CN110258601B - 一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及其施工方法 - Google Patents

一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及其施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110258601B
CN110258601B CN201910542753.8A CN201910542753A CN110258601B CN 110258601 B CN110258601 B CN 110258601B CN 201910542753 A CN201910542753 A CN 201910542753A CN 110258601 B CN110258601 B CN 110258601B
Authority
CN
China
Prior art keywords
assembly
floating body
cofferdam
reinforcement cage
pipe fitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910542753.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110258601A (zh
Inventor
李涛
祝建华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Ocean University ZJOU
Original Assignee
Zhejiang Ocean University ZJOU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Ocean University ZJOU filed Critical Zhejiang Ocean University ZJOU
Priority to CN201910542753.8A priority Critical patent/CN110258601B/zh
Publication of CN110258601A publication Critical patent/CN110258601A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110258601B publication Critical patent/CN110258601B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D19/00—Keeping dry foundation sites or other areas in the ground
    • E02D19/02—Restraining of open water
    • E02D19/04—Restraining of open water by coffer-dams, e.g. made of sheet piles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D33/00—Testing foundations or foundation structures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/38—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds
    • E02D5/40—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds in open water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2300/00—Materials
    • E02D2300/0004—Synthetics
    • E02D2300/0018—Cement used as binder
    • E02D2300/002—Concrete
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2300/00—Materials
    • E02D2300/0026—Metals
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2600/00—Miscellaneous
    • E02D2600/10—Miscellaneous comprising sensor means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2600/00—Miscellaneous
    • E02D2600/20—Miscellaneous comprising details of connection between elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)
  • Foundations (AREA)

Abstract

本发明公开一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及施工方法，属于桥梁建造技术领域，本发明的装置通过包括：浮体，浮体上装载有围堰组件，还包括：用于限制浮体移动范围的定位组件，定位组件包括：配重件，配重件通过刚性管件与浮体连接，其中，刚性管件可相对于浮体上下移动，浮体底部的刚性管件上至少连接有两个可改变体积大小的形变件，形变件中部具有内腔，位于内腔的刚性管件表面设有开孔。本发明实现在深水急流的河道或海域内施工建造的桩基，桩基建造过程不受水位变化、水流流速变化的影响，桩基建造速度快且质量高。

Description

一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及其施工方法
技术领域
本发明属于桥梁建造技术领域，具体涉及一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及其施工方法。
背景技术
目前，我国已经能够熟练建造长、大跨径、深水基础桥梁，但是，在我国现行的桥墩施工过程中，尤其是在深水急流的河道或海域内施工时，还存在一定的问题，因为，桥墩的施工多是在水面以上进行，有些河流水位随季节性变化较大，或者其他原因引起水位变化(如：下游水坝蓄水)，有些海域在某些时段水位也存在较大的变化，从而造成正在施工中的桥墩被淹没，这样就会终止桥墩的施工，只有等待水位退去后才能进行桥墩施工，如果遇到某些特殊情况致使水位不能退去，桥梁的建设只能放弃或者重建，造成巨大的投资损失，同时在深水急流的河道或海域内施工时对施工设备具有一定水流冲击导致建造的桩基质量不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及其施工方法，实现在深水急流的河道或海域内施工建造的桩基，桩基建造过程不受水位变化、水流流速变化的影响，桩基建造速度快且质量高。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置，包括：浮体，浮体上装载有围堰组件，还包括：
用于限制浮体移动范围的定位组件，定位组件包括：配重件，配重件通过刚性管件与浮体连接，
其中，刚性管件可相对于浮体上下移动，浮体底部的刚性管件上至少连接有两个可改变体积大小的形变件，形变件中部具有内腔，位于内腔的刚性管件表面设有开孔。
本发明利用浮体运载围堰组件用于快速在海面或河面运载桩基施工的必要组件，在浮体上预先将围堰组件排布设计好，在浮体到达定位点，通过振动桩锤将浮体上的围堰组件直接压入水底，可在急流水域快速施工，省去排布时间，在施工过程中，控制浮体来使围堰组件上端部始终保持高于水面高度，为实现浮体在水域中停留于定位点，通过定位组件实现限制浮体在水域中的移动范围，利用配重件沉入水底并将配重件与刚性管件之间进行连接，这样用于实现对浮体的移动限制，通过在刚性管件上设计可改变体积大小的形变件来降低急流水域的水流对刚性管件的冲击影响，具体的：利用刚性管件上的开孔注入介质到形变件内使形变件产生体积形变，改变流经形变件表面的水流流线长度，降低形变件附近水体流速以及产生马蹄形旋涡的几率，以此来实现降低急流水域对桩基建造过程中的水流冲击影响，保证桩基建造速度快且质量高。
具体的，围堰组件由若干金属管体呈多边形排布而成，围堰组件内侧放置护筒，护筒内放置钢筋笼，钢筋笼外部套接有紧固组件。围堰组件用于对护筒形成临时性围护，防止土和水进入围堰组件内侧，围堰组件的高度需高于施工期间可能出现的最高水位，在围堰组件可能高度位置不够时，通过在浮体上部直接对围堰组件上的各金属管体进行焊接来满足高度要求。
具体的，钢筋笼直径小于护筒内径，紧固组件沿Z轴方向排列紧固于钢筋笼外侧，紧固组件外径小于护筒内径。为保证所建造的桩基应对地震和急流水域下的冲击载荷等强动力载荷对建造的混凝土桩基结构破坏，通过在钢筋笼上设紧固组件来对钢筋笼形成箍筋约束，提高设有约束的钢筋笼的混凝土桩基在地震作用应变范围内的动态性能以及对抗急流水域下冲击载荷的能力。
具体的，紧固组件包括：紧固环和柔性环，紧固环和柔性环同轴设置，相互之间交叉排布并粘接。运用紧固组件对钢筋笼进行箍筋，在钢筋笼放入护筒后浇筑水泥，钢筋笼内的混凝土随着浇筑量的增加可能产生向外膨胀力，紧固组件的紧固环对混凝土的膨胀产生抵抗实现对混凝土膨胀产生约束，柔性环对混凝土的膨胀具有柔性抑制效果，控制混凝土膨胀范围在柔性环的形变范围内。同时在紧固组件对混凝土膨胀抑制过程中，可使原有的裂隙孔隙被压实，使混凝土的强度提高。
具体的，紧固环直径介于钢筋笼外径与护筒内径之间，紧固环环面均布第一通孔；在对混凝土浇筑过程产生的膨胀时，由第一通孔来使部分混凝土填充于紧固组件与护筒内壁之间的间隙，保证护筒内部各处均填充混凝土，并避免紧固环对钢筋笼内部混凝土产生的膨胀力抑制过载紧固环开裂的情况出现。
柔性环紧密贴合于钢筋笼，所述柔性环外环面上具有一外凸的凸环面，所述柔性环内环面具有与凸环面对应的凹环面。柔性环对混凝土的膨胀具有柔性抑制效果，控制混凝土膨胀范围在柔性环的形变范围内，柔性环对于钢筋笼内浇筑的混凝土向外膨胀中，利用其形变性提供柔性抵抗效果，设计凸环面和凹环面来部分混凝土穿过钢筋笼填充于凹环面之间，待其凝固凸环面可对钢筋笼Z轴方向产生限位，进一步提高设有约束的钢筋笼的混凝土桩基在地震作用应变范围内的动态性能。
具体的，围堰组件呈竖直状态卡接于浮体上，围堰组件设于浮体上方的体积均小于其总体积的1/3。通过设置围堰组件与浮体之间的装配状态，便于在施工点，直接采用振动桩锤将浮体上的围堰组件压入水底，设计围堰组件相对浮体上部的体积来保证围堰组件大部分处于浮体下方，用于提高浮体在水中的重心稳定性，特别是对于在急流水域内浮体的漂浮稳定性。
围堰组件内侧设有第一卡块，第一卡块厚度与浮体厚度相等，且与浮体水平高度一致，第一卡块对围堰组件向外挤压，与浮体之间形成对围堰组件的双向挤压力，形成对围堰组件的卡接，进一步的第一卡块和浮体与围堰组件接触面上均设有第一槽体，第一槽体内设有第一凸起，第一凸起对围堰组件形成进一步的挤压力，第一卡块与第一凸起均采用橡胶或泡沫材质，在围堰组件压入水底后去除第一卡块。
具体的，刚性管件为管状体，其内部具有一与配重件表面连接的内管，内管底部侧方具有开口。在实际操作过程中为增加刚性管件重量，通过在刚性管件内注入液体来增加整个刚性管件的重量，以此使刚性管件对配重件具有一定的下压力并使两者在急流水域中的位移量极小，在完成施工后，可通过内管和内管底部侧面的开口来抽取刚性管件内的介质，抽取动力由外设的抽水泵提供，刚性管件内注入的介质优选为施工水域内的水体，随取随用且无需使用成本。
具体的，水下施工装置还包括测量组件，测量组件包括放置于浮体上的收卷电机，收卷电机收卷端连接有带刻度的绳体，绳体端部连接有可放入护筒内的触力传感器，浮体上具有用于拍摄绳体收卷长度的拍摄器。在桩基建造过程中为获取放入钢筋笼的准确深度以及计算混凝土浇筑量等，获取上述数据来提高施工质量和效率，通过测量组件来获取水域底面与水面的间距，通过拍摄器来拍摄绳体的放入长度计算水域底面与水面的间距。
一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置施工方法：
定位组件将浮体定位于施工范围内，取消浮体与围堰组件的卡接关系，安装围堰组件，排出围堰组件内侧水体；
利用全站仪放样，定出桩位中心，并打出定位桩，护筒埋设于定位桩外部，护筒顶部高于水面；
将紧固组件紧固于钢筋笼外部后，将钢筋笼放入护筒内，灌注水下混凝土；
对围堰组件内侧灌注混凝土，建造桩基。
具体的，护筒埋设于定位桩外部后采用测量组件测量钢筋笼的放置深度。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明利用浮体运载围堰组件用于快速在海面运载桩基施工的必要组件，在浮体上预先将围堰组件排布设计，在浮体到达定位点，通过振动桩锤将浮体上的围堰组件直接压入水底，可在急流水域快速施工，省去排布时间，在施工过程中，控制浮体来使围堰组件上端部始终保持高于水面高度，为实现浮体在水域中停留于定位点，通过定位组件实现限制浮体在水域中的移动范围。实现在深水急流的海域内施工建造的桩基，桩基建造过程不受水位变化、水流流速变化的影响，桩基建造速度快且质量高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明一实施方式的跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置结构示意图；
图2是本发明一实施方式中护筒在围堰组件内的安装顺序图；
图3是本发明一实施方式中紧固组件、钢筋笼、护筒的装配顺序图；
图4是本发明一实施方式中紧固组件结构示意图；
图5是本发明一实施方式中紧固环的结构示意图；
图6是本发明一实施方式中柔性环的结构示意图；
图7是本发明一实施方式中测量组件的示意图；
图8是本发明一实施方式中形变件、配重件、刚性管件的连接示意图；
图9是本发明一实施方式中第一槽体在浮体及第一卡块上的示意图；
图10是本发明桩基施工过程中混凝土浇筑示意图；
图11是本发明建造桩基示意图；
图12是本发明实施例撞击试验中撞击上A点位获取的加速度或加速度曲线；
图13是本发明实施例撞击试验中撞击上B点位获取的加速度或加速度曲线；
图14是本发明实施例撞击试验中撞击上C点位获取的加速度或加速度曲线。
附图标记说明：10-浮体；11-第一槽体；12-第一卡块；13-第一凸起；20-紧固组件；21-紧固环；211-第一通孔；22-柔性环；222-凸环面；30-钢筋笼；40-护筒；50-围堰组件；60-刚性管件；70-形变件；80-配重件；81-内管；90-测量组件；91-收卷电机；92-绳体；93-拍摄器；94-触力传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。
实施例1：
参见图1-9所示，跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置，包括：浮体10，浮体10上装载有围堰组件50，还包括：
用于限制浮体10移动范围的定位组件，定位组件包括：配重件80，配重件80通过刚性管件60与浮体10连接，
其中，刚性管件60可相对于浮体10上下移动，浮体10底部的刚性管件60上至少连接有两个可改变体积大小的形变件70，形变件70中部具有内腔，位于内腔的刚性管件60表面设有开孔。
本发明利用浮体10运载围堰组件50用于快速在海面或河面运载桩基施工的必要组件，在浮体10上预先将围堰组件50排布设计好，在浮体10到达定位点，通过振动桩锤将浮体10上的围堰组件50直接压入水底，可在急流水域快速施工，省去排布时间，在施工过程中，控制浮体10来使围堰组件50上端部始终保持高于水面高度，为实现浮体10在水域中停留于定位点，通过定位组件实现限制浮体10在水域中的移动范围，利用配重件80沉入水底并将配重件80与刚性管件60之间进行连接，这样用于实现对浮体10的移动限制，通过在刚性管件60上设计可改变体积大小的形变件70来降低急流水域的水流对刚性管件60的冲击影响，具体的：利用刚性管件60上的开孔注入介质到形变件70内使形变件70产生体积形变，改变流经形变件70表面的水流流线长度，降低形变件70附近水体流速以及产生马蹄形旋涡的几率，以此来实现降低急流水域对桩基建造过程中的水流冲击影响，保证桩基建造速度快且质量高。
围堰组件50由若干金属管体呈多边形排布而成，围堰组件50内侧放置护筒40，护筒40内放置钢筋笼30，钢筋笼30外部套接有紧固组件20。围堰组件50用于对护筒40形成临时性围护，防止土和水进入围堰组件50内侧，围堰组件50的高度需高于施工期间可能出现的最高水位，在围堰组件50可能高度位置不够时，通过在浮体10上部直接对围堰组件50上的各金属管体进行焊接来满足高度要求。
钢筋笼30直径小于护筒40内径，紧固组件20沿Z轴方向排列紧固于钢筋笼30外侧，紧固组件20外径小于护筒40内径。为保证所建造的桩基应对地震和急流水域下的冲击载荷等强动力载荷对建造的混凝土桩基结构破坏，通过在钢筋笼30上设紧固组件20来对钢筋笼30形成箍筋约束，提高设有约束的钢筋笼30的混凝土桩基在地震作用应变范围内的动态性能以及对抗急流水域下冲击载荷的能力。
紧固组件20包括：紧固环21和柔性环22，紧固环21和柔性环22同轴设置，相互之间交叉排布并粘接。运用紧固组件20对钢筋笼30进行箍筋，在钢筋笼放入护筒40后浇筑水泥，钢筋笼30内的混凝土随着浇筑量的增加可能产生向外膨胀力，紧固组件20的紧固环21对混凝土的膨胀产生抵抗实现对混凝土膨胀产生约束，柔性环22对混凝土的膨胀具有柔性抑制效果，控制混凝土膨胀范围在柔性环22的形变范围内。同时在紧固组件20对混凝土膨胀抑制过程中，可使原有的裂隙孔隙被压实，使混凝土的强度提高。
紧固环21直径介于钢筋笼30外径与护筒40内径之间，紧固环21环面均布第一通孔211；在对混凝土浇筑过程产生的膨胀时，由第一通孔211来使部分混凝土填充于紧固组件20与护筒40内壁之间的间隙，保证护筒40内部各处均填充混凝土，并避免紧固环21对钢筋笼30内部混凝土产生的膨胀力抑制过载紧固环21开裂的情况出现。
所述柔性环22紧密贴合于钢筋笼30，所述柔性环22外环面上具有一外凸的凸环面222，所述柔性环22内环面具有与凸环面222对应的凹环面。柔性环22对混凝土的膨胀具有柔性抑制效果，控制混凝土膨胀范围在柔性环22的形变范围内，柔性环22对于钢筋笼30内浇筑的混凝土向外膨胀中，利用其形变性提供柔性抵抗效果，设计凸环面222和凹环面来部分混凝土穿过钢筋笼30填充于凹环面之间，待其凝固凸环面222可对钢筋笼Z轴方向产生限位，进一步提高设有约束的钢筋笼30的混凝土桩基在地震作用应变范围内的动态性能。
围堰组件50呈竖直状态卡接于浮体10上，围堰组件50设于浮体10上方的体积均小于其总体积的1/3。通过设置围堰组件50与浮体10之间的装配状态，便于在施工点，直接采用振动桩锤将浮体10上的围堰组件50压入水底，设计围堰组件50相对浮体10上部的体积来保证围堰组件50大部分处于浮体10下方，用于提高浮体10在水中的重心稳定性，特别是对于在急流水域内浮体10的漂浮稳定性。
围堰组件50内侧设有第一卡块12，第一卡块12厚度与浮体10厚度相等，且与浮体10水平高度一致，第一卡块12对围堰组件50向外挤压，与浮体10之间形成对围堰组件的双向挤压力，形成对围堰组件50的卡接，进一步的第一卡块12和浮体10与围堰组件50接触面上均设有第一槽体11，第一槽体11内设有第一凸起13，第一凸起13对围堰组件50形成进一步的挤压力，第一卡块12与第一凸起13均采用橡胶或泡沫材质，在围堰组件50压入水底后去除第一卡块12。
刚性管件60为管状体，其内部具有一与配重件80表面连接的内管81，内管81底部侧方具有开口。在实际操作过程中为增加刚性管件60重量，通过在刚性管件60内注入液体来增加整个刚性管件60的重量，以此使刚性管件60对配重件80具有一定的下压力并使两者在急流水域中的位移量极小，在完成施工后，可通过内管81和内管底部侧面的开口来抽取刚性管件60内的介质，抽取动力由外设的抽水泵提供，刚性管件60内注入的介质优选为施工水域内的水体，随取随用且无需使用成本。
水下施工装置还包括测量组件90，测量组件90包括放置于浮体10上的收卷电机91，收卷电机91收卷端连接有带刻度的绳体92，绳体92端部连接有可放入护筒40内的触力传感器94，浮体10上具有用于拍摄绳体92收卷长度的拍摄器93。在桩基建造过程中为获取放入钢筋笼30的准确深度以及计算混凝土浇筑量等，获取上述数据来提高施工质量和效率，通过测量组件90来获取水域底面与水面的间距，通过拍摄器93来拍摄绳体92的放入长度计算水域底面与水面的间距。
一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置施工方法：
定位组件将浮体10定位于施工范围内，取消浮体10与围堰组件50的卡接关系，安装围堰组件50，排出围堰组件50内侧水体；
利用全站仪放样，定出桩位中心，并打出定位桩，护筒40埋设于定位桩外部，护筒40顶部高于水面，采用测量组件90测量钢筋笼30的放置深度；
将紧固组件20紧固于钢筋笼30外部后，将钢筋笼30放入护筒40内，灌注水下混凝土；
对围堰组件50内侧灌注混凝土，建造桩基。
通过上述施工方法将施工区域与施工水域分隔，便于进行快速施工不受施工水域水位变化影响，通过浮体10还可提供水面的施工场地，扩大施工范围，实现在深水急流的河道或海域内施工建造的桩基，桩基建造过程不受水位变化、水流流速变化的影响，桩基建造速度快且质量高。
本发明混凝土浇筑参见图10所示，施工成果示意图参见图11所示。
本发明为测试采用本发明的装置所建造的桩基的性能，进行撞击试验：
在水槽内进行撞击模拟试验，并采用本发明的装置在水槽内模拟进行桩基建造，水槽内的水流流速为0.5m/s以上，建成的桩基承台顶面标高+0.5m，平面尺寸3.47m×2.15m，承台厚0.5m，另设墩座厚0.25m，承台封底混凝土厚0.2m，桩基布置20根钻孔灌注桩，直径为0.28m，在建成的桩基上由高至低分(A、B、C三个点位，各点位距离在0.3m以上)分别安装三个动力拾振仪(速度、加速度拾振仪)，选用圆钢柱体作为撞击体来进行撞击试验，圆钢柱体重量为1吨，直径为1米。
撞击过程为将圆钢柱体吊至一定高度后，用绳体将圆钢柱体牵引至一侧后放下以一定的速度撞击承台基础，圆钢柱体初始离碰撞点距离为0.25m，牵引距离为0.25m，即牵引状态下圆钢柱体与碰撞点距离为0.5m，碰撞过程中通过拾振仪获得测点的加速度曲线或加速度，参见图12、13、14所示，通过测点获取的加速度或加速度曲线可知通过本发明所建造的桩基在发生撞击时所产生的自振频率和振幅均较小，因此，通过本发明装置所建造的桩基对于地震作用应变范围内的动态性能以及对抗急流水域下冲击载荷的能力较强。
本发明的水下施工装置可用于海、河、江等水中进行桩基建造，以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置，包括：浮体(10)，所述浮体(10)上装载有围堰组件(50)，其特征在于：还包括：
用于限制浮体(10)移动范围的定位组件，所述定位组件包括：配重件(80)，所述配重件(80)通过刚性管件(60)与浮体(10)连接，
其中，所述刚性管件(60)可相对于浮体(10)上下移动，所述浮体(10)底部的刚性管件(60)上至少连接有两个可改变体积大小的形变件(70)，所述形变件(70)中部具有内腔，位于内腔的刚性管件(60)表面设有开孔；
所述围堰组件(50)由若干金属管体呈多边形排布而成，所述围堰组件(50)内侧放置护筒(40)，所述护筒(40)内放置钢筋笼(30)，所述钢筋笼(30)外部套接有紧固组件(20)；所述钢筋笼(30)直径小于所述护筒(40)内径，所述紧固组件(20)沿Z轴方向排列紧固于钢筋笼(30)外侧，所述紧固组件(20)外径小于护筒(40)内径；所述紧固组件(20)包括：紧固环(21)和柔性环(22)，所述紧固环(21)和柔性环(22)同轴设置，相互之间交叉排布并粘接；所述紧固环(21)直径介于钢筋笼(30)外径与护筒(40)内径之间，所述紧固环(21)环面均布第一通孔(211)；
所述柔性环(22)紧密贴合于钢筋笼(30)，所述柔性环(22)外环面上具有一外凸的凸环面(222)，所述柔性环(22)内环面具有与凸环面(222)对应的凹环面。
2.根据权利要求1所述的跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置，其特征在于：所述围堰组件(50)呈竖直状态卡接于浮体(10)上，所述围堰组件(50)设于浮体(10)上方的体积均小于其总体积的1/3。
3.根据权利要求1所述的跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置，其特征在于：所述刚性管件(60)为管状体，其内部具有一与配重件(80)表面连接的内管(81)，所述内管(81)底部侧方具有开口。
4.根据权利要求1所述的跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置，其特征在于：所述水下施工装置还包括测量组件(90)，所述测量组件(90)包括放置于浮体(10)上的收卷电机(91)，所述收卷电机(91)收卷端连接有带刻度的绳体(92)，所述绳体(92)端部连接有可放入护筒(40)内的触力传感器(94)，所述浮体(10)上具有用于拍摄绳体(92)收卷长度的拍摄器(93)。
CN201910542753.8A 2019-06-21 2019-06-21 一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及其施工方法 Active CN110258601B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910542753.8A CN110258601B (zh) 2019-06-21 2019-06-21 一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及其施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910542753.8A CN110258601B (zh) 2019-06-21 2019-06-21 一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及其施工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110258601A CN110258601A (zh) 2019-09-20
CN110258601B true CN110258601B (zh) 2021-01-29

Family

ID=67920355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910542753.8A Active CN110258601B (zh) 2019-06-21 2019-06-21 一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及其施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110258601B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112627210A (zh) * 2020-12-18 2021-04-09 袁经宇 一种用于水利工程建设的双层式围堰

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6221924A (ja) * 1985-07-22 1987-01-30 Onoda Cement Co Ltd 場所打コンクリ−ト杭頭の破壊方法
CN102720140B (zh) * 2012-07-12 2015-03-25 中铁二十局集团第一工程有限公司 大跨度预应力砼连续梁深水桥墩施工工艺
CN204875821U (zh) * 2015-05-20 2015-12-16 中铁建大桥工程局集团第三工程有限公司 一种桥梁高桩承台施工用钢围堰结构
CN106476998B (zh) * 2016-10-31 2018-08-21 浙江海洋大学 一种回收处理船

Also Published As

Publication number Publication date
CN110258601A (zh) 2019-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022021586A1 (zh) 一种模拟海上结构物多场耦合作用的水槽试验系统
CN102605750B (zh) 一种土石坝注浆加固抗震方法
CN101294394A (zh) 钢空腔沉箱-桩逆作法复合基础及施工方法
CN110258601B (zh) 一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及其施工方法
CN112096418A (zh) 一种跨活断层隧道的减震结构及隧道衬砌结构
JP2018076661A (ja) 鋼管杭の自沈防止装置、自沈防止構造及び自沈防止工法
CN213175663U (zh) 一种跨活断层隧道的减震结构及隧道衬砌结构
CN114000524A (zh) 一种深厚淤泥地质临近构造物的钢板桩围堰结构及施工方法
CN111501739A (zh) 一种变形体岩层内限制桩基础水平位移的结构及施工方法
CN116676964A (zh) 一种潮汐作用下裸岩桩基施工方法
Jostad et al. Potential benefits of using skirted foundations for jackup platforms
Zhu et al. Field test on the mechanism of composite bucket foundation penetrating sandy silt overlying clay
Li et al. Investigation on the seismic response of nuclear power stations with a pile-raft foundation using centrifuge tests
CN213233563U (zh) 一种振动台试验用承台结构
CN109024711A (zh) 地下结构抗浮体系及其施工方法
SAHRAEIAN et al. A centrifuge model study on the effects of pile installation process on seismic behavior of piled raft foundation for oil storage tanks
Wang Field test investigation of the pile jacking performance for prefabricated square rigid-drainage piles in saturated silt sandy soils
CN210141128U (zh) 模拟管幕暗挖的试验装置
CN109306704B (zh) 一种水上测量平台用多层减震桩
JP2012180669A (ja) 防波堤の補強方法及び補強防波堤
Juneja et al. Effects of sand compaction pile installation in model clay beds
CN206706817U (zh) 一种空心圆台重力式柔性风机基础
Jiao et al. Numerical analysis on dynamic responses of the sheet-pile wharf with separated relieving platform under horizontal seismic loads
Bollaert Numerical modeling of scour at bridge foundations on rock
CN107237331B (zh) 一种利用水压力支护的基坑修建方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant