的距离。

本发明实施例提供的围堰的拼装方法，由于在围堰的顶口、底口分别设置第一挡水板和第二挡水板且将第一挡水板、第二挡水板以及围堰的第一侧面设置为一体，使得围堰侧卧下水后，第一挡水板、第二挡水板以及围堰的第一侧面形成封闭的无水空间，从而增加了围堰自身浮力保障了围堰重心平衡的作用，解决了现有技术中围堰自身浮力不足的问题。

图8所示为本发明一实施例提供的围堰的结构示意图二。

如图8所示，在本发明一实施例中，为了防止围堰竖转过快，重心失稳，所述的围堰，还包括竖转板4，所述竖转板4位于第一侧面13中设置有所述第一挡水板2的面上，且所述竖转板4与所述第一挡水板2之间的距离等于所述竖转板4与所述第二挡水板3的距离。其中，所述竖转板的高度小于所述第一挡水板的高度。

在本发明一实施例中，所述围堰的底口包括高低刃脚，所述围堰的底口设置有平衡结构以使得所述围堰的重心与浮心位于同一铅垂线。解决了由于围堰的重心与浮心不位于同一铅垂线，导致围堰在水中无法保持正浮状态，浮运时会产生倾斜的问题。

在本发明一实施例中，所述平衡结构以混凝土的形式浇筑于所述高低刃脚内。这样，还能起到降低钢围堰浮运过程中整体重心高度的作用。

为了使得本领域技术人员更好的理解本发明实施例提供的方案，现以具有高低刃脚的围堰为例对围堰的安装进行详细的说明。围堰的安装包括围堰拼装、围堰下水、围堰浮运以及围堰竖转。

步骤801：对围堰拼装完全并且焊缝检测合格；

步骤802：围堰顶底口的第一挡水板和第二挡水板进行焊接。

步骤803：围堰顶高刃脚侧刃脚砼浇筑。

以上步骤为围堰的拼装，可以在工厂内实施，也可以在施工现场实施，本发明并不给于限制，另外“围堰顶底口挡水板焊接”和“围堰顶高刃脚侧刃脚砼浇筑”这两个步骤的顺序并不给于限制，此外，如何对第一挡水板、第二挡水板进行生产在上述实施例中已经详细说明，此处不再赘述。

步骤804：地锚施工并与围堰艉端连接；

步骤805：水中拖轮就位并与围堰艏端连接；

以上步骤在桥梁施工现场实施。

步骤806：安装气囊并充气起顶围堰；

步骤807：拆除围堰拼装低胎架；

步骤808：气囊滑移围堰至滑道斜坡段；

步骤809：围堰在自重作用下沿滑动缓慢滑移；在滑移过程中，可以地锚后拽，以免围堰在自重下失去平衡下滑过快；同时拖轮、气囊辅助调整滑移方向。

图9是本发明实施例中围堰入水布置示意图。如图9所示，围堰“卧拼”后，围堰下水准备工作就位后，通过气囊6滚动搬运将围堰搬运到滑到边缘，最后一刻启动图7中脱钩器7围堰冲入水中实现自浮。

以上步骤804-步骤809为围堰的下水。

步骤810：采取“顶推+绑拖”的方式，顶推拖轮为主拖，将围堰浮运至施工现场。

步骤810为围堰的浮运，围堰下水后在第一挡水板以及第二挡水板的挡水作用下，整个围堰形成一个能够自浮的浮箱，如同一艘没有动力的驳船。由于围堰体形特异且自重较大，浮运过程为“顺流而下”，根据围堰的形体特点和浮运水域特点，考虑到浮运过程中水阻力、风力等的影响，采用两艘操作性能先进的拖轮负责浮运作业以确保安全：采取“顶推+绑拖”的方式，顶推拖轮为主拖，将围堰浮运至施工现场。

步骤811：在所述围堰浮运至桥位附近水域后，通过浮吊将围堰缓慢提起以使得围堰底口的第二挡水板露出水面并对所述第二挡水板进行切割。

步骤812：挡水板切割完成之后，通过浮吊将围堰缓慢平稳转体至竖直状态。

步骤811-步骤812为围堰的竖转，其具体实现与上述实施例提供的围堰的竖转方法相同，此处不再赘述。

本发明实施例提供的围堰的安装方法，由于在围堰的顶口、底口分别设置第一挡水板和第二挡水板且将第一挡水板、第二挡水板以及围堰的第一侧面设置为一体，使得围堰侧卧下水后，第一挡水板、第二挡水板以及围堰的第一侧面形成封闭的无水空间，从而增加了围堰自身浮力保障了围堰重心平衡的作用，解决了现有技术中围堰自身浮力不足的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种围堰的拼装方法，其特征在于，包括：

从多个侧面中选取第一侧面，所述第一侧面为围堰下水时首先与水面接触的侧面；

根据所述第一侧面的面积以及围堰的重量生产第一挡水板和第二挡水板；

以第一侧面为底，将所述多个侧面组合成框围结构，并在所述的框围结构的顶口设置所述第一挡水板，在所述框围结构的底口设置所述第二挡水板，其中，所述第一挡水板、所述第一侧面以及所述第二挡水板设置为一体且所述第一挡水板以及第二挡水板的高度均高于围堰下水时的吃水深度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一侧面的面积以及围堰的重量生产第一挡水板和第二挡水板，包括：

根据所述第一侧面的面积以及围堰的重量获取所述围堰的下水深度；

根据所述下水深度确定第一挡水板以及第二挡水板的高度，所述第一挡水板以及所述第二挡水板的高度大于所述围堰的下水深度；

根据所述第一挡水板以及第二挡水板的高度、所述第一侧面中一对相对的边的边长生产第一挡水板和第二挡水板，所述一对相对的边包括作为构成所述围堰底口中的一边和构成所述围堰顶口中的一边。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述根据所述第一侧面的面积以及围堰的重量生产第一挡水板和第二挡水板之前，还包括：

若所述围堰的底口由高低刃脚构成，在底口设置平衡结构以使得所述围堰的重心与浮心位于同一铅垂线，所述高低刃脚与待下放河床的表面贴合。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在底口设置平衡结构，包括：

获取围堰的重心坐标；

根据所述围堰的重心坐标通过力矩平衡法，从底口的高低刃脚中选取目标刃脚并计算目标刃脚中待浇筑的混凝土的重量；

对目标刃脚进行混凝土浇筑。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在所述以第一侧面为底，将所述多个侧面组合成框围结构之后，还包括：

在所述第一侧面中设置有所述第一挡水板的面上设置竖转板，所述竖转板与所述第一挡水板之间的距离等于所述竖转板与所述第二挡水板之间的距离。

Images