CN108589750B - 钢围堰水中竖转施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢围堰水中竖转施工方法，包括以下步骤：步骤S1，将钢围堰浮运至现场，并与前定位船固定连接；步骤S2，钢围堰与前定位船上的卷扬机连接，解除钢围堰与前定位船的固定连接，钢围堰在水流作用下漂移至竖转位置；步骤S3，将钢围堰与浮吊连接，提起浮吊的浮吊主钩，使钢围堰底口侧的挡水板离开水面，并割除所述挡水板；步骤S4，挡水板切割完成之后，浮吊主钩下钩至钢围堰底口侧，钢围堰底口侧入水，且钢围堰向底口侧倾斜，直至钢围堰转体呈竖直状态。本发明对钢围堰进行水中竖转施工，为钢围堰的定位安装提供便利。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁施工技术领域，具体地，涉及一种钢围堰水中竖转施工方法。
背景技术
钢围堰是承台施工的挡水结构，桥梁深水基础施工中通常均需要采用钢围堰，钢围堰在水上拼装完毕后，对钢围堰进行定位下沉至河床。对于面基岩裸露、岩面倾斜、起伏变化大的主墩河床，承台施工采用的双壁钢围堰吨位大，且钢围堰刃脚高差大，无法采用常规方法进行钢围堰的运输就位安装。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种钢围堰水中竖转施工方法，以便于钢围堰的运输就位安装，便于桥梁的后续顺利施工。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明所述钢围堰水中竖转施工方法，包括以下步骤：
步骤S1，将钢围堰浮运至现场，并与前定位船固定连接；
步骤S2，钢围堰与前定位船上的卷扬机连接，解除钢围堰与前定位船的固定连接，钢围堰在水流作用下漂移至竖转位置；
步骤S3，将钢围堰与浮吊连接，提起浮吊的浮吊主钩，使钢围堰底口侧的挡水板离开水面，并割除所述挡水板；
步骤S4，挡水板切割完成之后，浮吊主钩下钩至钢围堰底口侧，钢围堰底口侧入水，且钢围堰向底口侧倾斜，直至钢围堰转体呈竖直状态。
优选地，所述步骤S2中，竖转位置在距离水墩中心的下游侧40m，江心侧50m的水域位置。
优选地，所述钢围堰内部设置有竖转挡水板。
优选地，所述竖转挡水板距离所述钢围堰顶口12.8m。
优选地，所述竖转挡水板由高度为80cm，厚度为5mm的钢板制作而成，在钢板上设置有加劲肋、龙骨和多个斜撑。
优选地，多个所述斜撑的间距为3m。
优选地，所述浮吊还包括浮吊副钩，在所述步骤S4中，钢围堰竖转开始之前，将所述浮吊副钩和钢围堰底面的吊耳连接并至临界受力状态，钢围堰向顶口侧倾斜时，所述浮吊副钩受力。
优选地，在进行所述步骤S1之前，四个蛙式砼主锚抛锚及前定位船抛锚、前主锚和前定位船连接，所述前定位船的初始位置向江心侧偏移56m。
优选地，在进行步骤S1之前，两个蛙式砼尾锚抛锚，后定位船抛锚，所述后定位船的初始位置向下游侧偏移80m。
优选地，在进行步骤S1之前，通过计算在钢围堰竖转过程中，钢围堰在多个不同旋转角度下所对应的浮吊吊重，得到钢围堰旋转角度与浮吊吊重的包络曲线。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明所述钢围堰水中竖转施工方法通过预先将钢围堰拼装完成并浮运至竖转位置，在水中完成竖转，为钢围堰的定位安装提供便利。通过在钢围堰内部设置竖转挡水板，使得钢围堰在竖转过程中只能向底口侧翻转，防止钢围堰向顶口侧倾斜，从而实现钢围堰竖转的预期目标。
附图说明
图1是本发明所述钢围堰水中竖转方法流程示意图；
图2是本发明中钢围堰旋转角度与浮吊吊重包络曲线图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明所述的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。
图1是本发明所述钢围堰水中竖转方法流程示意图，如图1所示，本发明所述钢围堰水中竖转方法，包括以下步骤：
步骤S1，将钢围堰浮运至现场，并与前定位船固定连接；
步骤S2，钢围堰与前定位船上的卷扬机连接，解除钢围堰与前定位船的固定连接，钢围堰在水流作用下漂移至竖转位置；
步骤S3，将钢围堰与浮吊连接，提起浮吊的浮吊主钩，使钢围堰底口侧的挡水板离开水面，并割除所述挡水板；
步骤S4，挡水板切割完成之后，浮吊主钩下钩至钢围堰底口侧，钢围堰底口侧入水，且钢围堰向底口侧倾斜，直至钢围堰转体呈竖直状态。
本发明中，对钢围堰进行安装定位时，预先对钢围堰进行拼装运输，在水中对钢围堰进行竖转，为钢围堰的定位安装提供便利。
钢围堰在水中由水平状态转至竖直状态过程中，通过钢围堰的自重、自身在水中承受的浮力以及浮吊吊重形成的力矩平衡，使得钢围堰在竖转至某一角度时保持平衡稳定的状态。因此，选取不同浮吊吊重将影响钢围堰的竖转作业。钢围堰经过运输之后，通过浮吊进行竖转，在钢围堰旋转至不同角度时，由于入水部分的钢围堰体积变化，浮心位置相对改变，使得在钢围堰竖转的过程中，所需要的浮吊吊重不相同。本发明中，在进行步骤S1之前，通过选取钢围堰在水中竖转过程中部分代表性的旋转角度相对应的浮吊吊重，得出钢围堰旋转角度与浮吊吊重的包络曲线，从而确定钢围堰在旋转过程中的浮吊最大吊重。
在一个实施例中，选择钢围堰在竖转过程中旋转角度分别为10°、20°、30°、45°、60°、65°、70°、75°、80°和90°计算浮吊吊重，得出钢围堰旋转角度与浮吊吊重之间的关系如表1所示，根据表1，得到不同的钢围堰旋转角度与浮吊吊重包络曲线如图2所示。
在钢围堰竖转施工中，选择钢围堰的竖转位置必须满足以下三个条件：①水域深度能满足竖转施工要求；②竖转位置便于浮吊就位；③竖转位置便于前定位船布置竖转定位钢绳。优选地，竖转位置在距离水墩中心的下游侧40m，江心侧50m的水域位置。在此水域位置，平均河床的标高为-20.0m左右，有足够的水深满足钢围堰的竖转要求。
在本发明的一个实施例中，浮吊还包括浮吊副钩，浮吊副钩作为保险措施，在步骤S4中，钢围堰竖转开始之前，将浮吊副钩和钢围堰底面的吊耳连接并至临界受力状态，钢围堰向顶口侧倾斜时，浮吊副钩受力，此时，可立即提升浮吊副钩，使得钢围堰只向底口侧翻转。副钩吊点位于钢围堰顶口向下60.5cm处，共两个。
本发明的一个实施例中，在进行步骤S1之前，施工现场进行抛锚定位的准备工作，包括：四个150t蛙式砼主锚抛锚及前定位船抛锚、前主锚和前定位船连接，所述前定位船的初始位置向江心侧偏移56m，便于钢围堰的竖转定位；两个150t蛙式砼尾锚抛锚，后定位船抛锚，所述后定位船的初始位置向下游侧偏移80m，便于钢围堰的竖转定位，完成之后，浮吊撤离施工区域，尾锚和后定位船之间的拉缆连接好；两个75t蛙式砼边锚抛锚，锚绳绳头用浮漂临时固定；施工两个40t岸锚；导向船临时在后定位船的江心侧抛锚定位。
在步骤S2中，解除钢围堰与前定位船之间的连接，钢围堰在水流作用下向下游侧漂移，与此同时，前定位船上的卷扬机同步放缆，直至钢围堰漂移至竖转位置。
在步骤S3中，将浮吊主钩和浮吊副钩均与钢围堰上的吊耳连接，并处于临界受力状态，浮吊主钩缓慢起钩，使得钢围堰底口侧稍微上浮至挡水板底面露出水面，该过程中浮吊副钩始终处于临界受力状态，然后割除钢围堰底口侧的挡水板。
本发明的一个实施例中，通过压杆式吊具起吊钢围堰，压杆式吊具包括钢管压杆、压杆上吊耳、压杆下吊耳以及套箱吊耳，其中，钢管压杆为
钢管，压杆上吊耳安装在钢管压杆的上表面，压杆下吊耳安装在钢管压杆的下表面，且压杆上吊耳与压杆下吊耳的安装位置一一对应，多个压杆上吊耳或压杆下吊耳相对于钢管压杆的中轴线对称布置，且压杆上吊耳和压杆下吊耳均采用厚度为20mm的钢板，销孔周围采用厚度为20mm的钢板进行补强。通过卷扬机控制吊具的钢丝绳起吊钢围堰，实现钢围堰在水中的竖转。
钢围堰竖转时，若钢围堰底口进水流向顶口侧，则有可能导致钢围堰向顶口侧倾斜，出现“底朝天”的情况，为了避免此情况的出现，在钢围堰内部设置有竖转挡水板。竖转挡水板距离钢围堰顶口12.8m(钢围堰重心以下)，当钢围堰底口开始进水时，竖转挡水板会阻止水流向顶口侧，钢围堰内进的水自重作用在钢围堰底口侧(钢围堰重心以下)，使得钢围堰只朝底口侧翻转，最终实现钢围堰竖转的预期目标。
优选地，竖转挡水板由高度为80cm，厚度为5mm的钢板制作而成，钢板与钢围堰之间满焊，在钢板上设置有加劲肋、龙骨和多个斜撑。多个斜撑的间距优选为3m。
在本发明的一个实施例中，步骤S4中，钢围堰底口侧的挡水板切割完成之后，浮吊主钩下钩至钢围堰的底口侧，使钢围堰底口侧入水，在此过程中，浮吊副钩可以配合起钩。从钢围堰底口侧进入的江水被竖转挡水板阻隔至重心以下，相当于在钢围堰底口侧施加载荷，使得钢围堰向底口侧倾斜，钢围堰重心逐步降低，钢围堰继续翻转，直至钢围堰转体至竖直状态，该过程中浮吊主钩始终处于被动受力状态，受力先逐渐增大，再逐渐减小，最大起吊力417.4t。
为了保证钢围堰在竖转过程中的受力稳定，需要根据竖转的进程及时地收放卷扬机的拉缆，以控制卷扬机的拉缆始终处于受力状态。钢围堰竖转完成之后，卷扬机适当收缆，解除浮吊与钢围堰之间的连接，将钢围堰的前锚起锚之后将浮吊移出施工区域。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种钢围堰水中竖转施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，将钢围堰浮运至现场，并与前定位船固定连接；
步骤S2，钢围堰与前定位船上的卷扬机连接，解除钢围堰与前定位船的固定连接，钢围堰在水流作用下漂移至竖转位置；
步骤S3，将钢围堰与浮吊连接，提起浮吊的浮吊主钩，使钢围堰底口侧的挡水板离开水面，并割除所述挡水板；
步骤S4，挡水板切割完成之后，浮吊主钩下钩至钢围堰底口侧，钢围堰底口侧入水，且钢围堰向底口侧倾斜，直至钢围堰转体呈竖直状态；
其中，所述步骤S3和所述步骤S4中，通过压杆式吊具起吊钢围堰，压杆式吊具包括钢管压杆、压杆上吊耳、压杆下吊耳以及套箱吊耳，压杆上吊耳安装在钢管压杆的上表面，压杆下吊耳安装在钢管压杆的下表面，且压杆上吊耳与压杆下吊耳的安装位置一一对应，多个压杆上吊耳或压杆下吊耳相对于钢管压杆的中轴线对称布置；
其中，在进行步骤S1之前，通过计算在钢围堰竖转过程中，钢围堰在多个不同旋转角度下所对应的浮吊吊重，得到钢围堰旋转角度与浮吊吊重的包络曲线，根据包络曲线确定浮吊吊重；
钢围堰在水中由水平状态转至竖直状态过程中，根据竖转进程及时收放卷扬机的拉缆，控制卷扬机的拉缆始终处于受力状态，通过钢围堰的自重、自身在水中承受的浮力以及浮吊吊重形成力矩平衡，保持稳定。
2.根据权利要求1所述的钢围堰水中竖转施工方法，其特征在于，
所述步骤S2中，竖转位置在距离水墩中心的下游侧40m，江心侧50m的水域位置。
3.根据权利要求1所述的钢围堰水中竖转施工方法，其特征在于，
所述钢围堰内部设置有竖转挡水板。
4.根据权利要求3所述的钢围堰水中竖转施工方法，其特征在于，
所述竖转挡水板距离所述钢围堰顶口12.8m。
5.根据权利要求3所述的钢围堰水中竖转施工方法，其特征在于，
所述竖转挡水板由高度为80cm，厚度为5mm的钢板制作而成，在钢板上设置有加劲肋、龙骨和多个斜撑。
6.根据权利要求5所述的钢围堰水中竖转施工方法，其特征在于，
多个所述斜撑的间距为3m。
7.根据权利要求1所述的钢围堰水中竖转施工方法，其特征在于，
所述浮吊还包括浮吊副钩，在所述步骤S4中，钢围堰竖转开始之前，将所述浮吊副钩和钢围堰底面的吊耳连接并至临界受力状态，钢围堰向顶口侧倾斜时，所述浮吊副钩受力。
8.根据权利要求1所述的钢围堰水中竖转施工方法，其特征在于，在进行所述步骤S1之前，四个蛙式砼主锚抛锚及前定位船抛锚、前主锚和前定位船连接，所述前定位船的初始位置向江心侧偏移56m。
9.根据权利要求1所述的钢围堰水中竖转施工方法，其特征在于，
在进行步骤S1之前，两个蛙式砼尾锚抛锚，后定位船抛锚，所述后定位船的初始位置向下游侧偏移80m。
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