CN114753295B - 一种方块安装定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方块安装定位方法，涉及码头施工技术领域。所述方块安装定位方法包括步骤一：采用槽钢、角钢或工字钢制作定位架和定位架平台；在制作定位架时，在定位架主体的底部设置混凝土底座，并在定位架主体的立柱外侧设置爬梯、测杆，顶部设置连接杆、吊耳；步骤二：将制作的定位架逐件吊装至水下安装，在定位架吊装过程中，采用GPS对定位架定位；步骤三：采用履带吊配合吊具吊杆由下至上逐层安装方块。本发明的方块安装定位方法施工步骤简单，采用本发明的方块安装定位方法可大大提高方块定位安装的精度，提高方块安装效率，缩短工期。

Description

一种方块安装定位方法

技术领域

本发明涉及码头施工技术领域，尤其涉及一种方块安装定位方法。

背景技术

码头是天然形成或人工建造的长堤，主要用于装卸货物或船舶泊位。在人工建造的码头的各种结构形式中，重力码头因其结构坚固耐用，抗冻性和抗冰性良好，能承受较大的地面载荷和船舶载荷，对较大的集中载荷以及码头地面超载和装卸工艺变化适应性强，施工简单、维修费用小而得到广泛使用。在人工建造的重力码头的结构中，方块因尺寸较小(混凝土重力方块的长度不超过12m，宽度不超过3m，高度不超过3m，重达90t)、预制、安装速度快而得到广泛使用。在方块的安装过程中，通常采用水下定点基线方式对方块进行定位，然而，这种定位方式需对方块进行重复定位，每安装一块方块，需进行一次定位，方块在安装过程中还易碰到定位基线，造成方块定位不精准；在深水区域，潜水员不宜下到水中测量定位，在有些受浪潮影响较大的水域，方块定位不精准，增加了方块定位安装的难度，方块安装效率低。

发明内容

本发明的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的方块在安装过程中定位不精准，施工效率低问题，提供一种方块安装定位方法，采用塔状钢结构的定位架对方块进行辅助定位，提高了方块的安装精度；采用定位架、全站仪与RTK(Real TimeKinematic，实时动态定位)GPS设备配合的方式对方块定位安装，提高了方块的安装精度、安装效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下各方面。

一种方块安装定位方法，所述方块安装定位方法包括以下步骤：

步骤一：采用槽钢、角钢或工字钢制作定位架和定位架平台；在定位架主体的底部设置混凝土底座，并在定位架主体的立柱外侧设置爬梯、测杆，顶部设置连接杆、吊耳；

步骤二：将制作的定位架逐件吊装至水下并安装在基床顶部，在定位架吊装过程中，采用RTK GPS设备、全站仪对定位架定位；

步骤三：采用履带吊配合吊具吊杆由下至上逐层安装方块。

所述步骤二包括：将定位架沿码头方向安装；安装时，将钢丝绳的一端套在吊耳上，另一端套在起重船的吊钩上，通过起重船将定位架吊装至海底的基床顶部。

所述步骤二还包括：通过起重船吊钩的顶部设置的GPS对定位架进行粗定位，使定位架与设计位置之间的误差不大于30cm；定位架安装至基床上后，利用定位架顶部的GPS调整定位架的位置，对定位架进行精定位，使定位架与设计位置之间的误差不大于1cm。

所述步骤二还包括：沿码头方向安装多个定位架，采用全站仪在定位架平台上放样方块安装的基准线或在定位架主体的测杆处放样处方块安装的基准点，在基准线或基准点处设置垂线，并在测杆与垂线的相交位置处绑扎橡皮绳，使橡皮绳的两端分别连接在两定位架的测杆上，橡皮绳连接的两端等高，作为每层方块的安装位置参考。

安装定位架时，将定位架的测杆沿方块前立面的设计位置对齐，并保持所述定位架的形变不大于5mm，所述定位架在水底的摇摆幅度不大于10mm，所述测杆端头与方块前立面的距离为0.8～1.2m，所述方块安装的基准线与方块前立面的距离为1～1.2m。

绑扎橡皮绳时，多次用RTK GPS接收机校核并记录垂线坐标；橡皮绳绑扎完成后，顺橡皮绳检查橡皮绳的水平度。

所述步骤三中：采用履带吊吊装方块，由下至上分层安装，先安装底层方块，再安装上层方块，通过定位架与绑扎在定位架上的橡皮绳控制方块前立面与设计位置之间的误差，并在方块前立面的相邻侧面上均匀设置5～11cm的木方控制相邻方块的缝宽。

所述步骤三中：采用与方块相适配的吊具吊杆并配合履带吊将首块方块吊装至设计位置，在吊装过程中，利用履带吊顶部的GPS进行定位，采用GPS配合履带吊将方块吊装至设计位置；在方块下水过程中，控制方块前立面与橡皮绳之间的位置，使方块安装到基床顶部后与设计位置之间的误差不大于30cm。

所述步骤三还包括：在水下测量方块前立面与设计位置的距离并告知岸上指挥人员，通过调节起重船扒杆或移动锚缆来限制方块垂直于码头方向的运动，使方块与设计位置之间的误差不大于1cm。

所述采用与方块相适配的吊具吊杆并配合履带吊将首块方块吊装至设计位置包括：将预制的方块用120吨门吊从方块存放区转至平板车上，用平板车转运至方块出运码头，并采用280t履带吊将方块吊上7500t方驳进行安装。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

通过设置塔状桁架结构的定位架主体，并在定位架主体的底部设置底座，能够增强方块安装定位装置的整体强度和刚度，增加定位架在海底的稳定性；通过在定位架主体的立柱间设置第一横梁、第二横梁，并在相邻的第一横梁间设置第一剪刀撑，在相邻的第二横梁间设置第二剪刀撑，增加了定位架主体的稳定性；通过在定位架的立柱外侧设置爬梯，方便潜水员上下定位架；通过在定位架主体的立柱外侧设置测杆，并在定位架主体的顶部设置定位架平台，便于在定位架平台上放样方块安装的基准线，提高方块安装的精度。

通过采用定位架、全站仪与RTK GPS配合的安装方式对方块定位安装，提高了方块的安装精度、安装效率，缩短了工期。

附图说明

图1是本发明示例性实施例的方块安装定位装置结构示意图。

图2是本发明另一示例性实施例的方块安装定位装置结构示意图。

图3是本发明示例性实施例的方块安装示意图。

图中标识：1-定位架主体，11-立柱一，12-立柱二，13-立柱三，14-立柱四，100-第一横梁，101-第二横梁，121-第一剪刀撑，131-第二剪刀撑，2-底座，21-底座包边，15-吊耳，16-连接杆，17-爬梯，18-测杆，19-辅助杆，3-定位架平台，4-垂线，5-吊锤，6-履带吊，7-方块，8-吊具，9-基床。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，以使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明示例性实施例的方块安装定位装置，其主要包括：定位架主体1和设置在定位架主体1底部的底座2。定位架主体1为棱柱形的塔状桁架结构，定位架主体1包括按矩形四顶点设置的立柱一11、立柱二12、立柱三13和立柱四14，立柱一11和立柱二12之间、立柱三13和立柱四14之间沿高度方向分别设置有多根相互平行的第一横梁100，立柱二12和立柱三13之间、立柱一11和立柱四14之间沿高度方向分别设置有多根相互平行的第二横梁101，同一层的第一横梁100与第二横梁101位于同一平面内且相互垂直；相邻的第一横梁100间设置有第一剪刀撑121，相邻的第二横梁101间设置有第二剪刀撑131；通过设置第一剪刀撑121、第二剪刀撑131，增强了定位架主体1的刚度，提高了定位架的整体稳定性。在定位架吊装到水下时，定位架在流水作用下的形变较小，在安装方块时，可提高方块的安装精度。立柱、横梁、剪刀撑均采用槽钢(也可采用角钢或工字钢)，制作立柱的槽钢截面尺寸为200*70*6mm，制作横梁、剪刀撑的槽钢截面尺寸为120*42*6mm，通过将定位架主体1焊接成整体结构，增强了定位架主体的整体强度；同时，槽钢的焊接性能好，可提高定位架的制作效率。

底座2为棱柱形结构，采用素混凝土制作而成，立柱一11、立柱二12、立柱三13和立柱四14的底部在混凝土凝固之前伸入到底座2的底部以使定位架主体1与底座2构成整体结构；底座2的截面积大于或等于定位架主体1的截面积(立柱边沿及横梁合围面积)，底座2的高度为500～1000mm，使得底座2的自身重力能够使定位架主体1在水底保持稳定；底座2的底部四周和顶部四周均设置有底座包边21，底座包边21采用槽钢或角钢，底座包边21与四立柱连接，底座包边21的槽口嵌入底座2内与底座2表面齐平。通过设置底座包边21，可确保底座各侧面的垂直程度，还可增强底座2的整体强度；通过设置底座2，增强了定位架主体1的自重，增强了定位架主体1的整体稳定性，在定位架吊装至水下时，定位架受流水影响较小，摇摆幅度较小，增加了定位架自身的安装精度，进而增加方块的安装精度。

立柱一11、立柱二12、立柱三13和立柱四14的顶部均设置有吊耳15(吊耳15还可设置在定位架本体1顶部的第一横梁或第二横梁上)，吊装时，通过吊耳15可快速地将定位架主体1吊入水中预定位置，吊耳15还增加了定位架主体1在吊装过程中的平稳性，可减小定位架主体1自身定位的难度；在方块安装完成后，还可通过吊耳15将定位架主体1从水中取出，将定位架主体1移动到另一处需安装方块的位置，提高了定位架主体1的复用性。定位架主体1的顶部还设置有连接杆16，连接杆16水平连接在两相对的第二横梁101之间(也可连接在两相对的第一横梁100之间)；通过设置连接杆16，在定位架主体1安装在预定位置后，潜水员可在连接杆16上套设安全绳，沿定位架主体1潜入水下指挥方块安装，方块安装完成后，潜水员可通过安全绳快速回到起始位置；当潜水员在水下受伤时，岸上人员可通过安全绳快速对潜水员进行施救，保证潜水员的安全性。连接杆16采用钢管，钢管直径为20～60mm，在套设安全绳时，与钢管直径相适配的安全绳卡扣可直接卡在钢管上，防止安全绳的接头打滑，增加潜水员在水下作业的安全性，在解除安全绳时，直接将卡扣从连接杆16上取出，套设与接触安全绳十分方便；立柱三13的外侧沿高度方向设置有爬梯17(爬梯17也可设置在其余三根立柱的一根或多根上)，方便潜水员上下定位架，爬梯17采用钢筋焊接在立柱三13上。

立柱二12的外侧均匀设置有多根测杆18，测杆18位于同一平面内，测杆18与立柱二12垂直，测杆18之间相互平行(测杆18也可设置在其余三根立柱的任一根上)，相邻测杆18的间距可以根据待安装方块的高度进行调整；测杆18采用槽钢或角钢焊接在立柱二12上；立柱二12顶部、底部的测杆18均垂直设置有辅助杆19，在设置垂线时，可将垂线限制在测杆18与辅助杆19形成的夹角范围内，便于测量垂线的倾角。通过设置测杆18，方便在垂线与测杆18的相交位置处绑扎橡皮绳，快速定位出方块安装的基准线位置，提高方块安装的效率；测杆18还为方块安装提供了测量基准，提高了方块在水下测量的精度。

图2是本发明另一示例性实施例的方块安装定位装置，其与图1所示的方块安装定位装置不同之处主要在于，定位架主体1采用三角支撑结构，第一剪刀撑121、第二剪刀撑131中的一者或多者替换为三角撑结构，定位架主体1的顶部还设置有定位架平台3，通过定位架平台3，可采用全站仪或RTK GPS设备在定位架平台3上放样出方块安装的基准(方块安装的基准根据设计位置确定)，并在基准处设置垂线，以提高方块安装精度，安装效率；定位架平台3为三角桁架结构，采用槽钢、角钢或工字钢焊接而成。定位架平台3与定位架主体1焊接在一起，便于增强定位架平台的稳定性(定位架平台3与定位架主体1也可采用螺栓连接，方便定位架平台的装拆)；定位架平台3上挂设有垂线4，垂线4的底部设置有吊锤5，在吊锤的重力作用下，垂线4在水下可确保垂直度，减小垂线在水下坐标的测量难度。

本发明示例性实施例的方块安装定位装置高度为20～25m，在实际应用中，可根据海面高度调整方块安装定位装置的实际高度，在方块安装定位装置安装至基床9上后，方块安装定位装置的顶部高出海面1～2m；方块安装定位装置的重量为95～100t，吊装至海底时，方块安装定位装置受水流作用影响较小，稳定性高，在对安装的方块进行测量时，减小了方块的测量误差，进而提高了方块安装精度。

本发明提供了一种方块安装定位方法，包括以下步骤：

步骤一：制作定位架；采用槽钢、角钢或工字钢制作定位架，制作定位架时，先制作定位架主体1，定位架主体1制作完成后，在定位架主体1的底部焊接底座两层底座包边21；底座包边21焊接完成后，清除地面上的杂物，在平整的地面上铺设土工布，并将定位架主体1放置在土工布上；在地面上铺设土工布，可将地面与定位架主体1隔开，使得底座2制作完成后能够轻松地在地面上移动位置；将定位架主体1竖直放置在平整的地面上，确保定位架主体1的底部平整，确保定位架主体1的稳定性，在定位架主体1吊装至水下后，定位架主体1能够平稳放置在基床9顶部，从而减小测量、定位的误差。定位架主体1放置完成后，清除底座包边21内侧的杂物，并在双层底座包边21的外侧设置模板；模板设置完成后，浇筑混凝土，制作底座2，待浇筑的混凝土达到拆模强度后，拆除模板。

模板拆除完成后，将定位架主体1水平放置在地面上，在定位架主体1上焊接吊耳15、连接杆16、爬梯17、测杆18和辅助杆19。定位架制作完成后，制作定位架平台3，采用槽钢、角钢或工字钢将定位架平台焊接成三角桁架结构；定位架平台3制作完成后，将定位架平台3采用螺栓连接或焊接在定位架主体1的顶部。根据实际施工需要，可制作两个或更多个定位架，在其中一个定位架损坏时，备用的定位架可用于更换。

步骤二：安装定位架；首先，将定位架沿码头方向逐件就位安装；将钢丝绳的一端套在吊耳15上，另一端套在起重船的吊钩上，通过起重船将定位架吊装至海底的基床9顶部。起重船吊钩的顶部设置有GPS，利用GPS对定位架进行粗定位；定位架安装至基床9上后，利用定位架顶部的GPS调整定位架的具体位置，对定位架进行精定位，提高定位架的就位效率，提高定位架自身的定位精度。将定位架的测杆18沿方块前立面(与码头前沿相对的立面)的设计位置对齐，测杆18端头距方块前立面的设计位置0.8～1.2m。第一个定位架安装完成后，取出起重船的吊钩，采用相同的方式沿码头方向安装下一个定位架直至定位架安装完成。定位架安装完成后，利用岸上的全站仪在定位架平台3上放样出距离方块前立面的设计位置1～1.2m的基准线(或在测杆18上放样出距离方块前立面的设计位置1～1.2m的基准点)，全站仪的精度达到±2mm+2ppm，测量误差小，定位精度满足设计要求，全站仪放样出基准线或基准点后，在基准线或基准点处设置垂线，垂线设置完成后，潜水员沿定位架的爬梯17下水，在测杆18与垂线的相交位置处绑扎橡皮绳，每层方块与橡皮绳的距离为恒值，橡皮绳的两端分别连接在两定位架的测杆上，橡皮绳连接的两端等高。潜水员下水时，将安全绳的一端套在连接杆16上，另一端套在潜水员身上，保证潜水员在水下作业的安全性。绑扎橡皮绳时，多次用RTK GPS接收机校核并记录垂线坐标，在1000m的距离，RTK GPS实时定位的理论精度不低于：平面10mm，高程15mm，经过10分钟的处理后，定位精度指标可提高到：平面5mm，高程10mm；可以利用水下可视设备，沿定位架由上到下检查橡皮绳和垂线；在橡皮绳绑扎完成之后，潜水员顺橡皮绳检查橡皮绳的水平度，防止基床石触碰橡皮绳造成测量误差。定位架安装过程中，定位架内部变形不大于5mm，定位架安装完成后，定位架的摇摆幅度不大于10mm。

步骤三：安装方块；将预制的方块7用120吨门吊从方块存放区转至平板车上，用平板车转运至方块出运码头，方块7运至方块出运码头后，采用280t的履带吊6将方块吊上7500t方驳进行安装。方块安装时，由指挥人员指挥履带吊吊装方块，潜水员下水辅助方块安装，方块7由下至上分层安装，先安装底层方块，再安装上层方块。

方块7的安装分为粗安装和精安装，在方块7的粗安装过程中，控制方块前立面与设计位置之间的误差，还要控制相邻方块的缝宽。方块前立面与设计位置之间的误差主要通过定位架与绑扎在定位架上的橡皮绳控制，相邻方块7的缝宽主要通过木方控制，根据相邻方块间的缝宽控制标准，木方的宽度为5～11cm。在方块7粗安装时，在方块前立面的相邻侧面上均匀设置木方，控制缝宽，并且设置木方还可防止方块安装过程中相邻方块7相互碰撞，影响方块结构强度，影响方块安装效果；木方设置完后，采用与方块7相适配的吊具吊杆8并配合履带吊将首块方块吊装至设计位置，在吊装过程中，利用履带吊6顶部的GPS进行定位；在方块7下水过程中，控制方块前立面与与绑扎在定位架主体1上的橡皮绳之间的位置，方块7安装到基床9顶部后，方块与设计位置之间的误差不大于30cm；然后对方块7进行精安装；精安装过程中，潜水员下水量取方块前立面与橡皮绳之间的距离，根据测量的距离告知水上的指挥人员，指挥人员通过收放扒杆或移动锚缆来限制方块垂直于码头方向的运动，使方块与设计位置之间的误差不大于1cm。首块方块7安装完成后，取出吊具吊杆，采用相同的方式安装下一块方块，安装下一块方块时，将设置有木方的侧面贴紧已安装的方块，控制相邻方块的缝宽，防止方块沿码头方向运动；底层方块安装完成后，采用相同的方式安装上层方块直至方块安装至设计的高度，方块安装如图3所示。在底层方块的顶部安装第二层方块的过程中，当安装的方块底部设置有沉槽时，利用第二层方块的沉槽与底层方块的凸台配合安装，提高方块安装的效率；当安装的方块底部无沉槽时，第二层方块安装至底层方块顶部后，潜水员下水测量第二层方块前立面与橡皮绳之间的距离，并告知岸上指挥人员对方块进行调整，使方块7与设计位置之间的误差不大于1cm。

以上所述，仅为本发明具体实施方式的详细说明，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种方块安装定位方法，其特征在于，所述方块安装定位方法包括以下步骤：

步骤一：采用槽钢、角钢或工字钢制作定位架和定位架平台；在定位架主体的底部设置混凝土底座，并在定位架主体的立柱外侧设置爬梯、测杆，顶部设置连接杆、吊耳；

步骤二：将制作的定位架逐件吊装至水下并安装在基床顶部，在定位架吊装过程中，采用RTK GPS设备、全站仪对定位架定位；

步骤三：采用履带吊配合吊具吊杆由下至上逐层安装方块；

其中，所述定位架主体（1）为棱柱形的塔状桁架结构，定位架主体（1）包括按矩形四顶点设置的立柱一（11）、立柱二（12）、立柱三（13）和立柱四（14），立柱一（11）和立柱二（12）之间、立柱三（13）和立柱四（14）之间沿高度方向分别设置有多根相互平行的第一横梁（100），立柱二（12）和立柱三（13）之间、立柱一（11）和立柱四（14）之间沿高度方向分别设置有多根相互平行的第二横梁（101），同一层的第一横梁（100）与第二横梁（101）位于同一平面内且相互垂直；相邻的第一横梁（100）间设置有第一剪刀撑（121）或者三角撑，相邻的第二横梁（101）间设置有第二剪刀撑（131）或者三角撑；所述立柱二（12）的外侧均匀设置有多根测杆（18），多根测杆（18）位于同一平面内，测杆（18）与立柱二（12）垂直，测杆（18）之间相互平行；所述立柱二（12）顶部、底部的测杆（18）均垂直设置有辅助杆（19）；

所述步骤二还包括：通过起重船吊钩的顶部设置的GPS对定位架进行粗定位，使定位架与设计位置之间的误差不大于30cm；定位架安装至基床上后，利用定位架顶部的GPS调整定位架的位置，对定位架进行精定位，使定位架与设计位置之间的误差不大于1cm；

沿码头方向安装多个定位架，采用全站仪在定位架平台上放样方块安装的基准线或在定位架主体的测杆处放样处方块安装的基准点，在基准线或基准点处设置垂线，并在测杆与垂线的相交位置处绑扎橡皮绳，使橡皮绳的两端分别连接在两定位架的测杆上，橡皮绳连接的两端等高，作为每层方块的安装位置参考；绑扎橡皮绳时，多次用RTK GPS接收机校核并记录垂线坐标，利用水下可视设备，沿定位架由上到下检查橡皮绳和垂线；在橡皮绳绑扎完成之后，潜水员顺橡皮绳检查橡皮绳的水平度。

2.根据权利要求1所述的方块安装定位方法，其特征在于，所述步骤二包括：将定位架沿码头方向安装；安装时，将钢丝绳的一端套在吊耳上，另一端套在起重船的吊钩上，通过起重船将定位架吊装至海底的基床顶部。

3.根据权利要求1所述的方块安装定位方法，其特征在于，安装定位架时，将定位架的测杆沿方块前立面的设计位置对齐，并保持所述定位架的形变不大于5mm，所述定位架在水底的摇摆幅度不大于10mm，所述测杆端头与方块前立面的距离为0.8~1.2m，所述方块安装的基准线与方块前立面的距离为1~1.2m。

4.根据权利要求1所述的方块安装定位方法，其特征在于，所述步骤三中：采用履带吊吊装方块，由下至上分层安装，先安装底层方块，再安装上层方块，通过定位架与绑扎在定位架上的橡皮绳控制方块前立面与设计位置之间的误差，并在方块前立面的相邻侧面上均匀设置5~11cm的木方控制相邻方块的缝宽。

5.根据权利要求1所述的方块安装定位方法，其特征在于，所述步骤三中：采用与方块相适配的吊具吊杆并配合履带吊将首块方块吊装至设计位置，在吊装过程中，利用履带吊顶部的GPS进行定位，采用GPS配合履带吊将方块吊装至设计位置；在方块下水过程中，控制方块前立面与橡皮绳之间的位置，使方块安装到基床顶部后与设计位置之间的误差不大于30cm。

6.根据权利要求5所述的方块安装定位方法，其特征在于，所述步骤三还包括：在水下测量方块前立面与设计位置的距离并告知岸上指挥人员，通过调节起重船扒杆或移动锚缆来限制方块垂直于码头方向的运动，使方块与设计位置之间的误差不大于1cm。

7.根据权利要求5所述的方块安装定位方法，其特征在于，所述采用与方块相适配的吊具吊杆并配合履带吊将首块方块吊装至设计位置包括：将预制的方块用120吨门吊从方块存放区转至平板车上，用平板车转运至方块出运码头，并采用280t履带吊将方块吊上7500t方驳进行安装。