CN113481883A - 一种桥梁水下结构的补强加固施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种桥梁水下结构的补强加固施工方法，涉及桥梁工程的领域，补强加固施工方法，包括如下步骤，S1、施工准备：搭设水上通道及作业平台，潜水员利用作业平台摸排桩基情况，并确定桩基周围沉箱形状、尺寸及状态；S2、清理桩基；S3、设置混凝土支撑装置；S4、混凝土浇筑土。采用潜水员水下摸排桩基情况，以便于施工人员根据潜水员的摸排反馈，确定桩基系梁到河床底的具体长度，从而便于后续混凝土支撑装置的安装，进而便于工作人员浇筑混凝土；相较于传统的围堰施工的方式，本申请的桥梁水下结构的补强加固施工方法具有成本较低的优点。

Description

一种桥梁水下结构的补强加固施工方法

技术领域

本申请涉及桥梁工程的领域，尤其是涉及一种桥梁水下结构的补强加固施工方法。

背景技术

我国早期建设的跨海、河桥梁运营至今已有几十年的时间，其中大部分桥梁都或多或少的存在一些梁体病害，尤其是处于水下的桥梁结构。

对于桥梁结构的补强加固一般采用围堰施工的方式，但是该种施工方式施工成本较高。

发明内容

为了减少桥梁结构补强加固施工时的施工成本，本申请提供一种桥梁水下结构的补强加固施工方法。

本申请提供的一种桥梁水下结构的补强加固施工方法，涉及如下技术方案：

一种桥梁水下结构的补强加固施工方法，包括如下步骤，

S1、施工准备：搭设水上通道及作业平台，潜水员利用作业平台摸排桩基情况，并确定桩基周围沉箱形状、尺寸及状态；

S2、清理桩基；

S3、设置混凝土支撑装置；

S4、混凝土浇筑。

通过采用上述技术方案，采用潜水员水下摸排桩基情况，以便于施工人员根据潜水员的摸排反馈，确定桩基系梁到河床底的具体长度，从而便于后续混凝土支撑装置的安装，进而便于工作人员浇筑混凝土；相较于传统的围堰施工的方式，本申请的桥梁水下结构的补强加固施工方法具有成本较低的优点。

可选的，所述混凝土支撑装置通过对墩柱进行抛石护墩形成。

通过采用上述技术方案，采用抛石设备对桩基周侧进行抛石处理，从而使得堆积在桩基周侧的石料一方面可以对桩基起到加固作用，另一方面对混凝土浇筑起到支撑作用。

可选的，抛石护墩前需预先在桩基周围安装混凝土导管。

通过采用上述技术方案，预先安装混凝土浇筑导管，便于工作人员将混凝土从混凝土浇筑导管灌入，以使混凝土流入石料下方，并充满石料缝隙，从而提高石料之间的连接稳定性。

可选的，所述混凝土支撑装置为多个模板，多个所述模板首尾连接并围合在桩基周侧。

通过采用上述技术方案，工作人员在桩基周侧安装模板，以使模板对混凝土起到支撑作用。

可选的，所述模板安装后，需采用混凝土对模板底部进行封底。

通过采用上述技术方案，混凝土对模板底部进行封底，从而使得后续混凝土浇筑时，不易从模板底部流出。

可选的，所述S4中，抛石采用抛石设备进行，所述抛石设备包括吊装装置和用于承装石料的承载斗，所述承载斗通过连接绳与吊装装置连接，所述承载斗包括斗体和多块浮力块，斗体由多块板围合而成，且斗体一侧开口，所述斗体与连接绳连接，且多块所述浮力块均与斗体远离吊装装置的一侧连接。

通过采用上述技术方案，浮力块的设置使得工作人员控制吊装装置以将承载斗向靠近水面的方向移动，从而使得浮力块均与水面抵触，以使工作人员利用吊装装置继续转运承载斗时，斗体不易发生晃动。

可选的，所述浮力块设置有两块，且沿靠近斗体开口的方向，两所述浮力块依次为第一浮力块和第二浮力块，所述第二浮力块中空设置形成空腔，且第二浮力块一侧开设有与空腔连通的连通孔。

通过采用上述技术方案，当工作人员将斗体移动至适当位置时，工作人员控制吊装装置，以使斗体在自身和石料的重力作用下向靠近水底的方向移动，从而使得第一浮力块与第二浮力块浸入水中的部分逐渐增大，当斗体下沉至连通孔浸入水中后，水从连通孔流入空腔中，从而使得第二浮力块下沉，以使斗体倾斜并使斗体内的石料倾倒至水中，从而完成抛石。

可选的，所述第二浮力块远离斗体的一侧开设有与空腔连通的连接孔，所述第二浮力块上设置有用于启闭连接孔的启闭组件。

通过采用上述技术方案，连接孔的设置便于工作人员控制启闭组件以使连接孔打开，以将空腔内的水放出。

可选的，所述启闭组件包括闭合门、连接杆和定位板，所述连接杆一端与闭合门固定连接，另一端穿过连接孔与定位板固定连接，所述定位板位于空腔内，所述闭合门与第二浮力块外壁可抵触。

通过采用上述技术方案，当工作人员将承载斗下放至闭合门与水面抵触的位置时，闭合门在水的浮力作用下移动至与第二浮力块外壁抵触的位置，从而将连接孔闭合，以使水不易从连接孔进入第二浮力块的空腔内；当第二浮力块脱出水面时，闭合门在自身重力作用下向远离第二浮力块的方向移动，直至定位板与第二浮力块内壁抵触，从而使得空腔内的水流出。

可选的，所述浮力块均通过衔接杆与斗体连接，所述衔接杆包括连接子杆和衔接子杆，所述连接子杆一端与斗体连接，另一端与衔接子杆一端转动连接，所述衔接子杆另一端与浮力块连接，所述斗体上设置有用于锁定衔接子杆转动角度的锁定组件。

通过采用上述技术方案，衔接子杆和连接子杆的转动连接，便于工作人员转动衔接子杆以将浮力块收起。

综上所述，本申请包括以下至少一点有益技术效果：

1、相较于传统的围堰施工的方式，本申请的桥梁水下结构的补强加固施工方法具有成本较低的优点；

2、本申请的补强加固施工方法对于深水区施工适应性好，不需要围堰，投入费用较低，可直接由潜水员在水下完成结构补强的所有工序，施工进度快，且潜水员能够精准的对水下需要补强的结构物进行施工，从而提高了施工质量，其中深水区是指水深不小于5米；

3、采用本申请的抛石设备，提高了抛石过程中的稳定性，减少了承载斗上石料的掉落。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例中抛石设备的整体结构示意图。

图3是本申请实施例中承载斗的整体结构示意图。

图4是本申请实施例中第二浮力块的局部爆炸示意图。

附图标记说明：100、吊装装置；110、连接绳；200、承载斗；210、斗体；211、底板；212、侧板；220、第一浮力块；230、第二浮力块；231、空腔；232、连通孔；233、连接孔；234、辊轴；235、支撑板；240、浮力块；300、启闭组件；310、闭合门；320、连接杆；330、定位板；400、衔接杆；410、连接子杆；420、衔接子杆；500、锁定组件；510、锁定板；511、连接板；512、衔接孔；520、滑移板；521、浮力板。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种桥梁水下结构的补强加固施工方法。

参照图1，补强加固施工方法包括以下步骤：S1、施工准备：搭设水上通道及作业平台，潜水员水上组装潜水设备，并利用作业平台摸排桩基情况，确定桩基周围沉箱形状、尺寸及状态；

S2、清理桩基：潜水员清理桩基及沉箱表面杂物，利用高压水枪和钢丝刷清洗钢筋表面腐锈，用水下风镐打去桩基破损松散混凝土；

S3、设置混凝土支撑装置；

S4、浇筑混凝土：待混凝土支撑装置安装完成后，进行水下不分散混凝土浇筑工作；

S5、拍照留证：浇筑完成二十四小时后，通过水下摄影机对水下不分散混凝土灌注密实度进行拍照留证。

一方面，混凝土支撑装置为多块模板，多块模板首尾连接并围合在桩基周侧，本实施例中模板有两块。模板的具体安装方法为：将模板吊起，并在吊点上放上浮力球以减轻模板的重量，将模板吊放到合适位置后潜水员用螺杆将两块模板连起来，并用水平尺校正模板，保证模板的严密性。为了使得后续混凝土注入时不易出现跑浆的情况，因此模板下放至河床底后，潜水员用高压水枪与吸泥泵把模板周围的淤泥吸走，以使模板底部无软泥无悬空，使得钢模底部深入河床，最后在模板外侧底部灌入混凝土，混凝土可以为C30混凝土，混凝土延伸至模板外侧，且混凝土高度为50-80厘米，从而完成模板的封底，使得后续施工时不易跑浆。

另一方面，混凝土支撑装置还可采用对墩柱进行抛石护墩的方式形成。具体设置为：运输车由石料产地运送石料至施工现场，石料经检验合格后堆放到现场指定区域。采用抛石设备分阶段将石料抛入水中，且每阶段抛石完成后，潜水员进入水下查看抛石护墩情况，及时反映给现场施工人员，施工人员对抛石不完整区域进行指挥补抛。

为了便于工作人员将混凝土灌入堆叠的石料缝隙中，因此抛石护墩前需预先安装混凝土浇筑导管：现场根据潜水员摸排反馈，确定每根桩基系梁到河床底具体长度，将混凝土浇筑导管吊装入水，由潜水员水下将其固定在墩柱上，每根墩柱至少采用三根钢导管，以便于浇筑时混凝土能够充满抛石缝隙。浇筑混凝土时，潜水员在水下将承装有混凝土的泵车导管接入事先安装完成的混凝土浇筑导管内，用水下通讯设施指挥水上施工人员进行混凝土浇筑。直至混凝土填满抛石石料全部空隙。

采用设置土围堰的方式对桥梁水下结构进行补强加固施工时，施工过程中产生的相关费用：2座桥，单座桥预计花费187万元，2座桥为2×187=374万元；采用此施工方案，环保施工压力较大，施工进度相对缓慢，且施工投入也相对较大。

采用本申请的方式对桥梁水下结构进行补强加固施工时，施工过程中产生的相关费用：2座桥人工+机械设备预计花费186万元。本申请的方式与设置土围堰的方式相比总共节省了188万元。

另外采用本申请的补强加固方法用于对桥梁水下结构补强施工完成桩基加固24处，节省支出约200万元，同时超前完工1个月。

基于上述补强加固施工方法，本申请还提出了一种抛石设备，具体的，参照图2，抛石设备包括用于吊装石料的吊装装置100，工作人员根据现场施工情况，吊装装置100可选用抛石船或吊车。

抛石设备还包括承载斗200，承载斗200包括用于承装石料的斗体210。斗体210与吊装装置100通过连接绳110连接，以使吊装装置100带动斗体210向靠近或远离地面的方向移动。

参照图3，斗体210包括底板211和三块侧板212，三块侧板212沿底板211周向设置，并依次连接，从而使得侧板212与底板211围合形成一侧开口的斗体210。

为了减少吊装装置100转运斗体210时，斗体210的晃动，因此承载斗200还包括多块浮力块240，多块浮力块240均通过衔接杆400与斗体210远离吊装装置100的一侧连接。

为了使得工作人员向斗体210内装入石料时，浮力块240不易被压坏，因此衔接杆400包括衔接子杆420和连接子杆410。连接子杆410一端与斗体210固定连接，另一端与衔接子杆420一端转动连接，衔接子杆420另一端与浮力块240靠近斗体210开口的一侧固定连接，以使衔接子杆420带动浮力块240向靠近或远离斗体210开口的一侧转动。本实施例中，为了提高浮力块240与斗体210的连接稳定性，衔接杆400设置有两根，两根衔接杆400平行设置，且两根衔接杆400的衔接子杆420通过承载杆连接。斗体210上设置有用于锁定衔接子杆420转动角度的锁定组件500。

锁定组件500包括分设衔接子杆420两侧的锁定板510和定位板330，且锁定板510位于衔接子杆420靠近斗体210开口的一侧。锁定板510一端与斗体210固定连接，另一端延伸超过连接子杆410与衔接子杆420的铰接位置，以使锁定板510位于衔接子杆420的转动轨迹上，从而使得衔接子杆420自由端不易向靠近斗体210开口的一侧转动。锁定板510上固定连接有连接板511，锁定板510两端向靠近连接板511的方向弯折，并与连接板511固定连接，从而使得锁定板510与连接板511之间形成供两衔接子杆420穿设的衔接孔512，以实现锁定板510与衔接子杆420的滑移连接。

锁定板510远离斗体210的一端固定连接有浮力板521，从而使得工作人员利用吊装装置100将承载斗200放入水中或从水中移出时，浮力板521带动锁定板510沿靠近或远离斗体210的方向与衔接子杆420滑移，从而使得衔接子杆420靠近斗体210的一侧可延伸超过连接子杆410与衔接子杆420的铰接位置，以实现衔接子杆420转动角度的锁定。

为了使得施工人员控制吊装装置100将承载斗200放置在地面上时，浮力板521不易与地面抵触，因此浮力块240上均固定连接有支撑板235，支撑板235位于对应的第一浮力块220或第二浮力块230靠近斗体210开口的一侧。支撑板235上转动连接有辊轴234。辊轴234与斗体210之间的间距较浮力板521与斗体210之间的间距大，从而使得辊轴234先于浮力板521与地面抵触，且锁定板510与衔接子杆420抵触的一侧固定连接有橡胶垫，从而使得衔接子杆420在锁定板510作用下倾斜设置，进而使得工作人员控制吊装装置100将承载斗200放置在地面上后，辊轴234先与地面抵触，且衔接子杆420倾斜，从而使得辊轴234带动对应的浮力块240使得衔接子杆420转动，从而使得衔接子杆420带动浮力块240转动，从而实现浮力块240的收起。

参照图3和图4，为了便于工作人员将斗体210内的物料卸出，本实施例中，浮力块240分为沿靠近斗体210开口方向依次设置的第一浮力块220与第二浮力块230。第二浮力块230中空设置形成空腔231，且第二浮力块230靠近斗体210的一侧开设有与空腔231连通的连通孔232。当工作人员控制吊装装置100将承载斗200吊装至水面上，从而使得第一浮力块220与第二浮力块230均与水面贴合，继续控制吊装装置100，使得第一浮力块220与第二浮力块230在承载斗200自身重力作用下下沉，当第二浮力块230下沉至连通孔232与水面平齐时，水从连通孔232流入空腔231内，从而使得第二浮力块230先于第一浮力块220下沉，从而使得斗体210倾斜，进而使得斗体210内石料卸出。

为了使得工作人员控制吊装装置100将承载斗200向远离水面的方向移动时，第二浮力块230内的水可自动流出，因此第二浮力块230远离斗体210的一侧开设有与空腔231连通的连接孔233，第二浮力块230上设置有用于启闭连接孔233的启闭组件300。

启闭组件300包括沿远离斗体210方向依次设置的定位板330、连接杆320和闭合门310。定位板330位于空腔231内，并与空腔231侧壁可抵触，连接杆320一端与定位板330固定连接，另一端穿出连接孔233与闭合门310固定连接，闭合门310与第二浮力块230侧壁可抵触。

当工作人员控制吊装装置100以将承载斗200向靠近水面的方向移动时，闭合门310在自身重力作用下先于第二浮力块230与水面接触，从而使得闭合门310在水的浮力作用下向靠近斗体210的方向移动，直至闭合门310与第二浮力块230抵触。当工作人员控制吊装装置100以将承载斗200向远离水面的方向移动时，承载斗200带动第二浮力块230向远离水底的方向移动时，闭合门310在自身重力作用下向靠近水底的方向移动，从而使得连接孔233开启，进而使得空腔231内的水从连接孔233流出。

本申请实施例中抛石设备的实施原理为：将石料装入斗体210内，控制吊装装置100使得吊装装置100带动承载斗200向靠近待抛石位置移动，当吊装装置100带动承载斗200移动至水面上方时，控制吊装装置100以使承载斗200向靠近水面的方向移动，当闭合门310与水面接触后，闭合门310在水的浮力作用下向靠近斗体210的方向移动，直至闭合门310与第二浮力块230侧壁抵触，以闭合连接孔233。

另外浮力板521与水面接触后，浮力板521在水的浮力作用下带动滑移板520向靠近斗体210的方向移动，直至滑移板520移动至与连接子杆410抵触，从而使得衔接子杆420不易继续转动。

控制吊装装置100以使吊装装置100带动承载斗200移动至待抛石位置，继续控制吊装装置100以使承载斗200在自身重力及石料的重力作用下向靠近水底的方向移动，即第一浮力块220与第二浮力块230向靠近水底的方向移动，当第二浮力块230移动至水面超过连通孔232后，水从连通孔232流入空腔231，从而使得第二浮力块230下沉，即斗体210倾斜，石料卸出。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种桥梁水下结构的补强加固施工方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1、施工准备：搭设水上通道及作业平台，潜水员利用作业平台摸排桩基情况，并确定桩基周围沉箱形状、尺寸及状态；

S2、清理桩基；

S3、设置混凝土支撑装置；

S4、混凝土浇筑。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁水下结构的补强加固施工方法，其特征在于：所述混凝土支撑装置通过对桩基进行抛石护墩形成。

3.根据权利要求2所述的一种桥梁水下结构的补强加固施工方法，其特征在于：抛石护墩前需预先在桩基周围安装混凝土导管。

4.根据权利要求1所述的一种桥梁水下结构的补强加固施工方法，其特征在于：所述混凝土支撑装置为多个模板，多个所述模板首尾连接并围合在桩基周侧。

5.根据权利要求4所述的一种桥梁水下结构的补强加固施工方法，其特征在于：所述模板安装后，需采用混凝土对模板底部进行封底。

6.根据权利要求2所述的一种桥梁水下结构的补强加固施工方法，其特征在于：抛石护墩采用抛石设备进行，所述抛石设备包括吊装装置（100）和用于承装石料的承载斗（200），所述承载斗（200）通过连接绳（110）与吊装装置（100）连接，所述承载斗（200）包括斗体（210）和多块浮力块（240），斗体（210）由多块板围合而成，且斗体（210）一侧开口，所述斗体（210）与连接绳（110）连接，且多块所述浮力块（240）均与斗体（210）远离吊装装置（100）的一侧连接。

7.根据权利要求6所述的一种桥梁水下结构的补强加固施工方法，其特征在于：所述浮力块（240）设置有两块，且沿靠近斗体（210）开口的方向，两所述浮力块（240）依次为第一浮力块（220）和第二浮力块（230），所述第二浮力块（230）中空设置形成空腔（231），且第二浮力块（230）一侧开设有与空腔（231）连通的连通孔（232）。

8.根据权利要求7所述的一种桥梁水下结构的补强加固施工方法，其特征在于：所述第二浮力块（230）远离斗体（210）的一侧开设有与空腔（231）连通的连接孔（233），所述第二浮力块（230）上设置有用于启闭连接孔（233）的启闭组件（300）。

9.根据权利要求8所述的一种桥梁水下结构的补强加固施工方法，其特征在于：所述启闭组件（300）包括闭合门（310）、连接杆（320）和定位板（330），所述连接杆（320）一端与闭合门（310）固定连接，另一端穿过连接孔（233）与定位板（330）固定连接，所述定位板（330）位于空腔（231）内，所述闭合门（310）与第二浮力块（230）外壁可抵触。

10.根据权利要求6所述的一种桥梁水下结构的补强加固施工方法，其特征在于：所述浮力块（240）均通过衔接杆（400）与斗体（210）连接，所述衔接杆（400）包括连接子杆（410）和衔接子杆（420），所述连接子杆（410）一端与斗体（210）连接，另一端与衔接子杆（420）一端转动连接，所述衔接子杆（420）另一端与浮力块（240）连接，所述斗体（210）上设置有用于锁定衔接子杆（420）转动角度的锁定组件（500）。

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