用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)及施工工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是關(guān)于一種用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)及施工工藝，其由受力梁、鋼吊箱、懸吊系統(tǒng)及牛腿組成。其中，在四根鉆孔樁鋼護(hù)筒常水位以上焊接牛腿，以牛腿為支撐拼裝鋼吊箱；鋼吊箱通過(guò)支撐于鉆孔樁鋼護(hù)筒內(nèi)樁頂上的懸吊系統(tǒng)吊起，割除支撐牛腿，下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，在鋼吊箱內(nèi)澆筑封底混凝土層，抽干鋼吊箱內(nèi)的水，在無(wú)水狀態(tài)下，再次在四根鉆孔樁鋼護(hù)筒焊接牛腿，通過(guò)螺栓將受力梁、鋼吊箱底板、封底混凝土層與該牛腿固結(jié)并承重，最后施工找平混凝土層和承臺(tái)、橋墩。本發(fā)明使鋼吊箱的拼裝、起吊、承重的荷載均傳遞到工程鉆孔樁上，減少了輔助設(shè)備，操作方便簡(jiǎn)單，節(jié)約了成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于水下高粧承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)及施工工藝【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種公路橋梁領(lǐng)域的橋梁基礎(chǔ)施工機(jī)械和工藝，特別是涉及一種用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)及施工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，推動(dòng)了公路交通基礎(chǔ)設(shè)施超前發(fā)展，特別是近年來(lái)跨江越海渡河湖的水中橋梁建設(shè)工程越來(lái)越多，水中橋梁基礎(chǔ)日新月異，鉆孔樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、沉箱基礎(chǔ)、地下連續(xù)梁基礎(chǔ)以及各種組合基礎(chǔ)廣泛應(yīng)用?；A(chǔ)施工圍水方法不斷創(chuàng)新，雙壁鋼圍堰、單臂鋼圍堰、鎖扣鋼管樁圍堰、鋼板樁圍堰、無(wú)底鋼套箱圍堰、有底鋼吊箱圍堰等各種圍水方法技術(shù)不斷進(jìn)步。有底鋼吊箱圍堰獨(dú)樹(shù)一幟，由于其不著河床，鋼吊箱圍堰的材料要省的多，且下沉簡(jiǎn)單，施工方便，安全可控，其缺點(diǎn)在于構(gòu)造較為復(fù)雜，制造精度要求高。盡管鋼吊箱圍堰在橋梁深水基礎(chǔ)施工方面有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有一定的局限性，因?yàn)殇摰跸鋰哂械祝瑑H適用于高樁承臺(tái)。目前，國(guó)內(nèi)外橋梁深水基礎(chǔ)高樁承臺(tái)的施工大都采用鋼吊箱圍堰施工方法。鋼吊箱作為承臺(tái)施工的擋水和模板結(jié)構(gòu)，是通過(guò)鋼吊箱的箱壁和底板上的封底混凝土，為承臺(tái)施工提供干施工條件，鋼吊箱需要用自身的懸吊結(jié)構(gòu)來(lái)承擔(dān)各種工況下的荷載，結(jié)構(gòu)除要滿(mǎn)足抵抗水下水壓力外的強(qiáng)度外，更要具有防滲露水的嚴(yán)密拼縫。鋼吊箱圍堰要設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)還要相對(duì)簡(jiǎn)單，便于現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)、組拼、下沉和拆除。
[0003]傳統(tǒng)的鋼吊箱施工方法與鋼圍堰施工方法一樣，鋼吊箱在岸上加工廠制造，駁船上組拼成整體運(yùn)至墩位處，大型起重船起吊下沉就為，設(shè)置臨時(shí)鋼管樁設(shè)施承載鋼吊箱。后來(lái)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，將用吊車(chē)吊機(jī)替代起吊船，但吊車(chē)吊機(jī)需行走棧橋和吊重平臺(tái)，用吊車(chē)吊機(jī)將鋼吊箱下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，仍然要通過(guò)打設(shè)臨時(shí)鋼管樁承重系統(tǒng)，支承鋼吊箱、封底混凝土、承臺(tái)混凝土自重和鋼吊箱浮力荷載。這樣既浪費(fèi)施工成本，又耽誤施工進(jìn)度。
[0004]有鑒于上述現(xiàn)有的鋼吊箱技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)業(yè)知識(shí)， 積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱及施工工藝，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的傳統(tǒng)的鋼吊箱技術(shù)，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的傳統(tǒng)的鋼吊箱技術(shù)存在的缺陷，而提供一種新的用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)及施工工藝，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其不需要大型起重船或大型起重吊機(jī)，不借助臨時(shí)鋼管樁等其他輔助設(shè)備，方便簡(jiǎn)單，便于操作，節(jié)約了施工成本，加快了施工進(jìn)度，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于，提供一種用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)及施工工藝，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其整個(gè)施工過(guò)程均在無(wú)水狀態(tài)下操作，不需要潛水設(shè)備、水下安裝切割設(shè)備和潛水人員，節(jié)省了相關(guān)費(fèi)用，降低了施工成本，從而更加適于實(shí)用。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于，提供用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)及施工工藝，充分利用工程鉆孔樁承載，使鋼吊箱拼裝、下沉?xí)r的自重力以及封底混凝土和承臺(tái)混凝土的自重荷載由工程鉆孔樁承載，從而節(jié)約工程成本，提高工程進(jìn)度，更加適用高樁承臺(tái)施工。
[0008]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)，包括:
[0009]——牛腿。共有4個(gè)牛腿，該4個(gè)牛腿分別設(shè)置在根鉆孔樁鋼護(hù)筒位于常水位以上的順橋向的外側(cè)緣。
[0010]——受力梁。由2根受力梁和多根次受力分配梁組成，其中，所述的每一根受力梁順橋向設(shè)置在2個(gè)牛腿上，多根次受力分配梁橫橋向設(shè)置在2根受力梁上。
[0011]——鋼吊箱。由順橋向側(cè)板和順橋向側(cè)板、橫橋向側(cè)板和橫橋向側(cè)板及鋼吊箱底板組成。其中所述的鋼吊箱底板設(shè)置在多根次受力分配梁上，所述的順橋向側(cè)板和順橋向側(cè)板垂直于鋼吊箱底板且順橋向設(shè)置在鋼吊箱底板的左側(cè)和右側(cè)，所述的橫橋向側(cè)板和橫橋向側(cè)板垂直于鋼吊箱底板且橫橋向設(shè)置在鋼吊箱底板的前側(cè)和后側(cè)。
[0012]——懸吊系統(tǒng)。由4根鋼支撐梁、2根懸吊橫梁、4根導(dǎo)鏈組成，其中，所述的4根鋼支撐梁的底端分別固定在4根鉆孔樁鋼護(hù)筒內(nèi)的鉆孔樁樁頂中心處，該4根鋼支撐梁的頂端分別支撐懸吊橫梁，所述的4根導(dǎo)鏈的上端與懸吊橫梁連接，該4根導(dǎo)鏈的底端分別與順橋向側(cè)板、順橋向側(cè)板連接。
[0013]前述的用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)，其中所述的鋼吊箱在吊離牛腿IOcm高時(shí)，割除在常水位之上時(shí)設(shè)置的牛腿。
[0014]前述的用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)，其中所述的鋼吊箱下沉到它的鋼吊箱底板頂面至承臺(tái)底設(shè)計(jì)標(biāo)高以下Im處，在該鋼吊箱處于由懸吊系統(tǒng)懸吊狀態(tài)時(shí)，在該鋼吊箱底板上設(shè)置封底混凝土層。
[0015]前述的用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)，在抽干鋼吊箱內(nèi)的水時(shí)，再次在4根鉆孔樁鋼護(hù)筒順橋向的內(nèi)側(cè)緣距鋼吊箱底板頂面75cm處分別設(shè)置牛腿，并通過(guò)螺栓將受力梁、鋼吊箱底板、封底混凝土層與該牛腿固結(jié)在一起。
[0016]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)的施工工藝，其特征在于，包括如下步驟:
[0017]步驟1:在常水位以上安裝牛腿。在位于常水位以上的4個(gè)鉆孔樁鋼護(hù)筒的外側(cè)緣順橋向焊接牛腿。
[0018]步驟2:安裝受力梁。共有2根受力梁順橋向安裝在4個(gè)牛腿上。其中，所述的每2個(gè)牛腿上順橋向安裝I根受力梁，在該2根受力梁上橫橋向安裝固結(jié)多根次受力分配梁。
[0019]步驟3:在常水位以上拼裝鋼吊箱。首先將鋼吊箱底板安裝在多根次受力分配梁，通過(guò)螺栓將受力梁、次受力分配梁和鋼吊箱底板固定在一起，然后將所述的兩個(gè)順橋向側(cè)板垂直順橋向分別安裝在鋼吊箱底板上的左側(cè)和右側(cè)，將所述的兩個(gè)橫橋向側(cè)板垂直橫橋向分別安裝在鋼吊箱底板上的前側(cè)和后側(cè)，該順橋向側(cè)板、橫橋向側(cè)板均通過(guò)螺栓固定在鋼吊箱底板上，此時(shí)，由牛腿承擔(dān)鋼吊箱及受力梁產(chǎn)生的自重力，并通過(guò)牛腿將前述自重力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒上。
[0020]步驟4:安裝懸吊系統(tǒng)。首先將4根鋼支撐梁的下端分別固定在4個(gè)鉆孔樁鋼護(hù)筒內(nèi)的鉆孔樁頂中心處，然后，將2根懸吊橫梁安裝在4根鋼支撐梁頂端上，將4根導(dǎo)鏈的上端安裝在懸吊橫梁上，將4根導(dǎo)鏈的下端分別安裝在兩順橋向側(cè)板的上端。
[0021]步驟5:切割牛腿。先通過(guò)懸吊系統(tǒng)的4根導(dǎo)鏈將鋼吊箱及受力梁向上提升距離牛腿IOcm高處，此時(shí)受力梁、鋼吊箱以及懸吊系統(tǒng)產(chǎn)生的自重力由懸吊系統(tǒng)承擔(dān)，并通過(guò)懸吊系統(tǒng)將前述自重力荷載傳遞給到鉆孔樁鋼護(hù)筒內(nèi)鉆孔樁頂上，完成受力轉(zhuǎn)換后，將處在常水位以上焊接在4個(gè)鉆孔樁鋼護(hù)筒上的牛腿全部切割掉。
[0022]步驟6:鋼吊箱下沉就位。用懸吊系統(tǒng)的4根導(dǎo)鏈將鋼吊箱及受力梁下沉，使鋼吊箱下沉至其鋼吊箱底板頂面低于承臺(tái)底設(shè)計(jì)標(biāo)高的1.0m處，該鋼吊箱的順橋向側(cè)板、橫橋向側(cè)板的頂端均在常水位以上，所述的鋼吊箱處于被所述懸吊系統(tǒng)懸吊狀態(tài)，此時(shí)，該鋼吊箱、受力梁以及懸吊系統(tǒng)產(chǎn)生的自重力均由懸吊系統(tǒng)承擔(dān)，并通過(guò)懸吊系統(tǒng)將前述自重力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒內(nèi)鉆孔樁頂上。
[0023]步驟7:澆筑封底混凝土層。先在處于懸吊狀態(tài)下的鋼吊箱的鋼吊箱底板)頂面上澆筑混凝土，澆筑成70cm厚的封底混凝土層，同時(shí)在封底混凝土層、鋼吊箱底板及受力梁上預(yù)留與牛腿互相對(duì)應(yīng)的圓孔，待封底混凝土層達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度后，抽干鋼吊箱內(nèi)的水，此時(shí)，受力梁、鋼吊箱、懸吊系統(tǒng)的自重力以及受力梁、鋼吊箱的浮力荷載均由懸吊系統(tǒng)傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒內(nèi)鉆孔樁頂上。
[0024]步驟8:焊接牛腿。在鋼吊箱內(nèi)的4根鉆孔樁鋼護(hù)筒順橋向距鋼吊箱底板頂面75cm處的內(nèi)側(cè)緣上分別焊接牛腿，在每一個(gè)牛腿上預(yù)留有圓孔。
[0025]步驟9:通過(guò)螺栓將受力梁、鋼吊箱底板、封底混凝土層和牛腿栓接在一起，使受力梁、鋼吊箱、封底混凝土層的自重力以及受力梁、鋼吊箱的浮力由牛腿承擔(dān)，并通過(guò)牛腿將前述重力和浮力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒上；完成受力體系轉(zhuǎn)換后，拆除鋼支撐梁、懸吊橫梁和導(dǎo)鏈。
[0026]步驟10:澆筑找平混凝土層。在封底混凝土層上澆筑混凝土，澆筑成30cm厚找平混凝土層，并將牛腿埋入找平混凝土層內(nèi)，此時(shí)，受力梁、鋼吊箱、封底混凝土層、找平混凝土層的自重力以及受力梁、鋼吊箱的浮力由牛腿承擔(dān)，并通過(guò)牛腿將前述自重力和浮力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒上。
[0027]步驟11:破除鉆孔樁頭，在找平混凝土層達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定強(qiáng)度后，破除承臺(tái)底設(shè)計(jì)標(biāo)高以上的鉆孔樁鋼護(hù)筒及鉆孔樁鋼護(hù)筒內(nèi)的鉆孔樁頭。
[0028]步驟12:施工承臺(tái)。在找平混凝層上施工承臺(tái)，此時(shí)，受力梁、鋼吊箱、封底混凝土層、找平混凝土層、承臺(tái)的自重力以及受力梁、鋼吊箱的浮力由牛腿承擔(dān)，并通過(guò)牛腿將前述自重力和浮力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒上。
[0029]步驟13:施工橋墩。在承臺(tái)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度后，在承臺(tái)上施工橋墩，此時(shí)，受力梁、鋼吊箱、封底混凝土層以及找平混凝土層的自重力以及受力梁、鋼吊箱的浮力由牛腿承擔(dān)，并通過(guò)牛腿將前述自重力和浮力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒上，而該承臺(tái)的自重力由鉆孔樁鋼護(hù)筒內(nèi)的鉆孔樁承擔(dān)，該橋墩混凝土自重力荷載由承臺(tái)傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒內(nèi)的鉆孔粧上。
[0030]步驟14:拆除鋼吊箱，在承臺(tái)施工完畢且橋墩施工到常水位以上后，將順橋向側(cè)板、順橋向側(cè)板、橫橋向側(cè)板、橫橋向側(cè)板拆除，被保留的受力梁、鋼吊箱底板、封底混凝土層、螺栓、找平混凝土層、牛腿構(gòu)成承臺(tái)底部構(gòu)成額外保護(hù)層。
[0031]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(diǎn):[0032]1、在常水位以上的鉆孔樁鋼護(hù)筒上焊接牛腿，在牛腿上拼裝鋼吊箱，鋼吊箱拼裝在水面以上作業(yè)，將力直接傳遞到鉆孔樁上，不需要借助其他輔助支撐設(shè)施，節(jié)約了施工成本；
[0033]2、在鉆孔樁鋼護(hù)筒內(nèi)的鉆孔樁頂中心處上安設(shè)懸吊系統(tǒng)，用懸吊系統(tǒng)起吊沉放鋼吊箱，將力直接傳遞到鉆孔樁上，不需要借助其他大型起吊設(shè)備，方便簡(jiǎn)單，加快了施工進(jìn)度；
[0034]3、通過(guò)懸吊系統(tǒng)將鋼吊箱下沉至使鋼吊箱底板低于承臺(tái)底設(shè)計(jì)標(biāo)高I米處，澆注封底混凝土層，并將鋼吊箱里面的水抽干，再在鉆孔樁鋼護(hù)筒的內(nèi)側(cè)緣上焊接牛腿，通過(guò)螺栓將鋼吊箱與牛腿栓接，由牛腿承擔(dān)鋼吊箱、封底混凝土、承臺(tái)以及水的浮力，不需要借助其他輔助支撐設(shè)施，降低了施工成本，
[0035]4、承臺(tái)與墩身整個(gè)施工過(guò)程均在無(wú)水狀態(tài)下操作，不需要潛水設(shè)備、水下安裝切割設(shè)備和潛水人員，節(jié)省了相關(guān)費(fèi)用，方便簡(jiǎn)單，便于操作。
[0036]5、在常水位以上設(shè)置的牛腿上進(jìn)行鋼吊箱拼裝時(shí)，該牛腿承受鋼吊箱的自重和受力梁的荷載，在鋼吊箱起吊沉放時(shí)轉(zhuǎn)換成由懸吊系統(tǒng)承擔(dān)鋼吊箱和受力梁的自重荷載，當(dāng)鋼吊箱下沉到承臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)高以下時(shí)，轉(zhuǎn)換成由再設(shè)置的牛腿承擔(dān)受力梁、鋼吊箱、封底混凝土層、找平混凝土層和承臺(tái)混凝土的自重荷載的荷載以及水的浮力，在上述荷載的轉(zhuǎn)換過(guò)程中均以工程鉆孔樁為依托進(jìn)行受力體系轉(zhuǎn)化，不需要設(shè)置臨時(shí)鋼管樁實(shí)施，方便簡(jiǎn)單，便于操作。。
`[0037]6、用預(yù)制混凝土底板代替鋼底板，節(jié)約了成本，減少了鋼材的浪費(fèi)。
[0038]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0039]本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及其制造工藝由以下實(shí)施例及附圖詳細(xì)給出。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1是本發(fā)明的鋼吊箱系統(tǒng)在常水位以上的時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖2是本發(fā)明的鋼吊箱平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖3是本發(fā)明的鋼吊箱下沉?xí)r處于懸吊狀態(tài)時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖4:是本發(fā)明的鋼吊箱系統(tǒng)在常水位以下時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖5是本發(fā)明澆筑承臺(tái)、橋墩的結(jié)構(gòu)示意圖
[0045]1:鉆孔樁鋼護(hù)筒2:牛腿
[0046]3:受力梁
[0047]31 --主受力梁32:次受力分配梁
[0048]4:鋼吊箱
[0049]41:順橋向側(cè)板42:順橋向側(cè)板
[0050]43:橫橋向側(cè)板44:橫橋向側(cè)板
[0051]45:鋼吊箱底板
[0052]5:懸吊系統(tǒng)
[0053]51:鋼支撐梁52:懸吊橫梁
[0054]53:導(dǎo)鏈[0055]6:封底混凝土層7:牛腿
[0056]8:螺栓9:找平混凝土層
[0057]10:承臺(tái)11:橋墩
[0058]12:常水位13:承臺(tái)底設(shè)計(jì)標(biāo)高
【具體實(shí)施方式】
[0059]以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)及施工工藝詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0060]請(qǐng)參閱圖1、圖2所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的在常水位以上時(shí)的用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)，由牛腿2、受力梁3、鋼吊箱4、懸吊系統(tǒng)5組成，其中:
[0061]所述的牛腿2，共有4個(gè)牛腿2。該4個(gè)牛腿2分別設(shè)置在位于常水位12以上的4根鉆孔樁鋼護(hù)筒I順橋向的外側(cè)緣。
[0062]所述的受力梁3，由2根受力梁31和多根次受力分配梁32組成。其中，在一根受力梁31順橋向設(shè)置在2個(gè)牛腿2上，另一根受力梁31順橋向設(shè)置在另兩個(gè)牛腿2上。多根次受力分配梁32橫橋向設(shè)置在兩根受力梁31上。
[0063]所述的鋼吊箱4，由順橋向側(cè)板41和順橋向側(cè)板42、橫橋向側(cè)板43和橫橋向側(cè)板44及鋼吊箱底板45組成。其中，所述的鋼吊箱底板45設(shè)置在多根次受力分配梁32上。所述的順橋向側(cè)板41和順橋向側(cè)板42垂直于鋼吊箱底板45且順橋向設(shè)置在鋼吊箱底板45的左側(cè)和右側(cè)。所述的橫橋向側(cè)板43和橫橋向側(cè)板44垂直于鋼吊箱底板45且橫橋向設(shè)置在鋼吊箱底板45的前側(cè)和后側(cè)。
[0064]所述的懸吊系統(tǒng)5，由4根鋼支撐梁51、2根懸吊橫梁52、4根導(dǎo)鏈53組成。其中，所述的4根鋼支撐梁51的底端分別固定在4根鉆孔樁鋼護(hù)筒I內(nèi)的鉆孔樁樁頂中心處，該4根鋼支撐梁51的頂端分別支撐懸吊橫梁52。所述的4根導(dǎo)鏈53的上端與懸吊橫梁52連接，該4根導(dǎo)鏈53的底端分別與順橋向側(cè)板41、順橋向側(cè)板42連接。
[0065]參閱圖3，在所述的鋼吊箱4在吊離牛腿2IOcm高時(shí)，割除在常水位12之上時(shí)設(shè)置的牛腿2。
[0066]參閱圖4，在所述的鋼吊箱4向下沉，使鋼吊箱底板45的頂面至承臺(tái)底設(shè)計(jì)標(biāo)高13以下Im處，該鋼吊箱4處于由懸吊系統(tǒng)5懸吊狀態(tài)時(shí)，在該鋼吊箱底板45上設(shè)置封底混凝土層6。
[0067]參閱圖4，在封底混凝土層6達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，抽干鋼吊箱4內(nèi)的水，再次在4根鉆孔樁鋼護(hù)筒I順橋向的內(nèi)側(cè)緣距鋼吊箱底板45頂面75cm處分別設(shè)置牛腿7，并通過(guò)螺栓8將受力梁3、鋼吊箱底板45、封底混凝土層6與該牛腿7固定在一起。
[0068]依據(jù)本發(fā)明提出的用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)的水下高樁承臺(tái)施工工藝，主要包括以下步驟:
[0069]步驟1:在常水位以上安裝牛腿2。在位于常水位12以上的4個(gè)鉆孔樁鋼護(hù)筒I的外側(cè)緣順橋向焊接牛腿2 ；
[0070]步驟2:安裝受力梁3。一根受力梁31順橋向安裝在2個(gè)牛腿2上，另一根受力梁31順橋向安裝在另2個(gè)牛腿2。在該2根受力梁31上橫橋向安裝固結(jié)多根次受力分配梁32.[0071]步驟3:在常水位12以上拼裝鋼吊箱4。首先將鋼吊箱底板45安裝在多根次受力分配梁32上，并通過(guò)螺栓將多根次受力分配梁32和受力梁31和鋼吊箱底板45固定在一起。然后將所述的順橋向側(cè)板41和順橋向側(cè)板42垂直順橋向分別安裝在鋼吊箱底板45上的左側(cè)和右側(cè)，將所述的橫橋向側(cè)板43和橫橋向側(cè)板44垂直橫橋向分別安裝在鋼吊箱底板45上的前側(cè)和后側(cè)，該順橋向側(cè)板41、順橋向側(cè)板42、橫橋向側(cè)板43、橫橋向側(cè)板44均通過(guò)螺栓固定在鋼吊箱底板45上。此時(shí)，由牛腿2承擔(dān)鋼吊箱4及受力梁3產(chǎn)生的自重力，并通過(guò)牛腿2將前述自重力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒I內(nèi)的鉆孔樁上；
[0072]步驟4:安裝懸吊系統(tǒng)5。首先將4根鋼支撐梁51的下端分別固定在4個(gè)鉆孔樁鋼護(hù)筒I內(nèi)的鉆孔樁頂中心處。然后，將2根懸吊橫梁52安裝在4根鋼支撐梁51頂端上，將4根導(dǎo)鏈53的上端安裝在懸吊橫梁52上，將4根導(dǎo)鏈53的下端安裝在順橋向側(cè)板41和順橋向側(cè)板42的上端；
[0073]步驟5:切割牛腿2。先通過(guò)懸吊系統(tǒng)5的4根導(dǎo)鏈53將鋼吊箱4及受力梁3向上提升距離牛腿210cm高處，此時(shí)受力梁3、鋼吊箱4以及懸吊系統(tǒng)5產(chǎn)生的自重力由懸吊系統(tǒng)5承擔(dān)并通過(guò)懸吊系統(tǒng)5將前述自重力荷載傳遞給到鉆孔樁鋼護(hù)筒I內(nèi)鉆孔樁頂上，完成受力轉(zhuǎn)換后，將處在常水位12以上焊接在4個(gè)鉆孔樁鋼護(hù)筒I上的牛腿2全部切割掉；
[0074]步驟6:鋼吊箱4下沉就位。用懸吊系統(tǒng)5的4根導(dǎo)鏈53將鋼吊箱4及受力梁3下沉，使鋼吊箱4下沉至使其鋼吊箱底板45頂面低于承臺(tái)底設(shè)計(jì)標(biāo)高13的Im處，該鋼吊箱4的順橋向側(cè)板41、順橋向側(cè)板42、橫橋向側(cè)板43、橫橋向側(cè)板44的頂端均在常水位12以上，所述的鋼吊箱4處于被所述懸吊系統(tǒng)5懸吊狀態(tài)，此時(shí)，該鋼吊箱4、受力梁3以及懸吊系統(tǒng)5產(chǎn)生的自重力均由懸吊系統(tǒng)5承擔(dān)，并通過(guò)懸吊系統(tǒng)5將前述自重力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒I內(nèi)鉆孔樁頂上；
[0075]步驟7:澆筑封底混凝土層6。先在處于懸吊狀態(tài)下的鋼吊箱4的鋼吊箱底板45頂面上澆筑混凝土，澆筑成70cm厚封底混凝土層6，同時(shí)在封底混凝土層6、鋼吊箱底板45及受力梁3上預(yù)留與牛腿7互相對(duì)應(yīng)的圓孔，待封底混凝土層6達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度后，抽干鋼吊箱4內(nèi)的水，此時(shí)，鋼吊箱4、受力梁3、懸吊系統(tǒng)5的自重力以及鋼吊箱4、受力梁3的浮力荷載由懸吊系統(tǒng)5傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒I內(nèi)鉆孔樁頂上；
[0076]步驟8:焊接牛腿7。在鋼吊箱4內(nèi)的4根鉆孔樁鋼護(hù)筒I順橋向距鋼吊箱底板45頂面75cm處的內(nèi)側(cè)緣上分別焊接牛腿7，在每一個(gè)牛腿7上預(yù)留有圓孔；
[0077]步驟9:通過(guò)螺栓8將受力梁3、鋼吊箱底板45、封底混凝土層6和牛腿7栓接在一起，使受力梁3、鋼吊箱4、封底混凝土層6的自重力及受力梁3、鋼吊箱4的浮力由牛腿7承擔(dān)，并通過(guò)牛腿7將前述的重力和浮力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒I上，完成受力體系轉(zhuǎn)換后，拆除鋼支撐梁51、懸吊橫梁52和導(dǎo)鏈53 ；
[0078]步驟10:澆筑找平混凝土層9。在封底混凝土層6上澆筑混凝土，澆筑成30cm厚找平混凝土層9，并將牛腿7埋入找平混凝土層9內(nèi)，此時(shí)，受力梁3、鋼吊箱4、封底混凝土層6、找平混凝土層9的自重力以及受力梁和鋼吊箱4的浮力由牛腿7承擔(dān)，并通過(guò)牛腿7將前述自重力和浮力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒I上；
[0079]步驟11:破除鉆孔樁頭。在找平混凝土層9達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定強(qiáng)度后，破除承臺(tái)底設(shè)計(jì)標(biāo)高13以上的鉆孔樁鋼護(hù)筒I及鉆孔樁鋼護(hù)筒I內(nèi)的鉆孔樁頭；
[0080]步驟12:施工承臺(tái)10。在找平混凝層9上施工承臺(tái)10，此時(shí)，受力梁3、鋼吊箱4、封底混凝土層6、找平混凝土層9、承臺(tái)混凝土的自重力以及受力梁3、鋼吊箱4的浮力由牛腿7承擔(dān)，并通過(guò)牛腿7將前述自重力和浮力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒I上；
[0081]步驟13:施工橋墩11。在承臺(tái)10達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度后，在承臺(tái)10上施工橋墩11，此時(shí)，受力梁3、鋼吊箱4、封底混凝土層6以及找平混凝土層9的自重力以及受力梁3、鋼吊箱4的浮力由牛腿7承擔(dān)，并通過(guò)牛腿7將前述自重力和浮力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒I上，而該承臺(tái)10的自重力由鉆孔樁鋼護(hù)筒I內(nèi)的鉆孔樁承擔(dān)，該橋墩混凝土自重力荷載由承臺(tái)10傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒I內(nèi)的鉆孔樁上(見(jiàn)圖5);
[0082]步驟14:拆除鋼吊箱4，在承臺(tái)10施工完畢且橋墩11施工到常水位12以上后，將順橋向側(cè)板41、順橋向側(cè)板42、橫橋向側(cè)板43、橫橋向側(cè)板44拆除，被保留的受力梁3、鋼吊箱底板45、封底混凝土層6、螺栓8、找平混凝土層9、牛腿7構(gòu)成承臺(tái)10底部的保護(hù)層(見(jiàn)圖5)。
[0083]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)，其特征在于包括: —牛腿(2 )，共有4個(gè)牛腿(2 )，該4個(gè)牛腿(2 )分別設(shè)置在4根鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)位于常水位(12)以上的順橋向的外側(cè)緣； —受力梁(3)，由2根受力梁(31)和多根次受力分配梁(32)組成，其中，所述的每一根受力梁(31)順橋向設(shè)置在2個(gè)牛腿(2)上，多根次受力分配梁(32)橫橋向設(shè)置在2根受力梁(31)上； ——鋼吊箱(4)，由順橋向側(cè)板(41)和順橋向側(cè)板(42)、橫橋向側(cè)板(43)和橫橋向側(cè)板(44)及鋼吊箱底板(45)組成，其中，所述的鋼吊箱底板(45)設(shè)置在多根次受力分配梁(32 )上，所述的順橋向側(cè)板(41)和順橋向側(cè)板(42 )垂直于鋼吊箱底板(45 )且順橋向設(shè)置在鋼吊箱底板(45)的左側(cè)和右側(cè)，所述的橫橋向側(cè)板(43)和橫橋向側(cè)板(44)垂直于鋼吊箱底板(45)且橫橋向設(shè)置在鋼吊箱底板(45)的前側(cè)和后側(cè)； —懸吊系統(tǒng)(5)，由4根鋼支撐梁(51)、2根懸吊橫梁(52)、4根導(dǎo)鏈(53)組成，其中，所述的4根鋼支撐梁(51)的底端分別固定在4根鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)內(nèi)的鉆孔樁樁頂中心處，該4根鋼支撐梁(51)的頂端分別支撐懸吊橫梁(52)，所述的4根導(dǎo)鏈(53)的上端與懸吊橫梁(52)連接，該4根導(dǎo)鏈(53)的底端分別與順橋向側(cè)板(41)、順橋向側(cè)板(42)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)，其特征在于:在所述的鋼吊箱(4)在吊離牛腿(2 ) IOcm高時(shí)，割除在常水位(12)之上時(shí)設(shè)置的牛腿(2 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)，其特征在于:所述的鋼吊箱(4)下沉到它的鋼吊箱底板(45)頂面至承臺(tái)底設(shè)計(jì)標(biāo)高(13)以下Im處，在該鋼吊箱(4)處于由懸吊系統(tǒng)(5)懸吊狀態(tài)時(shí)，在該鋼吊箱底板(45)上設(shè)置封底混凝土層(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述 的用于水下高樁承臺(tái)施工的鋼吊箱系統(tǒng)，其特征在于:在抽干鋼吊箱(4 )內(nèi)的水時(shí)，再次在4根鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)順橋向的內(nèi)側(cè)緣距鋼吊箱底板(45 )頂面75cm處分別設(shè)置牛腿(7)，并通過(guò)螺栓(8)將受力梁(3)、鋼吊箱底板(45)、封底混凝土層(6)與該牛腿(7)固結(jié)在一起。
5.一種用權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的用于水下高樁承臺(tái)的鋼吊箱系統(tǒng)的水下高樁承臺(tái)的施工工藝，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:在常水位以上安裝牛腿(2)，在位于常水位(12)以上的4個(gè)鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)的外側(cè)緣順橋向焊接牛腿(2); 步驟2:安裝受力梁(3)，共有2根受力梁(3)順橋向安裝在4個(gè)牛腿(2)上，其中，所述的每2個(gè)牛腿(2)上順橋向安裝I根受力梁(31)，在該2根受力梁(31)上橫橋向安裝固結(jié)多根次受力分配梁(32)； 步驟3:在常水位(12)以上拼裝鋼吊箱(4)，首先將鋼吊箱底板(45)安裝在多根次受力分配梁(32)，通過(guò)螺栓將受力梁(31)、次受力分配梁(32)和鋼吊箱底板(45)固定在一起，然后將所述的順橋向側(cè)板(41)和順橋向側(cè)板(42)垂直順橋向分別安裝在鋼吊箱底板(45)上的左側(cè)和右側(cè)，將所述的橫橋向側(cè)板(43)和橫橋向側(cè)板(44)垂直橫橋向分別安裝在鋼吊箱底板(45)上的前側(cè)和后側(cè)，該順橋向側(cè)板(41)、順橋向側(cè)板(42)、橫橋向側(cè)板(43)、橫橋向側(cè)板(44)均通過(guò)螺栓固定在鋼吊箱底板(45)上，此時(shí)，由牛腿(2)承擔(dān)鋼吊箱(4)及受力梁(3)產(chǎn)生的自重力，并通過(guò)牛腿(2)將前述自重力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒(O內(nèi)的鉆孔樁上；步驟4:安裝懸吊系統(tǒng)(5)，首先將4根鋼支撐梁(51)的下端分別固定在4個(gè)鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)內(nèi)的鉆孔樁頂中心處，然后，將2根懸吊橫梁(52)安裝在4根鋼支撐梁(51)頂端上，將4根導(dǎo)鏈(53)的上端安裝在懸吊橫梁(52)上，將4根導(dǎo)鏈(53)的下端安裝在順橋向側(cè)板(41)和順橋向側(cè)板(42)的上端； 步驟5:切割牛腿(2)，先通過(guò)懸吊系統(tǒng)(5)的4根導(dǎo)鏈(53)將鋼吊箱(4)及受力梁(3)向上提升距離牛腿⑵IOcm高處，此時(shí)受力梁(3)、鋼吊箱(4)以及懸吊系統(tǒng)(5)產(chǎn)生的自重力由懸吊系統(tǒng)(5)承擔(dān)，并通過(guò)懸吊系統(tǒng)(5)將前述自重力荷載傳遞給到鉆孔樁鋼護(hù)筒(O內(nèi)鉆孔樁頂上，完成受力轉(zhuǎn)換后，將處在常水位(12)以上焊接在4個(gè)鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)上的牛腿(2)全部切割掉； 步驟6:鋼吊箱(4)下沉就位，用懸吊系統(tǒng)(5)的4根導(dǎo)鏈(53)將鋼吊箱(4)及受力梁(3)下沉，使鋼吊箱(4)下沉至其鋼吊箱底板(45)頂面低于承臺(tái)底設(shè)計(jì)標(biāo)高(13)的1.0m處，該鋼吊箱(4)的順橋向側(cè)板(41)、順橋向側(cè)板(42)、橫橋向側(cè)板(43)、橫橋向側(cè)板(44)的頂端均在常水位(12)以上，所述的鋼吊箱(4)處于被所述懸吊系統(tǒng)(5)懸吊狀態(tài)，此時(shí)，該鋼吊箱(4)、受力梁(3)以及懸吊系統(tǒng)(5)產(chǎn)生的自重力均由懸吊系統(tǒng)(5)承擔(dān)，并通過(guò)懸吊系統(tǒng)(5)將前述自重力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)內(nèi)鉆孔樁頂上； 步驟7:澆筑封底混凝土層(6)，先在處于懸吊狀態(tài)下的鋼吊箱(4)的鋼吊箱底板(45)頂面上澆筑混凝土，澆筑成70cm厚的封底混凝土層(6)，同時(shí)在封底混凝土層(6)、鋼吊箱底板(45)及受力梁(3)上預(yù)留與牛腿(7)互相對(duì)應(yīng)的圓孔，待封底混凝土層(6)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度后，抽干鋼吊箱(4)內(nèi)的水，此時(shí)，受力梁(3)、鋼吊箱(4)、懸吊系統(tǒng)(5)的自重力以及受力梁(3)、鋼吊箱(4)的浮力荷載均由懸吊系統(tǒng)(5)傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)內(nèi)鉆孔樁頂上； 步驟8:焊接牛腿(7)，在鋼吊箱(4)內(nèi)的4根鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)順橋向距鋼吊箱底板 (45)頂面75cm處的內(nèi)側(cè)緣上分別焊接牛腿(7)，在每一個(gè)牛腿(7)上預(yù)留有圓孔； 步驟9:通過(guò)螺栓(8)將受力梁(3)、鋼吊箱底板(45)、封底混凝土層(6)和牛腿(7)栓接在一起，使受力梁(3)、鋼吊箱(4)、封底混凝土層(6)的自重力以及受力梁(3)、鋼吊箱(4)的浮力由牛腿(7)承擔(dān)，并通過(guò)牛腿(7)將前述重力和浮力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)上；完成受力體系轉(zhuǎn)換后，拆除鋼支撐梁(51)、懸吊橫梁(52)和導(dǎo)鏈(53); 步驟10:澆筑找平混凝土層(9)，在封底混凝土層(6)上澆筑混凝土，澆筑成30cm厚找平混凝土層(9)，并將牛腿(7)埋入找平混凝土層(9)內(nèi)，此時(shí)，受力梁(3)、鋼吊箱(4)、封底混凝土層(6)、找平混凝土層(9)的自重力以及受力梁(3)、鋼吊箱(4)的浮力由牛腿(7)承擔(dān)，并通過(guò)牛腿(7)將前述自重力和浮力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)上； 步驟11:破除鉆孔樁頭，在找平混凝土層(9)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定強(qiáng)度后，破除承臺(tái)底設(shè)計(jì)標(biāo)高(13)以上的鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)及鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)內(nèi)的鉆孔樁頭； 步驟12:施工承臺(tái)(10)，在找平混凝層(9)上施工承臺(tái)(10)，此時(shí)，受力梁(3)、鋼吊箱(4)、封底混凝土層(6)、找平混凝土層(9)、承臺(tái)(10)的自重力以及受力梁(3)、鋼吊箱(4)的浮力由牛腿(7)承擔(dān)，并通過(guò)牛腿(7)將前述自重力和浮力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)上； 步驟13:施工橋墩(11)，在承臺(tái)(10)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度后，在承臺(tái)(10)上施工橋墩(II)，此時(shí)，受力梁(3)、鋼吊箱(4)、封底混凝土層(6)以及找平混凝土層(9)的自重力以及受力梁(3)、鋼吊箱(4)的浮力由牛腿(7)承擔(dān)，并通過(guò)牛腿(7)將前述自重力和浮力荷載傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)上，而該承臺(tái)(10)的自重力由鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)內(nèi)的鉆孔樁承擔(dān)，該橋墩混凝土自重力荷載由承臺(tái)(10)傳遞到鉆孔樁鋼護(hù)筒(I)內(nèi)的鉆孔樁上； 步驟14:拆除鋼吊箱(4)，在承臺(tái)(10)施工完畢且橋墩(11)施工到常水位(12)以上后，將順橋向側(cè)板(41)、順橋向側(cè)板(42)、橫橋向側(cè)板(43)、橫橋向側(cè)板(44)拆除，被保留的受力梁(3)、鋼吊箱底板(45)、封底混凝土層(6)、螺栓(8)、找平混凝土層(9)、牛腿(7)構(gòu)成承臺(tái)(10)底部構(gòu)成額外保護(hù)層`。
【文檔編號(hào)】E02D23/00GK103510529SQ201210479405
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月22日
【發(fā)明者】劉元煒, 柳在明, 趙敬勇, 田岱松, 張巖, 肖仕周 申請(qǐng)人:中交第三公路工程局有限公司