CN114717960A - 一种悬浮箱体承台基础施工栈桥及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬浮箱体承台基础施工栈桥及施工方法，该栈桥包括栈桥节段以及铺设于栈桥节段上的上部结构；栈桥节段由若干悬浮箱体承台基础通过桁架连接件拼接而成；各悬浮箱体承台基础均包括若干支撑组件和下部结构，若干支撑组件固定于下部结构上；下部结构包括悬浮箱体承台和用来固定悬浮箱体承台的若干固定缆索；悬浮箱体承台为内空的箱体结构，包括箱主体和密封盖设于箱主体上的盖板，箱主体上设有通气孔和注排水孔；箱主体内部被横隔板和纵隔板分割为腔室阵列，边缘腔室的横隔板和/或纵隔板的底部设泄水孔，非边缘腔室与其相邻的边缘腔室间均设有进水通道。本发明可降低工程成本高，并解决污染水体环境、无法适应水位急剧变化的问题。

Description

一种悬浮箱体承台基础施工栈桥及施工方法

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，具体涉及一种悬浮箱体承台基础施工栈桥及施工方法。

背景技术

随着我国基础建设突飞猛进的发展，跨跃深、长、大水域的桥梁建设不断增多。在桥梁建设中，为解决桥桩施工时人员的通行和运送施工设施等问题，深水区域、高水深海域桥梁的施工通常需要在主要施工前，平行主桥轴线修建一条施工栈桥，施工栈桥用于机械设备投入、材料和人员运输。目前的水上施工栈桥通常以下沉钢管桩作为下部结构，上部结构则采用拼装好的贝雷桁架作为承重梁，桥面由安装在贝雷桁架之上的型钢分配梁和钢板桥面板以及其他附属设施组成。该类深水区施工栈桥的建造难度和工程成本高，下部结构引起的水底冲刷、水体的腐蚀对环境和结构安全都将造成负面影响。若发生地震，将导致下部结构出现损伤。而对深水区钢管桩的维修、加固和更换尤为困难，并且钢管桩的水下部分可能会阻挡水中的漂流物，导致被冲毁。而且现有的施工栈桥还受汛期影响，一旦水位出现变化，施工栈桥便不得不拆除、停止运营。

发明内容

本发明的目的是提供一种悬浮箱体承台基础施工栈桥及施工方法，旨在克服现有施工栈桥存在的工程成本高、污染水体环境、以及无法适应水位急剧变化的问题。

本发明提供的一种悬浮箱体承台基础施工栈桥，包括栈桥节段以及铺设于栈桥节段上的上部结构；所述栈桥节段由若干悬浮箱体承台基础通过桁架连接件拼接而成；各悬浮箱体承台基础均包括若干支撑组件和下部结构，若干支撑组件固定于下部结构上；

下部结构包括悬浮箱体承台和若干固定缆索；悬浮箱体承台为内空的箱体结构，包括箱主体和密封盖设于箱主体上的盖板，箱主体上设有通气孔和注排水孔；箱主体内部被横隔板和纵隔板分割为腔室阵列，边缘腔室的横隔板和/或纵隔板的底部设泄水孔，非边缘腔室与其相邻的边缘腔室间均设有进水通道；固定缆索一端连接悬浮箱体承台底端，另一端固定于水底，用来固定悬浮箱体承台。

在一些具体实施方式中，各支撑组件由墩柱和预埋式桩固定件套接构成；所述预埋式桩固定件为上端开口的空心圆筒，圆筒底端边缘设有一圈加劲肋；墩柱下部插入预埋式桩固定件内，通过螺栓将墩柱下部与预埋式桩固定件固定连接；通过螺栓将加劲肋固定安装于悬浮箱体承台上。

在一些具体实施方式中，为增强支撑组件间的整体性和稳定性，在支撑组件中相邻的墩柱间设置至少一横向连接件。

在一些具体实施方式中，通气孔水平位置高于注排水孔。

在一些具体实施方式中，通气孔和注排水孔分别连接第一软管和第二软管，通过第一软管可对悬浮箱体承台进行漏水监测，通过第二软管可对悬浮箱体承台内进行注排水。

在一些具体实施方式中，在各腔室的四角均设支撑骨架，支撑骨架可增强悬浮箱体承台的刚度；若干支撑组件底端通过螺栓与盖板以及位置对应的若干支撑骨架固定连接；剩余支撑骨架中部分或全部支撑骨架底部延伸出箱主体底部，所延伸的部分形成延长部，固定缆索与所述延长部连接。

在一些具体实施方式中，延长部上预装缆索连接件，固定缆索通过预装缆索连接件与延长部连接

在一些具体实施方式中，若干固定缆索包括若干对竖向缆索和若干对斜向系泊缆索。

本发明提供的一种悬浮箱体承台基础施工栈桥的施工方法，包括：

预制悬浮箱体承台，将悬浮箱体承台运输到水中指定位置；向悬浮箱体承台内注水，使悬浮箱体承台下沉到水面以下；将固定缆索与悬浮箱体承台底部和水底固定连接；排放悬浮箱体承台内的水，悬浮箱体承台内上浮，固定缆索得到预张力；水排尽后，在悬浮箱体承台上吊装支撑组件，即建造完成一个悬浮箱体承台基础；采用上述方法建造多个悬浮箱体承台基础，将悬浮箱体承台基础中的悬浮箱体承台通过桁架连接件拼接成栈桥节段，在栈桥节段上搭建上部结构。

在一些具体实施方式中还包括：预制悬浮箱体承台时在预制悬浮箱体承台上安装预埋式桩固定件；在悬浮箱体承台上吊装支撑组件时，将墩柱底端插入预埋式桩固定件内并采用螺栓连接，之后向墩柱与预埋式桩固定件间的空隙灌注填充物，再在相邻墩柱间安装横向连接件。

与现有技术相比，本发明具有如下特点和有益效果：

(1)本发明施工栈桥为装配式结构，易于安装和拆卸，且拆卸后各部件易于储存、搬运，能循环利用；相比传统的水上钢管桩施工栈桥，施工周期明显变短，工程成本降低，施工难度降低，并对水体环境的污染更小。

(2)运营时悬浮箱体承台基础(包括支撑组件)均没于水中，不影响航道通行；当水位上升或下降时，由于悬浮箱体承台位于水面以下一定深度，能稳定提供浮力，不受水位变化影响，可适应水位急剧变化，更为安全可靠。而且悬浮箱体承台不会阻挡水下漂流物，因此不会受到剧烈撞击被冲毁。

(3)在悬浮箱体承台内部设置多个封闭空腔，且设置支撑骨架，可增强悬浮箱体承台的结构稳定性和刚度。

(4)在悬浮箱体承台侧壁设置注排孔和通气孔，便于在施工时对悬浮箱体承台进行注水、排水；运营时通气孔可用于监测悬浮箱体承台内部是否发生破损漏水。

附图说明

图1为实施例中悬浮箱体承台基础施工栈桥的结构示意图；

图2为实施例中预埋式桩固定件的结构示意图；

图3为实施例中悬浮箱体承台的结构示意图；

图4为实施例中悬浮箱体承台的内部结构示意图；

图5为实施例中悬浮箱体承台的底部结构示意图。

图中：100-上部结构；200-支撑组件，210-墩柱，220-预埋式桩固定件，221-圆筒，221a-第一螺栓孔，222-加劲肋，222a-螺栓，230-横向连接件；300-下部结构，310-悬浮箱体承台，311-箱主体，311a-横隔板，311b-纵隔板，311c-支撑骨架，311d-泄水孔，311e-延长部，311f-缆索连接件；312-盖板，312a-第三螺栓孔，313-第一软管，314-第二软管，320-固定缆索，321-竖向缆索，322-斜向系泊缆索；330-桁架连接件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图进一步说明本发明实施例。应当理解，此处所描述实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

请参阅图1-5，本实施例悬浮箱体承台基础施工栈桥包括栈桥节段以及铺设于栈桥节段上的上部结构100；栈桥节段由若干悬浮箱体承台基础通过桁架连接件330拼接而成。上部结构100采用现有的上部结构即可，对上部结构不作限制。本实施例中，上部结构100包括桥面板、分配梁和贝雷梁，桥面板铺设于分配梁上，分配梁固定于贝雷梁上，若干条贝雷梁横向间隔设置，每条贝雷梁由多个贝雷片通过贝雷销串联固定而成。本实施例所用贝雷梁具有结构简单，运输方便，架设快捷，载重量大，易于维修更换和适应性强的优点。悬浮箱体承台基础包括若干支撑组件200和下部结构300，本实施例中一个悬浮箱体承台基础包括8个支撑组件200，见图1示出了两个悬浮箱体承台基础。上部结构100架设于支撑组件200上，支撑组件200固定于下部结构300上，支撑组件200用来连接上部结构100和下部结构300，同时支撑上部结构100。

支撑组件200由墩柱210和预埋式桩固定件220套接构成，本实施例中墩柱210为钢管墩柱，钢管墩柱顶上固定有工字钢横梁，通过工字钢横梁与上部结构100连接。参见图2，预埋式桩固定件220为上端开口的空心圆筒221，本实施例中圆筒221材质为钢。圆筒221的筒身布设若干第一螺栓孔221a，将墩柱210下部插入圆筒221内，墩柱210外径应与圆筒221内径匹配且略小于圆筒221内径。墩柱210下部设有与第一螺栓孔221a对应的螺栓孔，通过螺栓将墩柱210与预埋式桩固定件220固定连接，之后采用沙石等填充物填满墩柱210与预埋式桩固定件220间的空隙，以使墩柱210与预埋式桩固定件220牢固连接，加强墩柱210与预埋式桩固定件220间的整体性，提高墩柱210的抗拔力，防止倾覆，同时在螺栓拔出后，墩柱210与预埋式桩固定件220上的螺栓孔还可充当泄沙孔。圆筒221底端围绕边缘设有一圈加劲肋222，加劲肋222可提高构件的稳定性，并且加劲肋222上布设若干第二螺栓孔(图中未画出)，通过螺栓222a将加劲肋222固定于下部结构300上。作为本实施例的优选方案，相邻的墩柱210间设置至少一横向连接件230，横向连接件230可将墩柱210相互连接成整体，可加强墩柱210间的整体性和刚度，提高墩柱210的稳定性。

下部结构300包括悬浮箱体承台310和固定悬浮箱体承台310的固定缆索320。参见图3，本实施例中悬浮箱体承台310为内空的长方体形钢结构，包括箱主体311和盖设于箱主体311的盖板312，盖板312边缘采用橡胶止水条进行密封。预埋式桩固定件220的底端固定安装于盖板312上，盖板312上安装预埋式桩固定件220处设有与第二螺栓孔对应的若干第三螺栓孔312a，通过第二螺栓孔和第三螺栓孔312a，将预埋式桩固定件220的加劲肋222固定安装于盖板312上。箱主体311侧设通气孔和注排水孔，通气孔水平位置高于注排水孔，通气孔和注排水孔分别连接第一软管313和第二软管314，本实施例中第一软管313和第二软管314均为橡胶软管。在施工栈桥搭设完毕后，可采用橡胶气球与第一软管313的管口密封连接，以监测悬浮箱体承台310是否漏水。

参见图4，所示为悬浮箱体承台310的内部结构，其内部由横隔板311a和纵隔板311b分割的若干腔室组成，若干腔室形成腔室阵列。横隔板311a和纵隔板311b的相交处、以及横隔板311a和纵隔板311b与箱主体311边缘的相交处均设有支撑骨架311c，即各腔室的四角均设有支撑骨架311c。横隔板311a、纵隔板311b和支撑骨架311c共同保证悬浮箱体承台310的结构刚度，并提供足够的浮力。沿箱主体311边缘的腔室(后文简记为“边缘腔室”)，其横隔板和/或纵隔板的底部设泄水孔311d，用于水能在箱主体311内部各腔室内整体的注入和排出。非边缘腔室与其相邻的边缘腔室间设有进水通道，非边缘腔室与其相邻的非边缘腔室间也可设进水通道，进水通道可以为进水口。

本实施例中在箱主体311内部共设4排支撑骨架311c，中间两排支撑骨架311c按照预埋式桩固定件220的安装位置布设，预埋式桩固定件220底端通过螺栓与盖板312以及中间两排支撑骨架311c固定连接。外侧两排支撑骨架311c底部伸出箱主体311底部，所延长出部分形成8个延长部311e，延长部311e上预留螺纹孔，用来预装缆索连接件311f，例如卡环。本实施例中位于箱主体311边缘的支撑骨架311c，其上预留螺栓孔，通过该预留螺栓孔可将盖板312通过螺栓固定安装于箱主体311上。

由于悬浮箱体承台310内部被分割为腔室阵列，当悬浮箱体承台310出现损伤时，不会出现整体漏水从而导致悬浮箱体承台310整体下沉的现象，可降低故障率。同时横隔板311a和纵隔板311b布设于悬浮箱体承台310内部，还可提高悬浮箱体承台310的整体刚度，且受力更为均匀。

需要说明的是，图4中支撑骨架311c上所画圆孔均表示螺栓孔，内部4排支撑骨架311c上螺栓孔用来固定连接预埋式桩固定件220；边缘支撑骨架311c上螺栓孔用来与盖板312固定连接。

见图5所示，固定缆索320包括若干对竖向缆索321和若干对斜向系泊缆索322，竖向缆索321和斜向系泊缆索322均一端固定连接于缆索连接件311f，另一端固定于水底。竖向缆索321和斜向系泊缆索322通过可伸缩挂钩连接预安装于悬浮箱体承台310底部的缆索连接件311f。本实施例中一个悬浮箱体承台310底部连接2对竖向缆索321和2对斜向系泊缆索322，2对竖向缆索321分别连接箱主体311底部位于外侧的4个延长部311e，2对斜向系泊缆索322分别连接箱主体311底部位于内侧的4个延长部311e。竖向缆索321和斜向系泊缆索322可限制悬浮箱体承台310在水中竖向及横向的位移，防止栈桥随着水浪波动、水流冲击而荡摆；在受到瞬间冲击力时，也不会发生大幅度的晃动。

下面将提供本实施例施工栈桥的一种施工过程以及工作原理，当然施工过程并不限于此。

预制好悬浮箱体承台310，在悬浮箱体承台310上安装预埋式桩固定件220和第一软管313、第二软管314。将悬浮箱体承台310运输到水中指定位置，通过第二软管314向悬浮箱体承台310内注水，使悬浮箱体承台310下沉到水面以下。固定竖向缆索321和斜向系泊系索322后，通过第二软管314进行排水，悬浮箱体承台310慢慢上浮，竖向缆索321和斜向系泊系索322因此得到预张力。水排尽后，吊装墩柱210，将墩柱210与预埋式桩固定件220螺栓连接，之后向墩柱210与预埋式桩固定件220间的空隙灌注填充物，使墩柱210与预埋式桩固定件220牢固连接，在相邻墩柱210间安装横向连接件230。即建造完成一个悬浮箱体承台基础。采用相同的方法建造多个悬浮箱体承台基础，悬浮箱体承台基础中的悬浮箱体承台310间通过桁架连接件330拼接成栈桥节段，在栈桥节段上搭建上部结构100。

桁架连接件330由多根纵向钢桁架连接组成，桁架连接件330两端分别刚接固定于两个悬浮箱体承台310。桁架连接件330能够增加悬浮箱体承台基础间的整体性，使悬浮箱体承台基础连成共同受力的整体，提高结构的稳定性；改善悬浮箱体承台基础的结构受力，提高纵桥向的刚度。

上述实施例所述是用以具体说明本发明，文中虽通过特定的术语进行说明，但不能以此限定本发明的保护范围，熟悉此技术领域的人士可在了解本发明的精神与原则后对其进行变更或修改而达到等效目的，而此等效变更和修改，皆应涵盖于权利要求范围所界定范畴内。

Claims (10)

1.一种悬浮箱体承台基础施工栈桥，其特征是：

包括栈桥节段以及铺设于栈桥节段上的上部结构；所述栈桥节段由若干悬浮箱体承台基础通过桁架连接件拼接而成；各悬浮箱体承台基础均包括若干支撑组件和下部结构，若干支撑组件固定于下部结构上；

下部结构包括悬浮箱体承台和若干固定缆索；悬浮箱体承台为内空的箱体结构，包括箱主体和密封盖设于箱主体上的盖板，箱主体上设有通气孔和注排水孔；箱主体内部被横隔板和纵隔板分割为腔室阵列，边缘腔室的横隔板和/或纵隔板的底部设泄水孔，非边缘腔室与其相邻的边缘腔室间均设有进水通道；固定缆索一端连接悬浮箱体承台底端，另一端固定于水底，用来固定悬浮箱体承台。

2.如权利要求1所述的悬浮箱体承台基础施工栈桥，其特征是：

各支撑组件由墩柱和预埋式桩固定件套接构成；所述预埋式桩固定件为上端开口的空心圆筒，圆筒底端边缘设有一圈加劲肋；墩柱下部插入预埋式桩固定件内，通过螺栓将墩柱下部与预埋式桩固定件固定连接；通过螺栓将加劲肋固定安装于悬浮箱体承台上。

3.如权利要求2所述的悬浮箱体承台基础施工栈桥，其特征是：

支撑组件中相邻的墩柱间设置至少一横向连接件。

4.如权利要求1所述的悬浮箱体承台基础施工栈桥，其特征是：

所述通气孔水平位置高于所述注排水孔。

5.如权利要求1所述的悬浮箱体承台基础施工栈桥，其特征是：

所述通气孔和所述注排水孔分别连接第一软管和第二软管。

6.如权利要求1所述的悬浮箱体承台基础施工栈桥，其特征是：

各腔室的四角均设有支撑骨架，若干支撑组件底端通过螺栓与盖板以及位置对应的若干支撑骨架固定连接；剩余支撑骨架中部分或全部支撑骨架底部延伸出箱主体底部，所延伸的部分形成延长部，固定缆索与所述延长部连接。

7.如权利要求6所述的悬浮箱体承台基础施工栈桥，其特征是：

所述延长部上预装缆索连接件，固定缆索通过预装缆索连接件与延长部连接。

8.如权利要求1所述的悬浮箱体承台基础施工栈桥，其特征是：

若干固定缆索包括若干对竖向缆索和若干对斜向系泊缆索。

9.权利要求1所述的悬浮箱体承台基础施工栈桥的施工方法，其特征是：

预制悬浮箱体承台，将悬浮箱体承台运输到水中指定位置；向悬浮箱体承台内注水，使悬浮箱体承台下沉到水面以下；将固定缆索与悬浮箱体承台底部和水底固定连接；排放悬浮箱体承台内的水，悬浮箱体承台内上浮，固定缆索得到预张力；水排尽后，在悬浮箱体承台上吊装支撑组件，即建造完成一个悬浮箱体承台基础；采用上述方法建造多个悬浮箱体承台基础，将悬浮箱体承台基础中的悬浮箱体承台通过桁架连接件拼接成栈桥节段，在栈桥节段上搭建上部结构。

10.权利要求9所述的悬浮箱体承台基础施工栈桥的施工方法，其特征是：

预制悬浮箱体承台时在预制悬浮箱体承台上安装预埋式桩固定件；

在悬浮箱体承台上吊装支撑组件时，将墩柱底端插入预埋式桩固定件内并采用螺栓连接，之后向墩柱与预埋式桩固定件间的空隙灌注填充物，再在相邻墩柱间安装横向连接件。

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