CN105926628B - 一种浮动、固定可转换的水中桩基施工平台装置 - Google Patents

Abstract

一种浮动、固定可转换的水中桩基施工平台装置属于桥梁施工领域。其包括双驳船支撑装置、型钢贝雷片组合施工平台装置、定位装置、引孔嵌岩装置以及体系转换装置；将两艘驳船并行连接成浮动支撑装置，在其上拼装型钢贝雷片组合式施工平台，二者固结组合而成水上浮动施工平台装置；利用冲击钻引孔，配合吊装设备和振动锤使桩基钢护筒嵌入基底岩层；通过加大双驳船支撑装置的吃水深度使浮动平台上方的型钢贝雷片组合施工平台落在桩基钢护筒两侧的牛腿支撑装置上完成平台体系转换；最后进行桩基施工。在场地条件受限、航道管制严格、地质条件不利等条件下，使用本装置，启动迅速、施工简便，大大缩短了施工工期，同时材料投入量小，节约了成本。

Description

一种浮动、固定可转换的水中桩基施工平台装置

技术领域

本发明属于桥梁下部结构施工装置领域，具体是涉及一种浮动、固定可转换的水中桩基施工平台装置。

背景技术

在桥梁下部结构水中桩基施工中，首先需要解决施工平台的问题，一般常采用土围堰筑岛、水上原位搭设钢管桩施工平台或利用钢围堰搭设施工平台等多种方法，因其受水位动态波动、水上交通管制、航道管理、周围地形环境等因素影响，这些施工方法均有一定的局限性和不便之处，安全性、经济性、环保效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的桥梁下部结构水中桩基施工平台装置，用以对于航道管制严格、周围地形环境差、地质条件差，使用固定式桩基施工平台启动速度慢、施工成本高等技术问题。

一种浮动、固定可转换的水中桩基施工平台装置，其特征在于包括：

双驳船支撑装置、型钢贝雷片组合施工平台装置、牵引船、定位装置、引孔嵌岩装置以及体系转换装置；

双驳船支撑装置，在靠岸侧利用型钢，以一定间距将两艘驳船并行连接成整体，所述双驳船支撑装置用于支撑上部施工平台，实现施工平台在水上浮动功能；

型钢贝雷片组合施工平台装置，包括贝雷片主承重梁、顶面型钢分配梁，安装在双驳船上方，以驳船船舷为支撑，用于钢护筒沉放及桩基施工，所述型钢贝雷片组合施工平台与双驳船支撑装置固结；

牵引船，用于牵引浮动平台至施工位置；

定位装置，包括钢丝绳和卷扬机，用于浮动平台的位置调整和固定，所述定位装置通过钢丝绳与锚桩连接；

引孔嵌岩装置，包括冲击钻、水上起重设备、振动锤，用于桩基钢护筒嵌岩施工，所述引孔嵌岩装置冲击钻安装在浮动平台上；

体系转换装置，用于以双驳船为支撑的浮动平台转换成固定平台；所述体系转换装置包括配重装置，以及桩基钢护筒两侧的牛腿支撑装置。

进一步，所述双驳船支撑装置以两艘载重650t的驳船为支撑主体。

进一步，以500马力动力船作为牵引船。

进一步，所述体系转换装置以钢护筒外侧壁上的牛腿支撑和分配梁装置形成固定平台着床的牛腿支撑装置。

所述的一种浮动、固定可转换的水中桩基施工平台装置进行桩基施工的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：首先在水上异位利用驳船连接型钢将两艘驳船以一定间距连接成浮动平台支撑装置；

第二步：在浮动平台支撑装置上利用贝雷片、槽钢、工字钢拼装形成浮动平台装置；

第三步：将牵引船与浮动平台装置通过钢丝绳固定在一起，开动牵引船，利用其动力浮运浮动平台到预定施工位置；

第四步：利用卷扬机释放钢丝绳与锚桩连接，伸缩钢丝绳动态调节浮动平台的位置，待位置准确后锁定卷扬机，实现浮动平台的固定；

第五步：通过水上起重设备配合振动锤进行桩基钢护筒沉放施工；

第六步：在桩基钢护筒外侧壁安装支撑牛腿及牛腿分配梁15；

第七步：向驳船船舱内加水配重，加大驳船的吃水深度，贝雷片型钢组合式施工平台装置将随驳船支撑装置一起下降，直至平台装置与牛腿支撑装置接触，停止加水，解除驳船与施工平台间的固结装置，继续加水，使驳船与施工平台脱离。

进一步第五步：通过水上起重设备配合振动锤进行桩基钢护筒沉放施工，当钢护筒进入水下覆盖层入岩困难时，利用冲击钻12引孔，达到50cm后，再通过振动锤使桩基钢护筒11下沉，循环此过程直至辅助其嵌岩深度满足要求。

采用上述技术方案，本发明提供的浮动、固定可转换的水中桩基施工平台装置，具有如下优点：

一、克服了长时间占用航道、周边地形环境差、水文地质条件不利的困难。

二、其操作简单、启动快、节省材料设备投入，节能、环保性好，同时安全性得以提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为浮动平台支撑装置及施工平台的结构示意图；

图2为浮动平台浮运装置的结构示意图；

图3为浮动平台定位装置的结构示意图；

图4为引孔嵌岩装置的结构示意图；

图5为体系转换装置的结构示意图；

图6浮动平台转换成固定平台后平面图

图7浮动平台转换成固定平台后立面图

图8桩基施工完成后示意图

其中：

1-驳船；2-驳船连接型钢；3-贝雷片；4-贝雷片连接装置；

5-平台顶分配梁；6-牵引船；7-岸上锚桩；8-水中锚桩；

9-卷扬机；10-钢丝绳；11-桩基钢护筒；12-冲击钻；13-水位线；14-牛腿支撑；15-牛腿分配梁；16-辅助钢管桩

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实例以目前建设的重庆轨道环线高家花园大桥“P2主墩水中桩基施工实际施工平台”为例，进行具体说明，此桥结构为混合梁斜拉桥，两主墩均位于水中，其中P3主墩距离岸边较近，施工地形条件适宜，水下地质情况较好，可快速进场施工，适用于水上原位搭设桩基施工平台。对于P2主墩来说，位置距离岸边较远，且无适宜的施工场地放置施工材料、设备，水下地质条件复杂，且航道管制严格。因此，需要采用本发明的技术方案，即采用浮动、固定可转换的桩基施工平台进行桩基施工。

如图1所示，本发明的浮动平台支撑装置包括驳船1和驳船连接型钢2，驳船1平行停靠，与驳船连接型钢2以焊接方式固结；

施工平台包括贝雷片3和贝雷片连接装置4和平台顶分配梁5；贝雷片3安装在驳船1的船舷上，并与之固定，贝雷片连接装置4为12#槽钢剪刀撑，通过螺栓与贝雷片3连接，平台顶分配梁5为25a工字钢，放置在贝雷片3上方；

如图2所示，本发明的平台浮运装置包括两艘牵引船6；所述平台浮运装置通过钢丝绳与浮动平台并行连接固定，依靠牵引船的动力在水面上运输浮动平台；

如图3所示，本发明的浮动平台定位装置包括岸上锚桩7、水中锚桩8、卷扬机9和钢丝绳10；

具体的钢丝绳10置于卷扬机9的卷盘内，固定在驳船1的船舷上；岸上锚桩7为岸上预埋的直径630mm钢管桩；水中锚桩8为振动锤插打的直径630mm钢管桩；

如图4所示，本发明的引孔嵌岩装置包括钢护筒11和冲击钻12；冲击钻12安装在浮动平台上，并安装好配套的钢丝绳及钻头；

如图5所示，本发明的体系转换装置包括牛腿支撑14、牛腿分配梁15和辅助钢管桩16；牛腿支撑14焊接在桩基钢护筒外壁上，牛腿分配梁分别与牛腿14顶部及钢护筒外壁焊接。

下面说明利用上述浮动、固定可转换的水上桩基施工平台装置进行桩基施工的方法，具体包括如下步骤：

第一步：首先在水上异位利用驳船连接型钢2将两艘驳船1以一定间距连接成浮动平台支撑装置；

第二步：在浮动平台支撑装置上利用贝雷片、槽钢、工字钢拼装成施工平台；

第三步：将牵引船3与浮动平台装置通过钢丝绳固定在一起，开动牵引船3，利用其动力浮运浮动平台到预定施工位置；

第四步：利用卷扬机9释放钢丝绳与锚桩连接，伸缩钢丝绳动态调节浮动平台的位置，待位置准确后锁定卷扬机，实现浮动平台的固定；

第五步：通过水上起重设备配合振动锤进行桩基钢护筒11沉放施工，当钢护筒进入水下覆盖层入岩困难时，利用冲击钻12引孔，达到50cm后，再通过振动锤使桩基钢护筒11下沉，循环此过程直至辅助其嵌岩深度满足要求；

第五步：在桩基钢护筒11外侧壁安装支撑牛腿14及牛腿分配梁15；

第六步：向驳船船舱内加水配重，加大驳船的吃水深度，贝雷片型钢组合式施工平台装置将随驳船支撑装置一起下降，直至平台装置与牛腿支撑装置接触，停止加水，解除驳船与施工平台间的固结装置，继续加水，使驳船与施工平台脱离，至此，实现浮动平台到固定平台的体系转换。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种浮动、固定可转换的水中桩基施工平台装置，其特征在于包括：

双驳船支撑装置、型钢贝雷片组合施工平台装置、牵引船、定位装置、引孔嵌岩装置以及体系转换装置；

双驳船支撑装置，利用型钢，将两艘驳船并行连接成整体，所述双驳船支撑装置用于支撑施工平台，实现施工平台在水上浮动功能；

型钢贝雷片组合施工平台装置，包括贝雷片主承重梁、顶面型钢分配梁，安装在双驳船上方，以驳船船舷为支撑，用于钢护筒沉放及桩基施工，所述型钢贝雷片组合施工平台与双驳船支撑装置固结；

牵引船，用于牵引施工平台至施工位置；

定位装置，包括钢丝绳和卷扬机，用于浮动平台的位置调整和固定，所述定位装置通过钢丝绳与锚桩连接；

引孔嵌岩装置，包括冲击钻、水上起重设备、振动锤，用于桩基钢护筒嵌岩施工，所述引孔嵌岩装置冲击钻安装在浮动平台上；

体系转换装置，用于以双驳船为支撑的浮动平台转换成固定平台；所述体系转换装置包括配重装置，以及桩基钢护筒两侧的牛腿支撑装置。

2.根据权利要求1所述的浮动、固定可转换的水中桩基施工平台装置，其特征在于：所述双驳船支撑装置以两艘载重650t的驳船为支撑主体。

3.根据权利要求1所述的浮动、固定可转换的水中桩基施工平台装置，其特征在于：以500马力动力船作为牵引船。

4.根据权利要求1所述的浮动、固定可转换的水中桩基施工平台装置，其特征在于：所述体系转换装置以钢护筒外侧壁上的牛腿支撑和分配梁装置形成固定平台着床的牛腿支撑装置。

5.利用权利要求1-4任意一项所述的一种浮动、固定可转换的水中桩基施工平台装置进行桩基施工的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：首先在水上异位利用驳船连接型钢将两艘驳船连接成浮动平台支撑装置；

第二步：在浮动平台支撑装置上利用贝雷片、槽钢、工字钢拼装形成浮动平台装置；

第三步：将牵引船与浮动平台装置通过钢丝绳固定在一起，开动牵引船，利用其动力浮运浮动平台到预定施工位置；

第四步：利用卷扬机释放钢丝绳与锚桩连接，伸缩钢丝绳动态调节浮动平台的位置，待位置准确后锁定卷扬机，实现浮动平台的固定；

第五步：通过水上起重设备配合振动锤进行桩基钢护筒沉放施工；

第六步：在桩基钢护筒外侧壁安装支撑牛腿及牛腿分配梁15；

第七步：向驳船船舱内加水配重，加大驳船的吃水深度，贝雷片型钢组合式施工平台装置将随双驳船支撑装置一起下降，直至平台装置与牛腿支撑装置接触，停止加水，解除驳船与施工平台间的固结装置，继续加水，使驳船与施工平台脱离。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于：

第五步：通过水上起重设备配合振动锤进行桩基钢护筒沉放施工，当钢护筒进入水下覆盖层入岩困难时，利用冲击钻引孔，达到50cm后，再通过振动锤使桩基钢护筒下沉，循环此过程直至辅助其嵌岩深度满足要求。