浮箱式深水群桩桥台施工平台及其施工方法
【专利摘要】浮箱式深水群桩桥台施工平台及其施工方法，其中浮箱式深水群桩桥台施工平台包括按桥台和桩位尺寸预制好的浮箱式施工平台，所述浮箱式施工平台的上部搭设有工作平台；所述浮箱式施工平台通过锚具定位；所述浮箱式施工平台的底面预设有用于打桩的桩孔，所述桩孔上设有用于穿过桩身钢管的套管，所述套管与桩孔边缘密封连接；所述桩身钢管的外壁与桩孔的底部连接处设有可充入高压气或注入高压水的橡胶密水圈。本发明还包括浮箱式深水群桩桥台施工平台的施工方法。本发明不仅作为桥台模具，还作为桩基水上作业的平台，进而降低施工难度，加快工程进度，节约大量人工材料，减少设备投入量，实现省时、高效、保质、安全的浮箱式施工平台的全水面作业。
【专利说明】浮箱式深水群粧桥台施工平台及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及深水桩基桥台施工【技术领域】，特别是涉及一种全水面作业的浮箱式深水群桩桥台施工平台及其施工方法。
【背景技术】
[0002]随着我国桥梁建设的飞速发展，桥梁施工技术也取得了新的突破。一些大型跨海、跨江桥梁其设计标准和技术含量之高，技术和施工条件之复杂，代表着当今桥梁建设的最高水平。而桥梁施工的重点和难点就在于深水桩基和桥台施工。
[0003]现有深水群桩桥台施工工艺的一般流程为:插打专用钢管桩一搭设桩基施工平台—下沉钢护筒一钻孔桩施工一施工平台拆除一吊箱下放就位一吊箱封底、抽水一承台混凝土烧筑。[0004]该施工工艺不仅施工难度大，工程进度慢，还造成大量人工材料浪费，设备投入量大；钢吊箱安装困难，且易引起安全事故。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的上述不足，提供一种省时、高效、保质、安全的浮箱式深水群桩桥台施工平台及其施工方法，不仅作为桥台模具，还作为桩基水上作业的平台，进而降低施工难度，加快工程进度，节约大量人工材料，减少设备投入量。
[0006]本发明解决其技术问题采用的技术方案是:
本发明之浮箱式深水群桩桥台施工平台，包括按桥台和桩位尺寸预制好的浮箱式施工平台，所述浮箱式施工平台的上部搭设有工作平台；所述浮箱式施工平台通过锚具定位；所述浮箱式施工平台的底面预设有用于打桩的桩孔，所述桩孔上设有用于穿过桩身钢管的套管，所述套管与桩孔边缘密封连接；所述桩身钢管的外壁与桩孔的底部连接处设有可充入高压气或注入高压水的橡胶密水圈。
[0007]其中，橡胶密水圈的设计原理同汽车内胎或救生圈，充入高压气或注入高压水时膨胀，将套管的内壁与桩身钢管外壁之间的空隙填满，密封好后，撤掉套管位于浮箱式施工平台的底面以上部分，避免水渗入浮箱式施工平台，便于连接件与桩身钢管外壁焊接固定。
[0008]进一步，所述套管的直径大于桩身钢管直径6~10(^，套管的高度超过浮箱式施工平台的入水深度。由于桩身钢管穿过套管内、用重锤打入地下时，桩身钢管会有轻微晃动，通过预留套管空隙以确保打桩时浮箱式施工平台不受桩身钢管晃动的影响，提高稳定性。
[0009]进一步，所述浮箱式施工平台的外围上部设有用于配重的水囊，浮箱式施工平台的底部设有用于稳定浮箱式施工平台的气垫。当浮箱式施工平台入水深度小于设计标高时，可通过锚具结合水囊下拉调节浮箱式施工平台的入水深度以达到设计标高；当浮箱式施工平台入水深度超过设计标高时(如退潮或工作平台上加入大型设备施工等)，可通过气垫稳定浮箱式施工平台。
[0010]进一步，所述桩孔的外围安装有连接件，所述连接件的边缘四周设有若干固定孔，通过螺杆和螺母与浮箱式施工平台的底面固定，以便完工时拧下螺母，撤走浮箱式施工平台的底面，用于下一个工程的重复利用。
[0011]进一步，所述桩身钢管通过与所述连接件的中心孔边缘焊接，按设计标高将浮箱式施工平台固定于桩身钢管壁上。
[0012]进一步，所述浮箱式施工平台由侧面围护钢模和底面围护钢模围成，浮箱式施工平台的中部设有若干支架。浮箱式施工平台在工厂按桥台和桩位尺寸预制好后，在岸边全部拼接好后，漂浮牵引至设计位置进行施工固定。其中支架起到连接支撑浮箱式施工平台的作用，不仅确保浮箱式施工平台不发生形变，还需满足打桩设备在工作平台上作业的要求。
[0013]进一步，所述工作平台上设有与所有桩孔相对应的平台预留孔。
[0014]进一步，所述气垫的表面设有与所有桩孔相对应的气垫预留孔，气垫的一侧设有用于充气的进气口。
[0015]本发明之浮箱式深水群桩桥台施工平台的施工方法，包括以下步骤:
(1)浮箱式施工平台在工厂按桥台和桩位尺寸预制好后，在岸边全部拼接好后，漂浮牵引至设计位置进行施工固定；
(2)利用锚具定位浮箱式施工平台，利用水囊和气垫调节浮箱式施工平台的入水深
度；
(3)在浮箱式施工平台的的上部搭设有工作平台，将打桩的机械设备放置于工作平台
上；
(4)将桩身钢管穿过套管打入河床，钻机成孔后，向桩身钢管的内腔放入绑扎好的钢筋笼，再灌注混凝土至设计标高(浮浆凿除高度考虑在内)；
(5)待全部或部分桩基工序完成后，再次检查校正浮箱式施工平台的定位，然后打开橡胶密水圈，向内充入高压气或注入高压水；密水完好后，撤掉套管位于浮箱式施工平台的底部以上部分；将连接件与桩身钢管外壁焊接固定；割掉桩身钢管位于浮箱式施工平台I底部以上的多余部分；
(6)凿桩头，清理浮箱式施工平台底部，绑扎桥台钢筋，灌注桥台混凝土；
(7)待桥台混凝土的强度达到要求后，依次撤走浮箱式施工平台的侧面围护钢模和底部围护钢模，即完成整套工序，撤走的浮箱式施工平台清理养护后便于重复利用。
[0016]进一步，步骤(3)中，将打桩的机械设备放置于工作平台上后，利用水囊和气垫再次平衡浮箱式施工平台。
[0017]本实用新型的工作原理为:针对传统的深水群桩桥台施工工艺必须先搭设桩基施工平台，然后下沉钢护筒，钻孔桩施工，再在工地现场拼装出钢吊箱并下放就位导致施工难度大，工程进度慢的问题，本施工平台采用浮箱式，可将拼接成型后的施工平台漂浮牵引至设计位置，本浮箱式施工平台不仅作为桥台模具，还作为桩基水上作业的平台，省时省力；浮箱式施工平台采用海上钻井平台锚索定位的原理；通过锚索定位，桩孔打桩，只需对浮箱式施工平台进行一次性准确定位，解决了传统桩位的校正次数多、测量难度大的问题；通过水囊充水下沉和气垫充气上浮的原理调节浮箱式施工平台的入水深度满足设计标高，来提高浮箱式施工平台的稳定性；通过橡胶密水圈充入高压气或注入高压水时膨胀的原理来避免水渗入浮箱式施工平台，实现浮箱式施工平台的全水面作业。[0018]本发明与现有技术相比具有的有益效果:
1、本发明不仅作为桥台模具，还作为桩基水上作业的平台；
2、浮箱式施工平台一次性准确定位，减少测量难度；
3、浮箱式施工平台由工厂预制，岸边拼装，漂浮牵引至设计位置，既降低施工难度，力口快工程进度，又节约大量人工材料，降低人工劳动强度，减少设备投入量；
4、全水面作业(撤浮箱式施工平台的底面除外)，省时、高效、保质、安全，可重复利用，进而可以标准化设计。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例的平面结构剖视图；
图2为本发明实施例的立体结构示意图；
图3为图2所示实施例浮箱式施工平台的底面示意图；
图4为图1所示实施例橡胶密水圈的水平剖视图；
图5为图1所示实施例连接件的平面示意图；
图6为本发明实施例气垫的平面示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
[0021]参照图f图3，本实施例提供的一种浮箱式深水群桩桥台施工平台，包括浮箱式施工平台1，浮箱式施工平台I由侧面围护钢模11和底面围护钢模12围成，所有围护钢模的连接缝之间设有密水带；浮箱式施工平台I的上部搭设有工作平台2，工作平台2上设有与所有桩孔13相对应的平台预留孔，打桩时可使桩身钢管15通过平台预留孔；浮箱式施工平台I的中部设有支架18，用于连接支撑浮箱式施工平台1，不仅确保浮箱式施工平台I不发生形变，还需满足打桩设备在工作平台2上作业的要求。侧面围护钢模11的两侧延伸出锚索20，锚索20的下端与锚柄21连接，锚索20和锚柄21统称为锚具，浮箱式施工平台I通过锚具定位；浮箱式施工平台I的底面预设有用于打桩的桩孔13，桩孔13上设有用于穿过桩身钢管15的套管14，套管14与桩孔13边缘密封连接；桩身钢管15的外壁与桩孔13的底部连接处设有橡胶密水圈16 ;桩孔13的外围安装有连接件17 ;浮箱式施工平台I的外围上部设有水囊(图中未示出)，用于配重，浮箱式施工平台I的底部设有气垫19 (参照图6)。
[0022]套管14的直径大于桩身钢管15直径6?10cm，套管14的高度超过浮箱式施工平台I的入水深度。由于桩身钢管15穿过套管14内、用重锤打入地下时,桩身钢管15会有轻微晃动，通过预留套管14空隙以确保打桩时浮箱式施工平台I不受桩身钢管15晃动的影响，提高稳定性。套管14的材质为橡胶，弹性大，不易变形。
[0023]参照图4，橡胶密水圈16的设计原理同汽车内胎或救生圈，橡胶密水圈16的一侧设有充气口 161，向内充入高压气或注入高压水时膨胀，将套管14的内壁与桩身钢管15外壁之间的空隙填满，密封好后，撤掉套管14位于浮箱式施工平台I的底面以上部分，避免水渗入浮箱式施工平台1，便于连接件17与桩身钢管15外壁焊接固定。
[0024]参照图5，连接件17的边缘四周设有8个固定孔173，通过螺杆171和螺母172与浮箱式施工平台I的底面固定，以便完工时拧下螺母172，撤走浮箱式施工平台I的底面，用于下一个工程的重复利用；桩身钢管15通过与连接件17的中心孔边缘174焊接，按设计标高将浮箱式施工平台I固定于桩身钢管15壁上。
[0025]参照图6，气垫19上设有与所有桩孔13相对应的气垫预留孔191，打桩时可使桩身钢管15通过气垫预留孔191 ;气垫19的一侧设有用于充气的三个进气口 192。当浮箱式施工平台I入水深度小于设计标高时，可通过锚具结合水囊下拉调节浮箱式施工平台I的入水深度以达到设计标高；当浮箱式施工平台I入水深度超过设计标高时(如退潮或工作平台上加入大型设备施工等)，可通过气垫19稳定浮箱式施工平台I。
[0026]本实施例的施工方法包括以下步骤:
(1)浮箱式施工平台I在工厂按桥台和桩位尺寸预制好后，在岸边全部拼接好后，漂浮牵引至设计位置进行施工固定；
(2)利用锚具定位浮箱式施工平台1，利用水囊和气垫19调节浮箱式施工平台I的入水深度；
(3)在浮箱式施工平台I的的上部搭设有工作平台2，将打桩的机械设备放置于工作平台2上(利用水囊和气垫19再次平衡浮箱式施工平台I)；
(4)将桩身钢管15穿过套管14打入河床，钻机成孔后，向桩身钢管15的内腔放入绑扎好的钢筋笼，再灌注混凝土至设计标高(浮浆凿除高度考虑在内)；
(5)待全部或部分桩基工序完成后，再次检查校正浮箱式施工平台I的定位，然后打开橡胶密水圈16，向内充入高压气或注入高压水；密水完好后，撤掉套管14位于浮箱式施工平台I的底面以上部分；将连接件17与桩身钢管15外壁焊接固定；割掉桩身钢管15位于浮箱式施工平台I底面以上的多余部分；
(6)凿桩头，清理浮箱式施工平台I底面，绑扎桥台钢筋，灌注桥台混凝土；
(7)待桥台混凝土的强度达到要求后，依次撤走浮箱式施工平台I的侧面围护钢模11和底面围护钢模12，即完成整套工序，撤走的浮箱式施工平台I清理养护后便于重复利用。
[0027]总之，本实施例不仅作为桥台模具，还作为桩基水上作业的平台，进而降低施工难度，加快工程进度，节约大量人工材料，减少人工劳动强度和设备投入量，实现省时、高效、保质、安全的浮箱式施工平台的全水面作业。
【权利要求】
1.浮箱式深水群桩桥台施工平台，其特征在于，包括按桥台和桩位尺寸预制好的浮箱式施工平台，所述浮箱式施工平台的上部搭设有工作平台；所述浮箱式施工平台通过锚具定位；所述浮箱式施工平台的底面预设有用于打桩的桩孔，所述桩孔上设有用于穿过桩身钢管的套管，所述套管与桩孔边缘密封连接；所述桩身钢管的外壁与桩孔的底部连接处设有可充入高压气或注入高压水的橡胶密水圈。
2.根据权利要求1所述的浮箱式深水群桩桥台施工平台，其特征在于，所述套管的直径大于桩身钢管直径6~10cm，套管的高度超过浮箱式施工平台的入水深度。
3.根据权利要求1所述的浮箱式深水群桩桥台施工平台，其特征在于，所述浮箱式施工平台的外围上部设有用于配重的水囊，浮箱式施工平台的底部设有用于稳定浮箱式施工平台的气垫。
4.根据权利要求1所述的浮箱式深水群桩桥台施工平台，其特征在于，所述桩孔的外围安装有连接件，所述连接件的边缘四周设有若干固定孔，通过螺杆和螺母与浮箱式施工平台的底面固定。
5.根据权利要求4所述的浮箱式深水群桩桥台施工平台，其特征在于，所述桩身钢管通过与所述连接件的中心孔边缘焊接，按设计标高将浮箱式施工平台固定于桩身钢管壁上。
6.根据权利要求1所述的浮箱式深水群桩桥台施工平台，其特征在于，所述浮箱式施工平台由侧面围护钢模和底面围护钢模围成，浮箱式施工平台的中部设有若干支架。
7.根据权利要求1所述的浮箱式深水群桩桥台施工平台，其特征在于，所述工作平台上设有与所有桩孔相对应的平 台预留孔。
8.根据权利要求3所述的浮箱式深水群桩桥台施工平台，其特征在于，所述气垫的表面设有与所有桩孔相对应的气垫预留孔，气垫的一侧设有用于充气的进气口。
9.根据权利要求1~8任一项所述浮箱式深水群桩桥台施工平台的施工方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)浮箱式施工平台在工厂按桥台和桩位尺寸预制好后，在岸边全部拼接好后，漂浮牵引至设计位置进行施工固定； (2)利用锚具定位浮箱式施工平台，利用水囊和气垫调节浮箱式施工平台的入水深度； (3)在浮箱式施工平台的的上部搭设有工作平台，将打桩的机械设备放置于工作平台上； (4)将桩身钢管穿过套管打入河床，钻机成孔后，向桩身钢管的内腔放入绑扎好的钢筋笼，再灌注混凝土至设计标高； (5)待全部或部分桩基工序完成后，再次检查校正浮箱式施工平台的定位，然后打开橡胶密水圈，向内充入高压气或注入高压水；密水完好后，撤掉套管位于浮箱式施工平台的底部以上部分；将连接件与桩身钢管外壁焊接固定；割掉桩身钢管位于浮箱式施工平台I底部以上的多余部分； (6)凿桩头，清理浮箱式施工平台底部，绑扎桥台钢筋，灌注桥台混凝土； (7)待桥台混凝土的强度达到要求后，依次撤走浮箱式施工平台的侧面围护钢模和底部围护钢模，即完成整套工序，撤走的浮箱式施工平台清理养护后便于重复利用。
10.根据权利要求9所述浮箱式深水群桩桥台施工平台的施工方法，其特征在于，步骤(3)中，将打桩的机械设备放置于工作平台上后，利用水囊和气垫再次平衡浮箱式施工平台。
【文档编号】E01D21/00GK103835240SQ201410104311
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】张重哲 申请人:张重哲