CN111877178A - 有限空间钢管桩水上平移装置及其应用方法 - Google Patents

有限空间钢管桩水上平移装置及其应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明有限空间钢管桩水上平移装置，钢管桩从框架中间竖向穿过，穿出的通孔处设置抱箍，框架上一侧设置钢管桩平移出入的通道，框架两侧分别固定气囊，气囊设置气阀，可进行充气或放气。本发明可实现在水面上将钢管桩快速横移，移动平稳，安全性高，可大大提高施工效率。

Description

有限空间钢管桩水上平移装置及其应用方法
技术领域
本发明涉及一种桥梁工程施工技术领域，具体为一种有限空间钢管桩水上平移装置。
背景技术
在跨越江河拱桥先梁后拱施工中，因施工工艺的需要，常需要在水上设置钢栈桥和钢平台，为桥梁钢格构梁安装施工提供操作平台，钢栈桥和钢平台一般采用钢管桩打入河床作为水下支墩，钢栈桥和钢平台在桥梁完工后需要拆除，在拆除时钢管桩顶面受桥梁结构影响，无法采用振动锤配合吊车拨出，通常采用水下切割方法，将钢管桩切断回收。
常规钢管桩回收施工操作使用以下几种方法：1、钢管桩切割前，使用绳缆固定，钢管桩切断后，通过绳缆将钢管桩缓慢拖拽到岸边，再使用汽车吊吊起回收。2、钢管桩切割前，将钢管桩与浮船固结，钢管桩切断后，通过卷扬机通过绳缆将浮船拉至岸边，再解开绳缆，将钢管桩起吊回收。3、如钢管桩长度较长，还需要将钢管桩分段切割，逐段进行牵引。
以上常规回收方法工序复杂，施工耗时长、成本高，在拖拽过程中，由于钢管桩长度长、重量大，容易产生倾覆、碰撞等安全事故，影响施工安全。
发明内容
一种有限空间钢管桩水上平移装置，本发明的目的是针对现有技术中，水下切割钢管桩后钢管桩移动出桥底，然后用吊车回收钢管桩困难的缺陷，而提供一种水上平移装置，可实现在水面上将钢管桩快速横移，移动平稳，安全性高，可大大提高施工效率。
其技术方案通过以下实现：
一种有限空间钢管桩水上平移装置，钢管桩从框架中间竖向穿过，穿出的通孔处设置抱箍，框架上一侧设置钢管桩平移出入的通道，框架两侧分别固定气囊，气囊设置气阀，可进行充气或放气。两半抱箍之间通过螺栓锁紧，钢管桩被切断之前就采用抱箍固定位置，钢管桩下部切断后，钢管桩不会向水下倒伏，而是可在平移装置的浮力支撑下在水面保持竖直漂浮状态。
所述框架为双层，双层相连成整体支架；气囊位于上层框架内，被多根限位杆固定；双层框架结构具有更高的整体结构刚度，防止在水中颠簸的框架发生变形。
所述两侧气囊通过连管A相连，其中一个气囊的端部设置气阀A和气压表A；气囊材质为橡胶制造，连管A的设置使两个气囊的气体相互连通，气阀A为单向止回阀，用于向气囊内充气；气压表可检测气囊内气压情况。
所述抱箍两侧固定联结转轴，转轴铰接连接部，连接部固定在框架顶部。铰接结构可以为连接部的半圆凹槽和扣环实现，铰接结构的抱箍可以实现钢管桩在平移过程中遇到障碍物或者水流影响时候，钢管桩倾斜一定角度，避开障碍物，防止结构整体刚性碰撞。
所述转轴的两端各设置三个限位钢筋，限位钢筋A用于限制转轴转动的角度，限位钢筋B用于限制转轴轴向的串动。限位钢筋A的设置，可使钢管桩的摆动角度受到限制，以免摆动角度过大，产生整体结构失稳；限位钢筋B的设置，保证钢管桩始终保持在框架的正中间不会偏移，发生重心不稳的情况。
所述框架上端面设置若干吊环；吊环的设置方便连接拉索绳缆，使用卷扬机收紧拉索。
所述气囊由浮箱替代，两侧浮箱由连管B相连，其中一个浮箱上端面设置气压表B、气阀B；两个浮箱上端面均设置通管，下部均设置排水管；浮箱由薄钢板密封焊接制造，通管用于向浮箱内灌水或向外排水，当通管内注入水，浮箱的浮力则会下降，整个平移装置相对水面下沉，当向气阀B内充入气体后，气压将浮箱内的水由通管向外排出，整个平移装置浮力增加，夹持钢管桩上浮。连管B的设置使两个浮箱的水可以相通互联；当需要将平移装置吊起运输，则打开排水管的开关阀，将浮箱中的水全部排出。刚性的浮箱较柔性的气囊具有抵抗磕碰的能力较强，不易漏气，结实耐用的优点。
有限空间钢管桩水上平移装置，其应用方法包括以下步骤：
A、各部件分别在工厂加工，运送至施工现场，将框架整体、气囊、钢棒和抱箍进行组装；
B、在囊中充入一半气体；
C、汽车吊将装置吊起放入水中，装置半漂浮于水面；
D、在水面上将装置整体划移至钢管桩位置，将钢管桩从通道进入框架中间，将抱箍抱住钢管桩，并锁紧抱箍；
E、水下切割钢管桩；
F、在气囊中压入气体，装置带着被割断的钢管桩完全漂浮；
G、岸上卷扬机钢索连接吊环，将框架和钢管桩一起牵引，离开桥梁正下方；
H、汽车吊起吊钢管桩，松开抱箍，钢管桩吊至岸边回收。
本发明具有突出的实质性特点和显著的进步为：
1、本发明实现在水上施工作业中，钢管桩水下切断后，可将切断的钢管桩平稳固定在水面上，然后提高气囊或浮箱的浮力，使钢管桩底端抬离水底地面，并使用卷扬机快速横移至可起吊地点，移动平稳，安全性高，可大大提高施工效率，节省施工成本。
2、本发明中的可倾斜抱箍设计可避免平移过程中钢管桩与障碍物发生刚性碰撞，造成安全事故；另一方面，倾斜的钢管桩底端离水底地面距离更长，也可减少钢管桩底端与水底岩石碰撞的几率。
3、本发明装置坚实耐用，可反复多次使用，适用在江河等水域使用。
附图说明
图1为本发明装置整体结构示意图；
图2为本发明局部立体结构示意图；
图3为本发明钢管桩倾斜移动的工作状态示意图；
图4为气囊外观结构示意图；
图5为浮箱外观结构示意图；
图6为浮箱剖面结构示意图；
图中的序号和部件名称为：1、框架；2、气囊；21、气压表A；22、气阀A；23、连管A；3、钢管桩；4、连接部；5、抱箍；6、转轴；61、限位钢筋A；62、限位钢筋B；7、吊环；8、浮箱；81、气压表B；82、气阀B；83、通管；84、排水管；85、连管B。
具体实施方式
实施例1
一种有限空间钢管桩水上平移装置，钢管桩3从框架1中间竖向穿过，穿出的通孔处设置抱箍5，框架1上一侧设置钢管桩平移出入的通道，框架1两侧分别固定气囊2，气囊2设置气阀，可进行充气或放气。
所述框架1为双层，双层相连成整体支架；气囊2位于上层框架内，被多根限位杆固定。
所述两侧气囊2通过连管A23相连，其中一个气囊2的端部设置气阀A22和气压表A21。
所述抱箍5两侧固定联结转轴6，转轴6铰接连接部4，连接部4固定在框架1顶部。
所述转轴6的两端各设置三个限位钢筋，限位钢筋A61用于限制转轴转动的角度，限位钢筋B62用于限制转轴轴向的串动。
所述框架1上端面设置若干吊环7。
其施工方法包括以下步骤：
A、各部件分别在工厂加工，运送至施工现场，将框架整体、气囊、钢棒和抱箍进行组装；
B、在囊中充入一半气体；
C、汽车吊将装置吊起放入水中，装置半漂浮于水面；
D、在水面上将装置整体划移至钢管桩位置，将钢管桩从通道进入框架中间，将抱箍抱住钢管桩，并锁紧抱箍；
E、水下切割钢管桩；
F、在气囊中压入气体，装置带着被割断的钢管桩完全漂浮；
G、岸上卷扬机钢索连接吊环，将框架和钢管桩一起牵引，离开桥梁正下方；
H、汽车吊起吊钢管桩，松开抱箍，钢管桩吊至岸边回收。
实施例2
所述气囊2由浮箱8替代，两侧浮箱8由连管B85相连，其中一个浮箱8上端面设置气压表B81、气阀B82；两个浮箱8上端面均设置通管83，下部均设置排水管84；
其施工方法包括以下步骤：
A、各部件分别在工厂加工，运送至施工现场，将框架整体、浮箱、钢棒和抱箍进行组装；
B、在浮箱中充入一定量的水；
C、汽车吊将装置吊起放入水中，装置半漂浮于水面；
D、在水面上将装置整体划移至钢管桩位置，将钢管桩从通道进入框架中间，将抱箍抱住钢管桩，并锁紧抱箍；
E、水下切割钢管桩；
F、在浮箱中压入气体，将浮箱中的水通过通管83排出，装置带着被割断的钢管桩完全漂浮；
G、岸上卷扬机钢索连接吊环，将框架和钢管桩一起牵引，离开桥梁正下方；
H、汽车吊起吊钢管桩，松开抱箍，钢管桩吊至岸边回收。

Claims (8)

1.一种有限空间钢管桩水上平移装置，其特征在于：钢管桩（3）从框架（1）中间竖向穿过，穿出的通孔处设置抱箍（5），框架（1）上一侧设置钢管桩平移出入的通道，框架（1）两侧分别固定气囊（2），气囊（2）设置气阀，可进行充气或放气。
2.根据权利要求1所述有限空间钢管桩水上平移装置，其特征在于：所述框架（1）为双层，双层相连成整体支架；气囊（2）位于上层框架内，被多根限位杆固定。
3.根据权利要求1所述有限空间钢管桩水上平移装置，其特征在于：所述两侧气囊（2）通过连管A（23）相连，其中一个气囊（2）的端部设置气阀A（22）和气压表A（21）。
4.根据权利要求1所述有限空间钢管桩水上平移装置，其特征在于：所述抱箍（5）两侧固定联结转轴（6），转轴（6）铰接连接部（4），连接部（4）固定在框架（1）顶部。
5.根据权利要求3所述有限空间钢管桩水上平移装置，其特征在于：所述转轴（6）的两端各设置三个限位钢筋，限位钢筋A（61）用于限制转轴转动的角度，限位钢筋B（62）用于限制转轴轴向的串动。
6.根据权利要求1所述有限空间钢管桩水上平移装置，其特征在于：所述框架（1）上端面设置若干吊环（7）。
7.根据权利要求1所述有限空间钢管桩水上平移装置，其特征在于：所述气囊（2）由浮箱（8）替代，两侧浮箱（8）由连管B（85）相连，其中一个浮箱（8）上端面设置气压表B（81）、气阀B（82）；两个浮箱（8）上端面均设置通管（83），下部均设置排水管（84）。
8.有限空间钢管桩水上平移装置，其应用方法包括以下步骤：
A、各部件分别在工厂加工，运送至施工现场，将框架整体、气囊、钢棒和抱箍进行组装；
B、在囊中充入一半气体；
C、汽车吊将装置吊起放入水中，装置半漂浮于水面；
D、在水面上将装置整体划移至钢管桩位置，将钢管桩从通道进入框架中间，将抱箍抱住钢管桩，并锁紧抱箍；
E、水下切割钢管桩；
F、在气囊中压入气体，装置带着被割断的钢管桩完全漂浮；
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H、汽车吊起吊钢管桩，松开抱箍，钢管桩吊至岸边回收。
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