专利名称：一种利用浮箱辅助安装扶壁的方法
技术领域：
本发明涉及一种扶壁的安装方法。
背景技术：
重力式挡土结构在水上工程得到广泛应用，水上工程的重力式挡土结构常常采用预制钢筋混凝土挡土块体，安装在水下的基床上，在挡土块体后回填填料形成挡土结构。挡土块体有扶壁、沉箱、空心方块、L形挡土墙、实心方块等。在很多情况下，“空心方块”被称为“小沉箱”。利用半潜驳进行沉箱的运输、安装，解决了大型沉箱的起重安装难题，使大型沉箱得到广泛的应用。扶壁码头的受力合理，材料节省，具有经济优势。扶壁结构由于安装问题，在大型码头的应用受到限制。解决扶壁的安装问题，具有显著的经济效益。为此，我们提出利用浮箱辅助安装扶壁的方法，考虑利用浮箱的浮力克服扶壁的自重力，从而实现利用小型起重船安装大型扶壁，或者在浮箱浮力足够使扶壁处于漂浮状态的情况下，利用锚索张拉将扶壁定位，利用潮水下降或将浮箱灌水下沉实现扶壁的就位和安装。浮箱可以采用钢浮箱，也可以采用玻璃钢浮箱，目前有许多制造出生产。浮箱设置进出水口和进出气孔，并设置控制开关。浮箱设置与扶壁连接的结构以及防撞结构。浮箱可以采用单个浮箱或多个浮箱，浮箱也可以采用由多个独立浮箱连接形成一体的组合浮箱。在安装扶壁的过程中，每个浮箱的充水量可以分别控制。浮箱可以循环使用。利用浮箱辅助安装扶壁的流程(1)扶壁安装前，浮箱固定在扶壁结构上，在扶壁下水前，将浮箱充气一定压力，并关闭进出水、进出气开关；(2)扶壁下沉过程中，浮箱逐步下沉进入水中，浮力逐步增大，扶壁下沉到预期位置，浮箱发挥的浮力达到安装扶壁的设计要求；(3)利用起重船辅助吊起扶壁，将扶壁安装在基床上，或利用锚索张拉将扶壁定位， 利用潮水下降或将浮箱灌水使扶壁下沉将安装在基床上；(4)扶壁安装后，打开浮箱进水口进水，使浮箱的重力与浮力平衡处于浮游状态，打开浮箱与销轴的连接，将浮箱从扶壁肋板之间拖开，存放在备用处。由此完成扶壁安装。浮箱与扶壁结构的连接可以通过多种方式实现。浮箱可以固定在扶壁的肋板上， 浮箱也可以固定在扶壁的底板上，浮箱还可以分别固定在扶壁的不同构件上，具体可以根据工程需要进行设计。浮箱与扶壁结构的连接有多种方式方式一，将浮箱吊索连接在销轴上，销轴安装在扶壁的肋板的吊孔内；方式二，将浮箱吊索连接在销轴上，销轴安装在扶壁底板上的销轴底座内；方式三，将浮箱吊索连接在吊杆上，吊杆插进吊孔盒内转90度。
在扶壁的底板上设置底板纵梁的情况下，也可以将浮箱连接在底板纵梁上。在异形沉箱的情况下，也可以将浮箱连接在异形沉箱的纵向隔墙上。在扶壁安装期间，可以采用临时结构固定浮箱，克服施工期浮箱的波浪、水流等外力，控制浮箱的平面位置和垂直位置。扶壁安装完成后，根据工程要求对安装的预留孔、预埋件进行处理。利用浮箱还可以辅助安装异形的沉箱、大圆筒等结构，其方法与浮箱辅助安装扶壁相似。为了便于描述，我们将异形沉箱归纳到异形扶壁中进行说明。利用浮箱安装扶壁，可以促进扶壁结构的应用，发挥扶壁码头的优势节省混凝土和钢筋工程量，在适用情况下具有显著的综合效益。为此，我们针对水上工程，提出利用浮箱辅助安装扶壁的方法。
发明内容
为了方便扶壁安装、促进扶壁结构的应用、发挥扶壁码头混凝土和钢筋工程量节省的优势、降低工程费用，本发明提供一种利用浮箱辅助安装扶壁的方法。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是采用安装设备和浮箱共同安装扶壁，浮箱安装在扶壁的扶壁底板的上方，浮箱通过浮箱吊索连接在扶壁结构上，浮箱设置水和空气的进出口和控制开关，在扶壁安装过程中，浮箱部分或全部淹没在水中产生浮力，实现扶壁的就位和安装，扶壁安装就位后，浮箱充水排气减小浮力回收备用。由此实现促进扶壁结构的应用、发挥扶壁码头混凝土和钢筋工程量节省的优势、降低工程费用的目的。浮箱可采用单个浮箱或多个浮箱，浮箱也可以采用由多个独立浮箱组成一体的组合浮箱。安装设备可采用起重船、定位船或锚缆。浮箱与扶壁结构的连接有三种方式方式一，将浮箱吊索连接在销轴上，销轴安装在扶壁的肋板的吊孔内；方式二，将浮箱吊索连接在销轴上，销轴安装在扶壁底板上的销轴底座内；方式三，将浮箱吊索连接在吊杆上，吊杆插进吊孔盒内转90度。在扶壁的底板上设置底板纵梁的情况下，也可以将浮箱连接在底板纵梁上。在安装异形扶壁的情况下，也可以将浮箱连接在异形扶壁的纵向隔墙上。在扶壁的安装期间，可采用固定平台和紧固绳将浮箱固定。采用本发明的利用浮箱辅助安装扶壁的方法，利用小型安装设备就能够安装大型扶壁，能够促进扶壁结构的应用，发挥扶壁码头的优势节省混凝土和钢筋工程量，在适用情况下具有显著的综合效益。本发明的有益效果，方便扶壁安装能够促进扶壁结构的应用，发挥扶壁码头的优势节省混凝土和钢筋工程量，在适用情况下具有显著的综合效益。
下面结合附图对本发明进一步说明。图中以扶壁两肋板、肋板之间布置2个浮箱、 采用起重船辅助安装为典型情况进行说明。扶壁有2个以上肋板、浮箱采用一个或多个、扶壁安装采用锚缆辅助、扶壁安装采用定位船辅助的情况、异形扶壁安装的情况仅绘制代表图，代表情况以外的其他安装情况的图和说明可以参考代表图和典型情况的图和说明。图1是扶壁码头断面图；图2是扶壁平面图(扶壁双肋)；图3是采用起重船安装扶壁立面示意图4是采用起重船安装扶壁平面示意图；图5是采用浮箱安装扶壁立面示意图(方式一)；图6是采 用浮箱安装扶壁平面示意图(方式一)；图7是采用浮箱安装扶壁侧面示意图(方式一)；图8是采用浮箱安装扶壁立面示意图(方式二)；图9是采用浮箱安装扶壁立面示意图(方式三)；图10是采用浮箱安装扶壁平面示意图(方式三)；图11是浮箱结构剖面示意图；图12是采用浮箱安装扶壁立面示意图(方式四)；图13是采用浮箱安装扶壁立面示意图(方式五)；图14是采用浮箱安装扶壁平面示意图(扶壁三肋)；图15是采用浮箱安装扶壁立面示意图(异形扶壁)；图16是吊索和浮箱吊索的下端安装位置示意图一；图17是吊索和浮箱吊索的下端安装位置示意图二 ；图18是销轴和吊孔示意图；图19是销轴底座正面示意图；图20是销轴底座侧面示意图；图21是浮箱吊索在销轴底座的固定的示意图；图22是浮箱安装期间的平面位置固定立面示意图；图23是浮箱安装期间的平面位置固定平面示意图；图24是浮箱安装期间的垂直位置固定立面示意图；图25是浮箱安装期间的垂直位置固定平面示意图。图中1.扶壁，2.胸墙，3.基床，4.填料，5.地基，6.扶壁立板，7.扶壁底板，8.扶壁肋板，9.开挖线，10.码头顶面线，11.水位线，12.吊孔，13.吊索，14.吊架，15.起重船， 16.销轴，17.浮箱，18.浮箱吊索，19.浮箱面板，20.浮箱主梁，21.浮箱内撑杆，22.浮箱防护板，23.进出气孔及开关，24.进出水孔及开关，25.浮箱吊索固定点，26.施工平台，27.锚缆，28.异形扶壁，29.前隔舱结构，30.后隔舱结构，31.定位船，32.安装设备，33.销轴底座，34.固定平台，35.紧固绳。
具体实施例方式图1和图2表示扶壁码头结构图。扶壁码头由扶壁⑴、胸墙⑵、基床(3)、填料 (4)、地基(5)组成。扶壁(1)由扶壁立板(6)、扶壁底板(7)、扶壁肋板(8)组成，采用混凝土结构。扶壁(1)有2个扶壁肋板(8)。胸墙(2)采用混凝土结构。基床(3)采用块石。 填料(4)采用块石或砂料。开挖线(9)、码头顶面线(10)、水位线(11)如图所示。图3和图4表示采用起重船安装扶壁示意图(扶壁双肋)。安装设备(32)采用起重船(15)。扶壁(1)有2个扶壁肋板(8)。起重船(15)通过吊架(14)、吊索(13)、销轴 (16)吊起扶壁⑴并安装在基床(3)上。吊架(14)和销轴(16)采用钢结构，吊索(13)采用钢丝绳，吊索(13)的两端设置连接器，以便与吊架(14)和销轴(16)连接，连接器可以采用锁扣、插销、吊环或者钢结构。吊索(13)的两端分别固定在吊架(14)和销轴(16)上，可以通过采用捆绑连接、锁扣连接或穿孔连接固定。吊孔(12)设置在扶壁肋板(8)上，孔径 150 300mm，可以在吊孔(12)处埋设钢管改善吊孔(12)的周边受力。销轴(16)安装在吊孔(12)内。销轴(16)的两侧布置吊索(13)。图中示意扶壁⑴安装就位时的情况，安装过程省略，图2省略起重船(15)和吊架(14)。图中起重船(15)的抛锚系统省略。其他说明参见图1和图2。 图5、图6和图7表示采用浮箱安装扶壁示意图(方式一)。图中表示采用双浮箱、 扶壁双肋、起重船辅助的安装图。安装设备(32)采用起重船(15)。扶壁(1)有2个扶壁肋板(8)。浮箱(17)设置在扶壁肋板(8)之间，在两个扶壁肋板(8)之间布置2个浮箱(17)。 浮箱(17)的数量和大小可以根据工程需要确定。浮箱(17)通过浮箱吊索(18)连接在销轴(16)上，销轴(16)安装在吊孔(12)内，销轴(16)的两侧或一侧布置浮箱吊索(18)，浮箱吊索(18)采用钢丝绳制作或者采用钢拉杆，浮箱吊索(18)的大小和长度根据安装需要设计。浮箱吊索(18)的两端设置连接器，以便与浮箱吊索固定点(25)和销轴(16)连接， 连接器可以采用锁扣、插销、吊环或者钢结构。浮箱吊索(18)的两端分别固定在浮箱吊索固定点(25)和销轴(16)上，可以通过采用捆绑连接、锁扣连接或穿孔连接固定。浮箱(17) 由浮箱面板(19)、浮箱主梁(20)、浮箱内撑杆(21)组成，采用钢结构制作，也可以采用玻璃钢制作。浮箱(17)上设置浮箱防护板(22)、进出气孔及开关(23)、进出水孔及开关(24)、 浮箱吊索固定点(25)，实现浮箱(17)充气排气、进水排水、防撞、固定功能。安装前，将销轴
(16)安装在吊孔(12)内，采用浮箱吊索(18)将浮箱(17)连接在销轴(16)上，使进出水孔及开关(24)处于关闭状态，给浮箱(17)充气达到设计气压，使进出气孔及开关(23)处于关闭状态，利用起重船(15)辅助安装。安装时，随着扶壁(1)的下沉浮箱(17)的吃水逐步加大浮箱(17)产生的浮力也逐步增大，在浮箱(17)浮力、起重船(15)起吊力、扶壁(1) 的自重力、环境外力处于平衡状态时，将扶壁(1)安装在基床(3)上。安装后，释放起重船 (15)的起吊力使扶壁(1)稳定，使进出水孔及开关(24)处于开启状态，使进出气孔及开关 (23)处于开启状态，逐步给浮箱(17)充水、放气，减小浮箱(17)的浮力，在浮箱(17)的浮力和自重力处于平衡状态的情况下，将浮箱吊索(18)从销轴(16)上脱开，将浮箱(17)拖运到备用的地方存放妥当，以备循环使用。采用起重船(15)辅助安装扶壁(1)的操作说明参见图3和图4。其他说明参见图1和图2。图8表示采用浮箱安装扶壁立面示意图(方式二)。图中表示采用单浮箱、起重船辅助的安装图。安装设备(32)采用起重船(15)。浮箱(17)设置在扶壁肋板(8)之间，在两个扶壁肋板(8)之间布置1个浮箱(17)。其他说明参见图5、图6和图7。图9和图10表示采用浮箱安装扶壁立面示意图(方式三)。图中表示采用多浮箱、起重船辅助的安装图。安装设备(32)采用起重船(15)。扶壁(1)有2个扶壁肋板(8)。 浮箱(17)设置在扶壁肋板(8)之间，在两个扶壁肋板(8)之间布置2个浮箱(17)。浮箱
(17)还设置在扶壁立板(6)的前方并通过浮箱吊索(18)和销轴底座(33)固定在扶壁底板 (7)上。销轴底座(33)可以采用钢结构底座，销轴底座(33)也可以采用吊孔盒结构，销轴底座(33)埋设并锚固在扶壁底板(7)上。销轴底座(33)具体图略。设置在扶壁立板(6) 的前方的浮箱(17)图中表示为1个，具体数量和布置位置可以根据工程需要确定。其他说明参见图5、图6和图7。浮箱(17)设置在扶壁立板(6)的前方的其他情况的图形和说明， 可以参考本图，具体图略。
图11表示浮箱结构剖面图。浮箱(17)由浮箱面板(19)、浮箱主梁(20)、浮箱内撑杆(21)组成，采用钢结构制作，也可以采用玻璃钢制作。浮箱(17)上设置浮箱防护板 (22)、进出气孔及开关(23)、进出水孔及开关(24)、浮箱吊索固定点(25)，实现浮箱(17)充气排气、进水排水、防撞、固定功能。浮箱(17)的大小及其构件的大小和布置，根据工程需
要确定。图12表示采用浮箱安装扶壁立面示意图(方式四)。图中表示单浮箱、锚缆辅助的安装情况。安装设备(32)采用锚缆(27)。施工平台(26)安装在扶壁(1)的顶部，施工平台(26)上布置 搅缆机等设备实现带缆、松缆等功能(图略)。利用浮箱(17)的浮力将扶壁(1)浮起处于浮游状态，通过张拉或放松锚缆(27)，移动扶壁(1)就位，对浮箱(17)灌水或利用水位下降使扶壁(1)坐落在基床(3)上，拆除施工平台(26)，移走浮箱(17)，就完成扶壁(1)的安装。施工平台(26)采用钢结构制作，锚缆(27)采用钢丝绳制作，锚缆(27) 的水下一端固定在锚碇结构如铁锚、地牛上。扶壁(1)的安装过程、浮箱(17)的操作参见图5、图6和图7。图13表示采用浮箱安装扶壁立面示意图(方式五)。图中表示单浮箱、定位船辅助安装的情况。安装设备(32)采用定位船(31)。定位船(31)抛锚定位在扶壁(1)的前方。利用浮箱(17)的浮力将扶壁(1)浮起处于浮游状态，通过定位船(31)顶推或拖拽移动扶壁(1)就位，对浮箱(17)灌水或利用水位下降使扶壁(1)坐落在基床(3)上，移开定位船(31)，移走浮箱(17)，就完成扶壁(1)的安装。图中定位船(31)的抛锚系统省略。扶壁(1)的安装过程、浮箱(17)的操作参见图5、图6和图7。图14表示采用浮箱安装扶壁平面示意图(扶壁三肋)。图中示意三肋扶壁的安装情况。安装设备(32)采用起重船(15)。扶壁(1)有3个扶壁肋板(8)。浮箱(17)设置在扶壁肋板⑶之间，在3个扶壁肋板⑶之间布置4个浮箱(17)。浮箱(17)的数量和大小可以根据过程需要确定。图中起重船(15)省略。扶壁(1)有3个扶壁肋板(8)、浮箱 (17)的不同布置情况、安装设备(32)采用锚缆(27)或定位船(31)的安装图可参见图5 图13。扶壁(1)的扶壁肋板(8)达到3个以上的安装情况可参见本图，具体图略。图15表示采用浮箱安装扶壁立面示意图(异形扶壁)。安装设备(32)采用起重船(15)。异形扶壁(28)由前隔舱结构(29)、后隔舱结构(30)组成，采用混凝土浇筑。前隔舱结构(29)和后隔舱结构(30)由底板、隔墙组成。浮箱(17)安装在后隔舱结构(30) 的上方，异形扶壁(28)在下沉过程中，浮箱(17)产生浮力。前隔舱结构(29)控制舱内水位低于舱外水位，使前隔舱结构(29)产生浮力，在浮箱(17)的浮力、前隔舱结构(29)的浮力、起重船(15)的起吊力的共同作用下，实现异形扶壁(28)的就位和安装。采用锚缆(27) 或定位船(31)安装异形扶壁(28)可参照本图，具体图略。图16表示吊索和浮箱吊索的下端安装位置示意图一。吊索(13)的下端固定在浮箱吊索(18)的下端的下方，吊孔(12)设置在扶壁肋板(8)上。吊索(13)的下端也可以安装在浮箱吊索(18)的下端的上方，具体图略。图17表示吊索和浮箱吊索的下端安装位置示意图二。吊索(13)和浮箱吊索(18) 的下端固定在扶壁底板(7)上，销轴底座(33)设置在扶壁底板(7)上。销轴底座(33)可以采用钢结构底座，销轴底座(33)也可以采用吊孔盒结构，销轴底座(33)埋设并锚固在扶壁底板(7)上。在销轴底座(33)采用吊孔盒结构的情况下，吊孔盒结构埋设在扶壁底板(7)的混凝土内，浮箱吊索(18)的下端设置吊杆，将吊杆插进吊孔盒内转90度就将吊杆固定在吊孔盒结构内。吊孔盒结构具体图略。吊索(13)和浮箱吊索(18)的下端可以分别固定在扶壁底板(7)、扶壁肋板(8)、扶壁纵梁、异形沉箱纵向隔墙上，具体图略图18表示销轴和吊孔示意图。吊孔(12)设置在扶壁肋板⑶上，孔径150 300mm，可以在吊孔(12)处埋设钢管改善吊孔(12)的周边受力。销轴(16)安装在吊孔(12) 内。销轴(16)的两侧布置浮箱吊索(18)或吊索(13)。图中示意销轴(16)两侧有吊索的情况。图19和图20表示销轴底座结构示意图。销轴底座(33)由底座、立板、锚碇螺栓、 插销组成，采用钢结构。立板预留有插销的插孔。图21表示浮箱吊索在销轴底座的固定的示意图。浮箱吊索(18)固定在销轴底座
(33)的插销上。图22和图23表示浮箱安装期间的平面位置固定示意图。在扶壁(1)安装前，将固定平台(34)安装在扶壁(1)的顶部，紧固绳(35)的两段分别固定在固定平台(34)和浮箱 (17)的顶部，通过张拉或放松紧固绳(35)，将浮箱(17)固定在平面位置上。在扶壁(1)安装过程中，可以通过张拉或放松紧固绳(35)控制或调整浮箱(17)的平面位置。固定平台
(34)可采用型钢结构，紧固绳(35)可采用钢丝绳配置张紧器实现张拉和放松，具体图略。图24和图25表示浮箱安装期间的垂直位置固定立面示意图。在扶壁(1)安装前， 将固定平台(34)安装在扶壁(1)的顶部，紧固绳(35)的两段分别固定在固定平台(34)和浮箱(17)的顶部，通过张拉或放松紧固绳(35)，将浮箱(17)固定在垂直位置上。在扶壁 (1)安装过程中，可以通过张拉或放松紧固绳(35)控制或调整浮箱(17)的垂直位置。固定平台(34)可采用型钢结构，紧固绳(35)可采用钢丝绳配置张紧器实现张拉和放松，具体图略。
权利要求
1. 一种利用浮箱辅助安装扶壁的方法，采用安装设备和浮箱共同安装扶壁，其特征在于浮箱安装在扶壁的扶壁底板的上方，浮箱通过浮箱吊索连接在扶壁结构上，浮箱设置水和空气的进出口和控制开关，在扶壁安装过程中，浮箱部分或全部淹没在水中。
全文摘要
一种利用浮箱辅助安装扶壁的方法，采用安装设备和浮箱共同安装扶壁，浮箱安装在扶壁的扶壁底板的上方，浮箱通过浮箱吊索连接在扶壁结构上，浮箱设置水和空气的进出口和控制开关，在扶壁安装过程中，浮箱部分或全部淹没在水中产生浮力，实现扶壁的就位和安装，扶壁安装后浮箱回收备用。安装设备可采用起重船、定位船或锚缆。在扶壁的安装期间，可采用固定平台和紧固绳将浮箱固定在平面位置上。由此实现促进扶壁结构的应用、发挥扶壁码头混凝土和钢筋工程量节省的优势、降低工程费用的目的。
文档编号E02B3/06GK102359122SQ201110315548
公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者沈任重, 沈迪州 申请人:沈任重, 沈迪州