深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台及施工方法与流程

本发明涉及桥梁下部结构施工，特别涉及一种深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台及施工方法。

背景技术：

1、在深水裸岩地质的条件下施工大型桥梁桩基，目前较为可行的方法为采用“导管架法”建立施工平台，其具体施工流程为：用驳船将钻孔平台导管架整体运输至墩位，采用大型浮吊下放导管架至海床，调平后在导管架立柱中插打支承桩，并根据需要施工混凝土锚桩，然后安装平台上部结构。该方法在水深40m以下海洋环境中有所应用，主要优点是平台整体刚度大，稳定性好，能抵抗较大水流力及波浪力荷载。

2、但是，上述方案存在以下不足：导管架结构采用“外管套内管”的结构形式，“外管”即导管架，主要起连接系及导向的作用，竖向荷载主要由“内管”即支承桩承受，这种受力模式没有充分发挥钢材的力学性能，造成材料浪费，特别是随着水深的增大(60m以上)，用钢量也成指数级增大，经济性较差。另外，导管架下放及调平过程中需要使用大型浮吊，对航道干扰较大，且施工工序多周期长，进一步增加了施工成本。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台及施工方法，以解决相关技术中施工速度慢、施工周期长，需要长期占用浮吊资源，对航道干扰较大，施工成本高的问题。

2、第一方面，提供了一种深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台，其包括：

3、钢桁架系统；

4、多个浮箱，多个所述浮箱设于所述钢桁架系统的底部以将所述钢桁架系统浮于海面上；

5、多个锚桩，多个所述锚桩插设于所述钢桁架系统中，且每个所述锚桩的底部均用于锚固于海床岩层中。

6、一些实施例中，所述钢桁架系统包括：

7、桁架结构，所述桁架结构的边缘设有多个第一安装区，所述桁架结构的中心位置设有多个第二安装区，其中，所述锚桩安装于所述第一安装区；

8、多个桥面板，多个所述桥面板铺设于所述桁架结构的顶部；

9、多个底平联，多个所述底平联分别连接所述第一安装区和所述第二安装区；

10、多个斜向桁架，所述斜向桁架设置于所述桁架结构的四角位置处。

11、一些实施例中，所述深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台还包括：

12、定位系统，所述定位系统包括：

13、多个收揽装置，多个所述收揽装置安装于所述钢桁架系统上；

14、多根钢缆，每根所述钢缆一端与一个所述收揽装置连接；

15、多个混凝土重力锚，多个所述混凝土重力锚抛设在钢桁架钻孔平台周围，每个所述混凝土重力锚通过一根所述钢缆与一个所述收揽装置连接。

16、一些实施例中，所述深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台还包括：

17、多个导向系统，多个所述导向系统分别设置于所述第一安装区或所述第二安装区内，每个所述导向系统均设有导向孔，所述导向孔用于引导所述锚桩插打，所述导向系统还用于与所述锚桩连接。

18、一些实施例中，每个所述锚桩均包括：

19、钢锚桩段，所述钢锚桩段的底部用于锚固于海床岩层中，所述钢锚桩段的底部设有仿形切割口；

20、混凝土锚桩段，所述混凝土锚桩段上段位于设于所述钢锚桩段下段内部，所述混凝土锚桩段下段锚固于海床岩层中；

21、牛腿，所述牛腿设于所述钢锚桩段上，用于将所述钢锚桩段与一个所述导向系统抄紧。

22、一些实施例中，所述深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台还包括：

23、提升系统，所述提升系统包括：

24、挂桩梁，所述挂桩梁固定于所述锚桩的顶部；

25、连续千斤顶，所述连续千斤顶设置于所述挂桩梁；

26、提升索，所述提升索的一端部与所述连续千斤顶连接，所述提升索的另一端部与所述钢桁架系统连接。

27、一些实施例中，所述深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台还包括：

28、多个钢护筒支承桩，所述钢护筒支承桩安装于所述第二安装区，每个所述钢护筒支承桩均包括：

29、钢护筒，所述钢护筒的底部用于锚固于海床岩层中；

30、支撑梁，所述支撑梁穿设于所述钢护筒的顶部，且所述支撑梁的两端分别与所述钢桁架系统固定；

31、限位杆，所述限位杆的一端固定于所述钢护筒，所述限位杆的另一端支撑于所述钢桁架系统。

32、第二方面，提供了一种深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台的施工方法，其包括以下步骤：

33、预制钢桁架系统，并在钢桁架系统的底部设置多个浮箱，再将多个浮箱连同钢桁架系统放置于海水中；

34、利用多个浮箱的浮力将钢桁架系统浮运至墩位处；

35、将多个锚桩插设于钢桁架系统中，使每个所述锚桩的底部锚固于海床岩层中。

36、一些实施例中，所述将多个锚桩插设于钢桁架系统中，使每个所述锚桩的底部锚固于海床岩层中的步骤，包括：

37、利用多个导向系统对多个锚桩的钢锚桩段进行插打；

38、利用提升系统抬升钢桁架系统至设计标高；

39、采用“挂六冲二”模式，使用旋挖钻机分四轮循环，逐步完成每个锚桩的钢锚桩段下段混凝土锚桩段施工；

40、将钢护筒支承桩安装于钢桁架系统，使每个钢护筒支承桩的底部锚固于海床岩层中。

41、一些实施例中，所述利用多个浮箱提供浮力将钢桁架系统浮运至墩位处的步骤之后，包括：

42、利用定位系统对钢桁架系统进行定位。

43、本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

44、本发明实施例提供了一种深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台及施工方法，在钢桁架系统的底部设有多个浮箱，多个浮箱可以为钢桁架系统提供浮力，钢桁架系统可以在工厂预制，然后依托多个浮箱的浮力在水中浮运钢桁架系统，取代了传统用驳船浮运并采用大型浮吊吊装的方式，降低了施工风险，提高了施工速度，因此，上述钢桁架钻孔平台的施工速度快、施工周期短，无需长期占用浮吊资源，对航道干扰小，施工成本低。

技术特征：

1.一种深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台，其特征在于，其包括：

2.如权利要求1所述的深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台，其特征在于，所述钢桁架系统(1)包括：

3.如权利要求2所述的深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台，其特征在于，还包括：

4.如权利要求2所述的深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台，其特征在于，还包括：

5.如权利要求4所述的深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台，其特征在于，每个所述锚桩(3)均包括：

6.如权利要求2所述的深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台，其特征在于，还包括：

7.如权利要求2所述的深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台，其特征在于，还包括：

8.一种如权利要求1所述的深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台的施工方法，其特征在于，其包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台的施工方法，其特征在于，所述将多个锚桩(3)插设于钢桁架系统(1)中，使每个所述锚桩(3)的底部锚固于海床岩层中的步骤，包括：

10.如权利要求8所述的深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台的施工方法，其特征在于，所述利用多个浮箱(2)提供浮力将钢桁架系统(1)浮运至墩位处的步骤之后，包括：

技术总结
本发明涉及一种深水裸岩的海上整体式钢桁架钻孔平台及施工方法，涉及桥梁下部结构施工技术领域，其包括：钢桁架系统、多个浮箱和多个锚桩；多个所述浮箱设于所述钢桁架系统的底部以将所述钢桁架系统浮于海面上；多个所述锚桩插设于所述钢桁架系统中，且每个所述锚桩的底部均用于锚固于海床岩层中。本发明在钢桁架系统的底部设有多个浮箱，多个浮箱可以为钢桁架系统提供浮力，钢桁架系统可以在工厂预制，然后依托多个浮箱的浮力在水中浮运钢桁架系统，取代了传统用大型浮吊吊装的方式，降低了施工风险，提高了施工速度，因此，上述钢桁架钻孔平台的施工速度快、施工周期短，无需长期占用浮吊资源，对航道干扰小，施工成本低。

技术研发人员：吕磊,梁玉坤,涂满明,王东辉,周功建,姚发海,李永旗,叶绍其,黄亭,李方峰,唐勇,王达,彭颇,妥鹏,赵虎,宋宇亮,张来健
受保护的技术使用者：中铁大桥局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12