钢套箱连续下放系统及钢套箱连续下放的方法与流程

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体而言，本发明涉及一种钢套箱连续下放系统及钢套箱连续下放的方法。

背景技术：

随着我国交通建设施工技术的显著发展，桥梁工程重大型水上施工项目逐步增多。在桥梁工程中对于水上承台工程，经常使用大型钢套箱进行承台施工。常规的钢套箱下放可采用大型浮吊、连续千斤顶下放、钢套箱整体多点下放等工艺，但由于成本等多方面原因，通常会采用钢套箱整体多点下放工艺。在下放中如何保证钢套箱下放连续性成为钢套箱施工的一个技术难点，其中连接器与千斤顶行程之间的矛盾尤为突出，如何解决因千斤顶行程短于连接器而造成的连接器无法一次性穿过承重梁成为亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的旨在提供一种钢套箱连续下放系统及钢套箱连续下放的方法。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种钢套箱连续下放系统，包括牵引钢筋和与所述牵引钢筋自上而下依次套接的上扁担梁、千斤顶、承重梁和下扁担梁，以及串接所述上扁担梁、承重梁和下扁担梁的悬吊钢筋。

具体地，所述上扁担梁、所述承重梁、所述下扁担梁均设有供所述牵引钢筋穿过的牵引通孔和供所述悬吊钢筋穿过的悬吊通孔；

并且，在所述牵引通孔处设置有牵引固定组件；在所述悬吊通孔处设置有悬吊固定组件。

具体地，所述牵引钢筋包括若干通过连接器接驳的钢筋；所述牵引通孔的直径大于所述连接器的外径以便于所述连接器自牵引通孔中通过。具体地，在所述牵引钢筋上，每个所述连接器的两端分别至少设置有三个牵引螺帽。

具体地，所述的牵引固定组件包括设置在牵引通孔上端开口处的牵引垫板、及螺旋在所述牵引钢筋上的牵引螺帽；

进一步地，所述牵引螺帽的外径小于所述牵引通孔的直径以便于所述牵引螺帽自所述牵引通孔中通过。

进一步地，所述牵引垫板由中央部分开设槽孔的板材制成，其所述板材的最大尺寸大于所述牵引通孔的直径，并且所述槽孔的开口尺寸大于所述牵引钢筋横截面的直径且小于牵引螺帽的外径，以阻挡所述牵引螺帽落入所述牵引通孔中。优选地，所述槽孔为与所述板材边缘平齐的U型槽。

具体地，所述的悬吊固定组件包括设置在所述上扁担梁悬吊通孔处的上端开口处、所述承重梁悬吊通孔处的上端开口处、所述下扁担梁悬吊通孔处的上下两端开口处的悬吊垫板，以及螺旋在所述悬吊钢筋上的与所述悬吊垫板配套设置的悬吊螺帽。

进一步地，所述悬吊垫板由中央部分开设定位孔的板材制成，所述定位孔为U型孔、腰型孔或圆形孔。

优选地，所述上扁担梁和所述下扁担梁均由工字钢制成。

具体地，所述承重梁固定于工程界面上。优选地，所述承重梁固定在基桩钢护筒上。优选地，所述承重梁两侧设置有三角形钢板，所述承重梁呈梯形结构。

第二方面，本发明提供了一种钢套箱连续下放的方法，其采用了上述第一方面所述的钢套箱连续下放系统，包括以下步骤：

在钢套箱上连接由多段钢筋组成并通过连接器接驳形成的牵引钢筋；

将所述上扁担梁和下扁担梁通过所述悬吊钢筋锚固以形成可同步移动的临时扁担结构，以便于在下放过程中使所述牵引钢筋的连接器穿过所述上扁担梁；

将所述承重梁和下扁担梁通过所述悬吊钢筋锚固以形成临时承重结构，以便于在下放过程中使所述牵引钢筋的连接器穿过所述承重梁；

将所述上扁担梁、承重梁和下扁担梁之间的锚固状态进行释放，以便于在下放过程中使所述牵引钢筋的连接器穿过所述下扁担梁。

具体地，采用所述临时扁担结构下放所述钢套箱的过程包括如下步骤：

拆除所述上扁担梁的牵引通孔处的牵引垫板；

控制千斤顶顶升所述临时扁担结构，从而悬吊起所述钢套箱，以使得承重梁上表面的牵引螺帽松动；

上调承重梁上表面的牵引螺帽至预设位置；

控制千斤顶回落，使得所述钢套箱下放直至所述连接器穿过所述上扁担梁。

具体地，采用所述临时承重结构下放所述钢套箱的过程包括如下步骤：

拆除所述承重梁的牵引通孔处的牵引垫板；

控制千斤顶顶升所述上扁担梁，从而悬吊起所述钢套箱，以使得所述下扁担梁上表面的牵引螺帽松动；

上调下扁担梁上表面的牵引螺帽至预设位置；

控制千斤顶回落，使得所述钢套箱下放直至所述连接器穿过所述承重梁。

具体地，释放所述上扁担梁、承重梁和下扁担梁之间的锚固状态之后的下放过程包括如下步骤：

拆除所述下扁担梁的牵引通孔处的牵引垫板；

控制千斤顶顶升所述上扁担梁，从而悬吊起所述钢套箱，以使得所述承重梁上表面的牵引螺帽松动；

上调承重梁上表面的牵引螺帽至预设位置；

控制千斤顶回落，使得所述钢套箱下放直至所述连接器穿过所述下扁担梁。

具体地，所述的钢套箱连续下方法还包括如下前置步骤：

将所述承重梁固定在基桩钢护筒顶端。

在本发明中，相对于现有技术，增设了下扁担梁和悬吊钢筋。当下扁担梁与上扁担梁连成一个整体时，可以代替上扁担梁受力，使得上扁担梁只起衔接作用而不受力，确保牵引钢筋上的连接器顺利通过上扁担梁的通孔，在连接器通过上扁担梁时不必调整千斤顶的行程；当下扁担梁与承重梁连接成为一个整体时，下扁担梁代替所述承重梁受力，使得承重梁只起衔接作用而不受力，确保牵引钢筋上的连接器顺利通过承重梁。增设了下扁担梁后，在钢套箱整体下放过程中，牵引钢筋上的连接器能够顺利通过上扁担梁和承重梁，从而不必调整千斤顶的行程，降低了人工操作的失误率，避免了千斤顶行程大所造成的失稳、倾斜、脱落的情况，同时保证了多个下放点下放的一致性，从而保证了整体下放的稳定性、一致性和安全性；另外由于不必调整千斤顶的行程，钢套箱下放过程中操作失误率也有所降低，同时工作效率也整体提高。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例的钢套箱连续下放系统的正面示意图。

图2为本发明一个实施例的钢套箱连续下放系统的侧面示意图。

图3为本发明一个实施例的上扁担梁平面示意图。

图4为本发明一个实施例的组成承重梁的长钢板示意图。

图5为本发明一个实施例的组成承重梁的短钢板示意图。

图6为本发明一个实施例的下扁担梁平面示意图。

图7为本发明一个实施例的牵引垫板示意图。

图8为本发明一个实施例的悬吊垫板示意图。

图9为本发明一个实施例的拆除所述上扁担梁200牵引通孔101处的牵引垫板111后的下放系统1000的示意图。

图10为本发明一个实施例的采用所述临时扁担结构下放所述钢套箱的顶升到位示意图。

图11为本发明一个实施例的采用所述临时扁担结构下放所述钢套箱的上调所述牵引螺帽的示意图。

图12为本发明一个实施例的采用所述临时扁担结构下放所述钢套箱的下放到位示意图。

图13为本发明一个实施例的拆除所述承重梁400牵引通孔101处的牵引垫板111后的下放系统1000示意图。

图14为本发明一个实施例的采用所述临时承重结构下放所述钢套箱的顶升到位示意图。

图15为本发明一个实施例的采用所述临时承重结构下放所述钢套箱的上调所述牵引螺帽的示意图。

图16为本发明一个实施例的采用所述临时承重结构下放所述钢套箱的下放到位示意图。

图17为本发明一个实施例的拆除所述下扁担梁500牵引通孔112的牵引垫板111的下放系统1000示意图。

图18为本发明一个实施例的释放所述上扁担梁、承重梁和下扁担梁之间的锚固状态之后的下放过程的顶升到位示意图。

图19为本发明一个实施例的释放所述上扁担梁、承重梁和下扁担梁之间的锚固状态之后的下放过程的上调所述牵引螺帽的示意图。

图20为本发明一个实施例的释放所述上扁担梁、承重梁和下扁担梁之间的锚固状态之后的下放过程的下放到位示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

第一方面，本发明提供了一种钢套箱连续下放系统1000，包括牵引钢筋100和与所述牵引钢筋100自上而下依次套接的上扁担梁200、千斤顶300、承重梁400和下扁担梁500，以及串接所述上扁担梁200、承重梁400和下扁担梁500的悬吊钢筋600。图1为本发明一个实施例的钢套箱连续下放系统1000的正面示意图。图2展示了本发明一个实施例的钢套箱连续下放系统1000的侧面示意图。图3为本发明一个实施例的上扁担梁200平面示意图。在一个实施例中，所述悬吊钢筋600采用直径32mm的785级精轧螺纹钢，所述悬吊钢筋600的数量至少为2根，所述牵引钢筋100的数量至少为1根。

优选地，所述上扁担梁200和所述下扁担梁500均由工字钢制成。具体地，所述承重梁400固定于工程界面上。优选地，所述承重梁400固定在基桩钢护筒上。在其中一个实施例中，所述承重梁400由长钢板400a和短钢板400b构成，且两侧设置有三角形钢板，所述承重梁400呈梯形结构以提高承重梁400的承重能力。在其他实施例中，所述承重梁400还被设置为由单个钢板构成，或由多个钢板构成。图4为本发明一个实施例的组成承重梁400的长钢板400a示意图。图5为本发明一个实施例的组成承重梁400的短钢板400b示意图。

在本发明的一个实施例中，承重梁400上方设置有上扁担梁200，下方设置有下扁担梁500，图6为本发明一个实施例的下扁担梁500平面示意图，通过设置悬吊钢筋600及其附属结构能够使得下扁担梁500既可以和上扁担梁200成为一体从而代替上扁担梁200受力，又可以和承重梁400成为一体从而代替承重梁400承重。当上扁担梁200与下扁担梁200连成一个整体而形成临时扁担结构时，下扁担梁500可以代替上扁担梁200受力，使得上扁担梁200只起衔接作用而不受力，确保牵引钢筋100上的连接器700顺利通过上扁担梁200，从而在连接器700通过上扁担梁200时不必调整千斤顶300的行程；当下扁担梁500与承重梁400连接成为一个整体而形成临时承重结构时，下扁担梁500代替所述承重梁400受力，使得承重梁400只起衔接作用而不受力，确保牵引钢筋100上的连接器700顺利通过承重梁400。因此，在下放过程中不必改变千斤顶300的顶升和下降行程就能够下放所述钢套箱，增设的下扁担梁500提高了钢套箱连续下放系统1000整体的稳定性、连续性、一致性。

在本发明一个实施例中，所述的千斤顶300为穿心式千斤顶300。所述千斤顶300置于承重梁400上，其用于顶升上扁担梁200使得钢套箱提起。

具体地，所述上扁担梁200、所述承重梁400、所述下扁担梁500均设有供所述牵引钢筋100穿过的牵引通孔101和供所述悬吊钢筋600穿过的悬吊通孔601；并且，在所述牵引通孔101处设置有牵引固定组件110；在所述悬吊通孔601处设置有悬吊固定组件610。

具体地，所述牵引钢筋100包括若干通过连接器700接驳的钢筋；所述牵引通孔101的直径大于所述连接器700的外径以便于所述连接器700自牵引通孔101中通过。具体地，在所述牵引钢筋100上，每个所述连接器700的两端分别至少设置有三个牵引螺帽112。一般地，为保证钢套箱整体下放的平稳性，所述的牵引钢筋100通常是由若干段通过连接器700接驳的钢筋而形成的，在本发明一个实施例中，所述的牵引钢筋100是精轧螺纹钢，以6m作为一节，通过加长直螺纹套筒连接器700而形成牵引钢筋100。

具体地，所述的牵引固定组件110包括设置在牵引通孔101上端开口处的牵引垫板111、及螺旋在所述牵引钢筋100上的牵引螺帽112；在本发明一个实施例中，通过多次上调所述牵引螺帽112的位置，使得钢套箱逐步下放。

进一步地，所述牵引螺帽112的外径小于所述牵引通孔101的直径以便于所述牵引螺帽112自所述牵引通孔101中通过。

进一步地，所述牵引垫板111由中央部分开设槽孔113的板材制成，所述板材的最大尺寸大于所述牵引通孔101的直径，并且所述槽孔113的开口尺寸大于所述牵引钢筋100横截面的直径且小于牵引螺帽112的外径，以阻挡所述牵引螺帽112落入所述牵引通孔101中。优选地，所述槽孔113为与所述板材边缘平齐的U型槽，所述U型槽便于所述牵引垫板111在钢套箱整体下放过程中，从所述上扁担梁200、承重梁400和下扁担梁500上进行拆卸和安装。图7为本发明一个实施例中牵引垫板111的示意图。

具体地，所述的悬吊固定组件610包括设置在所述上扁担梁200悬吊通孔601处的上端开口处、所述承重梁400悬吊通孔601处的上端开口处、所述下扁担梁500悬吊通孔601处的上下两端开口处的悬吊垫板611，以及螺旋在所述悬吊钢筋600上的与所述悬吊垫板611配套设置的悬吊螺帽612。

进一步地，所述悬吊垫板611由中央部分开设定位孔613的板材制成，所述定位孔613为U型孔、腰型孔或圆形孔。图8为本发明一个实施例的悬吊垫板611示意图。

在本发明的一个实施例中，采用多点下放工艺下放钢套箱，每个下放点都安装有钢套箱下放系统1000，在其中一个实施例中，主墩承台为22.9m×31.2m，其采用本发明所提供的下放系统1000下放钢套箱，在本实施例中，水中设置20根基桩钢护筒，在这20根基桩钢护筒共安装22个承重梁400，所述的承重梁400固定在基桩钢护筒顶端不动，用于作为主要的承重结构。

第二方面，本发明提供了一种钢套箱连续下放的方法，其采用了上述第一方面所述的钢套箱连续下放系统1000，包括以下步骤：

S101，在钢套箱上连接由多段钢筋组成并通过连接器700接驳形成的牵引钢筋100；

S102，将所述上扁担梁200和下扁担梁500通过所述悬吊钢筋600锚固以形成可同步移动的临时扁担结构，以便于在下放过程中使所述牵引钢筋100的连接器700穿过所述上扁担梁200；

S103，将所述承重梁400和下扁担梁500通过所述悬吊钢筋600锚固以形成临时承重结构，以便于在下放过程中使所述牵引钢筋100的连接器700穿过所述承重梁400；

S104，将所述上扁担梁200、承重梁400和下扁担梁500之间的锚固状态进行释放，以便于在下放过程中使所述牵引钢筋100的连接器700穿过所述下扁担梁500。

具体地，采用所述临时扁担结构下放所述钢套箱的过程包括如下步骤：

S201，拆除所述上扁担梁200的牵引通孔101处的牵引垫板111；在本发明的实施例中，首先通过将所述上扁担梁200和下扁担梁500通过所述悬吊钢筋600锚固以形成可同步移动的临时扁担结构，然后拆除所述上扁担梁200处牵引通孔101处的牵引垫板111，再上调所述上扁担梁200上端开口处的牵引螺帽112，图9展示了拆除所述上扁担梁200牵引通孔101处的牵引垫板111后的下放系统1000。

S202，控制千斤顶300顶升所述临时扁担结构，从而悬吊起所述钢套箱，以使得承重梁400上表面的牵引螺帽112松动；当提升上扁担梁200时，依靠所述临时扁担结构可以同步提升所述下扁担梁500，继而提升所述钢套箱，从而使得紧压在承重梁400上的牵引螺帽112松动，图10为本发明一个实施例的采用所述临时扁担结构下放所述钢套箱的顶升到位示意图。

S203，上调承重梁400上表面的牵引螺帽112至预设位置；所述的预设位置为预先设定，其根据千斤顶300的行程而由工程人员设定，图11为本发明一个实施例的采用所述临时扁担结构下放所述钢套箱的上调所述牵引螺帽112的示意图。

S204，控制千斤顶300回落，使得所述钢套箱下放直至所述连接器700穿过所述上扁担梁200。当控制千斤顶300回落时，钢套箱下沉，连接器700穿过所述上扁担梁200，图12为本发明一个实施例的采用所述临时扁担结构下放所述钢套箱的下放到位示意图。

具体地，采用所述临时承重结构下放所述钢套箱的过程包括如下步骤：

S301，拆除所述承重梁400的牵引通孔101处的牵引垫板111；在本发明的实施例中，首先将所述承重梁400和下扁担梁500通过所述悬吊钢筋600锚固以形成临时承重结构，然后拆除所述承重梁400上表面牵引通孔101处的牵引垫板111，再上调所述上扁担梁200上端开口处的牵引螺帽112，以及上调上扁担梁200上端开口处的悬吊螺帽612，图13为拆除所述承重梁400牵引通孔101处的牵引垫板111后的下放系统1000示意图。

S302，控制千斤顶300顶升所述上扁担梁200，从而悬吊起所述钢套箱，以使得所述下扁担梁500上表面的牵引螺帽112松动；当提升上扁担梁200时，上扁担梁200受力而提升起整个钢套箱，从而使得紧压在下扁担梁500上端开口处的牵引螺帽112松动，下扁担梁500代替所述承重梁400起承重作用。图14为本发明一个实施例的采用所述临时承重结构下放所述钢套箱的顶升到位示意图。

S303,上调下扁担梁500上表面的牵引螺帽112至预设位置；所述的预设位置为预先设定，其根据千斤顶300的行程而由工程人员设定，图15为本发明一个实施例的采用所述临时承重结构下放所述钢套箱的上调所述牵引螺帽112的示意图。

S304，控制千斤顶300回落，使得所述钢套箱下放直至所述连接器700穿过所述承重梁400。在千斤顶300回落过程中，所述钢套箱下沉，所述连接器700通过所述承重梁400。图16为本发明一个实施例的采用所述临时承重结构下放所述钢套箱的下放到位示意图。

具体地，释放所述上扁担梁200、承重梁400和下扁担梁500之间的锚固状态之后的下放过程包括如下步骤：

S401，拆除所述下扁担梁500的牵引通孔101处的牵引垫板111；上调所述上扁担梁200牵引通孔101处的牵引螺帽112，同时也上调上扁担梁200悬吊通孔601处的悬吊螺帽612。图17示出了拆除所述下扁担梁500牵引通孔112的牵引垫板111的下放系统1000。

S402，控制千斤顶300顶升所述上扁担梁200，从而悬吊起所述钢套箱，以使得所述承重梁400上表面的牵引螺帽112松动；当提升上扁担梁200时，上扁担梁200受力而提升起整个钢套箱，从而使得紧压在所述承重梁400上的牵引螺帽112松动，图18为本发明一个实施例的释放所述上扁担梁200、承重梁400和下扁担梁500之间的锚固状态之后的下放过程的顶升到位示意图。

S403，上调承重梁400上表面的牵引螺帽112至预设位置；所述的预设位置为预先设定，其根据千斤顶300的行程而由工程人员设定，图19为本发明一个实施例的释放所述上扁担梁200、承重梁400和下扁担梁500之间的锚固状态之后的下放过程的上调所述牵引螺帽112的示意图。

S404，控制千斤顶300回落，使得所述钢套箱下放直至所述连接器700穿过所述下扁担梁500。图20为本发明一个实施例的释放所述上扁担梁200、承重梁400和下扁担梁500之间的锚固状态之后的下放过程的下放到位示意图。

在本发明的另一个实施例中，在所述牵引钢筋100上没有连接器700时，或者只下放很短距离时，则可释放所述上扁担梁200、承重梁400和下扁担梁500之间的锚固状态，即完全拆除所述下扁担梁500，仅采用上扁担梁200和所述承重梁400下放所述钢套箱，仅当遇到所述连接器700穿过所述上扁担梁200或所述承重梁400时，再重新安装上所述下扁担梁500以起到替代上扁担梁200或承重梁500受力的作用。

具体地，所述的钢套箱连续下方法还包括如下前置步骤：

将所述承重梁400固定在基桩钢护筒顶端。

综上所述，本发明的钢套箱连续下放系统及钢套箱连续下放的方法具有操作简单，稳定可靠，安全的特点，同时降低事故发生率，同时显著提高工作效率。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。