CN116789010A - 大型箱涵吊装装置及其起吊出运安装工法 - Google Patents

Abstract

大型箱涵吊装装置及其起吊出运安装工法，涉及大型箱涵预制、出运和安装技术领域，特别是涉及一种陆上预制、水上安装的大型箱涵吊装装置及其起吊出运安装工法。包括箱涵本体和上吊索，所述箱涵本体的底板设置有两个对称的贯穿孔道，下吊索穿过贯穿孔道后固定在吊装架上；所述贯穿孔道位于箱涵本体底板的两层钢筋网片间，贯穿孔道的中心水平方向与箱涵本体两端的距离为四分之一箱涵本体的长度，贯穿孔道的两端为半圆形，贯穿孔道预留出钢筋保护层厚度；所述吊装架的四角顶部设置有上吊索。本发明具有便于大型箱涵吊装，无需潜水员水下水下辅助，同时能够双层或多层预制箱涵，操作简单，使用方便，提高施工效率，节约施工成本的积极效果。

Description

大型箱涵吊装装置及其起吊出运安装工法

技术领域

本发明涉及大型箱涵预制、出运和安装技术领域，特别是涉及一种陆上预制、水上安装的大型箱涵吊装装置及其起吊出运安装工法。

背景技术

大型箱涵预制完成后，需要吊装至施工现场水域安装。箱涵出运安装工序一般处于项目总进度的关键线路上，该工序采用常规工艺需5h-7h且需候潮安装，安装时需要潜水员水下辅助，出运时需特定岸线构筑物，因此，该工序往往成为制约工程项目总进度的瓶颈。目前，国内外大型预制箱涵出运安装的方法有起重船吊顶法、气囊浮运法以及吊顶浮运联合法三种。上述三种方法已属成熟工艺，在国内外水工建设领域做出了重大贡献。但在实际施工中，上述工艺安装效率低、施工成本高、安全隐患大的弊端亦随之凸现。

起重船吊顶法：采用箱涵顶部埋设吊环的工艺，由于大型箱涵自身重量较大，单个大型箱涵重量达到460吨，而预制箱涵顶部吊环的圆钢直径需要达到12cm以上。同时，制作、安装和加固吊环工艺繁琐，吊环预埋深度不够，需要额外进行钩脚焊于受力筋上、端部加焊钢板、钩脚以上设网状筋及箍筋等一系列加强措施。而且需潜水员辅助安装和水下摘钩，人工水下操作缓慢且危险性大，安装后吊环暴露于海水环境易腐蚀，降低箱涵混凝土耐久性。

气囊浮运法和吊顶浮运联合法：需设置专用斜坡道或搭岸直立岸壁，为施工量身打造，造价昂贵；利用斜坡道出运时，需最低潮平移入水，待高潮时才能起浮拖带，工效低；安装时气囊放气坐底，位置难于控制，加上仍需潜水员辅助，导致效率低、精度差、危险大。

因此，需要开发一种先进便捷的大型箱涵吊装装置及其起吊出运安装工法，以开辟大型箱涵起吊出运安装的新路径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型箱涵吊装装置及其起吊出运安装工法，以达到便于大型箱涵吊装，无需潜水员水下测量定位和摘钩作业，同时能够双层或多层预制箱涵，操作简单，使用方便，提高施工效率，节约施工成本的目的。

本发明所提供的大型箱涵吊装装置，包括箱涵本体和上吊索，所述箱涵本体的底板设置有两个对称的贯穿孔道，下吊索穿过贯穿孔道后固定在吊装架上；所述贯穿孔道位于箱涵本体底板的两层钢筋网片间，贯穿孔道的中心水平方向与箱涵本体两端的距离为四分之一箱涵本体的长度，贯穿孔道的两端为半圆形，贯穿孔道距离箱涵本体底板钢筋50mm，尺寸为长750mm，高140mm，即预留出钢筋保护层厚度；所述吊装架的四角顶部设置有上吊索。

进一步，所述吊装架的四角设置有两对粗略定位标杆，吊装架的前端和后端均设置有精确定位标杆，吊装架底部设置有脱钩双卡环；所述精确定位标杆的顶部设置有全站仪棱镜或GPS接收机；所述脱钩双卡环上设置有下吊索。

进一步，所述吊装架的中间设置有加固杆，吊装架的四角和加固杆的两侧均设置有支撑杆；所述加固杆的前端和后端均设置有精确定位标杆。

进一步，所述贯穿孔道的施工，包括以下步骤：

步骤1，在箱涵本体底板外模开孔，开孔竖向位置在箱涵本体底板两层钢筋网片之间，开孔中心水平方向与箱涵本体两端的距离为四分之一箱涵本体的长度，开孔两端为半圆形；

步骤2，箱涵本体底板钢筋绑扎完毕后，底板外壁构造钢筋遇贯穿孔道断开，在靠近外模开孔位置设置吊孔加强钢筋，并经钢筋建模、计算钢筋应力满足吊装要求；

步骤3，箱涵本体底板砼浇筑分层进行，第一层先浇筑至贯穿成孔装置底面高度，安装贯穿成孔装置；然后对扁平气囊充气，直至扁平气囊完全充盈至贯穿孔道；随后进行第二层砼浇筑；第三层浇筑至箱涵底板顶标高；待底板稍凝，再进行侧墙和隔墙的浇筑；

步骤4，待混凝土达到拆模强度后，对扁平气囊放气，再拆除箱涵外模，然后将贯穿成孔装置牵引出箱涵底板孔道，制成贯穿孔道。

进一步，所述贯穿成孔装置包括扁平气囊和其上下各设置一层矩形钢管，所述矩形钢管的外侧设置有护套管；所述护套管与扁平气囊为同材质，扁平气囊充气后，护套管与外模开孔部位钢板紧密贴合，防止漏浆。

进一步，所述吊孔加强钢筋包括吊孔U形筋、吊孔直筋、箱涵侧壁直筋和箱涵侧壁纵筋，所述吊孔U形筋环绕在外模开孔位置上方，吊孔直筋垂直设置在吊孔U形筋的上方；所述箱涵侧壁直筋垂直吊孔直筋设置在箱涵侧壁上；所述箱涵侧壁纵筋平行吊孔直筋设置在箱涵侧壁上，且箱涵侧壁纵筋与箱涵侧壁直筋互相垂直设置。

进一步，所述步骤3，箱涵本体底板砼浇筑分层进行，第一层先浇筑至贯穿成孔装置底面高度，振捣完成后，安装贯穿成孔装置；贯穿成孔装置包括扁平气囊和其上下各设置一层矩形钢管，所述矩形钢管的外侧设置有护套管；所述护套管与扁平气囊为同材质，扁平气囊充气后，护套管与外模开孔部位钢板紧密贴合；并将矩形钢管均匀布置，然后对扁平气囊充气，充气压力控制在0.025-0.03MPa，直至扁平气囊完全充盈至贯穿孔道；随后进行第二层砼浇筑，浇筑至贯穿成孔装置顶面高度观察扁平气囊位移，若出现位移进行调整；第三层浇筑至箱涵底板顶标高；待底板稍凝，再进行侧墙和隔墙的浇筑。

步骤，待混凝土达到拆模强度后，对扁平气囊放气，再拆除箱涵本体外模，然后将贯穿成孔装置牵引出箱涵本体底板孔道。

本发明所提供的一种大型箱涵的起吊出运安装工法，包括如下步骤：

步骤1，挂钩流程：吊装架定位于箱涵本体的正上方，使用起重船卷扬机将下吊索穿过贯穿孔道，起重船的副钩提升下吊索至脱钩双卡环并悬挂在脱钩双卡环上；

步骤2，起吊运输：起重船将箱涵本体起吊离岸，驶向待安装水域；

步骤3，水上对接：到达安装水域后，箱涵本体入水，通过粗略定位标杆进行粗定位，以快速将箱涵本体移至待安装位置，随后观测精确定位标杆顶部的全站仪棱镜或GPS接收机，指挥细调，满足要求后掂钩坐底；

步骤4，自动脱钩：水上解离脱钩双卡环的下卡环销轴，起重船提起吊钩，下吊索从贯穿孔道抽出，即完成摘钩。

进一步，所述步骤中，挂钩流程：起重船垂直箱涵本体预制场岸线驻位，上吊索悬挂于起重船的主吊钩上，吊装架定位于箱涵本体的正上方，以细钢丝绳作为引绳，细钢丝绳一端连接下吊索，细钢丝绳另一端穿过吊装孔与起重船卷扬机连接，启动卷扬机，起重船卷扬机将下吊索穿过贯穿孔道，起重船的副钩提升下吊索至脱钩双卡环并悬挂在脱钩双卡环上，进行挂钩；

进一步，所述步骤2中，挂钩完毕，起重船缓慢加载，至离地0.5m观察吊装架、上吊索和下吊索是否正常，随后起重船起锚，起重船将箱涵本体起吊离岸，驶向待安装水域；所述步骤3中，粗略定位标杆的外侧包覆发光帖，以利于夜间粗定位。

本发明所提供的大型箱涵吊装装置及其起吊出运安装工法，具有以下有益效果：

1、本发明通过贯穿成孔装置在箱涵本体底板贯穿形成边角圆滑的贯穿孔道，替代了箱涵本体顶部吊环，节省了采用吊顶法箱涵顶部吊环的定制加工和机械安装工序，避免了吊环暴露水中腐蚀易损伤混凝土的问题。同时，能够双层或多层预制箱涵，工艺简单，降低了施工成本。

2、本发明的贯穿成孔装置在箱涵本体底板上下两层钢筋网片间隙，既可保证箱涵本体主受力筋和整体强度不受损，又能确保贯穿孔道边角圆滑、不损伤下吊索，且扁平气囊能周转使用，能够节约成本。

3、本发明创新了大型箱涵水下安装工艺，吊装架设置粗略定位标杆和精确定位标杆，采用水上定位，将水下定位改进为水上定位，无需候潮的测量技术，无需潜水员水下测量定位，全天候精准安装，解决了陆制水安大型箱涵的候潮耗时长、水下放线和摘钩耗时长、测量定位耗时长的行业难题，实现了安全创新，减少了安全风险。

4、本发明利用起重船卷扬机实现下吊索快速穿贯穿孔道，箱涵入水后，起重船提钩，下吊索经由贯穿孔道抽出，首次实现无需潜水员水下摘钩作业，水上摘钩即可自动脱钩，提高了工效。

5、本发明以橡胶扁平气囊作为芯模形成贯穿孔道，充气则支模完成，放气抽出，即拆模完成，支拆快捷，施工简便，解决了钢板、木板作为芯模成孔难以支、拆模的问题，技术先进，工序简捷，提高了安装效率。

本发明无需用起重船吊顶法的箱涵顶部吊环，无需气囊浮运法的专用斜坡道等不可回收的大型施工措施，贯穿孔道和吊装架构造简单、刚柔并济，降低了施工成本；无需候潮即可精准安装，水上摘钩即可自动脱钩，解决了常规工艺安装候潮耗时长、测量定位耗时长、水下放线耗时长、水下摘钩耗时长的施工难题。因此，本发明具有便于大型箱涵吊装，无需潜水员水下摘钩作业，同时能够双层或多层预制箱涵，操作简单，使用方便，提高施工效率，节约施工成本的积极效果。

附图说明

附图部分公开了本发明具体实施例，其中，

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的贯穿成孔装置的结构示意图；

图3是本发明的贯穿成孔装置的结构剖视图；

图4是本发明的吊孔加强钢筋的结构示意图；

图5是本发明的吊孔加强钢筋的结构侧视图；

图6是本发明的箱涵本体钢筋及吊孔加强钢筋应力设计验算图；

图7是本发明的箱涵本体起吊状态混凝土应力设计验算图；

图8是本发明的箱涵本体起吊状态混凝土变形设计验算图；

图9是本发明的使用状态图；

附图标记：1、箱涵本体；2、贯穿孔道；3、贯穿成孔装置；31、扁平气囊；32、矩形钢管；33、护套管；4、吊孔加强钢筋；41、吊孔U形筋；42、吊孔直筋；43、箱涵侧壁直筋；44、箱涵侧壁纵筋；5、上吊索；6、吊装架；61、加固杆；62、支撑杆；63、粗略定位标杆；64、精确定位标杆；65、全站仪棱镜或GPS接收机；7、下吊索；8、脱钩双卡环；9、起重船。

具体实施方式

如图1-5所示，本发明所提供的大型箱涵吊装装置，包括箱涵本体1和上吊索5，箱涵本体1的底板设置有两个对称的贯穿孔道2，下吊索7穿过贯穿孔道2后固定在吊装架6上；贯穿孔道2位于箱涵本体1底板的两层钢筋网片间，贯穿孔道2的中心水平方向与箱涵本体1两端的距离为四分之一箱涵本体1的长度；贯穿孔道2的两端为半圆形，贯穿孔道2距离箱涵本体1底板钢筋50mm，尺寸为长750mm，高140mm，即预留出钢筋保护层厚度；吊装架6的四角顶部设置有上吊索5。

实施例1：

如图9所示，本发明在使用时，首先，将吊装架6定位于箱涵本体1的正上方，使用起重船卷扬机将下吊索7穿过贯穿孔道2，起重船9的副钩提升下吊索7至吊装架6上。然后，起重船9将箱涵本体1起吊离岸，驶向待安装水域。最后，到达安装水域，箱涵本体1入水后，起重船9提起吊钩，下吊索7从贯穿孔道2抽出，即完成摘钩。本发明利用起重船卷扬机实现下吊索7快速穿贯穿孔道2，箱涵入水后，起重船提钩，下吊索经由贯穿孔道抽出，首次实现无需潜水员水下摘钩作业，水上摘钩即可自动脱钩，提高了工效。同时，本发明通过贯穿成孔装置在箱涵本体底板贯穿形成边角圆滑的贯穿孔道，替代了箱涵本体顶部吊环，能够双层或多层预制箱涵，而且工艺简单，降低了施工成本。

实施例2：

如图1所示，吊装架6的四角顶部设置有两对粗略定位标杆63，吊装架6的前端和后端均设置有精确定位标杆64，吊装架6底部设置有脱钩双卡环8；精确定位标杆64的顶部设置有全站仪棱镜或GPS接收机65；脱钩双卡环8上设置有下吊索7。起重船9吊装箱涵本体1到达安装水域后，起重船9缓慢掂钩至箱涵本体1入水，直至两对粗略定位标杆63与起重船9指挥人员视线基本平齐，起重船9指挥人员通过粗略定位标杆63进行粗定位，以快速将箱涵本体1移至待安装位置，粗略定位标杆63的外侧包覆发光帖，以利于夜间粗定位；随后观测精确定位标杆3顶部的全站仪棱镜或GPS接收机65，指挥细调，细调完毕，满足要求后掂钩坐底。人工水上解离脱钩双卡环8的下卡环销轴，起重船提起吊钩，即可将下吊索7从贯穿孔道2抽出，即完成摘钩。

本发明创新了大型箱涵水下安装工艺，吊装架设置粗略定位标杆和精确定位标杆，采用水上定位，将水下定位改进为水上定位，无需候潮的测量技术，无需潜水员水下测量定位和摘钩作业，全天候精准安装，解决了陆制水安大型箱涵的候潮耗时长、水下放线和摘钩耗时长、测量定位耗时长的行业难题，实现了安全创新，减少了安全风险。

实施例3：

如图1所示，吊装架6的中间设置有加固杆61，吊装架6的四角和加固杆61的两侧均设置有支撑杆62；加固杆61的前端和后端均设置有精确定位标杆64。加固杆61和支撑杆62可以加强吊装架6的支撑力和稳定性，便于起重船9通过吊装架6起吊出运安装，提高安全性。

实施例4：

如图2-3所示，本发明的贯穿孔道2的施工，包括以下步骤：

步骤1，在箱涵本体1底板外模开孔，开孔竖向位置在箱涵本体1底板两层钢筋网片之间，开孔中心水平方向与箱涵本体1两端的距离为四分之一箱涵本体1的长度，开孔两端为半圆形；

步骤2，箱涵本体1底板钢筋绑扎完毕后，底板外壁构造钢筋遇贯穿孔道断开，在靠近外模开孔位置设置吊孔加强钢筋4，并如图6-8所示，本发明以460t三孔箱涵为例配吊孔加强钢筋，具体施工中加强钢筋根据箱涵重量和尺寸设置；经钢筋建模、计算钢筋应力满足吊装要求；

步骤3，箱涵本体1底板砼浇筑分层进行，第一层先浇筑至贯穿成孔装置3底面高度，安装贯穿成孔装置3；然后对扁平气囊充气，直至扁平气囊完全充盈至贯穿孔道；随后第二层砼浇筑，浇筑至贯穿成孔装置3顶面高度；第三层浇筑至箱涵底板顶标高；待底板稍凝，再进行侧墙和隔墙的浇筑；

步骤4，待混凝土达到拆模强度后，对扁平气囊放气，再拆除箱涵外模，然后将贯穿成孔装置牵引出箱涵底板孔道，制成贯穿孔道2。

上述的贯穿成孔装置3包括扁平气囊31和其上下各设置一层矩形钢管32，矩形钢管32的外侧设置有护套管33；护套管33与扁平气囊31为同材质，扁平气囊31充气后，护套管33在矩形钢管32的支撑下，形成刚性平面，与大型箱涵1外模贯穿孔道2的开孔部位的钢筋网片上的条形垫块紧密贴合，形成均匀的钢筋保护层厚度，避免了钢筋保护层呈波浪状。护套管33具有弹性，能够与底板外模开孔部位紧密贴合，与防止漏浆。

本发明的贯穿成孔装置在箱涵本体底板上下两层钢筋网片间隙，既可保证箱涵本体主受力筋和整体强度不受损，又能确保贯穿孔道边角圆滑、不损伤上吊索，且扁平气囊能周转使用，能够节约成本。

上述的吊孔加强钢筋4包括吊孔U形筋41、吊孔直筋42、箱涵侧壁直筋43和箱涵侧壁纵筋44，吊孔U形筋41环绕在外模开孔位置上方，吊孔直筋42垂直设置在吊孔U形筋41的上方；箱涵侧壁直筋43垂直吊孔直筋42设置在箱涵侧壁上；箱涵侧壁纵筋44平行吊孔直筋42设置在箱涵侧壁上，且箱涵侧壁纵筋44与箱涵侧壁直筋43互相垂直设置。

实施例5：

如图2-3所示，本发明的贯穿孔道2的施工，包括以下步骤：

步骤1，在箱涵本体1底板的两层钢筋网片间对外模开孔，开孔尺寸为长750mm，高140mm，孔底距箱涵本体1底板钢筋为50mm，即预留出钢筋保护层厚度；开孔中心水平方向与箱涵本体1两端的距离为四分之一箱涵本体1的长度，开孔两端为半圆形；

步骤2，箱涵本体1底板钢筋绑扎完毕后，底板外壁构造钢筋遇贯穿孔道断开，并预留保护层厚度50mm；同时，在靠近外模开孔位置设置吊孔加强钢筋4；吊孔加强钢筋4包括吊孔U形筋41、吊孔直筋42、箱涵侧壁直筋43和箱涵侧壁纵筋44，吊孔U形筋41环绕在外模开孔位置上方，吊孔直筋42垂直设置在吊孔U形筋41的上方；箱涵侧壁直筋43垂直吊孔直筋42设置在箱涵侧壁上；箱涵侧壁纵筋44平行吊孔直筋42设置在箱涵侧壁上，且箱涵侧壁纵筋44与箱涵侧壁直筋43互相垂直设置；具体实施时吊孔加强钢筋4根据箱涵本体1的重量和尺寸设置，以460t三孔箱涵为例，吊孔U形筋41为U形筋，采用直径22mm的肋钢，1800mm，高200mm；吊孔直筋42为直筋，采用直径18mm的肋钢，长度为1080mm；箱涵侧壁直筋43为直筋，采用直径18mm的肋钢，长度1800mm；箱涵侧壁纵筋44为直筋，采用直径22mm的肋钢，长度为540mm。如图6-8所示，本发明以460t三孔箱涵为例配吊孔加强钢筋，具体施工中加强钢筋根据箱涵重量和尺寸设置。吊孔加强钢筋4经钢筋建模、计算钢筋应力满足吊装要求；

步骤3，箱涵本体1底板砼浇筑分层进行，第一层先浇筑至贯穿成孔装置3底面高度，振捣完成后，安装贯穿成孔装置3；贯穿成孔装置3包括扁平气囊31和其上下各设置一层矩形钢管32，矩形钢管32的外侧设置有护套管33；护套管33与扁平气囊31为同材质，扁平气囊31充气后，护套管33与外模开孔部位钢板紧密贴合；并将矩形钢管32均匀布置，然后对扁平气囊31充气，充气压力控制在0.025-0.03MPa，直至扁平气囊31完全充盈至贯穿孔道；随后进行第二层砼浇筑，浇筑至贯穿成孔装置3顶面高度观察扁平气囊31位移，若出现位移进行调整；第三层浇筑至箱涵底板顶标高；待底板稍凝，再进行侧墙和隔墙的浇筑；

步骤4，待混凝土达到拆模强度后，对扁平气囊放气，再拆除箱涵外模，然后将贯穿成孔装置牵引出箱涵底板孔道，制成贯穿孔道2。

实施例6：

如图9所示，一种大型箱涵的起吊出运安装工法，包括如下步骤：

步骤1，挂钩流程：上吊索5悬挂在起重船9的主吊钩上，吊装架6定位于箱涵本体1的正上方，使用起重船卷扬机将下吊索7穿过贯穿孔道2，起重船9的副钩提升下吊索7至脱钩双卡环8并悬挂在吊装架6的脱钩双卡环8上；

步骤2，起吊运输：起重船9将箱涵本体1起吊离岸，驶向待安装水域；

步骤3，水上对接：到达安装水域后，箱涵本体1入水，通过粗略定位标杆63进行粗定位，以快速将箱涵本体1移至待安装位置，随后观测精确定位标杆3顶部的全站仪棱镜或GPS接收机65，指挥细调，满足要求后掂钩坐底；

步骤4，自动脱钩：水上解离脱钩双卡环8的下卡环销轴，起重船9提起吊钩，下吊索7从贯穿孔道2抽出，即完成摘钩。

本发明创新了大型箱涵水下安装工艺，吊装架设置粗略定位标杆和精确定位标杆，采用水上定位，将水下定位改进为水上定位，无需候潮的测量技术，无需潜水员水下测量定位，全天候精准安装，解决了陆制水安大型箱涵的候潮耗时长、水下放线和摘钩耗时长、测量定位耗时长的行业难题，实现了安全创新，减少了安全风险。

本发明技术先进，工序简捷，提高了安装效率。其利用起重船卷扬机实现下吊索7快速穿贯穿孔道2，箱涵入水后，起重船提钩，下吊索经由贯穿孔道抽出，首次实现无需潜水员水下摘钩作业，水上摘钩即可自动脱钩，提高了工效。同时，本发明通过贯穿成孔装置在箱涵本体底板贯穿形成边角圆滑的贯穿孔道，替代了箱涵本体顶部吊环，能够双层或多层预制箱涵，而且工艺简单，降低了施工成本。

实施例7：

如图9所示，一种大型箱涵的起吊出运安装工法，包括如下步骤：

步骤1，挂钩流程：700t起重船9垂直箱涵本体1预制场岸线驻位，上吊索5悬挂于起重船9的主吊钩上，吊装架6定位于箱涵本体1的正上方，以细钢丝绳作为引绳，细钢丝绳一端连接下吊索7，细钢丝绳另一端穿过吊装孔与起重船9卷扬机连接，启动卷扬机，起重船卷扬机将下吊索7穿过贯穿孔道2，起重船9的副钩提升下吊索7至脱钩双卡环8并悬挂在吊装架6的脱钩双卡环8上，进行挂钩；

步骤2，起吊运输：挂钩完毕，起重船9缓慢加载，至离地0.5m观察吊装架6、上吊索5和下吊索是否正常，随后起重船9起锚，起重船9将箱涵本体1起吊离岸，驶向待安装水域；

步骤3，水上对接：到达安装水域后，起重船9缓慢掂钩至箱涵本体1从海平面入水，直至两对粗略定位标杆63与起重船9指挥人员视线基本平齐，起重船9指挥人员通过粗略定位标杆63进行粗定位，以快速将箱涵本体1移至待安装位置，粗略定位标杆63的外侧包覆发光帖，以利于夜间粗定位；随后观测精确定位标杆3顶部的全站仪棱镜或GPS接收机65，指挥细调，细调完毕，满足要求后掂钩坐底；

步骤4，自动脱钩：人工水上解离脱钩双卡环8的下卡环销轴，起重船提起吊钩，即可将下吊索7从贯穿孔道2抽出，即完成摘钩。

以承建的福建石狮鸿山热电厂二期2×1000MW超临界燃煤发电机组工程排水口外移工程为例，本工程共预制大型排水箱涵36个，考虑水文和气象条件情况下，采用常规工艺施工箱涵出运安装效率为1个/天，应用本发明的大型箱涵吊装装置及其起吊出运安装工法，箱涵出运安装效率提高为3个/天，施工工期提前24天，单个大型箱涵吊装流程由常规工艺的5-7h缩短至3.6h，实现了高效、安全、低成本的预期目标。

在承建的福建石狮鸿山热电厂二期2×1000MW超临界燃煤发电机组工程排水口外移工程中，优质高效的完成了36个大型预制箱涵的出运安装工作，经济效益计算以福建石狮鸿山热电厂二期2×1000MW超临界燃煤发电机组工程排水口外移工程为例，应用本发明与起重船吊顶法相比，施工成本对比如下：

成本对比计算表

综合以上分析计算，在福建石狮鸿山热电厂二期2×1000MW超临界燃煤发电机组工程排水口外移工程中，节约施工成本：2119420元-409800元＝1709620元，产生了良好的经济效益。

本发明适用于陆上预制大型单孔、双孔、三孔等排水箱涵的水上快速安装，以及同工况条件下的其他类似构件的水上快速安装。

本发明无需用起重船吊顶法的箱涵顶部吊环，无需用气囊浮运法的专用斜坡道等不可回收的大型施工措施，本发明的贯穿孔道和吊装架构造简单、刚柔并济，降低了施工成本；无需候潮即可精准安装，水上摘钩即可自动脱钩，解决了常规工艺候潮安装耗时长、测量定位耗时长、水下放线耗时长、水下摘钩耗时长的施工难题。在实施中表现出操作简便、快速、经济、安全可靠的特点，在提高施工进度方面具有明显的先进性，对于推动大型箱涵出运安装施工技术的进步，具有较强的现实意义。

Claims (10)

1.一种大型箱涵吊装装置，包括箱涵本体（1）和上吊索（5），其特征是，所述箱涵本体（1）的底板设置有两个对称的贯穿孔道（2），下吊索（7）穿过贯穿孔道（2）后固定在吊装架（6）上；所述贯穿孔道（2）位于箱涵本体（1）底板的两层钢筋网片间，贯穿孔道（2）的中心水平方向与箱涵本体（1）两端的距离为四分之一箱涵本体（1）的长度，贯穿孔道（2）的两端为半圆形，贯穿孔道（2）预留出钢筋保护层厚度；所述吊装架（6）的四角顶部设置有上吊索（5）。

2.根据权利要求1所述的大型箱涵吊装装置，其特征是，所述吊装架（6）的四角设置有两对粗略定位标杆（63），吊装架（6）的前端和后端均设置有精确定位标杆（64），吊装架（6）底部设置有脱钩双卡环（8）；所述精确定位标杆（64）的顶部设置有全站仪棱镜或GPS接收机（65）；所述脱钩双卡环（8）上设置有下吊索（7）。

3.根据权利要求2所述的大型箱涵吊装装置，其特征是，所述吊装架（6）的中间设置有加固杆（61），吊装架（6）的四角和加固杆（61）的两侧均设置有支撑杆（62）；所述加固杆（61）的前端和后端均设置有精确定位标杆（64）。

4.根据权利要求1所述的大型箱涵吊装装置，其特征是，所述贯穿孔道（2）的施工，包括以下步骤：

步骤1，在箱涵本体（1）底板外模开孔，开孔竖向位置在箱涵本体（1）底板两层钢筋网片之间，开孔中心水平方向与箱涵本体（1）两端的距离为四分之一箱涵本体（1）的长度，开孔两端为半圆形；

步骤2，箱涵本体（1）底板钢筋绑扎完毕后，底板外壁构造钢筋遇贯穿孔道（2）断开，在靠近外模开孔位置设置吊孔加强钢筋（4），并经钢筋建模、计算钢筋应力满足吊装要求；

步骤3，箱涵本体（1）底板砼浇筑分层进行，第一层先浇筑至贯穿成孔装置（3）底面高度，安装贯穿成孔装置（3）；然后对扁平气囊充气，直至扁平气囊完全充盈至贯穿孔道；随后进行第二层砼浇筑；第三层浇筑至箱涵底板顶标高；待底板稍凝，再进行侧墙和隔墙的浇筑；

步骤4，待混凝土达到拆模强度后，对扁平气囊放气，再拆除箱涵外模，然后将贯穿成孔装置（3）牵引出箱涵底板孔道，制成贯穿孔道（2）。

5.根据权利要求4所述的大型箱涵的大型箱涵吊装装置，其特征是，所述贯穿成孔装置（3）包括扁平气囊（31）和其上下各设置一层矩形钢管（32），所述矩形钢管（32）的外侧设置有护套管（33）；所述护套管（33）与扁平气囊（31）为同材质，扁平气囊（31）充气后，护套管（33）与外模开孔部位钢板紧密贴合，防止漏浆。

6.根据权利要求4所述的大型箱涵的大型箱涵吊装装置，其特征是，所述吊孔加强钢筋（4）包括吊孔U形筋（41）、吊孔直筋（42）、箱涵侧壁直筋（43）和箱涵侧壁纵筋（44），所述吊孔U形筋（41）环绕在外模开孔位置上方，吊孔直筋（42）垂直设置在吊孔U形筋（41）的上方；所述箱涵侧壁直筋（43）垂直吊孔直筋（42）设置在箱涵侧壁上；所述箱涵侧壁纵筋（44）平行吊孔直筋（42）设置在箱涵侧壁上，且箱涵侧壁纵筋（44）与箱涵侧壁直筋（43）互相垂直设置。

7.根据权利要求4所述的大型箱涵的大型箱涵吊装装置，其特征是，所述步骤3，箱涵本体（1）底板砼浇筑分层进行，第一层先浇筑至贯穿成孔装置（3）底面高度，振捣完成后，安装贯穿成孔装置（3）；贯穿成孔装置（3）包括扁平气囊（31）和其上下各设置一层矩形钢管（32），所述矩形钢管（32）的外侧设置有护套管（33）；所述护套管（33）与扁平气囊（31）为同材质，扁平气囊（31）充气后，护套管（33）与外模开孔部位钢板紧密贴合；并将矩形钢管（32）均匀布置，然后对扁平气囊（31）充气，充气压力控制在0.025-0.03MPa，直至扁平气囊（31）完全充盈至贯穿孔道；随后进行第二层砼浇筑，浇筑至贯穿成孔装置（3）顶面高度观察扁平气囊（31）位移，若出现位移进行调整；第三层浇筑至箱涵底板顶标高；待底板稍凝，再进行侧墙和隔墙的浇筑。

8.一种大型箱涵的起吊出运安装工法，其特征是，包括如下步骤：

步骤1，挂钩流程：吊装架（6）定位于箱涵本体（1）的正上方，使用起重船卷扬机将下吊索（7）穿过贯穿孔道（2），起重船（9）的副钩提升下吊索（7）至脱钩双卡环（8）并悬挂在脱钩双卡环（8）上；

步骤2，起吊运输：起重船（9）将箱涵本体（1）起吊离岸，驶向待安装水域；

步骤3，水上对接：到达安装水域后，箱涵本体（1）入水，通过粗略定位标杆（63）进行粗定位，以快速将箱涵本体（1）移至待安装位置，随后观测精确定位标杆（3）顶部的全站仪棱镜或GPS接收机（65），指挥细调，满足要求后掂钩坐底；

步骤4，自动脱钩：水上解离脱钩双卡环（8）的下卡环销轴，起重船提起吊钩（9），下吊索（7）从贯穿孔道（2）抽出，即完成摘钩。

9.根据权利要求8所述的大型箱涵的起吊出运安装工法，其特征是，所述步骤1中，挂钩流程：起重船（9）垂直箱涵本体（1）预制场岸线驻位，上吊索（5）悬挂于起重船（9）的主吊钩上，吊装架（6）定位于箱涵本体（1）的正上方，以细钢丝绳作为引绳，细钢丝绳一端连接下吊索（7），细钢丝绳另一端穿过吊装孔与起重船（9）卷扬机连接，启动卷扬机，起重船卷扬机将下吊索（7）穿过贯穿孔道（2），起重船（9）的副钩提升下吊索（7）至脱钩双卡环（8）并悬挂在脱钩双卡环（8）上，进行挂钩。

10.根据权利要求8所述的大型箱涵的起吊出运安装工法，其特征是，所述步骤2中，挂钩完毕，起重船（9）缓慢加载，至离地0.5m观察吊装架（6）、上吊索（5）和下吊索（7）是否正常，随后起重船（9）起锚，起重船（9）将箱涵本体（1）起吊离岸，驶向待安装水域；所述步骤3中，粗略定位标杆（63）的外侧包覆发光帖，以利于夜间粗定位。