CN209760266U - 一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，包括：两对角块，其为水平截面是L型的壳体状结构；两对角块两两相对设置并拼接成一个方形围堰结构；相邻两个角块的拼接端均通过至少一锁扣钢管桩连接。相邻两个角块的拼接端之间还可设置若干水平块，其为方形壳体结构；通过调节水平块的数量，从而调节上述方形围堰结构的长度、宽度；所述水平块与紧邻的角块之间均通过至少一锁扣钢管桩连接。本实用新型具有止水效果好、可重复利用、施工方便等优点，可广泛应用于桥梁施工领域。

Description

一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构

技术领域

本实用新型涉及桥梁施工领域。更具体地说，本实用新型涉及一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构。

背景技术

桥梁下部结构施工是桥梁建设的重要组成部分，承台结构常常处于水下，施工过程中需要将水下施工转换为干施工环境。围堰结构由于整体刚度大，止水性能好，止水形式简单，施工工艺成熟被广泛用于桥梁下部结构施工中。但是对于海洋桥梁深水区深埋式承台，承台在河床面以下，抽水后围堰内外水头差、土头差较大，采用锁扣钢管桩时锁口受力复杂，施工工期较长；采用钢板桩结构，止水性能得不到保障，且钢板桩过长时自身刚度和稳定性也存在一定问题；钢套箱结构由于整体自重较大，吊装施工困难。特别是对于引桥施工，基础数量较大，尺寸不一，经济性和周转速度也成为一个很重要的问题。如果围堰结构选择不合理将会导致施工过程中围堰内渗漏水、围堰自重过大吊装困难，围堰周转速度慢、施工工期延迟等等一系列的问题。但是目前尚无一套完整的海洋桥梁深水区可快速周转的围堰结构和施工方法来解决这一问题，因此亟需设计一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构和施工方法来解决这一问题，保证在大量桥梁下部结构施工时具有优良的止水性、周转率以及可观的经济性，该装配式双壁钢围堰结构和施工方法具有很好的推广价值。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种止水效果好、可重复利用、施工方便的一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，包括：

两对角块，其为水平截面是L型的壳体状结构；两对角块两两相对设置并拼接成一个方形围堰结构；

相邻两个角块的拼接端均通过至少一锁扣钢管桩连接。

优选地，相邻两个角块的拼接端之间还可设置若干水平块，其为方形壳体结构；通过调节水平块的数量，从而调节上述方形围堰结构的长度、宽度；所述水平块与紧邻的角块之间、水平块与紧邻的水平块之间均通过至少一锁扣钢管桩连接。

优选地，所述的一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，还包括多个井字形内支撑，其包括由多根钢管拼接成井字形框架，其四周均连接一水平的第一型钢；多个所述井字形内支撑沿着高度方向设置在所述方形围堰结构内部，并使得第一型钢的两端分别抵着一对所述角块的侧壁。

优选地，所述的一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，还包括多个三角形内支撑，其包括一对开口相对的V型的固定块，一对固定块相对的一端均设置有一水平的第二型钢，所述固定块的顶角处均设置有一与第二型钢垂直的第三型钢，多个所述三角形内支撑沿着高度方向设置在所述方形围堰结构内部，并使得第二型钢及第三型钢均抵着一对所述角块的内壁。

优选地，所述角块内沿高度方向设置有多个水平的第一环板，每个第一环板上设置有多个竖直的第一角撑，其依次首尾连接形成波浪形，以增加角块的强度；

所述水平块内沿其高度方向设置有多个水平的第二环板，每个第二环板上设置有多个竖直的第二角撑，其依次首尾连接形成波浪形，以增加水平块的强度。

优选地，锁扣钢管桩与角块之间、以及锁扣钢管桩与水平块之间均采用单层C-T型锁口形式。

优选地，所述井字形内支撑的井字形框架由两对钢管可拆卸固定组成，每对钢管相互平行；所述第一型钢的内侧面均匀设置有多个第一螺孔；

其中，较长的一对钢管为第一钢管，另一对钢管为第二钢管；每个第一钢管沿其长度方向依次包括第一套筒，第一螺杆及第二套筒，一对第一螺杆的中部与所述一对第二钢管可拆卸固定形成井字形；第一螺杆的两端的外螺纹的旋向相反；第一套筒及第二套筒为管状，且具有相反的内螺纹，第一螺杆的两端分别螺纹连接在所述第一套筒和第二套筒的一端；

第一套筒及第二套筒远离第一螺杆的另一端均铰接在对应的第一型钢上；一对第一套筒及第二套筒的非铰接端的外侧面均铰接一环型板；

一对第一套筒及一对第二套筒的非铰接端能相对于其铰接端转动，至形成一对开口相对的V型结构，并使得一对套筒及一对第二套筒的非铰接端抵着第一型钢，螺钉能穿过环型板及第一螺孔，从而将一对第一套筒及第二套筒的非铰接端螺纹连接在对应的第一型钢上。

优选地，一对第一套筒的非铰接端的端面相互靠近的一侧均内陷形成一第二螺孔，第二螺孔内螺纹连接一第二螺杆；

一对第二套筒的非铰接端的端面相互靠近的一侧均内陷形成第三螺孔，第三螺孔内螺纹连接有第三螺杆。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、在大范围海洋桥梁深水区承台施工时，竖向分别下沉角块和水平块，施工吊装负担小，施工进度快；2、在水头差较大时，双壁钢围堰自身刚度大，锁口数量少，结构整体性强，能够很好的起到止水的目的；3、装配式钢围堰分为角块和水平块，可以适应不同平面尺寸的承台，适用性强；4、单块围堰侧板重量轻，在施工完成后的拔出作业时相对很轻松，可以提高周转效率；5、多次重复利用，对于下部结构数量较多的引桥工程，经济效益明显；6、围堰下放时先后采用锁扣钢管桩和内支撑作为下沉导向，下放精度得到保障。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的结构俯视图；

图2为本实用新型所述三角形内支撑设置于方形围堰结构内的示意图；

图3为本实用新型的侧面结构示意图；

图4为本实用新型所述C-T锁扣的结构示意图；

图5为本实用新型实施例1所述井字形内支撑的结构示意图；

图6为本实用新型实施例1所述三角形内支撑结构示意图；

图7为本实用新型一对锁扣钢管桩连接一对角块的示意图。

附图标记说明：1、角块，2、方形围堰结构，3、锁扣钢管桩，4、水平块，5、井字形内支撑，6、钢管，7、第一型钢，8、三角形内支撑，9、固定块，10、第二型钢，11、第三型钢，12、第一环板，13、第一角撑，14、第二环板，15、第二角撑，16、钢护筒，17、墩身，18、封底混凝土，19、承台，20、C-T型锁口，21、第一钢管，22、第二钢管，23、第一套筒，24、第一螺杆，25、第二套筒，26、合页，27、第二螺杆，28、第一套筒的非铰接端，29、第一套筒的铰接端，30、第三螺杆，31、环型板，32、螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-7所示，本实用新型提供一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，包括：

两对角块1，其为水平截面是L型的壳体状结构；两对角块1两两相对设置并拼接成一个方形围堰结构2；

相邻两个角块1的拼接端均通过至少一锁扣钢管桩3连接。

在该种技术方案中，一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，在钻孔灌注桩施工完成后，将锁扣钢管桩3插打至河床底较深位置处；然后以锁扣钢管桩3作为导向装置，将由井字型环状钢管架和型钢通过法兰连接组成的多个井字形内支撑5结构，依次沿高度方向悬挂在钢护筒16上；再分块角块1及水平块4，下沉过程中要保证端部锁口与锁扣钢管桩3紧密相连，达到止水的目的，吸泥下沉至指定标高后，进行封底混凝土18浇筑；待封底砼达到设计强度后进行方形围堰结构2内抽水，再进行承台19和墩身17的施工。

锁扣钢管桩3的插打深度不应过浅、管径不宜过小，否则由于自身刚度不足而发生大位移，不能起到导向的作用，宜为河床底面以下15～20m处，钢管桩外径为0.8m最优。

在另一种技术方案中，相邻两个角块1的拼接端之间还可设置若干水平块4，其为方形壳体结构；通过调节水平块4的数量，从而调节上述方形围堰结构2的长度、宽度；所述水平块4与紧邻的角块1、水平块4与紧邻的水平块4之间均通过至少一锁扣钢管桩3连接。

在该种技术方案中，通过成对增加或减少水平块4，来调节角块1与水平块4围成的方形围堰结构2的大小，从而满足多种尺寸的方形围堰结构2的施工需求。水平块最少可为一对，如图2所示，此时水平块只与角块相邻，不存在与其紧邻的水平块，所述水平块4与紧邻的角块1之间均通过至少一锁扣钢管桩3连接。水平块为多对时，所述水平块4与紧邻的角块1、水平块与紧邻的水平块之间均通过至少一锁扣钢管桩3连接。

在另一种技术方案中，所述的一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，还包括多个井字形内支撑5，其包括由多根钢管6拼接成井字形框架，其四周均连接一水平的第一型钢7；多个所述井字形内支撑5沿着高度方向设置在所述方形围堰结构2内部，并使得第一型钢7的两端分别抵着一对所述角块1的侧壁。

在上述技术方案中，所述第一型钢7的两端分别抵着一对所述角块1的侧壁，是指第一型钢7要覆盖并支撑所有接头处，以保证整体的稳定性。如图1所示，四个第一型钢7均覆盖了所有角块1与角块1之间，以及角块1与水平块4之间的接头处。

在另一种技术方案中，所述的一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，还包括多个三角形内支撑8，其包括一对开口相对的V型的固定块9，一对固定块9相对的一端均设置有一水平的第二型钢10，所述固定块9的顶角处均设置有一与第二型钢10垂直的第三型钢11，多个所述三角形内支撑8沿着高度方向设置在所述方形围堰结构2内部，并使得第二型钢10及第三型钢11均抵着一对所述角块1的内壁。

在上述技术方案中，第二型钢10及第三型钢11均抵着一对所述角块1的内壁，是指所有接头处均被第二型钢10或第三型钢11覆盖并支撑，以保证整体的稳定性。

在另一种技术方案中，所述角块1内沿高度方向设置有多个水平的第一环板12，每个第一环板12上设置有多个竖直的第一角撑13，其依次首尾连接形成波浪形，以增加角块1的强度；

所述水平块4内沿其高度方向设置有多个水平的第二环板14，每个第二环板14上设置有多个竖直的第二角撑15，其依次首尾连接形成波浪形，以增加水平块4的强度。

在该种技术方案中，角块1及水平块4内部之均沿水平方向设置了水平环和角撑，来增加方形围堰结构2的刚度和稳定性，环板之间的间距等于角撑的高度，环板之间的间距从上到下间距逐渐缩小，环板之间的间距为0.8m～0.4m。

在另一种技术方案中，锁扣钢管桩与角块1之间、以及锁扣钢管桩与水平块4之间均采用单层C-T型锁口20形式。

在该种技术方案中，采用单层C-T型锁口20形式，如图4所示为一锁扣钢板桩连接一对角块的示意图，拆装方便快捷。图4中，较大的圆为锁扣钢管桩本体，其两端对称固定有一对截面为横向T型的第一锁扣部，其包括水平且与锁扣钢管桩本体焊接的的水平部，及垂直固定于水平部外端的垂直部；图4中较小的一圆为一角块的第二锁扣部，其有一竖向贯通的缺口，恰好卡合住第一锁扣部的水平部。

图7所示的为一对锁扣钢板桩连接一对角块的示意图。图7中，每个角块上固定有一所述第二锁扣部，其结构与图4中相同；位于右边的一锁扣钢管桩本体的一对第一锁扣部与所述图4中相同，为一对第一锁扣部；

不同的是位于左边的一锁扣钢管桩本体，其左端的左锁扣部为T型的第一锁扣部，其右端的为带有竖向贯通的缺口的类圆形的所述第二锁扣部。

在另一种技术方案中，所述井字形内支撑5的井字形框架由两对钢管6可拆卸固定组成，每对钢管6相互平行；所述第一型钢7的内侧面均匀设置有多个第一螺孔；

其中，较长的一对钢管为第一钢管21，另一对钢管为第二钢管22；每个第一钢管21沿其长度方向依次包括第一套筒23，第一螺杆24及第二套筒25，一对第一螺杆24的中部与所述一对第二钢管22可拆卸固定形成井字形；第一螺杆24的两端的外螺纹的旋向相反；第一套筒23及第二套筒25为管状，且具有相反的内螺纹，第一螺杆24的两端分别螺纹连接在所述第一套筒23和第二套筒25的一端；

第一套筒23及第二套筒25远离第一螺杆24的另一端均铰接在对应的第一型钢7上；一对第一套筒23及第二套筒25的非铰接端的外侧面均铰接一环型板31；

一对第一套筒23及一对第二套筒25的非铰接端能相对于其铰接端转动，至形成一对开口相对的V型结构，并使得一对套筒及一对第二套筒25的非铰接端抵着第一型钢7，螺钉32能穿过环型板31及第一螺孔，从而将一对第一套筒23及第二套筒25的非铰接端螺纹连接在对应的第一型钢7上。

在该种技术方案中，需要使用井字形内支撑5时，通过一对钢管与四个第一型钢7可拆卸连接形成如图5所示的井字形内支撑5，如图5所示，第一套筒23及第二套筒25的铰接端，均通过合页26与第一型钢7可转动连接。需要拆除井字形内支撑5结构，并安装三角形内支撑8结构时，只需要拆除一对第二钢管22，及一对第一螺杆24，然后将一对第一套筒23及一对第二套筒25转动成V型结构，并将第一套筒23及第二套筒25的非铰接端螺纹连接在对应的第一型钢7上，形成图6所示的三角形内支撑8结构即可。内支撑之间的转化方式，比拆除再重新拼装更省事，更快捷，并且节约钢材。图6仅仅示意出了一第一套筒通过与其铰接的环型板及一螺钉锁紧在第一型钢上。

在另一种技术方案中，一对第一套筒23的非铰接端的端面相互靠近的一侧均内陷形成一第二螺孔，第二螺孔内螺纹连接一第二螺杆27；

一对第二套筒25的非铰接端的端面相互靠近的一侧均内陷形成第三螺孔，第三螺孔内螺纹连接有第三螺杆30。

在该种技术方案中，第二螺杆27及第三螺杆30分别增加了第一套筒23、第二套筒25与第一型钢7之间的连接关系，让由井字形内支撑5转化形成的三角形内支撑8更加稳固，在情况允许的调节下，可以适当增加得第二螺杆27及第三螺杆30的数量。

第一套筒的非铰接端28和第一套筒的铰接端29，在图6中示意出来，第二套筒未示意。

一种所述的一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：将所有的锁扣钢管桩3插打至指定标高位置；

S2：在锁扣钢管桩3逐次打入后，以其为导向分次下放多个井字形内支撑5，将其悬挂在钢护筒16上；

S3：以井字形内支撑5四周的第一型钢7为导向打插两对角块1及一对水平块4，角块1与水平块4与紧邻的锁扣钢管桩3卡扣紧密连接，达到止水的效果；

S4：地基面清理，并水下浇筑封底混凝土18；

S5：待封底混凝土18凝固后抽出围堰内的积水，进行承台19浇筑；

S6：承台19浇筑后从上至下依次将井字形内支撑5更换为三角形内支撑8后，进行墩身17浇筑；

S7：墩身17施工完成后，拔出所有角块1、水平块4及锁扣钢管桩3，并拆除三角形内支撑8。

在该种技术方案中，角块1和水平块4的端部锁口与锁扣钢管桩3的锁口完美对接，达到止水的效果。在不同的地质情况下，适当改变刃角高度可以有利于围堰吸泥下沉，刃角越高下沉阻力越小，推荐刃角高度1.3m～1.8m。

角块1及水平块4均为双壁钢结构，内外壁厚均宜为10mm，内外壁距离宜为1.2m。

内支撑体系可以直接悬挂在钢护筒16上，第一型钢7、第二型钢10及第三型钢11，均能增大内支撑结构与角块1、水平块4的接触面。施工完成后，浮吊或履带吊进场，进行角块1、水平块4的的拔出工作，以便投入周转。

为了方便墩身17施工，可以在封底混凝土18和承台19浇筑后，拆除底部的井字形内支撑5，并且将井字型内支撑形式换成三角撑形式，以满足墩身17施工要求，因为井字形内支撑5会干涉墩身17的浇筑，而三角形内支撑8会与钢护筒16发生干涉，故在钢护筒16被割除前且墩身17施工前，采用井字形内支撑5，而在钢护筒16割除后且墩身17施工前后，采用三角形内支撑8进行支撑。

在另一种技术方案中，在封底混凝土18浇筑之前，在方形围堰结构2内壁一圈均贴合设置一层木摸板，其形成一方筒状的浇筑空间，待混凝土凝固后将所述木模板拆除。

在该种技术方案中，将角块1及水平块4围成的方形围堰结构2的侧板作为水下封底混凝土18浇筑的侧模，且在承台19浇筑时沿侧板内壁一周布置遇水膨胀的木模板，可以显著减小混凝土和方形围堰结构2的侧板之间的粘结力，从而使装配式方形围堰结构2的拆除工作变得更轻松。

实施例一，如图1所示，方形围堰结构2竖向分块，共包括4个角块1、2个水平块4，当承台19尺寸缩小时可以采用4个角块1相连接的形式，拼装灵活。也可以成对增加水平块4，从而调节方形围堰结构2的大小。

一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，在钻孔灌注桩施工完成后，将8根锁扣钢管桩3插打至河床底较深位置处；然后以锁扣钢管桩3作为导向装置，将四个井字形内支撑5依次高度方向间隔悬挂在钢护筒16上，其中，井字形内支撑5由井字型钢管架和型钢通过法兰连接组成，钢管直径800mm，型钢采用双拼HN600型钢；再分块下沉4块侧板A和2块侧板B，下沉过程中要保证端部锁口与锁扣钢管桩3紧密相连，达到止水的目的，锁口形式采用C-T型，然后吸泥下沉至指定标高后，进行3.2m封底混凝土18浇筑；待封底砼达到设计强度后进行围堰内抽水，再进行承台19施工，承台19浇筑完成后，拆除最底部井字形内支撑5，并将上部的井字形内支撑5转换成三角形内支撑8，进行墩身17施工。

施工完成后，浮吊或履带吊进场，进行角块1、水平块4的的拔出工作，以便投入周转。拆除三角形内支撑8等结构，完成施工。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，其特征在于，包括：

两对角块，其为水平截面是L型的壳体状结构；两对角块两两相对设置并拼接成一个方形围堰结构；

相邻两个角块的拼接端均通过至少一锁扣钢管桩连接。

2.如权利要求1所述的一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，其特征在于，相邻两个角块的拼接端之间还可设置若干水平块，其为方形壳体结构；通过调节水平块的数量，从而调节上述方形围堰结构的长度、宽度；所述水平块与紧邻的角块之间、水平块与紧邻的水平块之间均通过至少一锁扣钢管桩连接。

3.如权利要求1所述的一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，其特征在于，还包括多个井字形内支撑，其包括由多根钢管拼接成井字形框架，其四周均连接一水平的第一型钢；多个所述井字形内支撑沿着高度方向设置在所述方形围堰结构内部，并使得第一型钢的两端分别抵着一对所述角块的侧壁。

4.如权利要求1所述的一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，其特征在于，还包括多个三角形内支撑，其包括一对开口相对的V型的固定块，一对固定块相对的一端均设置有一水平的第二型钢，所述固定块的顶角处均设置有一与第二型钢垂直的第三型钢，多个所述三角形内支撑沿着高度方向设置在所述方形围堰结构内部，并使得第二型钢及第三型钢均抵着一对所述角块的内壁。

5.如权利要求2所述的一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，其特征在于，所述角块内沿高度方向设置有多个水平的第一环板，每个第一环板上设置有多个竖直的第一角撑，其依次首尾连接形成波浪形，以增加角块的强度；

所述水平块内沿其高度方向设置有多个水平的第二环板，每个第二环板上设置有多个竖直的第二角撑，其依次首尾连接形成波浪形，以增加水平块的强度。

6.如权利要求2所述的一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，其特征在于，锁扣钢管桩与角块之间、以及锁扣钢管桩与水平块之间均采用单层C-T型锁口形式。

7.如权利要求3所述的一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，其特征在于，所述井字形内支撑的井字形框架由两对钢管可拆卸固定组成，每对钢管相互平行；所述第一型钢的内侧面均匀设置有多个第一螺孔；

其中，较长的一对钢管为第一钢管，另一对钢管为第二钢管；每个第一钢管沿其长度方向依次包括第一套筒，第一螺杆及第二套筒，一对第一螺杆的中部与所述一对第二钢管可拆卸固定形成井字形；第一螺杆的两端的外螺纹的旋向相反；第一套筒及第二套筒为管状，且具有相反的内螺纹，第一螺杆的两端分别螺纹连接在所述第一套筒和第二套筒的一端；

第一套筒及第二套筒远离第一螺杆的另一端均铰接在对应的第一型钢上；一对第一套筒及第二套筒的非铰接端的外侧面均铰接一环型板；

一对第一套筒及一对第二套筒的非铰接端能相对于其铰接端转动，至形成一对开口相对的V型结构，并使得一对套筒及一对第二套筒的非铰接端抵着第一型钢，螺钉能穿过环型板及第一螺孔，从而将一对第一套筒及第二套筒的非铰接端螺纹连接在对应的第一型钢上。

8.如权利要求7所述的一种海洋桥梁深水区装配式双壁钢围堰结构，其特征在于，一对第一套筒的非铰接端的端面相互靠近的一侧均内陷形成一第二螺孔，第二螺孔内螺纹连接一第二螺杆；

一对第二套筒的非铰接端的端面相互靠近的一侧均内陷形成第三螺孔，第三螺孔内螺纹连接有第三螺杆。