一种既有桥梁水下承台检查与养护的钢吊箱装置的制作方法

本发明涉及一种既有桥梁水下承台检查与养护的钢吊箱装置，属桥梁建设技术领域。

背景技术：

水中桥梁墩、柱、承台等在水中施工时，通常要事先制造围堰，然后将围堰内水抽干，再进行承台与墩柱施工。

钢吊箱适用于深水基础的高桩承台施工，钢吊箱围堰是一种有底结构，下沉至设计高程后悬浮于水中，钻孔桩施工完成后用水下混凝土封底，排水后形成围堰。钢吊箱围堰施工也分为先桩后堰法和先堰后桩法。

钢吊箱围堰是修筑水中墩台基础时用作防水的箱形结构。钢吊箱围堰平面形状多为圆形、矩形或多边形，侧面壁板大多是具有空心夹壁的钢制结构。由于钢吊箱是一种悬浮结构，下沉后底部不着河床，故钢吊箱设有底板。目前广泛应用于深水高桩承台施工，其结构主要由侧板、底板、内支撑、悬吊系统四部分组成，如图2所示。

在深水桩基完成后，用吊装设备将钢吊箱安装下放，使整个钢吊箱(及以后封底混凝土)悬吊在桩基钢护筒顶部，然后灌注水下混凝土封底，待封底混凝土形成强度后，钢吊箱即和封底混凝土结合在一起，并通过混凝土锚固在桩基钢护筒上，抽干水后，撤去原来的钢吊箱悬吊系统，然后进行一系列承台与墩（柱）施工。

随着桩基础应用的日益广泛，桥梁建设也发生了翻天覆地的变化，越江越海大桥不断涌现，这些桥梁的施工大多采用桩基础，然后在水面以下修建承台，再施工墩（柱），即承台和部分墩（桩）在常水位以下。

桩基础是一种承载能力高、适用范围广的基础形式，由埋设在地基中的多根桩（称为桩群）和将桩群联合起来共同工作。其上部由承台将各桩联为整体，承台上再建墩或柱，形成完整的桥梁墩台体系。

由于这些承台大多位于常水位以下，施工时就需要采用围堰进行隔水施工。因而产生的各种类型的钢套箱或钢吊箱，但目前的钢套箱或钢吊箱只能用于新建桥梁的承台与墩柱施工，存在以下问题：

⑴当承台或墩柱已经完成后，由于承台或墩柱已经存在或部分存在，如果现有围堰发生破坏，需要再对承台或墩柱重新隔水并完成后续工序时，现有钢吊箱因为有底而无法安装与就位；

⑵既有水中桥梁在使用多年后，如果出现病害或产生伤损，需要对其隔水进行检查与修复时，现有钢吊箱结构同样无法安装与就位。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，在既有桥梁水下承台上安装一种能进行检查与养护的钢吊箱装置，这种钢吊箱装置安装便捷、吊装简单、拆卸容易，而且结构的钢度与稳定性都能满足需要，提供一种既有桥梁水下承台检查与养护的钢吊箱装置。

实现本发明的技术方案如下，一种既有桥梁水下承台检查与养护的钢吊箱装置，考虑承台大多为矩形结构，故而根据承台形状设置为一上部开口的长方形钢箱体，包括侧板和底板。所述钢吊箱装置由二块长侧板、二块短侧板和底板组合而成；所述钢吊箱装置由二块长侧板、二块短侧板和底板组合而成；所述长侧板在长度的中部被分成形状大小相同的两块，分开处安装插销结构，分开的两块侧板通过插销结构连接；所述底板分别连接长侧板和短侧板；所述底板中部预置包括桩基孔和桩基孔之间所占区域的空缺；底板在长度方向上从中部被分开，将钢吊箱分为依靠插销结构连接的两个部分。

所述钢吊箱装置侧板每边较承台长约0.2～0.6m，即承台各面与钢吊箱相对面之间有0.1～0.3m的空隙；侧板钢板的高度根据施工水位和承台高度确定，底部较承台底低0.3～0.5m，上部较施工水位高1～1.5m。

所述桩基孔和桩基孔之间所占区域的空缺，指的是在短侧边底板桩基外侧留约1/2桩径宽度，并向上以65~75度角度翘起约0.3～0.5m；长侧边则以在靠近桩基边缘平齐，并设置75~85度角度边缘翘起约0.3m～0.5m，留1/2桩径为方便钢吊箱底部固定与定位，翘起部分为确保封底水下混凝土灌注时不会漏出。

一种既有桥梁水下承台检查与养护的钢吊箱装置的安装方法如下：

（1）根据既有水下桩基和承台的形状结构，准备钢吊箱的长侧板、短侧板和底板；吊箱每边较承台长约0.2～0.6m，即承台与钢吊箱之间有0.1～0.3m空隙；钢板的高度根据施工水位和承台高度确定，底部较承台底低0.3～0.5m，上部较施工水位高1～1.5m；

（2）在两块长侧板在长度方向的中部，各分成左右长度相等的两块，并在分开处安装插销结构；

（3）在底板上开挖包括桩基孔和桩基孔之间所占区域的空缺，在短侧边底板桩基外侧留约1/2桩径宽度，并向上以65~75度角度翘起约0.3～0.5m；长侧边则以在靠近桩基边缘平齐，并设置75~85度角度边缘翘起约0.3m～0.5m；并将底板在长度方向上，分成长度相等的两块；

（4）分别将半块底板与短侧板、二个半块长侧板垂直安装连接固定，半块长侧板的插销结构面朝外；构成钢吊箱装置的左右两个半幅钢吊箱；

（5）施工时，在既有桥梁墩或柱上安设临时固定与吊装系统，用起吊机分别将左右两半幅钢吊箱吊起，固定于事先安装的吊装系统上，用倒链等工具进行微调，当左右两半幅基本就位后，在插销预留孔位处，从上至下用插销将左右两半幅钢吊箱连接为整体，此时钢吊箱与承台之间有0.1～0.3m空隙，以便灌注封底水下混凝土；

（6）如果承台侧边需要进行检查与维修，则钢吊箱与承台之间的空隙需要加宽至0.5～1.5m，以满足人员以机具操作要求；封底的厚度根据承台检查部位要求确定，原则是既要有足够的封水能力，同时能完成对承台的相关检查；水下混凝土灌注完成后，钢吊箱内便可抽水，抽水时在箱内安装内支撑，边抽水边加固，确保箱体稳定与牢固；

（7）抽水及内支撑完成后，对承台及墩身进行必要的后续施工或进行检查与维修施工；

（8）后续施工或进行检查与维修施工完成后，即可向钢吊箱内注水，以便吊箱内外水压平衡，边注水边拆除相关内支撑，直至箱内外水压平衡，便向上同步拔出两侧插销，将钢吊箱向左右两侧适当敲动，钢吊箱便与水下混凝土分离，并分左右两幅拆除，从而完成相应施工过程，拆下的钢吊箱可重复使用。

本发明的有益效果是，本发明将钢吊箱装置设计成左右两部分，两部分的长侧板采用插销结构连接，底板与水下承台下的桩基吻合，解决了长期以来既有桥梁水下承台与墩柱无法排水施工的难题，且能重复使用，降低了施工成本。本发明不改变现有施工条件与要求，也不改变现有的施工方法，只需将特制的钢吊箱分左右两幅吊装就位并用插销连接为整体，减少水下施工，提高工程的安全性，操作方便，配套设备少，施工人员容易接受，并很快可以熟练地操作。

本发明产品适用于水中承台或墩柱已施工完成的新建桥梁或既有桥梁需要采用围堰进行排水施工的情况，尤其适用于既有桥梁进行水下相关检查与维修。

附图说明

图1为本发明钢吊箱构造示意图；

图2为现有钢吊箱构造示意图；

图3为侧板和底板连接结构示意图；

图4为底板预置空缺结构示意图；

图5为钢吊箱水下就位与水下混凝土灌注后示意图。

具体实施方式

本发明的一种既有桥梁水下承台检查与养护的钢吊箱装置的具体实施方式如图1所示。

本实例以矩形承台为基础，一种既有桥梁水下承台检查与养护的钢吊箱装置，为一上部开口的长方形钢箱体，包括侧板和底板。所述钢吊箱装置由二块长侧板、二块短侧板和底板组合而成；所述长侧板在长度的中部被分成形状大小相同的两块，分开处安装插销结构，分开的两块侧板通过插销结构连接；所述底板分别连接长侧板和短侧板；所述底板中部预置包括桩基孔和桩基孔之间所占区域的空缺；底板在长度方向上从中部被分开，将钢吊箱分为依靠插销结构连接的两个部分。

本实施例钢吊箱装置的底板为一长方形钢板，底板中部预留有包括四个桩基孔及桩基孔之间的缺口区域：水下桩基a、b、c、d位置如图4所示，四个桩基的中心位置呈长方形。a1a2是a桩基孔的横截面直径，b1b2是b桩基孔的横截面直径，c1c2是c桩基孔的横截面直径，d1d2是d桩基孔的横截面直径；a1、b1、b2、c2、c1、d1、d2、a2构成底板中部预置包括桩基孔和桩基孔之间所占区域的空缺边界；a2d2、b2c2分别为短侧边底板桩基孔1/2桩径宽度外侧预留的翘起部分；a1b1、c1d1分别为长侧边底板两桩基孔外切线内侧预留的翘起部分。被预留缺口区域的底板在长度方向的中部被切割成两块，两块左右对称。

侧板和底板连接结构如图3所示。被分割成两半的底板上，在底板的宽度方向上垂直安装固定短侧板，在底板的长度方向上两侧垂直安装固定被分的半块长侧板，长侧板上朝外的一端安装插销结构，构成可连接成钢吊箱整体的左右两部分。

本实施例钢吊箱水下就位如图5（a）所示，被插销连接的钢吊箱装置安装在桥梁水下承台，钢吊箱底板贴在承台底面上，拟灌注封底水下混凝土。

本实施例钢吊箱水下混凝土灌注后的状况图如图5（b）所示，水下混凝土灌注完成后，钢吊箱内便可抽水，抽水时在箱内安装内支撑，边抽水边加固，确保箱体稳定与牢固。抽水及内支撑完成后，对承台及墩身进行必要的后续施工或进行检查与维修施工。

后续施工或进行检查与维修施工完成后，如果要拆卸本实施钢吊箱，即可向钢吊箱内注水，以便吊箱内外水压平衡，边注水边拆除相关内支撑，直至箱内外水压平衡，便向上同步拔出两侧插销，将钢吊箱向左右两侧适当敲动，钢吊箱便与水下混凝土分离，并分左右两幅拆除，从而完成相应施工过程，拆下的钢吊箱可重复使用。