专利名称：在浅海裸露基岩上搭设深水钢栈桥及平台的方法
技术领域：
本发明特别适用于浅海、跨河基岩裸露海水较深区域钢栈桥、平台、码头工程等。特别是涉及一种在浅海裸露基岩上搭设深水钢栈桥及平台的方法。
背景技术：
钢栈桥、平台、码头等工程，在基础设施中是常用的建筑形式，浅海、河道因水土流失，泥沙淤积较多，在这种情况下，钢管桩施工较为容易。而在海湾、河道流速较大的区域，泥沙淤积较少或没有，而岩石裸露，在这种情况下，钢管桩插打施工难度大，很难打入岩层 足够的深度，因此桩身的稳定性很难保障。现有技术中，技术人员采取了不同的措施来提高钢管桩的稳定性，例如公告号为CN102191775A的专利申请公开了一种“裸露基岩人造基床与挑梁相结合的稳桩方法”，包括如下步骤(I)人造基床的结构设计；(2)人造基床抛投及成型；(3)钢套筒沉放；(4)群桩的稳桩施工。即在嵌岩桩区域抛设沙袋和袋装碎石层形成人工覆盖层来满足施工期的稳桩要求。其施工过程中，其施工量大，施工人员的劳动量大。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的主要目的在于提供一种施工简单快速、安全实用、成本低、施工现场适应性强的、在浅海裸露基岩上搭设深水钢栈桥及平台的方法。本发明提供的在浅海裸露基岩上搭设深水钢栈桥及平台的方法，包括以下步骤a.建立模型，进行钢栈桥及平台设计，确定桥墩钢管桩及插打入海床基岩的深度等参数；b.钢管桩插打履带吊车起吊振动锤将底端具有齿状结构的桥墩钢管桩振动打入海床至设计深度，作为钢栈桥的基础和桥墩；c.单桩三角形斜桩侧向稳定支撑在所述桥墩钢管桩的侧向插打倒直角三角形斜桩进行支撑，防止所述桥墩钢管桩插打入岩深度达不到设计深度，提高侧向稳定性；d.整体框架结构成型按设计将相邻的所述桥墩钢管桩做纵向、横向联接，并在纵向相邻的桥墩钢管桩之间设置剪刀撑加以固定，使之成为一个稳定的整体框架结构；e.在桥墩钢管桩上设置与桥墩钢管桩焊接连接的横向分配梁、纵向承重梁、垫梁、帽梁和桥面板，完成钢栈桥及平台的搭设。优选地，所述倒直角三角形斜桩包括一根插打入海床基岩、底端具有齿状结构的竖向钢管桩，一根用于连接竖向钢管桩和桥墩钢管桩的斜向钢管，二根用于连接竖向钢管桩和斜向钢管的水平连接钢管。优选地，所述桥墩钢管桩和所述竖向钢管桩均为外径①711mm、厚度14mm的X70石油管线钢螺旋焊缝钢管，是采用长度为9 12m的钢管现场焊接而成。优选地，所述齿状结构的形状为边长15cm的等腰三角形。优选地，所述桥墩钢管桩打入海床的设计深度为所述桥墩钢管桩外径的两倍。
本发明的核心一是采用一根高强度、高韧性、底端具有齿状结构的钢管桩作为作为钢栈桥的基础和桥墩。桩底端齿状尖部在振动锤的强大激震力作用下，切割岩石下沉至设计深度，从而保证钢管桩能够插打入裸露基岩，克服了无覆盖层海床难以插打钢管桩的难题。相对于现有技术中，采用人造基床的方法，本发明简化了程序，降低了劳动量，具有施工简单、快速的优点。同时，在本发明的具体施工中，使用小型通用机械设备即可完成，例如履带吊车、振动锤等，设备投入少，操作方便，施工质量高成本低。不仅适用于覆盖层较厚的区域，而且适用于覆盖层较少，无覆盖层(即基岩裸露)的海床区域，施工现场适应性强，在使用中产生了显著的社会效益和经济效益。本发明的核心二是为了防止所述钢管桩插打入岩深度达不到设计深度，在所述钢管桩的侧向插打倒直角三角形斜桩进行支撑，以提高其侧向稳定性，能够进一步保证本发明所述的方法搭建的钢栈桥及平台的稳定性。本发明特别适用于浅海、跨河基岩裸露海水较深区域钢栈桥、平台、码头工程等。
图I为本发明所述钢栈桥的正面结构示意图；图2为本发明所述钢栈桥的B-B向结构示意图；图3为本发明所述钢栈桥的C-C向结构示意图；图中1_桥墩钢管桩，2-平联管，3-剪刀撑，4-横向分配梁，5-纵向承重梁，6-垫梁，7-帽梁，8-桥面板，9-倒直角三角形斜桩，10-竖向钢管桩，11-斜向钢管，12-水平连接钢管。
具体实施例方式为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的具体实施方式
做进一步详细的描述。以下具体实施例仅为本发明的技术方案的举例说明，并非用于限定本发明的实施方式。本发明所述的在浅海基岩裸露深水钢栈桥及平台搭设方法，包括以下步骤a.建立模型，进行钢栈桥及平台设计，确定桥墩钢管桩I及插打入海床基岩的深度等参数。b.钢管桩插打履带吊车起吊振动锤将底端具有齿状结构的桥墩钢管桩I振动打入海床至设计深度，作为钢栈桥的基础和桥墩；c.单桩三角形斜桩侧向稳定支撑在所述桥墩钢管桩I的侧向插打倒直角三角形斜桩9进行支撑，防止所述桥墩钢管桩I插打入岩深度达不到设计深度，提高侧向稳定性；d.整体框架结构成型按设计将相邻的桥墩钢管桩I做纵向、横向联接，并在纵向相邻的桥墩钢管桩I之间设置剪刀撑3加以固定，使之成为一个稳定的整体框架结构；e.在桥墩钢管桩I上设置与桥墩钢管桩I焊接连接的横向分配梁4、纵向承重梁5、垫梁6、帽梁7和桥面板8，完成钢栈桥及平台的搭设。具体到实际生产中，技术人员首先根据施工现场的实际情况、具体施工需要，建立模型，并确定所要各项参数。例如，桥墩钢管桩I的强度、韧度、直径、插打入海床基岩的深度等。本发明中，采用高强度、高韧性、底端齿状钢管桩作为钢栈桥及平台的基础和桥墩，从而保证钢管桩插打入裸露基岩。下面结合柬埔寨西哈努克港，主跨200m大纵坡连续钢构科普奥斯跨海大桥搭建钢栈桥及平台为例，对本发明所述的方法做详细的说明。图I为所述钢栈桥及平台的正面结构示意图。首先，技术人员根据模拟、计算确定钢管桩采用外径0 711_、厚度14_的X70石油管线钢螺旋焊缝钢管，标准屈服强度为530 630MPa、抗拉强度为> 570MPa，V型冲击功标准值为> 190。为了运输方便，实际生产过程中，长度大约为25m的桥墩钢管桩1，采用长度为9 12m的钢管在施工现场焊接而成。
为了保证所述桥墩钢管桩I能够较易的插打入海床裸露的基岩，本发明所采用的钢管桩为底端均匀的分布有齿状结构的钢管桩。具体地，形状为边长15cm的等腰三角形的齿状结构的效果较佳。其次，按照设计，采用50t履带吊车起吊90kW振动锤分别将分布均匀的桥墩钢管桩I振动打入海床，作为钢栈桥的基础和桥墩，如图I中所示。横向相邻的桥墩钢管桩I之间间隔距离为6m，纵向相邻的桥墩钢管桩I之间间隔的距离为9m。桥墩钢管桩I底端齿状尖部在振动锤的强大激震力作用下，切割岩石下沉至设计深度，即所述桥墩钢管桩I外径的两倍深度。当桥墩钢管桩I插打入基岩的深度达不到桥墩钢管桩I的直径0711的2倍的设计深度时，在所述桥墩钢管桩I的侧面插打倒直角三角形斜桩9对其进行支撑，提高侧向稳定性，如图3所示。所述倒直角三角形斜桩9由一根竖直插打入基岩的竖向钢管桩10、一根连接所述桥墩钢管桩I和竖向钢管桩10的斜向钢管11、二根连接竖向钢管桩10和斜向钢管11的水平连接钢管12组成。竖向钢管桩10的底端为齿状结构,便于插打如基岩。斜向钢管11直接作用于栈桥钢管桩进行支撑，提高侧向稳定性。竖向钢管桩10为外径0711的钢管，斜向钢管11为外径0405的外径，水平连接钢管12为外径0405的钢管。再次，按结构设计，用规格为0 405钢管的作为平联管2将相邻的所述桥墩钢管桩I做纵向、横向联接，并在纵向相邻的桥墩钢管桩I之间设置剪刀撑3加以固定，使均匀分布的桥墩钢管桩I成为一个稳定的整体框架结构，如图I中所示。最后，采用2H45型钢作横向分配梁4，7H45型钢为纵向承重梁5，20槽钢(即[20)作桥面板8，分别将横向分配梁4、纵向承重梁5、垫梁6、帽梁7和桥面板8架设到桥墩钢管桩I顶部，各型钢间通过焊接连接，形成完整的钢栈桥及平台，如图1、2、3所示。以上实施例为本发明的技术方案的个别实施例，对本领域技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对本发明所做的任何显而易见的改进、替换和变型，均属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.ー种在浅海裸露基岩上搭设深水钢栈桥及平台的方法，其特征在于，包括以下步骤 a.建立模型，进行钢栈桥和平台设计，确定桥墩钢管桩(I)及插打入海床基岩的深度等參数； b.钢管桩插打履带吊车起吊振动锤将底端具有齿状结构的桥墩钢管桩(I)振动打入海床至设计深度，作为钢栈桥的基础和桥墩； c.单桩三角形斜桩侧向稳定支撑在所述桥墩钢管桩(I)的侧向插打倒直角三角形斜桩(9)进行支撑，防止所述桥墩钢管桩(I)插打入岩深度达不到设计深度，提高侧向稳定性； d.整体框架结构成型按设计将相邻的所述桥墩钢管桩(I)做纵向、横向联接，并在纵向相邻的桥墩钢管桩(I)之间设置剪刀撑(3)加以固定，使之成为ー个稳定的整体框架结构； e.在桥墩钢管桩(I)上设置与桥墩钢管桩(I)焊接连接的横向分配梁(4)、纵向承重梁(5)、垫梁(6)、帽梁(7)和桥面板(8)，完成钢栈桥和平台的搭设。
2.根据权利要求I所述的搭设深水钢栈桥及平台的方法，其特征在于，所述倒直角三角形斜桩(9)包括一根插打入海床基岩、底端具有齿状结构的竖向钢管桩(10)，一根用于连接竖向钢管桩(10)和桥墩钢管桩(I)的斜向钢管(11)，ニ根用于连接竖向钢管桩(10)和斜向钢管(11)的水平连接钢管(12)。
3.根据权利要求I所述的搭设深水钢栈桥及平台的方法，其特征在于，所述桥墩钢管桩(I)打入海床的设计深度为所述桥墩钢管桩(I)外径的两倍。
4.根据权利要求I或2所述的搭设深水钢栈桥及平台的方法，其特征在于，所述齿状结构的形状为边长15cm的等腰三角形。
5.根据权利要求I或2所述的搭设深水钢栈桥及平台的方法，其特征在于，所述桥墩钢管桩(I)和所述竖向钢管桩(10)均为外径Φ711_、厚度14_的Χ70石油管线钢螺旋焊缝钢管，是采用长度为9 12m的钢管现场焊接而成。
全文摘要
本发明提供一种在浅海基岩裸露搭设深水钢栈桥及平台的方法。该种方法包括建立模型，确定参数；插打钢管桩、整体框架结构成型。本发明特别适用于浅海、跨河基岩裸露海水较深区域钢栈桥、平台、码头工程等。该方法施工简单、快速，使用小型通用机械设备即可完成、操作方便，施工质量高成本低。不仅适用于覆盖层较厚的区域，而且适用于覆盖层较少，无覆盖层的海床区域，施工现场适应性强，具有显著的社会效益和经济效益。
文档编号E01D21/00GK102677592SQ20121016427
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年5月24日
发明者上官育平, 孙剑峰, 屈建刚, 屈有辉, 张鹏升, 雷权有 申请人:中国水电建设集团十五工程局有限公司