CN103362068A - 预制承台的安装方法 - Google Patents

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本发明公开了一种预制承台的安装方法,涉及桥梁施工领域,该预制承台的安装方法为:承台及底节墩身一起在预制场预制完成,承台预留钢桩孔位,然后通过大型浮吊吊运到桩位,桩位钢桩在承台吊装前安装好桩顶导向装置,下放承台到位后挂装扁担放置于桩顶纵横向调整装置上,调整承台平立面位置达到要求,先后完成非吊点处和吊点处的钢筒围堰封底混凝土浇注、抽水、预留孔钢筋绑扎、预留孔混凝土浇注,拆除钢筒围堰,即完成预制承台安装。本发明以小型钢筒围堰代替大型承台钢围堰,能有效节省钢料,缩短水上作业时间,降低施工成本,同时减小水流作用对承台施工影响,保证承台施工质量。

Description

预制承台的安装方法
技术领域
[0001] 本发明涉及桥梁施工领域,特别是涉及一种预制承台的安装方法。
背景技术
[0002] 随着经济社会的发展,跨海大桥的建设逐渐成为桥梁建设的主题。由于跨海大桥所处地理位置具有特殊性海洋气候——风大、浪高、流急、台风自然灾害天气频繁,且跨海大桥跨越较长,墩身承台数量较多,为克服这种具有海洋性气候特征的种种不利影响,在制定施工方案措施时应尽可能减少水上作业时间,变水上施工为陆上施工,形成“施工设备大型化、桥梁构件工厂化、生产流程标准化以及大桥建设装配化”的“四化”施工理念。然而,在国内现有桥梁承台施工方法中,仍然是以大型钢围堰现浇为主,虽然也有承台预制安装施工实例,但大多仅是预制承台外壳,将承台外壳作为围堰吊装下放,在承台下放到位后再浇注承台内部混凝土,对于风浪较大地区的水上施工,仍需辅助钢围堰,整个施工工期较长,水上作业时间并没有缩短。
发明内容
[0003] 本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足,提供一种预制承台的安装方法,以小型钢筒围堰代替大型承台钢围堰,能有效节省钢料,缩短水上作业时间,降低施工成本,同时减小水流作用对承台施工影响,保证承台施工质量。
[0004] 本发明提供的预制承台的安装方法,包括以下步骤:
[0005] A、在预制厂完成承台及底节墩身预制,预留桩基预留孔、钢筋接头、钢棒预留孔和预埋固定钢筒围堰用的螺栓,待承台达到设计强度之后,安装钢筒围堰、吊装承台用的钢棒、第一挂桩扁担和第二挂桩扁担,每个桩基预留孔处均设置一个钢筒围堰,各钢筒围堰之间采用连接系连接;钢筒围堰包括圆型钢筒、橡胶垫和螺栓,橡胶垫设置在桩基预留孔的顶面,圆型钢筒设置在橡胶垫顶面,由预埋于承台中的螺栓将圆型钢筒、橡胶垫与承台连接一起,钢筒围堰为圆筒状,半径略大于桩基预留孔半径,其底面为法兰盘形式,钢棒包括螺杆和螺母,螺杆穿过承台,承台底部设置有螺母,使钢棒与承台锚固;
[0006] B、桩基施工完成后,安装桩顶导向装置及平立面调整装置,通过大型浮吊吊运承台至桩位,采用大型浮吊起吊承台并准确定位,确保承台起吊平面位置与其设计平面位置误差符合规范及设计要求;缓慢下放承台,使其预留孔穿过钢桩,直至第一挂桩扁担和第二挂桩扁担支承于桩顶的平立面调整装置上,拆除浮吊吊索,通过平立面调整装置精调承台平立面位置使其满足设计要求;桩顶导向装置包括锥形导向机构和缓冲橡胶,缓冲橡胶通过螺栓与锥形导向机构底部相连,整个桩顶导向装置设置在钢护筒顶面,平立面调整装置固定在桩顶导向装置上,平立面调整装置包括水平千斤顶、竖向千斤顶和滑块,滑块设置在桩顶导向装置顶面,竖向千斤顶设置在滑块顶面,水平千斤顶与桩顶导向装置连接在一起,承台下放挂桩后,通过水平千斤顶及竖向千斤顶的伸缩,在水平以及竖直两个方向调整承台的位置;[0007] C、承台位置精调到位满足设计要求后,浇注非吊点处承台桩基预留孔封底混凝土,没有第一挂桩扁担、第二挂桩扁担和平立面调整装置对应位置的承台预留孔处就是非吊点,待封底混凝土达到设计强度,抽出已封底预留孔内的水,绑扎预留孔内钢筋,浇注预留孔内混凝土,待非吊点处承台桩基预留孔内混凝土达到设计强度后,浇注吊点处承台桩基预留孔封底混凝土,待封底混凝土达到设计强度,抽出已封底预留孔内水,对称拆除吊装钢棒,绑扎预留孔内钢筋,浇注承台桩基预留孔内混凝土,及钢棒预留孔内混凝土,待预留孔内混凝土达到设计强度后,对称拆除钢筒围堰底口的螺栓,拆除钢筒围堰,完成预制承台安装施工。
[0008] 在上述技术方案的基础上,吊运承台时采用三点起吊设计,三个吊点呈三角形设置,两个吊点对称设置于承台一条长边方向两外侧钢桩预留孔处,此处两个吊点在承台预留孔附近各对称设置两个钢棒预留孔;另一个吊点设置于承台另一条长边中间钢桩预留孔处,该吊点在承台预留孔附近各对称设置四个钢棒预留孔。
[0009] 在上述技术方案的基础上,所述钢棒下端穿过钢棒预留孔与承台连接,上端分别与第一挂桩扁担、第二挂桩扁担连接,第一挂桩扁担、第二挂桩扁担通过吊索与浮吊相连接,所有钢棒端头均采用螺帽栓固。
[0010] 在上述技术方案的基础上,所述钢筒围堰外侧钢棒处焊接钢棒保护罩。
[0011] 在上述技术方案的基础上,所述钢筒围堰通过夹持器与第一挂桩扁担、第二挂桩扁担固接。
[0012] 在上述技术方案的基础上,步骤B中所述承台下放挂桩后,通过平立面调整装置进行承台平立面位置精确调整:先通过水平千斤顶调整承台水平位置满足设计要求,再通过竖向千斤顶调整承台高度,使其满足设计要求,在钢筒围堰的上端及承台底部安装限位装置,使承台与钢管桩间相对固定,调整过程中确保各千斤顶同步。
[0013] 与现有技术相比,本发明的优点如下:
[0014] (I)本发明实现了真正意义上的承台整体预制、吊装,以小型钢筒围堰代替传统的大型承台钢围堰,即在每个预留孔位置安装一个小型钢筒围堰,承台采用大型浮吊整体吊装施工工艺,能够有效节省钢料,缩短水上作业时间,降低施工成本,同时由于小型钢筒围堰表面积小,能够减小水流作用对承台施工影响,提高承台施工稳定性,保证承台施工质量,该方法中的施工设备能反复使用,主要用于大型预制承台整体安装,尤其适用于墩位较多的大型桥梁施工。
[0015] (2)本发明的承台及底节墩身先在陆地预制场浇注完成,仅留钢桩预留孔位,承台吊装到位后再在钢筒围堰内浇注预留孔混凝土,承台与底节墩身整体预制,能够增强基础整体稳定性。
[0016] (3)本发明在桩顶设有桩顶导向装置,可保证承台顺利下放,保护承台混凝土及钢桩,同时起到缓冲承台吊重作用,将承台吊重传递到钢桩上。
[0017] (4)本发明在桩顶导向装置上设置平立面调整装置,在承台下放挂桩后,精调承台平立面位置,确保承台平立面位置满足设计要求。
[0018] (5)本发明的承台采用三点起吊方式起吊,确保各吊带受力明确,便于受力分析及吊带选用,能够避免其它起吊方式导致的吊带受力不明确及承台吊装不稳定等不利工况。
[0019] (6)本发明的吊点设置在承台预留孔旁,吊带采用40Cr钢棒(一种工程用高强度合金钢),穿过吊点预留孔底端栓固于承台上,在承台施工后期拆除,实现反复使用,降低施工成本。
附图说明
[0020] 图1是本发明实施例中安装预制承台的主视图(浮吊未示出)。
[0021] 图2是图1的俯视图。
[0022] 图3是本发明实施例中钢棒预留孔及钢筒围堰底口的示意图。
[0023] 图4是本发明实施例中挂桩扁担、平立面调整装置及桩顶导向装置的结构示意图。
[0024] 图5是本发明实施例中浇注预留孔内混凝土的示意图。
[0025] 附图标记:1一钢筒围堪,2—钢筒围堪连接器,3—钢棒,4一第一挂桩扁担,5—第二挂桩扁担,6—吊索,7—钢棒保护罩,8—夹持器,9一桩顶导向装置,10一平立面调整装置,11—限位装置,1-1 一圆型钢筒,1-2—橡胶垫,1-3—螺栓,3-1—螺杆,3-2—螺母,9-1—锥形导向机构,9-2—缓冲橡胶,10-1—水平千斤顶,10-2—竖向千斤顶,10-3—滑块。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0027] 参见图1、2所示,本发明实施例提供一种预制承台的安装方法,包括以下步骤:
[0028] A、在预制厂完成承台及底节墩身预制,预留桩基预留孔、钢筋接头、钢棒预留孔和预埋固定钢筒围堰I用的螺栓,待承台达到设计强度之后,安装钢筒围堰1、吊装承台用的钢棒3、第一挂桩扁担4和第二挂桩扁担5,每个桩基预留孔处均设置一个钢筒围堰1,各钢筒围堰I之间采用连接系连接,以增强其整体稳定性;参见图3所示,钢筒围堰I包括圆型钢筒1-1、橡胶垫1-2和螺栓1-3,橡胶垫1-2设置在桩基预留孔的顶面,圆型钢筒1-1设置在橡胶垫1-2顶面,由预埋于承台中的螺栓1-3将圆型钢筒1-1、橡胶垫1-2与承台连接一起,并保证其不会漏水。钢筒围堰I为圆筒状,半径略大于桩基预留孔半径,其底面为法兰盘形式;钢棒3包括螺杆3-1和螺母3-2,螺杆3-1穿过承台,承台底部设置有螺母3-2,使钢棒3与承台锚固。
[0029] B、桩基施工完成后,安装桩顶导向装置9及平立面调整装置10,通过大型浮吊吊运承台至桩位,采用大型浮吊起吊承台并准确定位,确保承台起吊平面位置与其设计平面位置误差符合规范及设计要求,例如:小于5cm ;缓慢下放承台,使其预留孔穿过钢桩,直至第一挂桩扁担4和第二挂桩扁担5支承于桩顶的平立面调整装置10上,拆除浮吊吊索6,通过平立面调整装置10精调承台平立面位置使其满足设计要求。
[0030] 参见图4所示,桩顶导向装置9包括锥形导向机构9-1和缓冲橡胶9-2,缓冲橡胶9-2通过螺栓与锥形导向机构9-1底部相连,整个桩顶导向装置9设置在钢护筒顶面。安装桩顶导向装置9前,需尽量确保钢护筒顶口平整,缓冲橡胶9-2用于缓冲承台挂桩冲击荷载,同时使承台荷载在桩顶均匀分布。平立面调整装置10固定在桩顶导向装置9上,平立面调整装置10包括水平千斤顶10-1、竖向千斤顶10-2和滑块10-3,滑块10-3设置在桩顶导向装置9顶面,竖向千斤顶10-1设置在滑块10-3顶面,水平千斤顶10-1与桩顶导向装置9连接在一起,承台下放挂桩后,通过水平千斤顶10-1及竖向千斤顶10-2的伸缩,使承台在水平以及竖直两个方向的位置能够调整。
[0031] C、承台位置精调到位满足设计要求后,浇注非吊点处承台桩基预留孔封底混凝土,没有第一挂桩扁担4、第二挂桩扁担5和平立面调整装置10对应位置的承台预留孔处就是非吊点,待封底混凝土达到设计强度,抽出已封底预留孔内的水,绑扎预留孔内钢筋,参见图5所示,浇注预留孔内混凝土,待非吊点处承台桩基预留孔内混凝土达到设计强度后,浇注吊点处承台桩基预留孔封底混凝土,待封底混凝土达到设计强度,抽出已封底预留孔内水,对称拆除吊装钢棒3,绑扎预留孔内钢筋,浇注承台桩基预留孔内混凝土,及钢棒预留孔内混凝土,待预留孔内混凝土达到设计强度后,对称拆除钢筒围堰底口的螺栓1-3,拆除钢筒围堰I,完成预制承台安装施工。
[0032] 下面以港珠澳大桥浅水区非通航孔桥预制承台的整体安装施工为例,进行说明。
[0033] 港珠澳大桥浅水区非通航孔桥下部结构采用钢管混凝土钻孔桩基础,每个承台桩基由6根钢管混凝土桩组成,6根桩成矩形布置,桩径2.2m;预制承台尺寸为16.8m X 12.1m X 4.5m,留有六个钢桩预留孔,孔径3000mm,预制承台及底节墩身总重约2560吨,现对承台及底节墩身整体预制安装施工进行说明。
[0034] (I)承台预制:在预制场完成承台及底节墩身整体预制,预制过程中设置好钢桩预留孔及吊装钢棒预留孔,埋设好钢筒围堰底口法兰盘螺栓连接套。吊运承台时采用三点起吊设计,三个吊点呈三角形设置,两个吊点对称设置于承台一条长边方向两外侧钢桩预留孔处,此处两个吊点在承台预留孔附近各对称设置两个钢棒预留孔;另一个吊点设置于承台另一条长边中间钢桩预留孔处,该吊点在承台预留孔附近各对称设置四个钢棒预留孔。
[0035] (2)吊具及辅助设施安装:待预制承台达到设计强度后,即进行钢筒围堰安装,钢筒围堰I底口设置有橡胶垫1-2,螺栓1-3采用精轧螺纹钢制成,对精轧螺纹钢进行预张拉,压紧橡胶垫1-2,确保钢筒围堰与承台顶面连接处水密性,安装好钢筒围堰连接器2 ;钢筒围堰安装完成后,即安装吊装钢棒3,根据计算,钢棒3采用直径为130mm的40Cr钢棒,下端穿过钢棒预留孔与承台连接,上端分别与第一挂桩扁担4、第二挂桩扁担5连接,第一挂桩扁担4、第二挂桩扁担5通过直径为170_的40Cr吊索6与浮吊相连接,所有钢棒端头均采用螺帽栓固,为保护吊装钢棒3,在钢筒围堰I外侧钢棒处焊接钢棒保护罩7。同时,钢筒围堰I通过夹持器8与第一挂桩扁担4、第二挂桩扁担5固接,增强吊装过程中整体稳定性。
[0036] (3)吊放承台:承台预制及辅助设置安装完成后,利用浮吊将承台吊运到设计桩位,该桩位钢桩插打完成后,需将桩顶打磨平整,在装顶安装桩顶导向装置9,同时在承台吊点对应钢桩顶安装平立面调整装置10。浮吊精确定位,确保浮吊上承台平面位置与其设计要求相差不大于5cm,缓慢下放承台,确保挂桩扁担缓慢平稳搁置于平立面调整装置10上。桩顶导向装置9的底部与钢桩接触位置设有缓冲橡胶垫圈,可缓冲承台挂桩时的冲击荷载,同时使桩顶均匀受力。
[0037] (4)承台位置精确调整:承台挂桩后,即可通过平立面调整装置10进行承台平立面位置精确调整,先通过水平千斤10-1顶调整承台水平位置满足设计要求,再通过竖向千斤顶10-2调整承台高度,使其满足设计要求,在钢筒围堰I的上端及承台底部安装限位装置11,使承台与钢管桩间相对固定,以避免风浪引起承台钢管桩间相对位移,方便后续施工。调整过程中确保各千斤顶同步。单吊点侧平立面调整装置设置有两个630吨竖向千斤顶,四个150吨水平千斤顶,两吊点侧平立面调整装置每个设置两个320吨竖向千斤顶,四个100吨水平千斤顶,水平千斤顶10-1固定在桩顶导向装置9上,竖向千斤顶10-2固定在滑块10-3顶面上。
[0038] (5)非吊点处承台预留孔浇注:承台调整到位并限位后,即可浇注封底混凝土。此处承台封底分两批完成,参见图5所示,先浇注非吊点处三根钢管桩的封底混凝土,待封底混凝土达到设计强度后,抽出其内水,预留孔内通过钢筒围堰形成了一个干燥的施工空间,即可绑扎预留孔内钢筋,钢筋绑扎完成后,浇注该处预留孔混凝土。
[0039] (6)吊点处承台预留孔浇注:非吊点处承台预留孔混凝土达到设计强度后,即可浇注吊点处承台预留孔封底混凝土,参见图5所示,待封底混凝土达到设计强度,抽出已封底预留孔内水,对称缓慢拆除吊装钢棒,钢棒拆除过程中承台受力体系发生转换,承台浮重由吊装钢棒转换到已浇注的三根预留孔钢桩上,钢棒拆除过程中需密切关注三根已浇钢桩处预留孔混凝土情况;钢棒拆除后,绑扎该处预留孔内钢筋,浇注承台预留孔及钢棒预留孔内混凝土,待预留孔内混凝土达到设计强度后,同时对称拆除所有钢筒围堰底口法兰盘螺栓,拆除钢筒围堰1,即完成预制承台吊装施工。
[0040] 本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型,倘若这些修改和变型属在本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
[0041] 说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种预制承台的安装方法,其特征在于,包括以下步骤: A、在预制厂完成承台及底节墩身预制,预留桩基预留孔、钢筋接头、钢棒预留孔和预埋固定钢筒围堰(I)用的螺栓,待承台达到设计强度之后,安装钢筒围堰(I)、吊装承台用的钢棒(3)、第一挂桩扁担(4)和第二挂桩扁担(5),每个桩基预留孔处均设置一个钢筒围堰(1),各钢筒围堰(I)之间采用连接系连接;钢筒围堰(I)包括圆型钢筒(1-1)、橡胶垫(1-2)和螺栓(1-3),橡胶垫(1-2)设置在桩基预留孔的顶面,圆型钢筒(1-1)设置在橡胶垫(1-2)顶面,由预埋于承台中的螺栓(1-3)将圆型钢筒(1-1)、橡胶垫(1-2)与承台连接一起,钢筒围堰(I)为圆筒状,半径略大于桩基预留孔半径,其底面为法兰盘形式,钢棒(3)包括螺杆(3-1)和螺母(3-2),螺杆(3-1)穿过承台,承台底部设置有螺母(3-2),使钢棒(3)与承台锚固; B、桩基施工完成后,安装桩顶导向装置(9)及平立面调整装置(10),通过大型浮吊吊运承台至桩位,采用大型浮吊起吊承台并准确定位,确保承台起吊平面位置与其设计平面位置误差符合规范及设计要求;缓慢下放承台,使其预留孔穿过钢桩,直至第一挂桩扁担(4)和第二挂桩扁担(5)支承于桩顶的平立面调整装置(10)上,拆除浮吊吊索(6),通过平立面调整装置(10)精调承台平立面位置使其满足设计要求;桩顶导向装置(9)包括锥形导向机构(9-1)和缓冲橡胶(9-2),缓冲橡胶(9-2)通过螺栓与锥形导向机构(9-1)底部相连,整个桩顶导向装置(9)设置在钢护筒顶面,平立面调整装置(10)固定在桩顶导向装置(9)上,平立面调整装置(10)包括水平千斤顶(10-1)、竖向千斤顶(10-2)和滑块(10-3),滑块(10-3)设置在桩顶导向装置(9)顶面,竖向千斤顶(10-1)设置在滑块(10-3)顶面,水平千斤顶(10-1)与桩顶导向装置(9)连接在一起,承台下放挂桩后,通过水平千斤顶(10-1)及竖向千斤顶(10-2)的伸缩,在水平以及竖直两个方向调整承台的位置; C、承台位置精调到位满足设计要求后,浇注非吊点处承台桩基预留孔封底混凝土,没有第一挂桩扁担(4)、第二`挂桩扁担(5)和平立面调整装置(10)对应位置的承台预留孔处就是非吊点,待封底混凝土达到设计强度,抽出已封底预留孔内的水,绑扎预留孔内钢筋,浇注预留孔内混凝土,待非吊点处承台桩基预留孔内混凝土达到设计强度后,浇注吊点处承台桩基预留孔封底混凝土,待封底混凝土达到设计强度,抽出已封底预留孔内水,对称拆除吊装钢棒(3),绑扎预留孔内钢筋,浇注承台桩基预留孔内混凝土,及钢棒预留孔内混凝土,待预留孔内混凝土达到设计强度后,对称拆除钢筒围堰(I)底口的螺栓(1-3),拆除钢筒围堰(I ),完成预制承台安装施工。
2.如权利要求1所述的预制承台的安装方法,其特征在于:吊运承台时采用三点起吊设计,三个吊点呈三角形设置,两个吊点对称设置于承台一条长边方向两外侧钢桩预留孔处,此处两个吊点在承台预留孔附近各对称设置两个钢棒预留孔;另一个吊点设置于承台另一条长边中间钢桩预留孔处,该吊点在承台预留孔附近各对称设置四个钢棒预留孔。
3.如权利要求2所述的预制承台的安装方法,其特征在于:所述钢棒(3)下端穿过钢棒预留孔与承台连接,上端分别与第一挂桩扁担(4)、第二挂桩扁担(5)连接,第一挂桩扁担(4)、第二挂桩扁担(5)通过吊索(6)与浮吊相连接,所有钢棒端头均采用螺帽栓固。
4.如权利要求3所述的预制承台的安装方法,其特征在于:所述钢筒围堰(I)外侧钢棒处焊接钢棒保护罩(7)。
5.如权利要求4所述的预制承台的安装方法,其特征在于:所述钢筒围堰(I)通过夹持器(8)与第一挂桩扁担(4)、第二挂桩扁担(5)固接。
6.如权利要求1至5中任一项所述的预制承台的安装方法,其特征在于:步骤B中所述承台下放挂桩后,通过平立面调整装置(10)进行承台平立面位置精确调整:先通过水平千斤顶(10-1)调整承台水平位置满足设计要求,再通过竖向千斤顶(10-2)调整承台高度,使其满足设计要求,在钢筒围堰(I)的上端及承台底部安装限位装置(11),使承台与钢管桩间相对固定 ,调整过程中确保各千斤顶同步。
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