CN203238646U - 底板内置的套箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种底板内置的套箱，包括套箱侧板、内支撑系统、牛腿系统、内置式桁架底板、悬吊系统和吊耳系统，所述套箱侧板由外侧面板、内侧面板、顶板和底板组成围筒结构，筒壁内部为密封的空腔结构；所述内支撑系统设置在所述围筒结构的上部内侧；所述吊耳系统包括若干个均匀分布在套箱侧板的顶板的吊耳，用于连接套箱和起重吊钢丝绳；其中，所述牛腿系统包括若干个分布在套箱内侧壁上部的牛腿，该牛腿倒挂设置在所述内支撑系统下方，抵靠在基桩护筒上缘；所述内置式桁架底板设置在套箱的围筒结构的下部内侧，该桁架底板与套箱内侧壁板焊接固定；所述悬吊系统包括吊杆和将吊杆两端分别固定在基桩护筒上缘及桁架底板的锚固结构。

Description

底板内置的套箱

技术领域

本实用新型涉及一种围堰工程中使用的装备，尤其是涉及一种套箱，更具体地涉及一种底板内置的套箱。

背景技术

在以往的桥梁水中承台施工中，为达到止水效果多采用钢板桩围堰、沉井和钢套箱形式。而且，在深水高桩承台的施工中，常常采用有底板的钢套箱进行施工，其中，底板用于承受在封底混凝土未达到强度时的自重。根据水深的不同，所采用的钢套箱的结构也有所不同。现有的套箱在施工时，首先在基桩完成并检测合格后，把原基桩施工平台拆除并改制成套箱拼装平台，然后在套箱拼装平台上进行底板的安装。底板通常由纵、横承重型钢，底板面板根据承台的形状分成若干预制混凝土板，板厚约为10cm，内部配以钢筋增强抗弯能力，混凝土板表面预埋钢板，便于相邻的预制板互相连接。套箱侧板分节段在加工场内加工后运至平台拼装，套箱节段通过对接焊连接，最后连接成套箱整体，为封闭结构。在底板上安装悬吊系统，悬吊系统由下锚固梁、吊杆、上锚固扁担梁和下放千斤顶，悬吊系统的数量一般与基桩的数量一致。套箱拼装完成经检查满足要求后，悬吊系统的扁担梁安装在基桩护筒顶面，顶紧下放千斤顶把套箱和底板的重量通过吊杆和扁担梁转换至基桩护筒上。拆除套箱安装平台，同步下放千斤顶，通过千斤顶的多个行程逐步把套箱下放到设计标高，为了克服水对套箱的浮力，还要在套箱内注水，下沉至设计标高后，进行局部微调，达到设计要求后锁定所有吊杆，封堵护筒与底板预留孔的缝隙，然后水下浇筑封底混凝土，待混凝土强度达到设计强度80%以上时，抽出承台内的水最后形成干作业环境。在承台施工完成后利用水下切割等方法把底板的型钢承重梁拖出拆除并回收。

该施工工艺由于是在基桩施工完成以后进行套箱的底板和侧板的拼装，占用的时间较长，普通特大型桥梁承台面积大于500m²，周长超过100m，因此套箱拼装时间较长。而且底板由于承重型钢刚度不足，在下放时设置吊杆，下放点多至几十个，下放速度慢且操作要达到同步非常困难，因此下放一般需要两天左右，施工人员劳动强度高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种底板内置的套箱，其大大减轻施工时的工作量，并且所述底板内置的套箱的底板具有更大的尺寸及更好的强度。

为达到以上技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种底板内置的套箱，包括套箱侧板、内支撑系统、牛腿系统、内置式桁架底板、悬吊系统和吊耳系统，所述套箱侧板为由外侧面板、与外侧面板隔开一定距离的内侧面板、将所述外侧面板与内侧面板在顶部连接起来的顶板及将所述外侧面板与内侧面板在底部连接起来的底板组成的围筒结构，所述围筒结构的筒壁内部为密封的空腔结构；所述内支撑系统包括横向支撑件和纵向支撑件，并且设置在所述围筒结构的上部内侧，该内支撑系统与所述套箱内侧壁焊接固定；所述吊耳系统包括若干个均匀分布在套箱侧板的顶板的吊耳，用于连接套箱和起重吊钢丝绳；

其中，

所述牛腿系统包括若干个分布在套箱内侧壁上部的牛腿，该牛腿倒挂设置在所述内支撑系统下方，并且抵靠在基桩护筒上缘；

所述内置式桁架底板设置在套箱的围筒结构的下部内侧，该桁架底板与套箱内侧壁板焊接固定；

所述悬吊系统包括吊杆和将吊杆两端分别固定在基桩护筒上缘及桁架底板的锚固结构。

具体地，所述桁架底板包括上弦杆、下弦杆、底面底板、斜腹杆和直腹杆，所述上弦杆和下弦杆相互平行设置，所述直腹杆和斜腹杆均匀设置在该上弦杆和下弦杆之间，所述底面底板紧贴在下弦杆的下方。

进一步地，所述悬吊系统的锚固结构包括用于与基桩护筒上缘锚固的上锚固结构和用于与所述桁架底板上弦杆锚固的下锚固结构。

优选地，所述基桩护筒与所述牛腿接触的部位设置用于局部加强的加劲板。

更优地，所述牛腿与加劲板之间设置橡胶板。

进一步地，所述套箱侧板的围筒壁内部设有若干横向和竖向的隔板，在隔板和隔板间、隔板和侧板的各面板间以加劲肋加强连接。

更进一步地，所述套箱侧板设有用于检修和/或注水沉箱的人孔。

与现有技术相比较，本实用新型具有如下优势：

（1）本实用新型提供的底板内置的套箱，其底板采用桁架结构，一方面提高了底板的刚度，另一方面降低了底板自身的重量，使大型及超大型的套箱的加工和使用成为可能；

（2）本实用新型提供的底板内置的套箱，由于底板内置于套箱侧板内部，减少了对河床的清淤开挖，也便于在组装过程中调整底板在套箱中的高度，增加了施工的灵活性；

（3）本实用新型提供的底板内置的套箱，其吊耳通过合理分布，使套箱整体起吊过程中保持受力平衡，实现箱体整体的同步起吊和下放，不仅简化了承吊结构，也简化了施工过程；

（4）本实用新型提供的底板内置的套箱，采用倒置的牛腿将套箱侧板的自重转移到基桩上，同时其悬吊系统将桁架底板的自重也转移到基桩上，该牛腿系统和悬吊系统共同构成套箱下放后的承重结构，双承重结构使套箱整体调节水平更灵活；

（5）本实用新型提供的底板内置的套箱，其套箱侧板可预先在工厂进行分块加工，再在施工现场组拼；工厂加工可保证加工精度；

（6）本实用新型提供的底板内置的套箱，其套箱侧板为密封的空腔结构，其密封性可以使围筒结构内的作业平台保持干燥，其空腔结构也具有很好的防撞性能。

附图说明

图1为本实用新型底板内置的套箱的纵向局部剖面图，主要示出套箱的整体结构。

图2为本实用新型底板内置的套箱的套箱侧板的外观示意图。

图3为本实用新型底板内置的套箱的套箱侧板的纵向剖视图，主要示出套箱侧板的内部结构。

图4为本实用新型底板内置的套箱的俯视图，主要示出套箱的内支撑结构和吊耳系统。

图5为本实用新型底板内置的套箱的吊耳的主视图。

图6为本实用新型底板内置的套箱的牛腿系统和悬吊系统的纵向剖视图，主要示出牛腿在基桩护筒的抵靠位置、悬吊系统的上锚固结构和基桩护筒的局部加强结构。

图7为本实用新型底板内置的套箱的悬吊系统的俯视图，主要示出上锚固结构在一般基桩护筒上的设置。

图8为本实用新型底板内置的套箱的悬吊系统的俯视图，主要示出上锚固结构在受牛腿抵靠的基桩护筒上的设置。

图9为本实用新型底板内置的套箱的纵向局部剖面图，主要示出内置式桁架底板的结构和悬吊系统的下锚固结构。

图中：          33、起吊点

1、套箱侧板     4、牛腿系统

11、外侧面板    41、牛腿

12、内侧面板    42、橡胶板

13、顶板        43、牛腿加劲板

14、底板        5、悬吊系统

15、横向隔板    51、吊杆

16、加劲肋      52、上锚固结构

17、竖向隔板    521、承重梁

2、内支撑系统   522、分配梁

21、纵向支撑件  523、上锚垫板

22、横向支撑件  524、上锚固螺母

3、吊耳系统     53、下锚固结构

31、吊耳        531、锚固钢板

311、耳板       532、下锚垫板

312、销孔       533、下锚固螺母

313、加强环形板 54、悬吊加劲结构

314、加劲板     541、加劲板

32、钢丝绳      542、牛腿

6、内置式桁架底板  65、斜腹杆

61、上弦杆         66、基桩孔

62、下弦杆         7、基桩护筒

63、底面面板       71、对撑

64、直腹杆

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

请参考图1，该图为本实用新型底板内置的套箱纵向局部剖面图，图中示出了该套箱的主要结构。从图中可知：所述底板内置的套箱包括套箱侧板1、内支撑系统2、吊耳系统3、牛腿系统4、悬吊系统5和内置式桁架底板6。所述套箱侧板1、内支撑系统2和内置式桁架底板6构成该套箱的主体结构，牛腿系统4和悬吊系统5构成该套箱下放安装后的自重承重结构，吊耳系统3为套箱整体起吊和下放的主要承重结构。

请参考图2和图3，本套箱侧板1采用钢板及型钢制作，包括外侧面板11、与外侧面板11隔开一定距离的内侧面板12、在外侧面板11的顶部将外侧面板11与内侧面板12连接起来的顶板13及在外侧面板11的底部将外侧面板11与内侧面板12连接起来的底板14。所述外侧面板11、内侧面板12、顶板13和底板14共同限定了不漏水的空腔结构，该空腔结构内部设置有用于增强整个套箱侧板1的结构强度的的横向隔板15、加劲肋16和竖向隔板17。

根据实际的施工要求，外侧面板11和内侧面板12采用8mm钢板加工而成，钢板采用自动埋弧焊接而成；而顶板13和底板14则采用厚度为10mm的钢板加工而成。其中，该顶板13上设置有人孔（未图示），所述人孔一方面可供施工人员进入上述空腔结构以便对套箱侧板1进行检修，另一方面在后述套箱下放过程中，用于向套箱侧板1内部注水，以便增加其自重，从而协助将套箱下放到指定高度；此外，所述横向隔板15和竖向隔板17采用厚度为10mm的钢板加工形成，并在其上比如所述竖向隔板17上设置人孔18，用于施工人员进行检修；所述加劲肋16为T型加劲肋，焊接在所述横向隔板15与外侧面板11之间、横向隔板15与内侧面板12之间、竖向隔板17与内侧面板11之间、竖向隔板17与内侧面板12之间及横向隔板15与竖向隔板17之间。

为方便加工，可采用分段加工法加工该套箱侧板1。比如首先在工厂内完成套箱侧板1的块段加工，然后在胎架上将块段组拼成节段，随后在施工现场，将所有节段对接焊接，从而最终形成上述套箱侧板1。

本实施例中的套箱侧板的外边缘周长为103.164m，共分成18个节段加工。

请参考图1、4，所述套箱侧板1的各节段对接后形成围筒结构，所述内支撑系统2设置在该围筒结构的上部内侧。具体而言，所述内支撑系统2设置在上述侧板1的内侧面板12之间靠近顶板13的位置处。从图4可见，该内支撑系统2包括纵向支撑件21和横向支撑件22，这些支撑件21、22通常采用尺寸为

的钢管制作，并且所述纵向支撑件21和横向支撑件22垂直相交焊接起来，并与套箱的内侧面板12焊接固定。该内支撑系统2用于加强套箱的整体抗扭刚度，同时在承台施工时抵抗套箱外部水压力。

请继续参考图1、4，所述吊耳系统3包括若干个设置在套箱侧板1的顶板13上的吊耳31、根据受力规律设计的位于套箱上方的起吊点33和连接所述吊耳31和起吊点33的钢丝绳32。为平衡套箱在起吊时吊耳31对套箱侧板1产生的水平分力，避免因为水平力过大而使套箱变形失稳，所述吊耳31在套箱内侧面板12的对应位置为所述内支撑系统2与套箱内侧面板12的焊接点；根据本实施例的套箱侧壁1所形成的围筒结构的平面形状，在其顶板13上一共设置了八个吊耳31和四个起吊点33，一个起吊点33通过两条钢丝绳32分别与两个吊耳31连接，如图4所示。其中，所述吊耳31所在的平面与所述起吊点33所在的平面之间的垂直距离为15m。

优选地，吊耳31采用板孔式设计，如图5所示；具体地，所述每个吊耳31包括耳板311、设置在耳板311上的贯通的销孔312和用于增加销孔312厚度的加强环形板313。所述耳板311采用30mm厚的钢板制作，其顶部设有圆弧状边缘；所述销孔312的圆心与所述圆弧状边缘的圆心重合。此外，所述加强环形板313的厚度为14mm，并且设置在该销孔312的两侧，该加强环形板313的内径与销孔312相同，且销孔312的内壁与加强环形板313的内壁共面，以保证吊耳31整体的受力平衡。为适应起吊钢丝绳32的偏角，吊耳31的中心线方向需要与钢丝绳32水平投影线重合；另外，为增强吊耳31的横向刚度，并且同时为把吊耳31的荷载良好地传递到套箱上，优选地，在耳板311的下端安装加劲板314。

请参考图1和图6，所述牛腿系统4设置在所述内支撑系统2下方，其包括若干个牛腿41、对应每个牛腿41设置在基桩护筒7上的牛腿加劲板43和设置在牛腿41和牛腿加劲板43之间的橡胶板42；每个牛腿41以倒置形式焊接在套箱的内侧面板12上，各个牛腿41在同一水平面均匀分布。套箱下放时，通过该牛腿系统4将套箱搁置在基桩护筒7的顶部，以此通过基桩护筒7支撑整个套箱，从而避免让整个套箱的自重施加于所述内置式桁架底板6上，进而进一步地减轻了套箱封底砼浇注时其内置式桁架底板6的荷载，避免了底板6因受力过大而变形。

在本实施例中，套箱一共设置了八个牛腿41。由于基桩护筒7为钢板制作，若其顶部边缘与牛腿41的接触面积过小会导致应力集中而引起护筒变形，因此基桩护筒7与牛腿41互相抵靠的位置需要设置牛腿加劲板43来进行局部结构强度加强。所述橡胶板42用于保证各个牛腿41能受力均匀，该橡胶板42通常为3cm厚。

请参考图1、图6-9，所述悬吊系统5设置在基桩护筒7和内置式桁架底板6之间，用于把来自桁架底板6的荷载，包括桁架底板6的自重和封底混凝土的重量传递至基桩护筒7上，为套箱主要的承重结构，并且与所述牛腿系统4共同组成套箱的整体承重结构。该悬吊系统5包括吊杆51、上锚固结构52、下锚固结构53和悬吊加劲结构54。所述吊杆51为

的精轧螺纹钢筋，与基桩护筒7同轴平行设置，其上端由上锚固结构52固定，其下端由下锚固结构53固定。

所述上锚固结构52包括承重梁521、分配梁522、上锚垫板523和上锚固螺母524；如图7所示，所述承重梁521是该悬吊系统5的最主要的承重部件，其由工字钢制作，该承重梁521横跨在基桩护筒7顶部，将来自桁架底板6的荷载均匀分配到整个基桩护筒7上，同样地，由于基桩护筒7顶部边缘与该承重梁521的接触面积较小，在强大的荷载和较小的接触面积下会引起护筒壁变形失稳，因此在基桩护筒7与承重梁521接触的位置设置悬吊加劲结构54进行局部加强，如图6所示，所述悬吊加劲结构54焊接在基桩护筒7的筒壁上，包括设置在筒壁内的加劲板541和设置在筒壁外的牛腿542；为了进一步加强基桩护筒7上各受力点的刚度，还可以在该基桩护筒7内设置与所述承重梁521垂直相交的对撑71，最终形成稳定的“十”字支撑结构，如图7所示；如图6和图8所示，当所述承重梁521与牛腿41同方向时，为了解决该承重梁521与牛腿41相干扰的问题，将承重梁521和牛腿41设计成不同的标高，其中牛腿41底面的标高高于承重梁521梁底的标高，此时承重梁521同时兼具所述对撑71的作用；所述吊杆51从下往上贯穿所述分配梁522，该分配梁522上方的吊杆51的露出段由上锚垫板523和上锚固螺母524固定，最终将所述吊杆51的上端固定在所述承重梁521上。

参考图9，所述下锚固结构53包括锚固钢板531、下锚垫板532和下锚固螺母533；所述锚固钢板531与所述内置式桁架底板6焊接，所述吊杆51由上往下贯穿该锚固钢板531后用所述下锚垫板532和下锚固螺母533固定，最终实现吊杆51下端的固定。

请继续参考图9，所述内置式桁架底板6与所述套箱内侧面板12互相焊接，从而形成侧板包底板的结构。该桁架底板6包括上弦杆61、下弦杆62、底板面板63、直腹杆64和斜腹杆65；所述上弦杆61与下弦杆62平行设置，所述底板面板63紧贴在下弦杆62下方，并由若干加劲肋（未标示）进行加固，所述直腹杆64和斜腹杆65设置在所述上弦杆61与下弦杆62之间，两个直腹杆64之间至少设有一个斜腹杆65，以构成稳定的三角支撑结构。所述悬吊系统5的下锚固结构53具体地是锚固在该桁架底板6的上弦杆61上，如图9所示，所述锚固钢板531直接与上弦杆61焊接，为加固该焊接处，该锚固钢板531还与邻近该焊接处的直腹杆64和斜腹杆65相焊接，此处的直腹杆64和斜腹杆65的设置还进行了适当的加密，即该焊接处设置了两个直腹杆64，各所述直腹杆64与另一侧相邻的直腹杆64之间分别设置了两个相交的斜腹杆65。

实施例2

以下对本实用新型底板内置的套箱的拼装及其整体下放技术作进一步说明，其步骤如下：

（1）在加工厂内对所述套箱侧板1进行分段预制，在施工现场对各节段及内支撑系统2进行对接，形成套箱的围筒结构；

（2）在所述套箱的围筒结构中对所述桁架底板6进行原位拼装，先焊接上弦杆61、下弦杆62、直腹杆64和斜腹杆65，再在下弦杆62下焊接底板面板63；

（3）桥位处的主墩基桩施工完成后，实测基桩护筒7的实际位置，每个护筒测量顺桥向和横桥向的两轴线交点，即每个护筒4个点；

（4）通过测量的数据换算基桩护筒7在套箱的桁架底板6的相对位置，然后在所述桁架底板6上开设相对应的基桩孔66，所述基桩孔66的直径比基桩护筒7的直径大30cm，以保证套箱下放顺利；

（5）至此套箱完成整体拼装和加工，加工好的套箱利用平板驳船进行水上运输至桥位附近；

（6）该套箱采用大型浮吊整体起吊，起吊前浮吊吊钩与套箱吊耳系统3通过吊环31进行连接；大型浮吊起吊钢套箱后，纵向移动至主墩上方，准备下放；

（7）缓慢下放套箱结构，使桁架底板6上的基桩孔66顺利套入基桩护筒7外面；

（8）通过人孔向套箱侧壁1的空腔内注水使套箱整体下沉，直到套箱内侧面板12上的牛腿41抵靠在基桩护筒7上，利用其他辅助设备（如千斤顶）调整套箱平面位置至设计位置；

（9）浮吊吊钩下放，使套箱所有自重由牛腿系统4承受后，浮吊吊钩脱离吊耳系统3，浮吊退出施工现场；

（10）在基桩护筒7和所述桁架底板6之间安装悬吊系统5。

至此套箱整体下放施工结束。

综上所述，本实用新型底板内置的套箱加工精度高，箱体设计合理，拼装和下放的施工过程简便，提高了施工效率。

因此，上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种底板内置的套箱，包括套箱侧板、内支撑系统、牛腿系统、内置式桁架底板、悬吊系统和吊耳系统，所述套箱侧板为由外侧面板、与外侧面板隔开一定距离的内侧面板、将所述外侧面板与内侧面板在顶部连接起来的顶板及将所述外侧面板与内侧面板在底部连接起来的底板组成的围筒结构，所述围筒结构的筒壁内部为密封的空腔结构；所述内支撑系统包括横向支撑件和纵向支撑件，并且设置在所述围筒结构的上部内侧，该内支撑系统与所述套箱内侧壁焊接固定；所述吊耳系统包括若干个均匀分布在套箱侧板的顶板的吊耳，用于连接套箱和起重吊钢丝绳；

其特征在于：

所述牛腿系统包括若干个均匀分布在套箱内侧壁上部的牛腿，该牛腿倒挂设置在所述内支撑系统下方，并且抵靠在基桩护筒上缘；

所述内置式桁架底板设置在套箱的围筒结构的下部内侧，该桁架底板与套箱内侧壁板焊接固定；

所述悬吊系统包括吊杆和将吊杆两端分别固定在基桩护筒上缘及桁架底板的锚固结构。

2.如权利要求1所述的底板内置的套箱，其特征在于：所述桁架底板包括上弦杆、下弦杆、底面底板、斜腹杆和直腹杆，所述上弦杆和下弦杆相互平行设置，所述直腹杆和斜腹杆设置在该上弦杆和下弦杆之间，并且所述底面底板紧贴在下弦杆的下方。

3.如权利要求2所述的底板内置的套箱，其特征在于：所述悬吊系统的锚固结构包括用于与基桩护筒上缘锚固的上锚固结构和用于与所述桁架底板上弦杆锚固的下锚固结构。

4.如权利要求1所述的底板内置的套箱，其特征在于：所述基桩护筒与所述牛腿接触的部位设置用于局部加强的加劲板。

5.如权利要求4所述的底板内置的套箱，其特征在于：所述牛腿与加劲板之间设置橡胶板。

6.如权利要求1所述的底板内置的套箱，其特征在于：所述套箱侧板的围筒壁内部设有若干横向和竖向的隔板，在隔板和隔板间、隔板和侧板的各面板间以加劲肋加强连接。

7.如权利要求1或6所述的底板内置的套箱，其特征在于：所述套箱侧板设有用于检修和/或注水沉箱的人孔。

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