CN104563119B - 旋转式水上打桩导架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转式水上打桩导架,其特征是：包括定位钢桩、导架和抱桩器，所述导架包括上层导架和下层导架，上层导架和下层导架分别包括固定桁架、标准段桁架和定位桁架，固定桁架、标准段桁架和定位桁架从后到前依次连接，所述定位桁架上固接有抱桩器，所述上层导架通过套管桁架与下层导架连接成整体的同组打桩导架，所述套管桁架内侧固接有套管，所述套管下端固接有法兰盘，所述定位钢桩下端设有牛腿，所述牛腿上设有牛腿预留插孔，所述套管插接在定位钢桩上，其法兰盘通过插销与牛腿连接。有益效果：它可实现基桩的精确定位，施打任意角度的斜桩；实现一次船舶驻位即可施打全部群桩基础，极大提高施工效率，降低船机施工费用。

Description

旋转式水上打桩导架

技术领域

本发明属于水上桩基施工，尤其涉及一种旋转式水上打桩导架结构。

背景技术

传统的水上群桩施工有两种方法，一是根据桩位进行船舶驻位并沉桩，该种工艺的缺陷是沉桩位置和垂直度较难控制，需在沉桩结束后在根据沉桩实测位置进行上部结构的加工制作安装，且需多次移船驻位，施工效率低；二是利用打桩导架辅助沉桩，由于水上群桩通常分布面积较大，打桩导架往往体积庞大、结构复杂、造价较高。

专利申请号：201420271911.3公开了一种移动式水上打桩导架，其特征是：包括中心大钢柱、桁架结构和若干个容水仓，所述中心大钢柱通过桁架结构固接构成整体导架架构，所述中心大钢柱通过横向桁架与桩位处小钢柱固定连接，所述桩位处小钢柱之间连接有纵向桁架，所述桩位小钢柱之间连接有横向桁架，所述整体导架结构内设有容水仓，所述整体导架结构设有操作平台，所述操作平台及容水仓上安装有抱桩器。上述专利公开了一种导架结构，但其缺陷是结构复杂，加工成本高。

专利申请号：201010106246.9公开了一种自变位万向可调打桩架及其使用方法，其特征是：打桩架采用全自动液压抱合装置在导向油缸的作用下可以绕纵轴、横轴进行任意角度的倾斜并可以绕铰链活动；自动打桩架可以做纵向和横向移动。其使用方法包括以下步骤：为起重船定好位后，预设好打桩位置，定位并锁紧，通过导向油缸自身的伸缩绕横轴和纵轴摆动并带动全自动液压抱合装置的转动实现万向倾斜、把钢管桩吊到全自动液压抱合装置里面，全自动液压抱合装置夹紧钢桩并自动找正中心。上述专利公开了一种导向架结构及其使用方法，解决了打桩过程中可以打任意方向斜桩的问题，且一次驻位可沿船纵轴线方向施打多根桩，但该专利并未解决船舶一次驻位即可施打全部群桩的问题。

专利申请号：200520110162.7公开了一种水下打桩导器,包括有一支架板和一撞针,所述支架板上设置有至少一连接板,且所述支架板中心处设置有一撞针容置孔；所述撞针穿设在所述撞针容置孔中,并通过易断的绳子与所述支架板连接,且撞针顶部设置有一信号线。该发明可以很好的应用在能见度比较低的水下打桩操作中,避免了采用ROV或者潜水员观察的不足，但其缺陷是仅对单根桩的打桩深度进行了控制，并未解决施打斜桩及群桩的问题。

专利申请号：201220262484.3公开了一种有关H型钢和钢板桩施工一体完成的打桩定位导向架，其特征是：导向架为立体长方形框架，顶部设有工作平台，钢板连结上部设有两块钢板，主体长方形底部设有钢板，顶部和底部导向架上设有相应的打桩定位导向架，若干个梯形钢板桩导向管上设有若干H型钢导向孔支架，导向管连接之间设有导调节装置及钢缆，导向架的左右两侧分别设有定位器，导向架与主体长方形框架的左右连接处分别设有水平调节装置。该结构的缺陷是导向架只用用于控制沿一个轴线施打的H型钢和钢板桩，并未解决施打斜桩及群桩的问题。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种旋转式水上打桩导架结构，可精确控制沉桩位置，并实现一次船舶驻位即可施打全部群桩基础，极大提高施工效率。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种旋转式水上打桩导架,其特征是：包括定位钢桩、导架和抱桩器，所述导架包括上层导架和下层导架，上层导架和下层导架分别包括固定桁架、标准段桁架和定位桁架，所述固定桁架、标准段桁架和定位桁架从后到前依次连接，所述定位桁架上固接有抱桩器，所述上层导架通过套管桁架与下层导架连接成整体的同组打桩导架，所述套管桁架内侧固接有套管，所述套管下端固接有法兰盘，法兰盘上均布插销插孔；所述定位钢桩下端设有牛腿，所述牛腿上设有与套管的法兰盘预留插孔位置相对应的牛腿预留插孔，所述套管插接在定位钢桩上，其法兰盘通过插销与牛腿连接。

所述上层导架、下层导架采用桁架结构或钢箱梁结构。

所述套管上部设有套管预留插孔，所述定位钢桩上部设有与套管预留插孔位置相对应的定位钢桩插孔，所述套管预留插孔及定位钢桩插孔中插入插销，所述牛腿下端设有牛腿肋板。

所述固定桁架、标准段桁架和定位桁架及套管桁架的截面形状呈圆形、方形或多边形。

所述定位桁架上固接钢板，所述钢板上固接抱桩器。

所述上层导架的轴线长度与下层导架的轴线长度相等或上层导架的轴线长度小于下层导架的轴线长度或上层导架的轴线长度大于下层导架的轴线长度。

所述抱桩器采用环形液压抱桩器或方形导向抱桩器，所述抱桩器分别沿上、下层导架的轴线方向伸出或缩回。

所述套管桁架上布置1-3组同组打桩导架，同组打桩导架沿定位钢桩轴线能够在水平方向任意角度旋转，上、下两层导架的标准段桁架在竖直方向上能够绕固定桁架旋转。

有益效果：与现有技术相比，本发明结构简单、造价低廉、施工方便，可实现基桩的精确定位，施打任意角度的斜桩，并实现一次船舶驻位即可施打全部群桩基础，可极大提高施工效率，降低船机施工费用。可应用于水上桩基施工。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是同组打桩导架的结构示意图；

图3是同组打桩导架的结构立面图；

图4是上层导架结构平面图；

图5是下层导架结构平面图；

图6是旋转式水上打桩导架施打群桩示意图；

图7是定位钢桩结构立面图；

图8是定位钢桩牛腿平面图；

图9是旋转式水上打桩导架施打斜桩示意图；

图10是旋转式水上打桩导架施打直桩示意图；

图11是导架与定位钢桩连接局部示意图；

图12是套管与定位钢桩连接局部示意图；

图13是双向布置旋转式水上打桩导架示意图；

图14是上下两层导架沿竖直方向旋转示意图；

图15是打桩导架沿水平方向旋转示意图。

图中：1-定位钢桩，2-固定桁架，3-标准段桁架，4-定位桁架，5-钢板，6-抱桩器，7-套管，8-套管桁架，9-法兰盘，10-插销插孔，11-基桩，12-牛腿，13-牛腿肋板，14-牛腿预留插孔，15-插销，16-定位钢桩插孔，17-上层导架，18-下层导架,19、套管预留插孔。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：实施例

详见附图1-11，本实施例提供一种旋转式水上打桩导架结构，包括定位钢桩1、导架和抱桩器6，所述导架包括上层导架17和下层导架18，上层导架和下层导架分别包括固定桁架2、标准段桁架3和定位桁架4，所述固定桁架、标准段桁架和定位桁架从后到前依次连接，所述定位桁架上固接钢板5，所述钢板上固接抱桩器。所述抱桩器采用环形液压抱桩器或方形导向抱桩器，所述抱桩器分别沿上、下层导架的轴线方向伸出或缩回，方便施工对打桩位置调节，比如打桩半径是10.5m，接完标准段桁架和定位桁架后的长度是10m，其余的0.5m就可以通过抱桩器向外伸出0.5m来实现。所述上层导架通过套管桁架8与下层导架连接成整体的打桩导架，套管桁架可以是整体，也可以是分段预制，跟前面标准段桁架类似，可以根据高度确定拼接多少个分段结构。所述套管桁架内侧接有套管7，所述套管下端固接有法兰盘9，法兰盘上均布插销插孔10，所述套管上端设有套管预留插孔19。所述定位钢桩上部设有与套管预留插孔位置相对应的定位钢桩插孔16，所述套管预留插孔及定位钢桩插孔中插入插销15，所述定位钢桩下端设有牛腿12，所述牛腿下端设有牛腿肋板13。套管7插接在定位钢桩1上，所述上层导架、下层导架采用桁架结构或钢箱梁结构，桁架是每个面都连接几根钢管组成，钢箱梁是每个面都是由一块钢板组成。所述固定桁架、标准段桁架和定位桁架及套管桁架的截面形状呈圆形、方形或多边形。

详见附图9-10，所述上层导架的轴线长度与下层导架的轴线长度相等或上层导架的轴线长度小于下层导架的轴线长度或上层导架的轴线长度大于下层导架的轴线长度，上下层导架长度相等时，可以打直桩；上层导架长度较大时，可以打仰桩；下层导架长度较长是可以打斜桩。标准段桁架长度可调，比如一个标准段长是1m，打桩半径是5m就接5个标准段；是10m就接10个标准段，定位桁架上面安装有抱桩器。套管桁架的套管套入定位钢桩并通过套管桁架下端的法兰盘与定位钢桩的牛腿进行连接。

旋转式水上打桩导架下端通过法兰盘与定位钢桩牛腿进行连接，上端通过插入套管桁架上端套管预留插孔及定位钢桩插孔中的插销进行连接，或通过液压抱箍等结构进行连接。用插销固定的有两个地方：1、法兰盘对应牛腿(下端连接)；2、套管上端预留插孔对应定位钢桩插孔(上端连接)。上下层导架、套管桁架、法兰盘构成了整体打桩导架。定位钢桩牛腿和法兰盘上都有预留插孔，定位钢桩上的牛腿位置是固定的，打桩导架通过下面的法兰盘放在牛腿上，法兰盘的预留孔和牛腿的预留孔对齐，放入几个插销就能固定，法兰盘和牛腿是活动连接，打完基桩后在拔出来，打桩导架和牛腿就分开了。打桩导架是一个比较大的结构，高度通常在10m以上，打桩导架的下端通过法兰盘固定在牛腿上，上端在定位钢桩和套管上端也设置一些插孔，用插销进行固定，主要是增强连接的稳定性。打桩导架安装在定位钢桩上进行施工。

详见附图14，上、下两层导架构成同组旋转式水上打桩导架，打桩导架可沿定位钢桩轴线在水平方向进行任意角度旋转，上、下层导架在竖直方向上可绕固定桁架进行旋转。在套管桁架上可以套装1-3组同组旋转式水上打桩导架进行多桩施工。

采用旋转式水上打桩导架结构的施工工艺流程：

(1)分别加工制作固定桁架、标准段桁架、定位桁架和套管桁架，上、下导架中的固定桁架通过套管桁架连接为整体，定位桁架上焊接一块钢板5，钢板上安装抱桩器，加工制作定位钢桩1，并在定位钢桩上焊接牛腿12，在定位钢桩上端均布插销插孔16；预制套管下端焊接带插销插孔10的法兰盘；

(2)将加工好的各构件运至施工现场，根据打桩半径、打桩斜度或垂直度将标准段桁架3、定位桁架4连接至固定桁架2上；

(3)根据桩位布置图及实测资料测量出群桩基础的中心位置，并移船进行驻位，使用振动锤在群桩基础的中心位置振沉一根定位钢桩1；

(4)吊入拼接完成的旋转式水上打桩导架，将套管7插入定位钢桩1安放在定位钢桩牛腿12上，调整旋转式水上打桩导架位置使抱桩器6对准基桩11桩位，在套管连接法兰上的插销插孔10及牛腿预留插孔14中放入插销15，在套管桁架上端的套管预留插孔19及定位钢桩插孔中放入插销进行固定；

(5)将基桩11吊入抱桩器，抱桩器可以打开或闭合，吊入基桩的时候抱桩器是打开的，基桩可以顺着抱桩器打开的口放进去，基桩放进去以后，抱桩器闭合就可以将基桩固定。抱桩器抱紧并通过设在其上的调节装置对基桩的沉桩垂直度或斜度进行微调；所述基桩为钢管桩或PHC管桩、PRC桩、方桩等混凝土桩；

(6)使用打桩锤沉入基桩11；

(7)打开抱桩器，拔出放入在套管连接法兰上的插销插孔10及牛腿预留插孔14中的插销15，拔出放在套管桁架上端的套管预留插孔19及定位钢桩插孔16中的插销，调整旋转式水上打桩导架的位置，使抱桩器6对准下一个基桩11桩位，重复上述步骤(4)～(6)完成其余群桩基础的基桩11施工；

(8)移开旋转式水上打桩导架，根据工程需要，可将定位钢桩作为工程桩使用，也可使用振动锤拔出定位钢柱1，完成群桩基础的施工；

(9)重复上述步骤(3)～(8)，完成其余群桩基础的施工。

详见附图15，以打8根桩为例，牛腿上和法兰盘上都有8个插孔呈45°角布置，法兰盘放在牛腿上，放入插销就能固定，然后打第一根基桩；第一根基桩打完后，拔出插销，法兰盘和牛腿就分开了，将打桩导架旋转45°角，就能对准下一个基桩位置，法兰盘旋转45°角，法兰盘上的插孔位置正好又可以跟牛腿的插孔位置对上，依次完成。

上述参照实施例对该一种旋转式水上打桩导架结构进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种旋转式水上打桩导架,其特征是：包括定位钢桩、导架和抱桩器，所述导架包括上层导架和下层导架，上层导架和下层导架分别包括固定桁架、标准段桁架和定位桁架，所述固定桁架、标准段桁架和定位桁架从后到前依次连接，所述定位桁架上固接钢板，所述钢板上固接抱桩器，所述上层导架通过套管桁架与下层导架连接成整体的同组打桩导架，所述套管桁架内侧固接有套管，所述套管下端固接有法兰盘，法兰盘上均布插销插孔；所述定位钢桩下端设有牛腿，所述牛腿上设有与套管的法兰盘预留插孔位置相对应的牛腿预留插孔，所述套管插接在定位钢桩上，其法兰盘通过插销与牛腿连接；所述抱桩器分别沿上、下层导架的轴线方向伸出或缩回。

2.根据权利要求1所述的旋转式水上打桩导架,其特征是：所述套管上部设有套管预留插孔，所述定位钢桩上部设有与套管预留插孔位置相对应的定位钢桩插孔，所述套管预留插孔及定位钢桩插孔中插入插销，所述牛腿下端设有牛腿肋板。

3.根据权利要求1所述的旋转式水上打桩导架,其特征是：所述固定桁架、标准段桁架和定位桁架及套管桁架的截面形状呈圆形或多边形。

4.根据权利要求1所述的旋转式水上打桩导架,其特征是：所述上层导架的轴线长度与下层导架的轴线长度相等或上层导架的轴线长度小于下层导架的轴线长度或上层导架的轴线长度大于下层导架的轴线长度。

5.根据权利要求1所述的旋转式水上打桩导架,其特征是：所述抱桩器采用环形液压抱桩器或方形导向抱桩器。

6.根据权利要求1所述的旋转式水上打桩导架,其特征是：所述套管桁架上布置1-3组同组打桩导架，同组打桩导架沿定位钢桩轴线能够在水平方向任意角度旋转，上、下两层导架的标准段桁架在竖直方向上能够绕固定桁架旋转。