CN212426780U - 一种双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，所述整体定位安装结构包括在钢围堰拼装过程中分别焊接在横梁和斜撑件端部的倒牛腿柱和加劲板，横梁和至少两个钢护筒之间通过吊杆连接，相邻的钢护筒之间通过纵向平联件、横向平联件及连接板焊接构成短护筒群，所述短护筒群与钢围堰构成整体；其采用陆地上安装能够保证钢护筒定位精度及安装垂直度,另外无需将钢护筒接高至水面以上，节约了大量的钢护筒材料，材料成本投入低；且其将钢护筒安装的工序由关键工序变为非关键工序，缩短了关键线路的总长度，加快了工序衔接，有力保障了施工工期。

Description

一种双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构

技术领域

本实用新型属于桥梁水下基础工程施工技术领域，涉及一种双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构。

背景技术

目前，在桥梁水下基础施工中，随着水深的增加，多采用刚度大、安全性好的双壁钢围堰作为桥梁水下基础的围护和挡水设施。桥梁水下桩基础施工时，采用钢护筒沉入河床局部冲刷线以下，护筒顶高出施工最高水位以稳定孔内水头；钻孔桩施工中，钢护筒可起到稳定孔周土体、桩位定位、钻孔导向等作用。

现有技术中，桥梁水下基础钢护筒一般是在双壁钢围堰就位后水上进行安装，采用振沉插打法或底节安装固定后随钢围堰下沉逐节接高出水面等方法。钢护筒悬臂长度长，重量大，水上振沉插打施工对吊装设备能力及机械要求高，钢护筒定位精度和垂直度控制难。逐节接高的方式需要多次进行焊接，焊接费时费力，焊接质量不易控制。深水群桩基础所需的钢护筒钢材用量巨大，回收利用率较低，材料及成本投入高。钢护筒水上定位安装位于深水基础施工的关键线路上，关键工序制约着总工期，施工总工期较长。

此外，在薄覆盖层岩质或裸岩地层，由于钢护筒嵌入覆盖层或岩层深度不足，钢护筒无法保持稳定状态，多需要通过护筒底灌注混凝土或对覆盖层进行注浆加以固化以达到锚固钢护筒的作用。

实用新型内容

本实用新型提供一种双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，其便于施工，钢护筒定位精度高，材料和成本投入低，效率高、工期短，安全可靠。

本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，包括在钢围堰(1)拼装过程中分别焊接在横梁(5)和斜撑件(6)端部的倒牛腿柱(9)和加劲板(10)，横梁(5)和至少两个钢护筒(2)之间通过吊杆(7)连接，相邻的钢护筒(2)之间通过纵向平联件(4)、横向平联件(3)及连接板(8)焊接构成短护筒群，所述短护筒群与钢围堰(1)构成整体。

本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，通过将短护筒群与钢围堰整体定位安装、并整体下水，将常规工艺中的钢护筒水上插打定位和接长变为陆地上进行定位安装，即有利于定位精度及安装质量的控制，更将钢护筒安装工序由关键工序变为非关键工序，其可与水下基坑爆破/开挖平行施工，缩短施工周期。

在以上方案中优选的是，加劲板(10)连接在倒牛腿柱(9)的下面。

还可以优选的是，吊杆(7)扣挂在横梁上，吊杆(7)的端部焊接在钢护筒(2)顶口的两侧。

还可以优选的是，倒牛腿柱(9)为两层，横梁(5)吊装摆放至上层倒牛腿柱(9)上；斜撑件(6)的一端与横梁(5)焊接连接，另一端直接摆放至下层倒牛腿柱(9)上。

还可以优选的是，纵向平联件(4)和横向平联件(3)分别至少为两层，且分别通过槽钢与钢护筒(2)焊接连接。

还可以优选的是，横梁(5)端部与钢围堰(1)之间设置有预留间隙，横梁(5)的宽度小于倒牛腿柱(9)的宽度。

还可以优选的是，钢护筒(2)底部封堵，灌注有封底混凝土(12)，封底混凝土(12)处的钢护筒(2)的外壁上等间距分布地焊接有至少三个环形的锚固圈筋(11)；且至少一道锚固圈筋(11)与钢护筒(2)外壁间进行满焊焊接。

本实用新型能够达到以下有益效果：

本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，其具体具有如下优势：(1)提出在陆地上短护筒群与双壁钢围堰整体安装定位、下水的施工方法，相比于水上进行钢护筒的吊装、插打、固定的方式，将钢护筒安装的工序由关键工序变为非关键工序，缩短了关键线路的总长度，加快了工序衔接，有力保障了施工工期；(2)采用短护筒结构，钢护筒无需接高至水面以上，节约了大量的钢护筒材料，材料成本投入低；(3)将钢护筒水上安装定位变陆地上安装定位，为施工机械提供安全可靠的作业环境，提高了作业工效，降低了安全风险；降低了对施工机械的性能型号的要求，降低了机械成本投入；克服了现有技术中水上振沉插打施工钢护筒定位精度和垂直度控制难，逐节接高焊接费时费力、焊接质量差，钢护筒锚固需灌注混凝土或注浆加固等弊端，且钢护筒定位和垂直度的控制方便、控制精度高；(4)钢护筒外壁焊接锚固圈筋，提高钢护筒与封底混凝土间的粘结力，提高封底混凝土抗浮、抗沉承载力；且至少一道锚固圈筋采用满焊连接，有效防止后期钢护筒与封底混凝土接缝处渗水；(5)钢护筒之间连接固定的平联件在封底混凝土内部形成型钢骨架，提高了封底混凝土的抗拉强度和整体性能，降低了抽水施工承台时期的安全风险。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的整体结构平面图。

图2为本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的整体结构横向断面结构示意图。

图3为本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的纵向断面结构示意图。

图4为本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的倒牛腿柱和加劲板的放大主视图。

图5为本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的倒牛腿柱和加劲板的放大侧视图。

图6为本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的施工方法第一步的示意图。

图7为本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的施工方法第三步的示意图。

图8为本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的施工方法第四步的示意图。

图9为本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的施工方法第五步的示意图。

图10为本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的施工方法第六步中整体下水施工的第一示意图。

图11为本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的施工方法第六步中整体下水施工的第二示意图。

图12为本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的施工方法第六步中浮运至墩位的示意图。

图13为本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的施工方法第七步的示意图。

图14为本实用新型的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的施工方法第八步的示意图。

图中，1为钢围堰，2为钢护筒，3为横向平联件，4为纵向平联件，5为横梁，6为斜撑件，7为吊杆，8为连接板，9为倒牛腿柱，10为加劲板，11为锚固圈筋，12为封底混凝土，13为地锚，14为卷扬机，15为滑轮组，16为断缆器，17为气囊，18为水位。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型各实施例提供的技术方案。

实施例1

一种双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，请见图1至图3，包括在钢围堰1拼装过程中分别焊接在横梁5和斜撑件6端部的倒牛腿柱9和加劲板10，横梁5和至少两个钢护筒2之间通过吊杆7连接，相邻的钢护筒2之间通过纵向平联件4、横向平联件3及连接板8焊接构成短护筒群，所述短护筒群与钢围堰1构成整体。

本实施例的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，倒牛腿柱9与钢围堰1焊接，横梁5摆放在上层倒牛腿柱9上。斜撑件6一端支撑于横梁5底部，另一端直接摆放于下层倒牛腿柱9上。钢护筒2通过吊杆7悬挂于横梁5之上，纵向平联件4、横向平联件3将各钢护筒2、钢围堰1相连。

实施例2

实施例1的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，参见图4和图5，加劲板10连接在倒牛腿柱9的下面。

还可以进一步的，倒牛腿柱9为两层，横梁5吊装摆放至上层倒牛腿柱9上。具体的，横梁5端部距钢围堰1面板预留5cm-10cm间隙，横梁5的宽度比倒牛腿柱9的宽度小3-5cm。

还可以进一步的，斜撑件6的一端与横梁5焊接连接，另一端直接摆放至下层倒牛腿柱9上。

还可以进一步的，吊杆7扣挂在横梁上，吊杆7的端部焊接在钢护筒2顶口的两侧。

还可以进一步的，纵向平联件4和横向平联件3分别通过槽钢与钢护筒2焊接连接。

还可以进一步的，钢护筒2底部封堵，灌注有封底混凝土12，封底混凝土12处的钢护筒2的外壁上等间距分布地焊接有至少三个环形的锚固圈筋11；锚固圈筋11为螺纹钢筋，粘结力高。且至少一道锚固圈筋(11)与钢护筒(2)外壁间进行满焊焊接。

还可以具体的，倒牛腿柱9根据钢护筒2实际长度在预设位置与钢围堰1焊接，倒牛腿柱9正下方向采用加劲板10进行加强。横梁5吊装并摆放至倒牛腿柱9之上，横梁5、斜撑件6与倒牛腿柱9间不予焊接或固结，以便钢围堰1就位后桩基钻孔施工之前可利用吊机直接将横梁5和斜撑件6起吊后拆除，为桩基成孔提供便利。

其中，横梁5摆放就位后，在其正下方焊接斜撑件6的一端，斜撑件6另一端直接摆放在下层倒牛腿柱9之上，便于后期横梁5可直接吊离。斜撑件6可降低横梁5的跨度、应力及挠度变形，进一步的，如横梁5的应力和变形能够满足设计及规范要求，可取消施作斜撑件6和下层倒牛腿柱9。

还可以进一步的，吊杆7可以为圆钢材料，抗拉性能好，并对钢护筒2的高度和平面位置加以临时固定。

其中，纵向平联件4和横向平联件3分别至少为两层，提高整体强度、刚度和稳定性。进一步地，可以根据钢护筒2的高度确定纵向平联件4和横向平联件3的层数，将单个钢护筒2连接成整体短护筒群，以增加整体稳定性。

上述实施例的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，具体地，钢护筒2为纵向筒状，其数量为至少两个，且与桩基平面布置型式一一对应分布。横向平联件3包括一个纵向的联板和两个横向的联板，两个横向的联板上下均匀分布在连接纵向的联板的一个侧面上。纵向平联件4为水平和倾斜的联杆，每个纵向平联件4可以包括两个水平的联杆和两个在中间处交叉连接的联杆，两个水平的联杆分别位于两个交叉的联杆的上面和下面。横梁5可以为工字钢或H型钢，每个横梁5可以由两个并排的工字钢或H型钢焊接连接构成。斜撑件6可以为倾斜杆。吊杆7可以为纵向杆。连接板8可以为连接在钢护筒2外壁上的矩形板，连接板8与纵向平联件4的端部连接，如连接板8与水平和倾斜的联杆的端部连接。倒牛腿柱9和加劲板10的结构，具体地，倒牛腿柱9为横向的敞口空心柱体，倒牛腿柱9与钢围堰1连接的面为平面，与横梁5搭接的面为斜面，即倒牛腿柱9的纵向截面为直角梯形，与之配合的，横梁5的两端面为斜面，横梁5的纵向截面为倒梯形，且优选为倒等腰梯形。加劲板10为直角三角形板，其与钢围堰1及倒牛腿柱9焊接连接的侧边为直角边。

上述实施例的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的施工方法，包括以下步骤，

参见图6，第一步，在陆地上对双壁结构的钢围堰1进行分块拼装、焊接；

第二步，对钢护筒2进行卷制加工，并将其运输至施工现场；

参见图7，第三步，将钢护筒2的外壁上焊接锚固圈筋11，将钢围堰1的内壁上焊接倒牛腿柱9和加劲板10；

参见图8，第四步，将钢护筒2逐个吊装就位，将横梁5吊装摆放至倒牛腿柱9上；

参见图9，第五步，将钢护筒2悬挂于横梁5上，焊接各钢护筒2之间的纵向平联件4和横向平联件3构成短护筒群；

参见图10、图11和图12，第六步，将钢围堰1与所述短护筒群采用坡道上断缆气囊法整体入水，并浮运至墩位；

参见图13，第七步，将钢围堰1接高注水下沉、进行定位、着床、锚固，并对钢围堰1内清基；

参见图14，第八步，将钢护筒2底部封堵，灌注封底混凝土12，待封底混凝土12达到预设强度后割断吊杆7，将横梁5吊出。

上述实施例的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的施工方法，第一步中，拼装钢围堰1时，在一侧预留不封闭的合拢口，待钢护筒2安装完毕后再对所述合拢口进行合拢。

还可以进一步地，第二步中，将钢护筒2采用中厚钢板卷制成圆筒状，使钢护筒2直径大于桩基的直径，使钢护筒2的加工长度大于封底混凝土12的预设厚度。

还可以进一步地，第二步中，将钢护筒2内部等间距地设置至少两道内撑件，进一步地，内撑件为“十”字形的交叉设置的型钢。

还可以进一步地，第三步中，在封底混凝土12范围内的钢护筒2外壁等间距焊接至少三道锚固圈筋11；将至少一道锚固圈筋11与钢护筒2外壁间进行满焊焊接。

还可以进一步地，第五步中，使钢护筒2底部高度高于钢围堰1底部高度。

还可以进一步地，第八步中，钢护筒2底部封堵时采用袋装砂袋或回填粘土将钢护筒2与河床间的间隙封堵。

还可以进一步地，第八步中，在水下将钢护筒2与横梁5间悬挂的吊杆7进行切断，再通过起重设备将横梁5和斜撑件6从水下吊出。

在具体施工时，上述双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的施工方法，可以概括为：在拼装钢围堰1过程中先将钢护筒2按照设计位置进行大致定位，再根据钢护筒2实际高度确定倒牛腿柱9焊接高度，倒牛腿柱9焊接在钢围堰1内壁，加劲板10位于倒牛腿柱9正下方；倒牛腿柱9焊接完成经检查合格后将横梁5吊装摆放至倒牛腿柱9上，再将横梁5两侧斜撑件6与横梁5底部进行焊接；钢护筒2与横梁5之间采用吊杆7连接，吊杆7呈倒“U”形，吊杆7扣挂在横梁5上，根据钢护筒2的设计位置调整吊杆7位置，吊杆7的另一端与钢护筒2进行满焊焊接，定位并固定钢护筒2的高程位置；各钢护筒2之间采用纵向平联件4、横向平联件3和连接板8进行焊接，将钢护筒2连接固定为稳固的整体，且短护筒群与钢围堰1也固定为整体。最后检查钢护筒2平面位置、高程符合要求后，完成短护筒群与钢围堰整体结构的安装。其中具体的，第一步中，钢围堰1拼装时在一侧预留合拢口不封闭，并作为机具设备、人员进出通道，待钢护筒2安装完毕后再进行合拢。第二步中，钢护筒2采用中厚钢板卷制成圆筒状，进一步地，钢护筒2直径比桩基直径大30-40cm，钢护筒2加工长度比封底混凝土12设计厚度大1.5-2.0m。第二步中，钢护筒2内部等间距设置“十”字内撑，防止钢护筒2堆放、运输时发生变形。第三步中，至少一道锚固圈筋11与钢护筒2外壁间采用满焊焊接，可防止后期钢护筒2与封底混凝土12接缝处渗水。第四步中，所设斜撑件6作用是降低横梁5受弯后的下挠变形值，也可通过提高横梁5的抗弯刚度使下挠变形控制在规范允许范围内，这样也可不设置斜撑件6。第五步中，钢护筒2底部高度比钢围堰1底部高度高出20-40cm，二者的高度差至少为20cm或30cm，以避免所述短护筒群与钢围堰1整体下沉着床时因河床局部不平整或存在凸起部分影响下沉高程和着床效果，同时也可避免下水时钢护筒2底部切割到气囊17。第六步中，根据施工场地、机械设备配置等实际情况，钢围堰1与所述短护筒群下水可采用大型起重设备整体起吊入水、坡道上断缆气囊法入水、坡道上滑道入水等技术方案，能够保证钢围堰1下水后所述短护筒群结构不发生开焊、焊点脱落、构件明显变形或钢护筒2出现倾斜、脱落等现象，本实施例中采用坡道上断缆气囊法入水。具体地，参见图10和图11，钢围堰1和钢护筒2在陆地的作业平台整体定位安装完成后在底部均匀间距布置若干数量的气囊17以支撑钢围堰1和钢护筒2整体重量，先通过前端卷扬机14将钢围堰1和钢护筒2缓慢牵引至具一定下倾坡度的坡道上。同时为抵抗钢围堰1在坡道上自重的水平分力，在钢围堰1后端设置地锚13、后端卷扬机14和滑轮组15进行固定。开动后端卷扬机14使钢围堰1缓慢滑动至入水口，启动断缆器17，钢围堰1靠自重分力向水中自由加速下滑，利用惯性入水并在水阻力影响逐渐减速，直至稳定自浮状态。第八步中，钢护筒2底部封堵采用袋装砂袋或回填粘土的方式，将钢护筒2与河床间的间隙封堵密实，防止封底时混凝土流至钢护筒2内部，避免对后续桩基成孔施工造成影响。第八步中，采用水下切割方式将钢护筒2与横梁5间悬挂的吊杆7全部切断，再利用起重设备将横梁5和斜撑件6从水下吊出，为桩基钻孔施工提供便利。

上述实施例的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构的施工方法，将钢护筒2安装的工序由关键工序变为非关键工序，缩短了关键线路的总长度，有力保障了施工工期；采用短护筒结构，钢护筒2无需接高至水面以上，节约了大量的钢护筒材料，材料成本投入低；将钢护筒水上安装定位变陆地上安装定位，为施工机械提供安全可靠的作业环境，提高了作业工效，降低了安全风险；降低了对施工机械的性能型号的要求，降低了机械成本投入；且钢护筒2定位和垂直度的控制方便、控制精度高。钢护筒2外壁焊接锚固圈筋11，钢护筒2与封底混凝土12的粘结力高，封底混凝土12抗浮、抗沉承载力高，且能有效防止后期钢护筒2与封底混凝土12接缝处渗水。钢护筒2之间连接固定的平联件在封底混凝土12内部形成型钢骨架，提高了封底混凝土12的抗拉强度和整体性能，降低了抽水施工承台时期的安全风险。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，包括在钢围堰(1)拼装过程中分别焊接在横梁(5)和斜撑件(6)端部的倒牛腿柱(9)和加劲板(10)，其特征在于，横梁(5)和至少两个钢护筒(2)之间通过吊杆(7)连接，相邻的钢护筒(2)之间通过纵向平联件(4)、横向平联件(3)及连接板(8)焊接构成短护筒群，所述短护筒群与钢围堰(1)构成整体。

2.如权利要求1所述的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，其特征在于，加劲板(10)连接在倒牛腿柱(9)的下面。

3.如权利要求1所述的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，其特征在于，吊杆(7)扣挂在横梁上，吊杆(7)的端部焊接在钢护筒(2)顶口的两侧。

4.如权利要求1所述的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，其特征在于，倒牛腿柱(9)为两层，横梁(5)吊装摆放至上层倒牛腿柱(9)上；斜撑件(6)的一端与横梁(5)焊接连接，另一端直接摆放至下层倒牛腿柱(9)上。

5.如权利要求1所述的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，其特征在于，纵向平联件(4)和横向平联件(3)分别至少为两层，且分别通过槽钢与钢护筒(2)焊接连接。

6.如权利要求1所述的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，其特征在于，横梁(5)端部与钢围堰(1)之间设置有预留间隙，横梁(5)的宽度小于倒牛腿柱(9)的宽度。

7.如权利要求1所述的双壁钢围堰与短护筒群整体定位安装结构，其特征在于，钢护筒(2)底部封堵，灌注有封底混凝土(12)，封底混凝土(12)处的钢护筒(2)的外壁上等间距分布地焊接有至少三个环形的锚固圈筋(11)；且至少一道锚固圈筋(11)与钢护筒(2)外壁间进行满焊焊接。

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