CN114657991B - 浮动式钢管桩插打定位装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种浮动式钢管桩插打定位装置及其使用方法，包括有两组相互平行设置的浮动管，浮动管之间正交设置有分别抵靠两组基准钢管桩之间的连接杆，浮动管之间还设置有可拆卸连接有用于定位插打钢管桩的定位架。通过采用上述技术方案，解除了钢管桩进行定位安装的制约，提高了施工的工效。

Description

浮动式钢管桩插打定位装置及其使用方法

【技术领域】

本发明涉及工程施工的技术领域，尤其涉及一种浮动式钢管桩插打定位装置及其使用方法。

【背景技术】

桥梁施工中时需要在水中搭设支架、栈桥或平台，水中钢管桩的安装定位精度对支架、栈桥或平台的结构安全至关重要，水中钢管桩测量定位无法直接测量放样以确定钢管桩的中心点位置，水中钢管桩的测量定位存在较大难度。

现有的定位方法是从已搭设的支架、栈桥或平台上悬挑出贝雷架，通过悬挑出的贝雷架作为导向定位架以对钢管桩进行定位，该定位方法需要先施工延长一段支架、栈桥或平台的上部结构，才能对下一排钢管桩进行安装定位，钢管桩的安装受到制约，导致钢管桩的安装效率低下，从而制约整个支架、栈桥或平台的搭设进度。

【发明内容】

针对现有技术存在的不足，本申请的目的在于提供浮动式钢管桩插打定位装置及其使用方法，解除了钢管桩进行定位安装的制约，提高了施工的工效。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

第一方面，提供一种浮动式钢管桩插打定位装置，包括有两组相互平行设置的浮动管，所述浮动管之间正交设置有分别抵靠两组基准钢管桩之间的连接杆，所述浮动管之间还设置有可拆卸连接有用于定位插打钢管桩的定位架。

本发明进一步设置为：所述浮动管之间相对设置，所述浮动管的长度等于或大于30m。

本发明进一步设置为：两组所述浮动管分别抵靠于两组基准钢管桩的外侧，两组基准钢管桩位于两组所述浮动管之间。

本发明进一步设置为：两组所述连接杆基于两组基准钢管桩的异侧抵靠。

本发明进一步设置为：当每一组钢管桩之间距离相等时，所述定位架至所述连接杆的距离与两组所述连接杆之间的距离相等设置。

本发明进一步设置为：当每一组钢管桩之间距离不等设置时，所述定位架、靠近所述定位架的连接杆分别可拆卸连接于两组所述浮动管之上。

本发明进一步设置为：所述定位架之中设置有若干用于定位插打钢管桩的定位框。

本发明进一步设置为：所述定位框的数量至少设为两个，所述定位架两侧的所述定位框在垂直方向的投影分别与两根所述浮动管在竖直方向的投影之间相切设置。

第二方面，提供一种钢管桩的插打定位方法，该方法步骤包括：

(1)在水中预设位置插打两组基准钢管桩；

(2)在所述两组基准钢管桩外侧固定一对浮动管；

(3)在所述浮动管上固定用于插打第三组钢管桩的定位架；

(4)插打所述第三组钢管桩，之后将所述浮动管沿所述第三组钢管桩的方向移动；

(5)循环按照所述步骤(3)～(4)插打下一组钢管桩，直至完成所有钢管桩的插打工序。

本发明进一步设置为：所述在水中预设位置插打两组基准钢管桩，具体步骤包括：

通过支架、栈桥或平台悬挑出的基准导向架定位安装两组基准钢管桩。

本发明进一步设置为：所述在所述两组基准钢管桩外侧固定一对浮动管，具体步骤包括：

下水所述一对浮动管，将所述一对浮动管分别抵靠于两组基准钢管桩的外侧；

将两组连接杆分别抵靠于两组基准钢管桩之间，并且所述连接杆的两端分别固定于所述一对浮动管的上端面，以将所述一对浮动管固定于两组基准钢管桩外侧。

本发明进一步设置为：所述在所述浮动管上固定用于插打第三组钢管桩的定位架，具体步骤包括：

通过测量所述一对浮动管测量确定所述第三组钢管桩的预设位置，并在所述一对浮动管之上分别标记出所述定位架的安装位置，在所述安装位置安装定位架。

本发明进一步设置为：所述插打所述第三组钢管桩，之后将所述浮动管沿所述第三组钢管桩的方向移动，具体步骤包括：

吊装所述第三组钢管桩至所述定位框的上方，将所述第三组钢管桩分别与定位框对准并校验钢管桩的垂直度，以插打所述第三组钢管桩；

在完成所述第三组钢管桩施工后，将所述定位架从所述一对浮动管之间拆除，并起吊所述一对浮动管，将所述一对浮动管向所述第三组钢管桩的方向移动，直至所述连接杆分别抵靠于所述第三组钢管桩和基准钢管桩。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.本申请通过两组与浮动管正交设置的连接杆以对在水中的浮动管进行水平位移限制，避免浮动管在水中的位置发现偏移，并通过两组浮动管测量出第三组钢管桩的预设位置，以确定定位架在两组浮动管之上的安装位置，使得浮动管在水中可起到对钢管桩的测量定位的作用，可起到准确定位水中钢管桩的安装位置；

2.本申请两组浮动管可实现在水中移动式作业，无需额外先施工延长一段支架、栈桥或平台的上部结构，使钢管桩安装定位不受支架、栈桥或平台的上部结构施工制约，钢管桩安装定位可以独立进行施工，可以有效提升支架、栈桥或平台的搭设进度；

3.本申请定位架、靠近定位架的连接杆分别可拆卸连接于两组浮动管之上，便于后续施工人员移动两组浮动管，提升了装置的作业效率；同时，由于结构简单，降低了施工所需的成本。

【附图说明】

图1为本实施例的插打定位装置的安装示意图；

图2为本实施例的插打定位装置的移动示意图；

图3为本实施例的方法流程图。

附图标记：1、基准钢管桩；2、浮动管；3、连接杆；4、定位架；41、定位框；5、第三组钢管桩。

【具体实施方式】

下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。

如图1和图2所示，本发明提供了一种浮动式钢管桩插打定位装置，包括有两组相互平行设置的浮动管2，浮动管2之间正交设置有分别抵靠两组基准钢管桩1之间的连接杆3，浮动管2之间还设置有可拆卸连接有用于定位插打钢管桩的定位架4。通过两组分别抵靠于基准钢管桩1之间的连接杆3以将浮动管2固定在水中，避免浮动管2在水中发生位置的偏移，进而在浮动管2的另一端通过定位架4对钢管桩进行定位安装，使得浮动管2在水中可起到对钢管桩的测量定位的作用，可起到准确定位水中钢管桩的安装位置；同时，使钢管桩安装定位不受支架、栈桥或平台的上部结构施工制约，钢管桩安装定位可以独立进行施工，可以有效提升支架、栈桥或平台的搭设进度。

可选地，浮动管2的形状呈中空封闭结构设置，使得浮动管2可实现自浮于水面上；浮动管2之间相对设置，即浮动管2之间的两端分别相互对齐设置，浮动管2之间的距离设为等于或大于4.32m，浮动管2的长度等于或大于30m，确保浮动管2的长度可满足于安装用于插打第三组钢管桩5的定位架4。

具体地，每一组浮动管2均采用φ820×10mm的钢管制备，每一组浮动管2的两端分别无缝焊接有封端板，封端板采用厚度为10mm的钢板制成，避免水体渗入浮动管2之中，保障浮动管2在水中自浮的稳定性。浮动管2的长度为30m，两根浮动管2之间的距离则选为4.32m，以在两根浮动管2之间留置出用于插打第三组钢管桩5的空间位置。

可选地，连接杆3采用为工字钢45a，连接杆3的长度等于或大于5.14m，确保连接杆3可置于两根浮动管2之间，连接杆3的两端分别焊接于两根浮动管2的上端面，与两根浮动管2的上端面进行临时焊接固定，提升两根浮动管2在水中的稳定性。在本实施例中，当每一组钢管桩之间距离相等时，定位架4至连接杆3的距离与两组连接杆3之间的距离相等设置，使得装置在水中实现移动式作业的同时装置仍可起到定位固定作用；并且两组连接杆3之间的距离设置为10～15m，连接杆3的轴线方向与浮动管2的轴线方向之间垂直设置，两组连接杆3基于两组基准钢管桩1的异侧抵靠，使得连接杆3可起到对浮动管2限制水平位移的作用，可保持浮动管2在水中的稳定，对浮动管2起到定位固定的作用。具体地，连接杆3的长度均选为5.14m，两组连接杆3之间的距离选为12m。

在另一实施例中，若是相邻组钢管桩之间的距离不等设置时，定位架4、靠近定位架4的连接杆3分别可拆卸连接于两组浮动管2之上，使得定位架4以及靠近定位架4的连接杆3的位置可调，以适应每组钢管桩之间距离不等的施工环境，提升了插打定位装置的通用性。

可选地，定位架4之中设置有若干用于定位插打钢管桩的定位框41，定位框41的形状呈正方形设置。定位框41的数量至少设为两个，定位架4两侧的定位框41在垂直方向的投影分别与两根浮动管2在竖直方向的投影之间相切设置，由于浮动管2处于固定状态，通过浮动管2测量获得安装定位架4的预设位置，从而实现对水中钢管桩的测量定位。

具体地，定位架4包括有两根相互平行设置的固定杆，固定杆采用为工字钢45a，固定杆的轴线方向与浮动管2的轴线方向之间垂直设置，固定杆的长度等于或大于5.14m，在本实施例中，固定杆的长度选定为5.14m，以保证固定杆可架设于两根浮动管2之间。

在两根固定杆之间安装若干组用于构成定位框41的限位件，每组限位件包括有两根相互平行设置的限位杆，限位杆的轴线方向与固定杆的轴线方向之间相互垂直设置，两根限位杆之间的距离设为等于或大于0.82m，两根限位杆之间的距离可依据所需插打钢管桩的管径进行选定，提升装置的适应性能力。在本实施例中，两根限位杆之间的距离选定为0.82m，以保证定位框41可对钢管桩起到定位作用，并且定位框41沿固定杆的纵长方向均匀分布，设于固定杆两末端的限位杆在竖直方向的投影分别与两根浮动管2在竖直方向的投影相重合设置，使得插打后的钢管桩与浮动管2保持相互抵接的状态，使得装置的后续运动式作业可正常运作。

第二方面，如图3所示，提供一种钢管桩的插打定位方法，该方法步骤包括：

S1、在水中预设位置插打两组基准钢管桩1；

S2、在所述两组基准钢管桩1外侧固定一对浮动管2；

S3、在所述浮动管2上固定用于插打第三组钢管桩5的定位架4；

S4、插打所述第三组钢管桩5，之后将所述浮动管2沿所述第三组钢管桩5的方向移动；

S5、循环按照所述步骤S3～S4插打下一组钢管桩，直至完成所有钢管桩的插打工序。

可选地，在S1步骤中，通过在水中预设位置插打若干基准钢管桩1，具体步骤包括：

通过支架、栈桥或平台悬挑出的基准导向架定位安装两组基准钢管桩1，每组基准钢管桩1的数量至少设为两根，两组基准钢管桩1之间的距离设为10～15m，同一组基准钢管桩1之间的距离设为等于或大于2.68m。在本实施例中，将基准导向架悬挑出至水中预设位置，起吊基准钢管桩1至基准导向架的上方，在基准导向架的导向定位下完成对基准钢管桩1的安装。

具体地，两组基准钢管桩1之间的距离选为12m，每组基准钢管桩1的选为两根，同一组基准钢管桩1之间的距离选为2.68m，基准钢管桩1在水中均匀分布，所有基准钢管桩1之间在水中分布呈矩形设置，通过基准钢管桩1起到对装置的初步定位固定的作用。

其中，支架、栈桥或平台的搭设方法具体为采用浮吊将锚碇在预设位置进行抛锚，并用浮筒做为标识；当采用导向船进行定位时，使得机动船将导向船推至设计桩位处加以锚定，并通过在导向船依据平台钢管桩的布设位置准确放出平台钢管桩的桩位，并依次安装放位框架；当导向船定位完成后，机动船将平台钢管桩通过运输船运至预设位置，对平台钢管桩提前完成标记，采用浮吊起吊平台钢管桩，从放位框架中插入，依靠平台钢管桩的自重逐渐下沉，根据平台钢管桩的标记确认其沉入河床后再检查垂直度，对平台钢管桩进行纠偏处理，并起吊电动振动锤置于平台钢管桩的顶端，通过电动振动锤将平台钢管桩安装到位。在完成平台钢管桩安装后依据设计进行支架、栈桥或平台的搭建。

可选地，在S2步骤中，具体步骤包括：

预先制备成一对浮动管，通过运输船将一对浮动管运输至两组基准钢管桩1的周围，将一对浮动管横向放入至水中，在水中分别移动一对浮动管，使得一对浮动管分别抵靠于两组基准钢管桩1的外侧，即两组基准钢管桩1夹设在一对浮动管之间。

然后，将两组连接杆3分别抵靠于两组基准钢管桩1之间，两组连接杆3基于两组基准钢管桩1的异侧抵靠，并且连接杆3的两端分别固定于一对浮动管的上端面，以将一对浮动管分别固定于两组基准钢管桩1外侧。在本实施例中，靠近定位架4的连接杆3抵靠于第二组钢管桩靠近第一组钢管桩的一侧面，远离定位架4的连接杆3抵靠于第一组钢管桩靠近第二组钢管桩的一侧面，使得一对浮动管可固定于两组基准钢管桩1外侧；同时，并且靠近定位架4的连接杆3可焊接于一对浮动管之上，也可设置为可拆卸连接于一对浮动管之上，便于后续施工人员向第三组钢管桩5的方向移动一对浮动管，提升该方法的施工工效。

可选地，在S3步骤中，具体步骤包括：

通过测量一对浮动管确定第三组钢管桩5的预设位置，并在一对浮动管之上分别标记出定位架4的安装位置，并在安装位置安装定位架4，将若干定位框41分别与第三组钢管桩5的预设位置相对应，便于后续通过定位框41对插打钢管桩起到精确定位的作用。

可选地，在S4步骤中，具体步骤包括：

在本实施例中，吊装第三组钢管桩5至定位框41的上方，将第三组钢管桩5分别与定位框41对准并校验钢管桩的垂直度，通过振桩锤插打第三组钢管桩5，直至第三组钢管桩5分别插打至设计深度以完成对第三组钢管桩5的安装；

在完成第三组钢管桩5施工后，将定位架4从一对浮动管之间拆除，并起吊一对浮动管，将一对浮动管向第三组钢管桩5的方向移动，直至连接杆3分别抵靠于第三组钢管桩5和基准钢管桩1。

在另一实施例中，在完成第三组钢管桩5施工后，将定位架4、靠近定位架4的连接杆3两者分别从一对浮动管之间拆除，并推动一对浮动管向第三组钢管桩5的方向移动，直至远离定位架4的连接杆3抵靠在靠近定位架4的基准钢管桩1时停止对一对浮动管的移动，将拆下的连接杆3安装在一对浮动管之上并与第三组钢管桩5相抵靠。

综上，本申请提供的浮动式钢管桩插打定位装置及其使用方法具有如下有益效果：

本申请通过两组与浮动管正交设置的连接杆以对在水中的浮动管进行水平位移限制，避免浮动管在水中的位置发现偏移，并通过两组浮动管测量出第三组钢管桩的预设位置，以确定定位架在两组浮动管之上的安装位置，使得浮动管在水中可起到对钢管桩的测量定位的作用，可起到准确定位水中钢管桩的安装位置；同时，使钢管桩安装定位不受支架、栈桥或平台的上部结构施工制约，钢管桩安装定位可以独立进行施工，可以有效提升支架、栈桥或平台的搭设进度。

虽然上面已经示出了本发明的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种钢管桩的插打定位方法，其特征在于，该方法步骤包括：

（1）在水中预设位置插打两组基准钢管桩，所述两组基准钢管桩呈矩形设置；

（2）在所述两组基准钢管桩外侧固定一对浮动管，包括：将两组连接杆分别抵靠于两组基准钢管桩之间，并且所述连接杆的两端分别固定于所述一对浮动管的上端面，以将所述一对浮动管固定于两组基准钢管桩外侧；

（3）在所述浮动管上可拆卸固定用于插打第三组钢管桩的定位架；所述定位架之中设置有若干用于定位插打钢管桩的定位框；

（4）插打所述第三组钢管桩，之后将所述浮动管沿所述第三组钢管桩的方向移动，包括：在完成所述第三组钢管桩施工后，将所述定位架从所述一对浮动管之间拆除，将所述一对浮动管向所述第三组钢管桩的方向移动，直至所述连接杆分别抵靠于所述第三组钢管桩和基准钢管桩；所述一对浮动管的移动方式为以下任意一种：

所述一对浮动管与所述连接杆一起起吊并移动；

拆除靠近所述定位架的连接杆，推动所述一对浮动管移动，直至远离所述定位架的连接杆抵靠一组基准钢管桩；

（5）循环按照所述步骤（3）~（4）插打下一组钢管桩，直至完成所有钢管桩的插打工序。

2.根据权利要求1所述的钢管桩的插打定位方法，其特征在于，所述在水中预设位置插打两组基准钢管桩，具体步骤包括：

通过支架、栈桥或平台悬挑出的基准导向架定位安装两组基准钢管桩。

3.根据权利要求1所述的钢管桩的插打定位方法，其特征在于，所述在所述浮动管上固定用于插打第三组钢管桩的定位架，具体步骤包括：

通过测量所述一对浮动管测量确定所述第三组钢管桩的预设位置，并在所述一对浮动管之上分别标记出所述定位架的安装位置，在所述安装位置安装定位架。

4.根据权利要求1所述的钢管桩的插打定位方法，其特征在于，所述插打所述第三组钢管桩，具体步骤包括：

吊装所述第三组钢管桩至所述定位框的上方，将所述第三组钢管桩分别与定位框对准并校验钢管桩的垂直度，以插打所述第三组钢管桩。

5.根据权利要求1所述钢管桩的插打定位方法，其特征在于，所述一对浮动管与所述连接杆之间正交设置。

6.根据权利要求1所述的钢管桩的插打定位方法，其特征在于，所述一对浮动管之间相对设置，所述浮动管的长度等于或大于30m。

7.根据权利要求1所述的钢管桩的插打定位方法，其特征在于，所述两组连接杆基于两组基准钢管桩的异侧抵靠。

8.根据权利要求1所述的钢管桩的插打定位方法，其特征在于，当每一组钢管桩之间距离相等时，所述定位架至所述连接杆的距离与两组所述连接杆之间的距离相等设置；当每一组钢管桩之间距离不等设置时，所述定位架、靠近所述定位架的连接杆分别可拆卸连接于两组所述浮动管之上。

9.根据权利要求1所述的钢管桩的插打定位方法，其特征在于，所述定位框的数量至少设为两个，所述定位架两侧的所述定位框在垂直方向的投影分别与两根所述浮动管在竖直方向的投影之间相切设置。