一种钢栈桥双壁钢围堰运输和快捷拼装下放施工方法

摘要

本发明涉及一种钢栈桥双壁钢围堰运输和快捷拼装下放施工方法，包括：步骤一：搭设钢栈桥；步骤二：分块预制加工完成双壁钢围堰壁体；步骤三：接长桩基施工使用过的钢护筒；步骤四：在钢护筒近水面高度处，在钢护筒上用型钢搭设拼装支架；步骤五：利用钢栈桥将钢围堰分块运输至现场，在拼装支架上拼装底节围堰；步骤六：钢护筒顶部安装下放系统；步骤七：整体提升底节围堰，拆除拼装支架；步骤八：整体下放底节围堰，底节围堰自浮于水面；步骤九：分块吊装上节围堰壁体，在底节围堰上接高上节围堰；步骤十：围堰内注水下沉至指定标高。本发明提高了大型双壁钢围堰拼装下放的精准度和便捷性，具有特定应用场景，属于建筑施工技术领域。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种钢栈桥双壁钢围堰运输和快捷拼装下放施工方法。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，我国大型桥梁的建设取得了巨大的飞跃，跨河、跨海桥梁也得到了飞速发展，为实现深水桥梁基础的施工，大型双壁钢围堰得到了广泛应用。在多年的桥梁工程建设中，探索出几类常用的围堰形式，用于隔水，在河流、海洋中实现干作业。双壁钢围堰在众多类型的围堰中，强度大，刚度大，稳定性高，止水能力强，可广泛应用于深水、急流的水域中。但双壁钢围堰自重大，围堰需在水面以上完全形成整体后才能下放至水中，其运输、拼装、下放的难度非常大。

大型双壁钢围堰的现场拼装、下放一直以来都是桥梁施工中的难题。大型双壁钢围堰因其重量大、体积大，施工流程较为复杂，在开阔的深水域常在岸上整体拼装完成，使用气垫、浮阀等下放至水面，后使用大型运输船通过水路运载钢围堰运至现场，运用大型浮吊、水上龙门吊等调节钢围堰，下放至水下，但这种方法对岸上地形、河道通航情况等要求较高，钢围堰加工场地必须紧邻河岸，且加工场高程需接近水面标高，便于加工完成后直接平移入水；许多工程所在地河道狭窄，水流湍急，水流落差大，大型船机设备也难以进入此类场地；且大型船机设备制造成本、租赁成本极其高昂。许多工程中受地形和水文因素影响，难以实现整个大型围堰的平面运输。且围堰分块拼装、下放过程中，如何实现围堰的平面位置、高程的精准控制，既是长期以来大型双壁钢围堰施工中的重点难点，也是关系到后续承台施工质量、施工安全的要点。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种钢栈桥双壁钢围堰运输和快捷拼装下放施工方法，简便、安全、适用于多种地形水文条件并易于精准控制围堰平面位置。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢栈桥双壁钢围堰运输和快捷拼装下放施工方法，包括如下步骤：

步骤一：搭设钢栈桥；

步骤二：分块预制加工完成双壁钢围堰壁体；

步骤三：接长桩基施工使用过的钢护筒；

步骤四：在钢护筒近水面高度处，在钢护筒上用型钢搭设拼装支架；

步骤五：利用钢栈桥将钢围堰分块运输至现场，在拼装支架上拼装底节围堰；

步骤六：钢护筒顶部安装下放系统；

步骤七：整体提升底节围堰，拆除拼装支架；

步骤八：整体下放底节围堰，底节围堰自浮于水面；

步骤九：分块吊装上节围堰壁体，在底节围堰上接高上节围堰；

步骤十：围堰内注水下沉至指定标高；

其中步骤一与步骤二无先后顺序。

作为一种优选，使用水上钢栈桥连接河岸与水中构筑物施工位置，钢栈桥分为主栈桥和支栈桥，主栈桥跨越河道，支栈桥环绕施工点布置，施工所需机械设备、材料和人员均由车辆经主栈桥运输至施工点，机械设备架设于支栈桥上进行施工，不需船舶运输。其中，步骤三到步骤五均采用机械设备架设于支栈桥上进行施工。

作为一种优选，步骤五中，在拼装好的底节围堰的壁体上安装限位导向装置，限位导向装置包括固定支座和固定在固定支座内侧的2个弧形钢板，固定支座固定于底节围堰的内侧，弧形钢板与钢护筒相贴。

作为一种优选，步骤四中，拼装支架包括横梁、下斜撑、刃脚底托和限位块，横梁作为安装和受力平台，刃脚底托和限位块安装在横梁的上端面，下斜撑的下端与钢护筒相接，下斜撑的上端与横梁的下端面相接，下斜撑与横梁成45°夹角；安装钢围堰壁体时，底节围堰内侧刃脚放置在刃脚底托上，限位片与外侧刃脚相贴，钢护筒与下斜撑相接处加焊一圈20mm厚的钢板，横梁与钢护筒相接处设加强牛腿。

作为一种优选，步骤三中，钢护筒的接长段顶部嵌入双拼45b工字钢作为垫梁；垫梁横跨多根钢护筒的接长段，垫梁的长度方向对应钢围堰的长边设置，垫梁两端设牛腿；各垫梁之间相互平行。

作为一种优选，步骤五中，使用平板装载车装载钢围堰壁体，从岸上经由钢栈桥陆运至钢围堰施工部位。

作为一种优选，步骤六中，下放系统使用4拼45b工字钢作为挑梁，挑梁的长度方向对应钢围堰的短边设置，与垫梁互相垂直，挑梁与钢护筒搭接处设下支撑牛腿，挑梁两端上方安装整体式连续千斤顶；单个钢围堰使用的全部整体式连续千斤顶通过一套数控装置进行控制，实现所有整体式连续千斤顶的同步提升或下放。

作为一种优选，步骤六中，下放系统挑梁之间铺设走道板作为连接通道，便于操作连接各整体式连续千斤顶，统一进行控制；连接通道与挑梁构成下放操作平台，下放操作平台外侧用钢管做1.2米高度的临边防护。

作为一种优选，步骤八中，底节围堰下放至自浮状态后，向底节围堰壁舱内注入适量水，使底节围堰降低直到底节围堰顶部与钢栈桥桥面平齐，便于拼装上节围堰。

作为一种优选，步骤九中，在底节围堰上拼接上节围堰时，应当同时安装呈中心对称位置的2块钢围堰壁体，使底节围堰保持平稳悬浮。

本发明适用于如下条件：在受地形、水域条件限制下，难以使用大型船机设备运输和拼装的大型双壁钢围堰，钢围堰需到施工位置进行分块拼装再整体下放，且水深较大，水流速度、流量较大，使双壁钢围堰下放过程易发生倾斜、移位的情况，适合使用本发明。

本发明具有如下优点：

(1)充分利用桩基础施工留下的钢护筒作为主要受力构件，不需额外增设钢管桩、龙门架等受力结构。

(2)不需使用浮吊等大型设备，对机械设备、地形要求低，适用范围广。

(3)钢栈桥包围钢围堰施工范围，钢栈桥作为起重机械施工平台，使起重机械基础稳固，操作空间更开阔，施工更方便，提高了大型双壁钢围堰拼装下放的精准度和便捷性。

(4)钢围堰内壁设置限位导向装置，使钢围堰下放过程不易发生偏位、倾斜。

(5)使用整体式连续千斤顶进行下放，使围堰体能平衡、稳定地匀速下放，保证了下放的安全性和标高的精准控制。

(6)拼装支架设有限位块和刃脚底托，使钢围堰壁体在拼装过程中不发生滑移和倾覆，具有很高的安全性。

(7)全程不使用船舶设备进行水上运输，适用于特殊使用场景。

附图说明

图1为双壁钢围堰竖向分节示意图。

图2为限位导向装置结构示意图。

图3为本发明的施工示意图。

图4为钢栈桥及钢围堰平面位置示意图。

图5为钢护筒连接和第三节围堰安装顺序示意图。

图6为下放系统立面结构图。

图7为下放操作平台示意图。

图中，1为第一节围堰，2为第二节围堰，3为第三节围堰，4为内壁板，5为外壁板，6为弧形钢板，7为固定支座，8为钢栈桥，9为钢护筒接长段，10为下放系统挑梁，11为整体式连续千斤顶，12为钢护筒工字钢，13为高强度钢绞线，14为吊点，15为限位导向装置，16为拼装支架横梁，17为拼装支架下斜撑，18为拼装支架刃脚底托，19为拼装支架限位块，20为起重机，21为钢绞线支架，22为千斤顶垫梁，23为钢护筒垫梁，24为后支撑牛腿，25为下放系统连接通道。

A、B、C、D、E、F为第三节围堰壁体编号，由A至F为围堰拼装顺序。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

一种钢栈桥双壁钢围堰运输和快捷拼装下放施工方法，先分块预制加工完成双壁钢围堰壁体，同时将桩基施工使用的钢护筒接长。然后搭设钢围堰拼装支架、下放支架和下放系统。分块拼装下两节钢围堰作为底节围堰，然后使用下放系统将钢围堰下放至自浮于水面，随后接高第三节围堰。本实施例提前搭设好钢栈桥作为水上施工便道和施工平台，钢栈桥包围承台施工区域。承台包含18根桩基础，其中8根桩基础的钢护筒接长作为拼装支架、下放支架的承重结构。钢栈桥从四面包围钢围堰施工位置，作为钢围堰壁体起吊操作平台。

施工全过程所需材料、机械和人员均经由钢栈桥从岸上陆运到施工点。

具体步骤为：

步骤一：搭设钢栈桥

钢栈桥包括主栈桥和支栈桥，主栈桥从岸上搭设至双壁钢围堰施工点，支栈桥包围承台施工区域布置。钢栈桥作为钢围堰运输和拼装下放施工平台，无需任何船舶设备。

步骤二：分块预制加工完成双壁钢围堰壁体

双壁钢围堰分三节，相应分节长度(自下而上)分别为7.1m+5.6m+5.6m。每节分12块，分块单元最大重量24.54t。第二节围堰内壁设吊点。第一节围堰和第二节围堰组成底节围堰，第三节围堰组成上节围堰。

步骤三：接长钢护筒，连接钢护筒形成整体

拆除桩基础施工平台后，接长作为拼装支架、下放支架承重结构的8根钢护筒，钢护筒接长段顶部嵌入双拼45b工字钢垫梁进行加强，垫梁两端设牛腿。相邻钢护筒使用双拼25b工字钢横向连接，使钢护筒形成整体，提高钢护筒稳定性。

步骤四：搭设拼装支架

钢护筒近水面高度处使用双拼45b工字钢搭设拼装支架。拼装支架包括横梁、下斜撑、刃脚底托和限位块。通过测量放样确定钢围堰刃脚在拼装支架横梁上的对应位置，在外侧刃脚位置焊接45b工字钢作为限位块，在内侧刃脚位置焊接双拼45b工字钢作为刃脚底托。下斜撑一端焊接于横梁下方，另一端焊接于钢护筒上，与钢护筒面成45°夹角。钢护筒与下斜撑相接处加焊一圈20mm厚的钢板。横梁与钢护筒相接处设加强牛腿。

步骤五：拼装第一、第二节钢围堰

将钢围堰分块经由钢栈桥运至现场，履带吊在钢栈桥上支腿，将分块围堰从钢栈桥上吊起并安装至指定位置，第一节围堰安装就位后，与限位块临时焊接加以固定，通过测量仪器校检平面位置和垂直度。围堰块体安装就位后，将分块围堰壁板焊接封闭。在钢围堰内壁上安装限位导向装置，导向装置包括固定支座和2块弧形钢板，固定支座由双拼25工字钢制作，两端安装弧形钢板。弧形钢板距固定支座的距离视现场情况进行调节。在钢围堰外壁板上划刻度线，标明围堰高程。

步骤六：安装下放系统

在钢护筒顶端铺设4拼45b工字钢挑梁，挑梁与钢护筒搭接处设下支撑牛腿，挑梁两端用角钢做钢绞线支架，安装整体式连续千斤顶。下放系统包含8台千斤顶。挑梁之间铺设走道板作为连接通道，连接通道与挑梁构成下放操作平台。下放操作平台边缘设置1.2m高度栏杆。下放平台上放置油泵和数控装置，用于控制千斤顶进行提升、下放操作。8台千斤顶采用统一的液压系统，千斤顶采用200t的同步千斤顶，最大行程为25cm。千斤顶与吊点之间采用高强度钢绞线连接。

步骤七和八：钢围堰的提升及下放

在千斤顶启动前先进行试运行，保证液压系统行程统一且顶升力量大小一致。钢围堰四周布设水准标尺，每个水准标尺均有专人进行观察，一旦下降速率不一致则微调个别千斤顶，以达到控制下放的同步性。钢围堰在下放前，要同时顶升千斤顶，使钢围堰脱离拼装支架，拆除拼装支架，调节每个千斤顶的行程，同时同步下放千斤顶，每次下放行程严格按15cm控制。钢围堰入水后受浮力作用，当浮力与重力相等时钢围堰自浮于水面。用水泵向围堰壁舱内注水，使围堰继续下沉，直至下放的钢围堰顶标高与钢栈桥标高一致。

步骤九：接高第三节围堰

将第三节围堰分块安装至自浮的围堰体上。用两台履带吊同时进行拼装，按中心对称位置同时安装两块围堰壁体。即同时安装编号为A的2块壁体，然后同时安装编号为B的2块壁体，直至全部壁体安装完成。将分块围堰壁板焊接封闭。

步骤十：下沉至指定标高

围堰第三节拼装完成后，向围堰各壁舱内同时注水，全程观察围堰外壁刻度，若发现围堰下沉深度不均匀时，调整各壁舱的注水量。钢围堰下沉至指定标高后由测量人员复核钢围堰标高。

双壁钢围堰下放完成后，按照现有技术浇筑封底混凝土，然后按照现有技术施工深水桥梁基础。

本发明提供了一种安全可靠、对地形和水文条件要求较低的大型双壁钢围堰拼装下放方法，在以施工技术合理、经济、安全为目的前提下，提高了施工效率。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。