一种圆筒基础栈桥结构的安装方法
【专利摘要】本发明公开了一种圆筒基础栈桥结构的安装方法，将由圆筒、圆筒顶盖板、圆形立柱、横梁构成的栈桥桥墩结构进行充气处理，然后拖运至安装地点并抽气，并加压载使四个圆筒下沉至圆筒顶盖板的下侧面和软土地基接触，再在两根横梁上分别浇筑一层混凝土，并吊装桥面板搁置并固定在两根横梁之间完成安装，由此可见，圆筒基础栈桥结构的运输不需要运输驳船，现场安装不需要大型船吊，海上现场安装工作量少，施工受风浪影响小，施工效率和质量高，综合施工费用低。
【专利说明】
一种圆筒基础栈桥结构的安装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油开采【技术领域】，特别涉及一种圆筒基础栈桥结构的安装方法。
【背景技术】
[0002]对近海浅水域的油气资源进行开发，采用“海油陆采”的开发模式，是一种经济、快捷、有效的途径，即先在海上修筑人工岛和连结人工岛与陆地的进海路，然后在人工岛上开采海底油气资源。圆筒基础栈桥结构是一种适用于近海软土地基的进海路结构。该结构由钢筋混凝土圆筒、圆筒顶盖板、圆形立柱、横梁、桥面板组成。在浅水海域，一般采用预制构件现场装配的安装方法，该施工方法的效率和质量易受风浪的影响。特别是在较深水域，浪和流均较大，对现场装配施工的影响更大。
[0003]针对圆筒基础栈桥结构的特点，本发明采用了一套新的方法来对其进行拼装、运输和下沉安装，以减少现场安装工作量和波浪的影响，提高施工效率和工程质量，降低施工成本。
【发明内容】
[0004]本发明了提供了一种圆筒基础栈桥结构的安装方法，以解决现有技术中采用预制构件现场装配的安装方法的效率和质量易受风浪的影响而降低的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供了一种圆筒基础栈桥结构的安装方法，【具体实施方式】如下:
[0006](1)水下拼装平台建造:在码头前沿水域，将一矩形区域的海底面作平整处理，并铺垫碎石层或混凝土板，形成水下拼装平台；
[0007](2)圆筒基础栈桥结构海上拼装。
[0008]圆筒基础栈桥结构的圆筒基础、圆筒顶盖板、圆形立柱、横梁的拼装过程包括:
[0009]1)将4个预制的圆筒按栈桥间距和位置要求吊放于水下拼装平台上；
[0010]2)吊装4组圆筒顶盖板和圆形立柱预制成一体的盖板构件放置于4个圆筒壁的牛腿上，用预埋钢构件焊接的方式将圆筒和圆筒顶盖板连接；
[0011]3)吊装2根横梁放置于2组并列的两个圆形立柱顶端的牛腿上，将圆形立柱顶端和横梁作连接处理，构成2组结构体；
[0012]4)将2组结构体之间用可拆卸的型钢连接成一个整体，构成圆筒基础栈桥结构；
[0013](3)圆筒基础栈桥结构海上浮运:向圆筒基础栈桥结构的4个圆筒内充气，结构浮起，拖运至安装地点；
[0014](4)圆筒基础栈桥结构下沉安装:圆筒基础栈桥结构在安装地点定位后，放出圆筒内的气体，圆筒壁靠自重下沉入地基土中，之后再加压载使圆筒下沉至圆筒顶盖板下侧面和海底泥面接触，圆筒基础栈桥结构下沉安装到位；
[0015](5)桥面板安装:在圆筒基础栈桥结构的横梁上，浇筑一层垫层混凝土，使横梁顶部平整，并使所有安装的横梁顶面达到相同的高程，之后吊装桥面板搁置并固定于相邻的两个横梁上。
[0016]本发明涉及的圆筒基础栈桥结构的具体构造如下，包括:圆筒组件，圆筒顶盖板组件，圆形立柱组件，横梁组件，桥面板。
[0017]所述圆筒组件由所述四个圆筒构成，所述四个圆筒平行且呈构成矩形，并且都是钢筋混凝土结构；其中，每个圆筒都为中空型，且顶部内侧壁都设置有所述环圈牛腿结构，所述环圈牛腿结构用于放置对应的圆筒顶盖板。
[0018]所述圆筒顶盖板组件由四个圆筒顶盖板组成，每个圆筒顶盖板分别放置在对应的环圈牛腿结构上。
[0019]圆形立柱组件由四个圆形立柱构成，每个圆形立柱和对应的圆筒顶盖板构成一组盖板构件；其中，每个圆形立柱的顶端一侧都设置有牛腿结构；四个圆形立柱侧边的牛腿结构分成两组，每组的两个牛腿结构对立设置，用来放置横梁。
[0020]所述横梁组件由两个横梁构成，每个横梁分别刚性连接在各组的两个牛腿结构上。
[0021]所述桥面板固定放置在两个横梁上。
[0022]通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点:
[0023]本发明提供的一种圆筒基础栈桥结构的安装方法，圆筒基础栈桥结构的运输不需要运输驳船，现场安装不需要大型船吊，海上现场安装工作量少，施工受风浪影响小，施工效率和质量高，综合施工费用低。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明实施例中圆筒基础栈桥结构的横断面示意图；
[0025]图2为本发明实施例中圆筒基础栈桥结构的纵剖面示意图；
[0026]图3为本发明实施例中圆筒基础栈桥结构的安装过程图；
[0027]图4为本发明实施例中4个圆筒吊装在水上拼装平台上的俯视平面图；
[0028]图5为本发明实施例中圆筒吊装在水上拼装平台上的横断面图；
[0029]图6为本发明实施例中圆筒上吊装圆筒顶盖板和圆形立柱后的横断面图；
[0030]图7为本发明实施例中圆形立柱上吊装横梁并作连接处理后的结构横断面图；
[0031]图8为本发明实施例中用型钢11对结构作连接处理后的结构纵断面图；
[0032]图9为本发明实施例中拼装成形的圆筒基础栈桥结构俯视平面图；
[0033]图10为本发明实施例中圆筒基础栈桥结构处于气浮拖运状态的不意图；
[0034]图11为本发明实施例中圆筒基础栈桥结构处于下沉状态的示意图；
[0035]图12为圆筒基础栈桥结构下沉安装到位状态。
[0036]附图标记说明:圆筒1，圆筒顶盖板2，圆形立柱3，横梁4，桥面板5，环圈牛腿结构6，牛腿结构7，横梁现浇接头8，水下拼装平台9，为码头10，型钢11。
【具体实施方式】
[0037]为了使本申请所属【技术领域】中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
[0038]如图1和图2所示的圆筒基础栈桥结构，主要包括:圆筒组件，圆筒顶盖板组件,圆形立柱组件，横梁组件，桥面板5。
[0039]圆筒组件由四个圆筒1构成，四个圆筒1平行且呈构成矩形，用于作为支撑结构，四个圆筒1都是钢筋混凝土结构。
[0040]其中，每个圆筒1都为中空型，且顶部内侧壁都设置有环圈牛腿结构6，环圈牛腿结构6的牛腿顶面设置密封橡胶垫圈；环圈牛腿结构6用于放置对应的圆筒顶盖板2。其中，每个圆筒1的外圈直径为9.0m、壁厚0.25m、高度为6.5m,环圈牛腿结构6的顶面宽0.3m，距筒壁顶面0.5m，单个圆筒1重125吨。
[0041]圆筒顶盖板组件由四个圆筒顶盖板2组成，每个圆筒顶盖板2分别放置在对应的环圈牛腿结构6上，用于标记圆筒基础栈桥结构的安放程度。其中，每个圆筒顶盖板2直径8.4m，边缘厚度为0.5m。
[0042]圆形立柱组件由四个圆形立柱3构成，每个圆形立柱3都固定连接对应的圆筒顶盖板2构成一体；其中，每个圆形立柱3的顶端一侧都设置有牛腿结构7 ;四个圆形立柱3侧边的牛腿结构7分成两组，每组的两个牛腿结构7对立设置，用来放置横梁4。圆形立柱3的边缘厚度为0.8m,外径为1.5m,壁厚0.3m,高度5.0m,圆形立柱3的顶端一侧牛腿结构7的顶面宽0.5m，一组圆筒顶盖板2和圆形立柱3重108吨。
[0043]横梁组件由两个横梁4构成，每个横梁4分别刚性连接在各组的两个牛腿结构7上。横梁4高1.5m、宽1.5m、长9.5m，单根梁重54吨。
[0044]桥面板5固定放置在两个横梁4上。单根桥面板5厚1.0m、宽1.0m、长14m,重35吨。
[0045]优选的，为了更好地固定使横梁4和牛腿结构7呈刚性连接，圆筒基础栈桥结构还包括:横梁现浇接头8，浇筑在横梁4和牛腿结构7的连接处，用来固定横梁4和牛腿结构7。
[0046]下面请参看图3，介绍圆筒基础栈桥结构的安装方法:
[0047]S1，将四个圆筒1按照栈桥间距和栈桥位置吊放于水下拼装平台9上。
[0048]其中，水下拼装平台9具体是将一块矩形区域的软土地基作平整处理后，铺垫碎石层和/或混凝土板形成的平台。
[0049]S2，吊装四组由圆筒顶盖板2和顶端一侧带有牛腿结构7的圆形立柱3预制成一体的盖板构件对应放置在四个圆筒1顶部内侧的环圈牛腿结构6上。
[0050]另外，将四组圆筒顶盖板2焊接在对应的环圈牛腿结构6上。
[0051]S3，吊装两根横梁4放置在两组圆形立柱3各自的牛腿结构7上，并将每根横梁4和对应的牛腿结构7做刚性连接处理，以构成两组结构体。
[0052]S4,将两组结构体之间用可拆卸的型钢11连接，构成栈桥桥墩结构。
[0053]S5，向四个圆筒1内充气，以使栈桥桥墩结构漂浮。
[0054]S6，将栈桥桥墩结构拖运至安装地点，然后抽出四个圆筒1内的气体，使四个圆筒1下沉入软土地基中。
[0055]S7，加压载使四个圆筒1下沉，直到圆筒顶盖板2的下侧面和软土地基接触。
[0056]S8，在两根横梁4上分别浇筑一层混凝土，以使两跟横梁4顶部平整且达到相同的高度。
[0057]S9，吊装桥面板5搁置并固定在两根横梁4之间。
[0058]下面使用具体的实例进行说明。
[0059]构件预制:钢筋混凝土圆筒1、圆筒顶盖板2和圆形立柱3、横梁4、桥面板5先在陆地预制场分别预制。
[0060]其中，圆筒顶盖板2和圆形立柱3预制成一整体。
[0061]水下拼装平台9建造:在码头10前沿水域，将宽24m、长28m的矩形区域的软土海底面适当挖泥并作平整处理，铺垫0.5至1.0m厚的碎石层，碎石层顶面平整后铺设0.5m厚的混凝土板，形成水下拼装平台9。在高潮水位时，保证拼装平台上的水深不少于4.5m。
[0062]圆筒基础栈桥结构海上拼装，按下述过程将预制的圆筒1、圆筒顶盖板2、圆形立柱3、横梁4进行拼装:
[0063]1)将4个预制的圆筒1按照栈桥间距和栈桥位置吊放于水下拼装平台9上，如图4和图5所示，4个预制的圆筒1相互平行并且构成矩形。另外，4个预制的圆筒1之间的间距可以不同，例如，一侧圆筒1中心间距为11m，另一侧圆筒1中心间距为15m ；
[0064]2)如图6所示，吊装4组圆筒顶盖板2和圆形立柱3预制成一体的盖板构件放置于4个环圈牛腿结构6上，用预埋钢构件焊接的方式将圆筒1和圆筒顶盖板2连接；
[0065]3)如图7所示，吊装2根横梁4放置于2组并列的两个圆形立柱3顶端的牛腿结构7上，将圆形立柱3的顶端和横梁4作连接处理，构成2组结构体；
[0066]4)如图8-图9所示，将2组结构体之间用可拆卸的辅助型钢11连接成一个整体，构成圆筒基础栈桥结构，其整体重量约为1100吨。
[0067]圆筒基础栈桥结构海上浮运:当涨潮时拼装平台上的水深大于4.5m时，向圆筒基础栈桥结构的4个圆筒1内充气，使结构浮起，拖运至安装地点。如图10所示，箭头表示拖运的方向。
[0068]圆筒基础栈桥结构下沉安装:圆筒基础栈桥结构在安装地点定位后，放出圆筒1内的气体，圆筒1靠自重下沉入地基土中，如图11所示，箭头表示的是放气的方向。在放气时，一般是通过气阀进行放气，气阀底端有管道穿过圆筒顶盖板2与圆筒1内空腔连通，打开气阀就可放出圆筒1内的空气。然后，再加压载使圆筒1下沉至圆筒顶盖板2下侧面和海底泥面接触，圆筒基础栈桥结构下沉安装到位。如图12所示，是安装到位的圆筒基础栈桥结构。
[0069]桥面板5安装:在圆筒基础栈桥结构的横梁4上，浇筑一层垫层混凝土，使横梁4顶部平整，并使所有安装的横梁4顶面达到相同的高程，之后吊装桥面板5搁置并固定于相邻的两个横梁4上。9块宽1.0m的桥面板5并排放置，形成9.0m宽的桥面。
[0070]这样建造的栈桥，桥面板5顶面距海底泥面高度在8.3m以上，桥面宽9.0m。
[0071]通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点:
[0072]本发明提供的一种圆筒基础栈桥结构的安装方法，圆筒基础栈桥结构的运输不需要运输驳船，现场安装不需要大型船吊，海上现场安装工作量少，施工受风浪影响小，施工效率和质量高，综合施工费用低。
[0073]尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
[0074]显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种圆筒基础栈桥结构的安装方法，其特征在于，所述方法包括: 将四个圆筒按照栈桥间距和栈桥位置吊放于水下拼装平台上；其中，所述水下拼装平台具体是将一块矩形区域的软土地基作平整处理后，铺垫碎石层和/或混凝土板形成的平台； 吊装四组由圆筒顶盖板和顶端一侧带有牛腿结构的圆形立柱预制成一体的盖板构件对应放置在四个圆筒顶部内侧的环圈牛腿结构上，并将四组圆筒顶盖板焊接在对应的环圈牛腿结构上； 吊装两根横梁放置在两组圆形立柱各自的牛腿结构上，并将每根横梁和对应的牛腿结构做刚性连接处理，以构成两组结构体； 将两组结构体之间用可拆卸的型钢连接，构成栈桥桥墩结构； 向所述四个圆筒内充气，以使所述栈桥桥墩结构漂浮； 将所述栈桥桥墩结构拖运至安装地点，然后抽出所述四个圆筒内的气体，使所述四个圆筒下沉入所述软土地基中； 加压载使所述四个圆筒下沉，直到圆筒顶盖板的下侧面和所述软土地基接触； 在所述两根横梁上分别浇筑一层混凝土，以使所述两跟横梁顶部平整且达到相同的高度； 吊装桥面板搁置并固定在两根横梁之间。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述圆筒基础栈桥结构包括: 圆筒组件，圆筒顶盖板组件，圆形立柱组件，横梁组件，桥面板； 所述圆筒组件由所述四个圆筒构成，所述四个圆筒平行且呈构成矩形，并且都是钢筋混凝土结构；其中，每个圆筒都为中空型，且顶部内侧壁都设置有所述环圈牛腿结构，所述环圈牛腿结构用于放置对应的圆筒顶盖板； 所述圆筒顶盖板组件由四个圆筒顶盖板组成，每个圆筒顶盖板分别放置在对应的环圈牛腿结构上； 圆形立柱组件由四个圆形立柱构成，每个圆形立柱和对应的圆筒顶盖板构成一组盖板构件；其中，每个圆形立柱的顶端一侧都设置有牛腿结构；四个圆形立柱侧边的牛腿结构分成两组，每组的两个牛腿结构对立设置，用来放置横梁； 所述横梁组件由两个横梁构成，每个横梁分别刚性连接在各组的两个牛腿结构上； 所述桥面板固定放置在两个横梁上。
【文档编号】E01D21/00GK104294749SQ201410397891
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】甄宏昌, 巩向楠, 袁宏振, 宋元丽, 黄诚, 邵雪莉, 隋玉良, 魏薇, 周凯, 张秀荣, 郭华锋, 曹永利 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气管道局, 天津大港油田集团工程建设有限责任公司