专利名称：桥梁水中基础浮式钻孔平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种桥梁建筑施工装置，特别是一种桥梁水中基础浮式 钻孔平台。
技术背景随着我国国民经济的迅速发展，工农业建设突飞猛进，交通现代化，需 要建设的桥梁日益增多。目前大型桥梁水中基础施工需要采用钻孔平台结构， 但迄今为止只有用于地质勘探或水下爆破清障的浮式钻孔船，其钻孔直径很 小，通常小于几十厘米，还没有真正能够用于大直径桥梁工程施工的浮式钻孔平台，不能用于1.5米直径以上的工程桩的钻孔。所以我国在此之前，大 型桥梁水中基础钻孔施工 一般采用固定式钻孔平台。固定式钻孔平台在施工中存在下述三个方面的缺点(1)施工难度大。 固定式钻孔平台结构复杂，需要设立定位钢管桩，并要求定位钢管桩固结在 水下床体稳定层内，同时定位钢管桩顶需与平台固接。如果在深水区，则钢 管桩的自由长度大，给钢管桩施工带来许多意料不到的困难，很难插打进入 水下稳定层内，并且为保证固定平台稳定以抵抗水流、风浪、潮汐等各种作 用力的袭击，仍需设立锚碇系统固定平台，其施工繁琐，难度大，安全性差。 固定平台上设置门式吊机，随水位涨落变化，平台顶面与水面的高差是一个 变量，故潮汐涨落较大时会影响起吊作业。(2)固定式钻孔平台，施工期长。 当在深水区施工时，为确保安全，需在定位钢管桩内灌砂压重，以保证钢管桩稳定性，所以构建施工期较长，费时日。(3)固定式钻孔平台成本高，费用大。固定式钻孔平台需设置大量定位钢管桩，分配梁等，还需设置临时支 撑桩，各种物资器材，搬运组装要花费大量人力物力和财力， 一旦施工完成， 其拆卸搬运工作量也很大，所以施工成本高。 发明内容本实用新型的目的是提供一种成本低，施工简单的桥梁水中基础浮式钻 孔平台。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案 一种桥梁水中基础浮 式钻孔平台，含有浮船及其定位用的柔性锚碇结构，浮船上安装有组合拼装 门式吊机，在浮船上安装有组合拼装的钻孔平台，钻孔平台上安装有冲吸钻机，所述浮式钻孔平台上定位预留有空位，空位处插打有钢护筒。所述空位有多个，每个空位内均插打有钢护筒，每根钢护筒根部插打嵌 入水下强风化岩层内或水下河床的稳定地层内，在各根钢护筒上部之间设有 刚性结构连接系，在每根钢护筒上端口安装有钻机提系钻头钢丝绳的限位装 置和吸泥管泵以及沉碴筒，提系钻头钢丝绳限位装置由两根互相平行、相对 钻机中心线对称安装于钢护筒端口的分配梁及其上设置的钢丝绳限位滑轮组 组成，滑轮转动中心位置通过调节机构可进行调位，分配梁两端通过固定于 钢护筒外表面的牛腿块固紧件固紧。所述浮船是用浮箱拼装组合而成的左、右对称的两只大排水量的浮船或 者是在拼装式两浮船前、后端用浮箱连接构成的一个中空整体浮船体，或拼 装成的槽形浮船体。所述组合式门式吊机由万能杆件拼装而成，门式吊机上部为双向悬臂结 构，上边安装有走行大梁，走行大梁两端安装有走行轮及驱动装置，走行大 梁上安装有走行天车，走行天车两端安装有走行轮及驱动装置，走行大梁与 走行天车的走行方向相互垂直。在所述钻孔平台上安装有插打钢护筒的导向装置，由浮体上的门式吊机 起吊钢护筒至该导向装置内，在钢护筒顶部安装有震动打桩机。所述钻机为冲击钻机，钻头为冲击钻头。由于本浮式钻孔平台与钢护筒各自成为独立体系，因此平台晃动不影响 钻孔质量，钢护筒上端口的限位装置，确保钻孔的高精度，采用冲吸钻机， 投资少，重量轻，不受水涨水落影响，占用面积小，冲吸钻机不对浮式钻孔 平台产生水平扭矩，使锚碇数量减少，对保证钻孔孔位准确性很有利，并且 在浮式平台上使用冲击钻机，可克服在浮式平台上使用旋转钻机孔底钻压不 稳定的缺陷。浮式钻孔平台取消了固定平台需设置的较多定位钢管桩、分配 梁和支撑桩，灌砂压重等一系列工序，与固定式钻孔平台相比大大节约投资。 浮式钻孔平台墩位间整体移动快捷迅速，工序少。固定钻孔平台的安装、移 位甚费时日，安装、拆卸工作量大，拆装完毕到新墩位构建新钻孔平台甚费 时间，工程进展缓慢，而浮式钻孔平台当钻孔完成后，切割并回收钢护筒， 浮式钻孔平台立即可用拖轮拖到新的墩位就位，移动方便快捷，大大縮短施 工周期，大幅度降低施工成本。浮式钻孔平台将门式吊机与钻孔平台和浮船 进行一体化设计，其整体稳定性能好，其柔性锚碇定位系统，定位精确。浮 船由标准浮箱组合而成，门式吊机和浮式钻孔平台由可重复使用、拼装方便的万能杆件组装而成，装配迅速，工作效率高，施工工期短。浮式钻孔平台特别适合水深较大(水深大于30m时)，流速及风力不大的场合。单墩钻孔 桩数量较少时，更显优越性，亦可推广应用于水深不大，流速风速较大，大 跨度长桥的基础施工。
图1是浮式钻孔平台俯视结构及锚碇结构平面布置示意图； 图2是浮式钻孔平台双悬臂门式吊机及钢护筒上部钢性连接系统正视结 构示意图；图3是浮式钻孔平台双悬臂门式吊机俯视结构示意图； 图4是钢护筒顶之钻绳限位装置平面布置结构示意图。
具体实施方式
如图l、 2、 3、 4所示，本实用新型包括位于水面21上的浮船1及其定 位用的柔性锚碇结构，浮船1是用浮箱拼装组合而成的左、右对称的两只大 排水量的浮船，也可以是在拼装式两浮船前、后端用浮箱连接构成的一个中 空整体浮船体，或拼装成的槽形浮船体。两条浮船1之间由钻孔平台3、双 悬臂门式吊机2的下横梁10将其连成一个整体。浮船1上安装有组合拼装门 式吊机2，在浮船1上安装有组合拼装的钻孔平台3，钻孔平台3上安装有冲 吸钻机13。组合式门式吊机2由万能杆件拼装而成，门式吊机2上部为双向 悬臂结构，上边安装有走行大梁11，走行大梁11两端安装有走行轮及驱动 装置，走行大梁11上安装有走行天车12，走行天车12两端安装有走行轮及 驱动装置，走行大梁11与走行天车12的走行方向相互垂直。浮式钻孔平台 3浮运至墩位后，锚碇系统从8个方向对浮式钻孔平台进行定位。抛锚步骤 在岸边利用浮箱拼装一条抛锚船和一条过锚船(图中未画出)，在抛锚船上摆 放锚链5及钢丝绳6，锚链5末端连接锚4，将抛锚船和过锚船临时连接在一 起，用拖船将浮式钻孔平台3拖运至墩位处，将过锚船上所系的8根钢丝绳 6按设计分别系在浮船相应的将军柱7上，利用浮船上的收放锚系统9对浮 船进行定位，使本实施例中浮式钻孔平台位置偏差不大于2厘米。浮式钻孔 平台3上定位预留有四个空位20，在钢护筒17顶部安装震动打桩机，在每 个空位20处均插打钢护筒17。每根钢护筒17根部插打嵌入水下强风化岩层 内或水下河床的稳定地层22内，在各根钢护筒17上部之间设有刚性结构连 接系8，在每根钢护筒17上端口安装有钻机提系钻头钢丝绳14的限位装置 16和吸泥管泵以及沉碴筒，提系钻头钢丝绳限位装置由两根互相平行、相对钻机中心线对称安装于钢护筒17端口的分配梁及其上设置的钢丝绳限位滑 轮组组成，滑轮转动中心位置通过调节机构可进行调位，分配梁19两端通过 固定于钢护筒外表面的牛腿块18固紧件固紧。如图2、 3、 4所示，插打钢护筒当浮式钻孔平台3精确定位后，进行 插打钢护筒17施工。在钻孔平台3上桩位处安装导向架，将要插打的4根钢 护筒17放入导向架，钢护筒17顶安装震动打桩机插打钢护筒17就位。4根 钢护筒17全部安装到位后，拼装钢护筒17上部的刚性连接系8使之形成钢 护筒稳定整体结构。然后将导向架拆除，使浮式钻孔平台3与钢护筒17相互 脱离，并自成稳定体系。选用冲吸钻机13钻孔，泵吸反循环取碴的施工方法在钻孔平台3上 对角布置2台冲吸钻机13钻孔，每台冲击钻机13自带有巻扬机，冲击钻头 15由钢丝绳14提系，钢丝绳穿过安装于钢护筒顶端口的限位装置16。限位 装置16安装在固定于钢护筒顶牛腿块18上的分配梁19上。冲吸钻机13安 装在钻孔平台3上，要求底座平稳、水平，钻架与钻孔平台3顶垂直，且保 持钻机13顶部的起重滑轮槽、钻孔、桩位中心大约在一铅垂线上。冲击钻头 15的下端面胎体固定有冲击刃，冲击刃长为7 10厘米。直径1.5米的冲击 刃数量为30 32个，直径2. 2米的冲击刃数量为54 62个。钻头15对准桩 位之后，顺着钻头15中心孔下放排碴管，排碴管底端与孔底应保持适当距离， 将冲击钻头15下放到孔底，开动砂石泵排碴，并开始冲击钻孔，随着冲击破 碎岩石和钻孔加深，要及时放松提系钢丝绳14和下放排碴管。当钻孔达到设计标高后，进行清孔，合格后安装钢管桩(如果有)和钢 筋笼，浇注混凝土成桩。
权利要求1、一种桥梁水中基础浮式钻孔平台，含有浮船及其定位用的柔性锚碇结构，浮船上安装有组合拼装门式吊机，在浮船上安装有组合拼装的钻孔平台，钻孔平台上安装有冲吸钻机，其特征在于所述浮式钻孔平台上定位预留有空位，空位处插打有钢护筒。
2、 如权利要求l所述的桥梁水中基础浮式钻孔平台，其特征在于所述 空位有多个，每个空位内均插打有钢护筒，每根钢护筒根部插打嵌入水下强 风化岩层内或水下河床的稳定地层内，在各根钢护筒上部之间设有刚性结构 连接系，在每根钢护筒上端口安装有钻机提系钻头钢丝绳的限位装置和吸泥 管泵以及沉碴筒，提系钻头钢丝绳限位装置由两根互相平行、相对钻机中心 线对称安装于钢护筒端口的分配梁及其上设置的钢丝绳限位滑轮组组成，滑 轮转动中心位置通过调节机构可进行调位，分配梁两端通过固定于钢护筒外 表面的牛腿块固紧件固紧。
3、 如权利要求1或2所述的桥梁水中基础浮式钻孔平台，其特征在于 所述浮船是用浮箱拼装组合而成的左、右对称的两只大排水量的浮船或者是 在拼装式两浮船前、后端用浮箱连接构成的一个中空整体浮船体，或拼装成 的槽形浮船体。
4、 如权利要求3所述的桥梁水中基础浮式钻孔平台，其特征在于所述 组合式门式吊机由万能杆件拼装而成，门式吊机上部为双向悬臂结构，上边 安装有走行大梁，走行大梁两端安装有走行轮及驱动装置，走行大梁上安装 有走行天车，走行天车两端安装有走行轮及驱动装置，走行大梁与走行天车 的走行方向相互垂直。
5、 如权利要求4所述的桥梁水中基础浮式钻孔平台，其特征在于在所述钻孔平台上安装有插打钢护筒的导向装置，由浮体上的门式吊机起吊钢护 筒至该导向装置内，在钢护筒顶部安装有震动打桩机。
6、 如权利要求5所述的桥梁水中基础浮式钻孔平台，其特征在于所述 钻机为冲击钻机，钻头为冲击钻头。
专利摘要本实用新型公开了一种桥梁水中基础浮式钻孔平台，含有浮船及其定位用的柔性锚碇结构，浮船上安装有组合拼装门式吊机，在浮船上安装有组合拼装的钻孔平台，钻孔平台上安装有冲吸钻机，所述浮式钻孔平台上定位预留有空位，空位处插打有钢护筒。由于本浮式钻孔平台与钢护筒各自成为独立体系，因此平台晃动不影响钻孔质量，钢护筒上端口的限位装置，确保钻孔的高精度，采用冲吸钻机，投资少，重量轻，不受水涨水落影响，占用面积小，冲吸钻机不对浮式钻孔平台产生水平扭矩，使锚碇数量减少，对保证钻孔孔位准确性很有利，并且在浮式平台上使用冲击钻机，可克服在浮式平台上使用旋转钻机孔底钻压不稳定的缺陷。
文档编号E02B17/00GK201137057SQ200720307118
公开日2008年10月22日 申请日期2007年12月19日 优先权日2007年12月19日
发明者冯广胜, 冯文园, 刘晓阳, 李艳哲, 煜 郭 申请人:中铁大桥局集团第一工程有限公司