大型多功能水上施工平臺的施工方法
【專利摘要】大型多功能水上施工平臺的施工方法，包括以下步驟：先將所需浮體停靠在河岸邊，將加工好的構件單元吊放于浮體上，將構件單元連接組拼形成平臺，平臺上預先放置打樁設備和鋼護筒，然后解除浮體的錨定系統，由拖輪將浮體拖至設計墩位處，拉設錨繩將平臺精確定位，依靠平臺上的導向裝置，對渡洪樁進行插打作業，渡洪樁插打完成后整體提升平臺進行體系轉換，將平臺固定于渡洪樁上，然后繼續其它鋼護筒的插打，同時進行鉆孔樁施工，鉆孔樁施工完成后施工圍堰，調整平臺標高作為圍堰內支撐結構。本發明所述利用浮體拼裝、浮運多功能平臺的施工工藝，所需投入大型水上設備少，在岸邊加工、安裝方便，無需先施工棧橋，便于節約工期和降低施工成本。
【專利說明】大型多功能水上施工平臺的施工方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于橋梁施工【技術領域】，尤其涉及一種大型多功能水上施工平臺的施工方法。
【背景技術】
[0002]橋梁施工是按照設計內容，建造橋梁的過程。它包括橋梁下部結構施工，上部結構施工和橋梁附屬工程的施工。
[0003]橋梁下部結構施工指橋梁基礎和橋臺、橋墩的施工。橋梁基礎按其構造和施工方法分為:明挖基礎、樁基礎、管柱基礎、沉井基礎及沉箱基礎。明挖基礎可敞坡開挖基坑或用圍堰圍護開挖。樁基一般用錘擊打入，或震動下沉，或鉆(挖)孔灌注等方法施工。60年代以來，隨著水上自升平臺、高效能鉆挖機械以及泥漿護壁、泥漿排土等新工藝的發展，鉆孔灌注樁在橋梁基礎中的應用日益廣泛。管柱施工一般靠震動強迫下沉，并在管內用鉆、挖、吸等方法清除土石，以減少下沉摩阻力。沉井和沉箱施工，在岸灘或淺水中多用筑島施工，深水中可用浮運施工。沉井使用抓土機或吸泥機等在沉井內除土，同時排水或不排水下沉。沉箱一般多用人力在高氣壓下開挖除土，勞動條件差，目前已很少使用。圬工橋墩、橋臺多采用就地建造，也可預制構件拼裝施工，混凝土高橋墩近來多使用滑升模板就地灌筑。
[0004]橋梁上部結構施工指橋梁上部結構的制造和安裝架設，包括鋼橋制造和鋼橋架設、混凝土橋制造(包括素混凝土橋、鋼筋混凝土橋及預應力混凝土橋)和混凝土橋架設，以及石橋、木橋的施工等。鋼橋在工廠內制成桿件或梁段、運至工地拼裝架設。混凝土橋可在工廠內預制構件或節段，也可在橋位上灌筑。石拱橋一般用拱架法在橋位上砌筑。木橋加工容易，多在工地制造，安裝架設。鋼橋架設和混凝土橋架設的施工方法，按橋梁結構在架設施工中受力狀態的不同可歸納為:①支架施工法。由支架承重，結構在施工中處于不受力狀態。②懸臂施工法。由結構本身承重，其受力狀態為懸臂體系。③整體架設法。結構受力狀態視架設時采用的支承條件而定。
[0005]橋梁附屬工程的施工指橋頭引道及導流建筑物的施工。橋頭引道的河灘路堤部分應使用透水性強的土質填筑，并用砌石護坡以防沖刷。導流建筑物多在枯水季節，按照設計用柴排、石籠、砌石或混凝土等就地建造。
[0006]目前，橋梁深水基礎施工中，鉆孔平臺通常采用固定式或浮式平臺，此類平臺一般功能較為單一。另外，現有的固定式平臺一般是先搭建棧橋，利用特制的導向架插打輔助樁及鋼護筒，再設置樁間連接系統，然后在輔助樁頂及鋼護筒的牛腿上安裝分配梁及平臺構架，形成鉆孔平臺。樁基施工完成后，在拼裝圍堰時，需拆除平臺，另安裝圍堰內支撐。上述固定式平臺的施工方法繁瑣，投入在水上的設備多、施工成本高、周期長。

【發明內容】

[0007]本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種簡單易行、投入在水上的設備少、成本低、周期短的大型多功能水上施工平臺的施工方法。[0008]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:大型多功能水上施工平臺的施工方法，包括以下步驟:
(1)、預先在水上設置至少兩個浮體，使用錨繩將浮體拋錨定位；
(2)、使用浮吊或吊機將加工好的構件單元吊放到浮體上，在浮體上對構件單元進行拼裝，并在在拼裝過程中安裝導向裝置，各構件單元通過螺栓連接或焊接組裝成浮式平臺；
(3)、解除浮體的錨定，由拖輪將浮體和平臺拖運至預設的橋梁墩位處，再拉設錨繩將浮體精確定位；
(4)、在浮體的側部的合適位置，利用浮吊、打樁設備將鋼護筒穿過導向裝置，插打施工渡洪樁；
(5)、渡洪樁按設計要求插打完成后，使用千斤頂和/或卷揚機提升平臺進行體系轉換，將平臺與渡洪樁連接固定，使平臺自重由浮體承重轉換到渡洪樁上，形成一個穩定的板凳結構平臺；
(6)、將浮體拖出平臺范圍，繼續在平臺上通過導向裝置進行剩余鋼護筒的插打，同時在平臺上利用鉆機對插打完成的鋼護筒進行鉆孔樁作業；
(7)、鉆孔樁施工完成后，開始施工平臺四周的圍堰，并在鉆孔樁和圍堰內側之間的河床上灌注水下混凝土；
(8)、清除平臺上的施工設備，再利用千斤頂或卷揚機將平臺調整至設計標高位置，將平臺四周與圍堰內側之間固定連接，平臺轉換為圍堰內支撐結構。
[0009]所述平臺由上層部分和下層部分組成，上層部分由一排上橫梁和一排上縱梁垂直交叉連接而成，下層部分由一排下橫梁和一排下縱梁垂直交叉連接而成，上橫梁和下橫梁之間、上縱梁和下縱梁之間均豎直一一對應并分別通過豎直桿和斜撐桿連接為一體；相鄰兩根上橫梁和相鄰兩根上縱梁以及相鄰兩根下橫梁和相鄰兩根下縱梁之間合圍構成正四棱柱形狀的豎向空間。
[0010]所述導向裝置包括豎直設置的四根鋼管，四根鋼管分別臨近豎向空間的四條棱，每根鋼管分別通過牛腿與上橫梁和上縱梁連接，四根鋼管的下端低于平臺的下層部分，每根鋼管內側自上而下均設有兩塊弧形導向板，上部的一塊弧形導向板與平臺的上層部分同高度設置，下部的一塊弧形導向板設在鋼管的下端內側，八塊弧形導向板合圍成的圓柱形狀的用于通過鋼護筒的豎向通道；相鄰兩根鋼管之間水平設有連接桿，連接桿設有上、中、下三層，上層的四根連接桿位于平臺的上層部分內，中層的四根連接桿位于平臺的下層部分內，下層的四根連接桿與下部的四塊弧形導向板同高度設置。
[0011]所述平臺的上層部分設有位于四根鋼管外側的調節機構，調節機構包括通過螺栓連接到上橫梁和上縱梁上的固定座，固定座上螺紋連接有絲桿，絲桿的內端設有頂壓鋼管的外側的弧形調節板，絲桿的軸線方向與豎向通道的徑向方向一致。
[0012]所述下橫梁和下縱梁在豎向空間的四條棱處設有連接座，鋼管的外側設有與連接座掛接的掛板。
[0013]所述豎向空間內設有與兩根上橫梁和/或兩根上縱梁固定連接的限位桿，限位桿位于相鄰兩根鋼管連線的中點位置。
[0014]在步驟(4)和步驟(6)中使用浮吊吊裝鋼護筒豎向穿過豎向通道時，四根鋼管的中部由掛板掛接在連接座上，經測試鋼護筒傾斜度超限時，就操作絲桿頂壓或離開鋼管，使上層上游側以及下層下游側各兩塊弧形導向板與鋼護筒外表面密貼，并使鋼護筒底口根據水流大小向上游設置一定預偏量，然后固定牛腿，浮吊下放鋼護筒；拆除調節機構，安裝到另外一個導向裝置外側繼續對鋼護筒的垂直度進行調節。
[0015]采用上述技術方案，先將所需浮體(駁船)停靠在河岸邊的碼頭位置，將浮體連接在一起，拋錨定位，用岸上吊機和浮吊將加工好的構件單元吊放于浮體上，將構件單元連接組拼形成平臺，平臺上預先放置打樁設備和鋼護筒，然后解除浮體的錨定系統，由拖輪將浮體拖至設計墩位處，拉設錨繩將平臺精確定位，依靠平臺上的導向裝置，用浮吊吊裝鋼護筒輔助對渡洪樁進行插打作業，渡洪樁插打完成后，進行體系轉換，將平臺固定于渡洪樁上，使浮體駛出橋位，形成一個穩定平臺，然后繼續其它鋼護筒的插打，同時在平臺上進行鉆孔樁施工，鉆孔樁施工完成后，開始施工平臺四周的圍堰，同時調整平臺標高作為圍堰施工過程中及施工后的內支撐結構。
[0016]渡洪樁是在河流枯水期進行施工，渡洪樁的鋼護筒內填充有混凝土，以確保在汛期時候確保施工平臺的穩定性。
[0017]導向裝置的四根鋼管的下端低于平臺的下層部分，延長了對鋼護筒的導向，這樣在鋼護筒下放時可以減小水流對鋼護筒的沖擊變形。
[0018]四根鋼管外側通過掛板掛接在連接座上，這樣不僅便于拆裝，而且可以便于使用絲桿對鋼護筒垂直度的調節。
[0019]限位桿用于定位鋼護筒的位置。當調節好鋼護筒的垂直度后，將鋼管通過牛腿固定到上橫梁和上縱梁上，這樣就確保在下放鋼護筒的過程中，導向裝置起到豎直導向并抵御水流的作用。
[0020]綜上所述，本發明所述利用浮體拼裝、浮運多功能平臺的施工工藝，起到良好的導向作用，確保鋼護筒在下放過程中保持豎直狀態，提高渡洪樁和鉆孔樁的施工質量，所需投入大型水上設備少，在岸邊加工、安裝方便，無需先施工棧橋，便于節約工期和降低施工成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發明的平面布置圖；
圖2是圖1的仰視圖；
圖3是平臺承重在渡洪樁上的示意圖；
圖4是平臺轉換為圍堰內支撐的示意圖；
圖5是本發明中導向裝置的結構示意圖；
圖6是圖5中A-A剖視圖；
圖7是圖5中B-B剖視圖；
圖8是圖5中C-C剖視圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1-圖8所示，本發明的大型多功能水上施工平臺的施工方法，包括以下步驟:
(I)、預先在水上設置至少兩個浮體I，使用錨繩將浮體I拋錨定位； (2)、使用浮吊或吊機將加工好的構件單元吊放到浮體I上，在浮體I上對構件單元進行拼裝，并在在拼裝過程中安裝導向裝置2，各構件單元通過螺栓連接或焊接組裝成浮式平臺3 ；
(3)、解除浮體I的錨定，由拖輪將浮體I和平臺3拖運至預設的橋梁墩位處，再拉設錨繩4將浮體I精確定位；
(4)、在浮體I的側部的合適位置，利用浮吊、打樁設備將鋼護筒5穿過導向裝置2，插打施工渡洪樁6，渡洪樁6的鋼護筒5內填充有混凝土 ；
(5)、渡洪樁6按設計要求插打完成后，使用千斤頂和/或卷揚機對平臺3進行體系轉換，將平臺3與渡洪樁6連接固定，使平臺3自重由浮體I承重轉換到渡洪樁6上，形成一個穩定的板凳結構平臺3 ；
(6)、將浮體I拖出平臺3范圍，繼續在平臺3上通過導向裝置2進行剩余鋼護筒5的插打，同時在平臺3上利用鉆機9對插打完成的鋼護筒5進行鉆孔樁7作業；
(7)、鉆孔樁7施工完成后，開始施工平臺3四周的圍堰8，并在鉆孔樁7和圍堰8內側之間的河床上灌注水下混凝土 26 ；
(8)、清除平臺3上的鉆機9等施工設備，再利用千斤頂或卷揚機將平臺3調整至設計標高位置，將平臺3四周與圍堰8內側之間固定連接，平臺3轉換為圍堰8的內支撐結構。
[0023]平臺3由上層部分和下層部分組成，上層部分由一排上橫梁11和一排上縱梁12垂直交叉連接而成，下層部分由一排下橫梁13和一排下縱梁14垂直交叉連接而成，上橫梁11和下橫梁13之間、上縱梁12和下縱梁14之間均豎直一一對應并分別通過豎直桿15和斜撐桿16連接為一體；相鄰兩根上橫梁11和相鄰兩根上縱梁12以及相鄰兩根下橫梁13和相鄰兩根下縱梁14之間合圍構成正四棱柱形狀的豎向空間。
[0024]導向裝置2包括豎直設置的四根鋼管17，四根鋼管17分別臨近豎向空間的四條棱，每根鋼管17分別通過牛腿18與上橫梁11和上縱梁12連接，四根鋼管17的下端低于平臺3的下層部分，每根鋼管17內側自上而下均設有兩塊弧形導向板19，上部的一塊弧形導向板19與平臺3的上層部分同高度設置，下部的一塊弧形導向板19設在鋼管17的下端內側，八塊弧形導向板19合圍成的圓柱形狀的用于通過鋼護筒5的豎向通道；相鄰兩根鋼管17之間水平設有連接桿20，連接桿20設有上、中、下三層，上層的四根連接桿20位于平臺3的上層部分內，中層的四根連接桿20位于平臺3的下層部分內，下層的四根連接桿20與下部的四塊弧形導向板19同高度設置。
[0025]平臺3的上層部分設有位于四根鋼管17外側的調節機構，調節機構包括通過螺栓連接到上橫梁11和上縱梁12上的固定座21，固定座21上螺紋連接有絲桿22，絲桿22的內端設有頂壓鋼管17的外側的弧形調節板27，絲桿22的軸線方向與豎向通道的徑向方向—致。
[0026]下橫梁13和下縱梁14在豎向空間的四條棱處設有連接座23，鋼管17的外側設有與連接座23掛接的掛板24。
[0027]豎向空間內設有與兩根上橫梁11和/或兩根上縱梁12固定連接的限位桿25，限位桿25位于相鄰兩根鋼管17連線的中點位置。
[0028]在步驟(4)和步驟(6)中使用浮吊吊裝鋼護筒5豎向穿過豎向通道時，四根鋼管17的中部由掛板掛接在連接座23上，經測試鋼護筒5傾斜度超限時，就操作絲桿22頂壓或離開鋼管17，使鋼管17上層上游側以及下層下游側各兩塊弧形導向板19與鋼護筒5外表面密貼，并使鋼護筒5底口根據水流大小向上游設置一定預偏量，然后固定牛腿18，浮吊下放鋼護筒5 ;拆除調節機構，安裝到另外一個導向裝置2外側繼續對鋼護筒5的垂直度進行調節。
[0029]渡洪樁6是在河流枯水期進行施工，渡洪樁6的鋼護筒5內填充有混凝土，以確保在汛期時候確保施工平臺3的穩定性。
[0030]導向裝置2的四根鋼管17的下端低于平臺3的下層部分，延長了對鋼護筒5的導向，這樣在鋼護筒5下放時可以減小水流對鋼護筒5的沖擊變形。
[0031]四根鋼管17外側通過掛板24掛接在連接座23上，這樣不僅便于拆裝，而且可以便于使用絲桿22對鋼護筒5垂直度的調節。
[0032]當調節好鋼護筒5的垂直度后，將鋼管17通過牛腿18固定到上橫梁11和上縱梁12上，這樣就確保在下放鋼護筒5的過程中，導向裝置2起到豎直導向并抵御水流的作用。限位桿25的設置是在拔除導向裝置2時，用于固定鋼護筒5的位置。
[0033]本實施例并非對本發明的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發明技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.大型多功能水上施工平臺的施工方法，其特征在于:包括以下步驟， (1)、預先在水上設置至少兩個浮體，使用錨繩將浮體拋錨定位； (2)、使用浮吊或吊機將加工好的構件單元吊放到浮體上，在浮體上對構件單元進行拼裝，并在在拼裝過程中安裝導向裝置，各構件單元通過螺栓連接或焊接組裝成浮式平臺； (3)、解除浮體的錨定，由拖輪將浮體和平臺拖運至預設的橋梁墩位處，再拉設錨繩將浮體精確定位； (4)、在浮體的側部的合適位置，利用浮吊、打樁設備將鋼護筒穿過導向裝置，插打施工渡洪樁； (5)、渡洪樁按設計要求插打完成后，使用千斤頂和/或卷揚機提升平臺進行體系轉換，將平臺與渡洪樁連接固定，使平臺自重由浮體承重轉換到渡洪樁上，形成一個穩定的板凳結構平臺； (6)、將浮體拖出平臺范圍，繼續在平臺上通過導向裝置進行剩余鋼護筒的插打，同時在平臺上利用鉆機對插打完成的鋼護筒進行鉆孔樁作業； (7)、鉆孔樁施工完成后，開始施工平臺四周的圍堰，并在鉆孔樁和圍堰內側之間的河床上灌注水下混凝土； (8)、清除平臺上的施工設備，再利用千斤頂或卷揚機將平臺調整至設計標高位置，將平臺四周與圍堰內側之間固定連接，平臺轉換為圍堰內支撐結構。
2.根據權利要求1所述的大型多功能水上施工平臺的施工方法，其特征在于:所述平臺由上層部分和下層部分組成，上層部分由一排上橫梁和一排上縱梁垂直交叉連接而成，下層部分由一排下橫梁和一排下縱梁垂直交叉連接而成，上橫梁和下橫梁之間、上縱梁和下縱梁之間均豎直一一對應并分別通過豎 直桿和斜撐桿連接為一體；相鄰兩根上橫梁和相鄰兩根上縱梁以及相鄰兩根下橫梁和相鄰兩根下縱梁之間合圍構成正四棱柱形狀的豎向空間。
3.根據權利要求2所述的大型多功能水上施工平臺的施工方法，其特征在于:所述導向裝置包括豎直設置的四根鋼管，四根鋼管分別臨近豎向空間的四條棱，每根鋼管分別通過牛腿與上橫梁和上縱梁連接，四根鋼管的下端低于平臺的下層部分，每根鋼管內側自上而下均設有兩塊弧形導向板，上部的一塊弧形導向板與平臺的上層部分同高度設置，下部的一塊弧形導向板設在鋼管的下端內側，八塊弧形導向板合圍成的圓柱形狀的用于通過鋼護筒的豎向通道；相鄰兩根鋼管之間水平設有連接桿，連接桿設有上、中、下三層，上層的四根連接桿位于平臺的上層部分內，中層的四根連接桿位于平臺的下層部分內，下層的四根連接桿與下部的四塊弧形導向板同高度設置。
4.根據權利要求3所述的大型多功能水上施工平臺的施工方法，其特征在于:所述平臺的上層部分設有位于四根鋼管外側的調節機構，調節機構包括通過螺栓連接到上橫梁和上縱梁上的固定座，固定座上螺紋連接有絲桿，絲桿的內端設有頂壓鋼管的外側的弧形調節板，絲桿的軸線方向與豎向通道的徑向方向一致。
5.根據權利要求4所述的大型多功能水上施工平臺的施工方法，其特征在于:所述下橫梁和下縱梁在豎向空間的四條棱處設有連接座，鋼管的外側設有與連接座掛接的掛板。
6.根據權利要求5所述的大型多功能水上施工平臺的施工方法，其特征在于:所述豎向空間內設有與兩根上橫梁和/或兩根上縱梁固定連接的限位桿，限位桿位于相鄰兩根鋼管連線的中點位置。
7.根據權利要求6所述的大型多功能水上施工平臺的施工方法，其特征在于:在步驟(4)和步驟(6)中使用浮吊吊裝鋼護筒豎向穿過豎向通道時，四根鋼管的中部由掛板掛接在連接座上，經測試鋼護筒傾斜度超限時，就操作絲桿頂壓或離開鋼管，使上層上游側以及下層下游側各兩塊弧形導向板與鋼護筒外表面 密貼，并使鋼護筒底口根據水流大小向上游設置一定預偏量，然后固定牛腿，浮吊下放鋼護筒；拆除調節機構，安裝到另外一個導向裝置外側繼續對鋼護筒的垂直度進行調節。
【文檔編號】E02B17/02GK103741657SQ201310736699
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】周功建, 郭煜, 李艷哲, 賈為民, 朱兵, 饒培紅, 曹振杰, 夏學軍, 楊瑞, 姚發海, 代昊 申請人:中鐵大橋局集團第一工程有限公司, 中鐵大橋局集團有限公司