一种钢桁架平台的锚固装置及钢桁架平台结构

摘要

本实用新型公开了一种钢桁架平台的锚固装置及钢桁架平台结构，涉及海上桥梁施工技术领域，其包括：竖向支撑部，其用于设于钢管桩的外壁面，竖向支撑部用于支撑钢桁架平台；外部连接组件，其用于组设在钢桁架平台上，外部连接组件用于抵持在钢管桩的外壁面的第一预设点；水平支撑组件，其用于组设在钢管桩的内壁面，水平支撑组件用于抵持于钢管桩的内壁面第二预设点，且第一预设点与第二预设点位置对应。本实用新型中的锚固装置可以减少钢管桩与平台之间的连接时间，便于安装拆卸。锚固装置的大部分的焊接工作都可以在工厂提前完成。较原有的挂桩梁装置减少了现场的施工步骤、节约了现场施工时间。

说明书

技术领域

本实用新型涉及海上桥梁施工技术领域，具体涉及一种钢桁架平台的锚固装置及钢桁架平台结构。

背景技术

在进行海上高桩承台施工时，一般需借助辅助平台进行吊装作业。然而，海上桥梁主墩钢桁架平台自身尺寸较大，受到海上风力的影响时其受力更为复杂，因此工作人员在设计平台与桩身的连接构造时较为困难。

相关技术中，钢桁架平台与桩身的连接锚固结构一般采用挂桩梁装置，该装置主要由可伸缩的“十”字型挂桩梁及焊接限位装置组成。当钢管桩插打到位后，在钢管桩相应位置开槽口、焊接补强板件；再将“十”字型挂桩梁由钢管装内吊装到设计位置、并从槽口拉出伸出段；最后将平台放置在挂桩梁伸出段上、焊接限位装置。但是该方法需要工作人员在现场进行大量的切割和焊接工作，不适用于海上复杂环境下的施工。而且桩端与平台连接方式简单，约束能力较差，易产生应力集中。“十”字型挂桩梁只承受平台竖向荷载，在海上恶劣环境下抵抗侧向变形能力较差。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种海上钢桁架平台的锚固装置，其包括：

竖向支撑部，其用于设于钢管桩的外壁面，所述竖向支撑部用于支撑钢桁架平台；

外部连接组件，其用于组设在所述钢桁架平台上，所述外部连接组件用于抵持在所述钢管桩的外壁面的第一预设点；

水平支撑组件，其用于组设在所述钢管桩的内壁面，所述水平支撑组件用于抵持于所述钢管桩的内壁面第二预设点，且所述第一预设点与所述第二预设点位置对应。

一些实施例中，所述外部连接组件包括：

钢套筒，其用于套设于所述钢管桩的外壁面；

连接杆件，其用于组设于所述钢桁架平台上，所述连接杆件与所述钢套筒相连，且所述连接杆件与所述钢套筒的连接处与所述第一预设点位置对应。

一些实施例中，所述钢套筒包括：

钢管，其用于套设在所述钢管桩的外壁面；

环板，其支撑于所述竖向支撑部，所述环板通过加劲板与所述钢管相连，所述环板与所述连接杆件相连。

一些实施例中，所述钢管的直径大于所述钢管桩的直径，且所述钢管的直径与所述钢管桩的直径的差值在200～300mm。

一些实施例中，所述钢管与所述钢管桩之间设有抄垫块。

一些实施例中，所述抄垫块为一钢盒体，所述钢盒体内填充有混凝土层。

一些实施例中，所述竖向支撑部包括至少两个支撑牛腿，所述支撑牛腿用于设置在所述钢管桩的表面。

一些实施例中，所述竖向支撑部包括四个所述支撑牛腿，所述支撑牛腿沿所述钢管桩的外壁面两两对称设置。

一些实施例中，所述水平支撑组件包括：至少两个在竖向间隔设置的水平支撑杆件，两个所述水平支撑杆件支撑于所述钢管桩的内壁面上的第二预设点，两个所述水平支撑杆件通过一竖向连接系相连。

另一方面，本申请提供一种钢桁架平台，其包括：上述任意一项所述的锚固装置。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型中的锚固装置可以减少钢管桩与平台之间的连接时间，便于安装拆卸。锚固装置的大部分的焊接工作都可以在工厂提前完成。较原有的挂桩梁装置减少了现场的施工步骤、节约了现场施工时间。该装置模块化程度高、适应性较强，可以用于各种复杂结构及海洋上恶劣环境中。

(2)本实用新型中的钢护筒还可以辅助钢管桩的插打，为钢管桩立柱的插打提供导向功能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中锚固装置的主视图；

图2为本实用新型实施例中设有锚固装置的钢桁架平台结构主视图；

图3为本实用新型实施例中锚固装置的俯视图；

图4为本实用新型实施例中钢套筒的俯视图；

图5为本实用新型实施例中钢管桩与支撑牛腿连接状态下的俯视图；

图6为本实用新型实施例中水平支撑组件的示意图。

图中：1、竖向支撑部；11、支撑牛腿；2、钢管桩；3、钢桁架平台；4、外部连接组件；41、钢套筒；411、钢管；412、环板；413、加劲板；42、连接杆件；5、水平支撑组件；51、水平支撑杆件；52、竖向连接系；6、抄垫块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。如图1 和图2所示，本申请提供一种海上钢桁架平台的锚固装置，其用于辅助海上钢桁架平台与钢管桩2之间的锚固连接施工，该装置包括：竖向支撑部1、外部连接组件4和水平支撑组件5；其中，

竖向支撑部1，其用于设于钢管桩2的外壁面，所述竖向支撑部 1用于支撑钢桁架平台3；外部连接组件4，其用于组设在所述钢桁架平台3上，所述外部连接组件4用于抵持在所述钢管桩2的外壁面的第一预设点；水平支撑组件5，其用于组设在所述钢管桩2的内壁面，所述水平支撑组件5用于抵持于所述钢管桩2的内壁面第二预设点，且所述第一预设点与所述第二预设点位置对应。

可以理解的是，第一预设点和第二预设点为多个预设的受力点，两者在水平方向位置对应。

值得说明的是，本申请中竖向支撑部1为钢桁架平台3提供竖向支撑力。同时通过水平支撑组件5与钢管桩2相连，使得钢桁架平台 3在水平方向约束能力及抵抗侧向变形能力得到加强。

优选地，所述水平支撑组件5包括：至少两个在竖向间隔设置的水平支撑杆件51，两个所述水平支撑杆件51支撑于所述钢管桩2的内壁面上的第二预设点，两个所述水平支撑杆件51通过一竖向连接系52相连。所述水平支撑组件5设置在钢管桩2内部并与外部连接组件4的顶面标高一致、节点位置相对应。在使用过程中水平支撑组件5可以保护钢管桩在水平荷载过大时不会发生局部屈曲变形，同时提高了钢管桩与平台连接节点处的固结程度和刚度。

具体地，如图1所示，所述外部连接组件4包括：钢套筒41 和连接杆件42；其中2，

钢套筒41，其用于套设于所述钢管桩2的外壁面；连接杆件42，其用于组设于所述钢桁架平台3中，所述连接杆件42与所述钢套筒 41相连，且所述连接杆件42与所述钢套筒41的连接处与所述第一预设点位置对应。

可以理解的是，钢套筒41可以兼做钢管桩2插打的导向定位装置。在工厂加工制作时安装于钢桁架平台3上浮运到位后，在钢套筒 41内放入钢管桩进行插打作业，提高了现场桩基定位的精度，减少了海上测量施工的工作量，提高了工作效率。

优选地，钢套筒41包括：钢管411和环板412；其中，

钢管411，其用于套设在所述钢管桩2的外壁面；环板412，其支撑于所述竖向支撑部1，所述环板412通过加劲板413与所述钢管 411相连，所述环板412与所述连接杆件42相连。所述钢管411的直径大于所述钢管桩2的直径，且所述钢管411的直径与所述钢管桩 2的直径的差值在200～300mm。

值得说明的是，钢管411与所述钢管桩2之间填充有抄垫块6。钢管桩2和水平支撑组件5之间也填充有抄垫块6。使钢管411与钢管桩2、钢管桩2与水平支撑组件5之间完全顶紧。

可以理解的是，抄垫块6是由钢板焊接而成的钢盒，内部以混凝土作为填充物，设置在钢套筒41与钢管桩2、水平支撑组件5之间，并与第一预设点、第二预设点的节点位置相对应。在使用中抄垫块6 承受由水平支撑组件5传递的水平向荷载，并保证钢管桩与钢套管、内撑杆之间相互锁定，有效固结在一起。

一些具体实施例中，所述竖向支撑部1包括至少两个支撑牛腿 11，所述支撑牛腿11用于设置在所述钢管桩2的表面。如图3和图 5所示，四个支撑牛腿11沿钢管桩2外壁面均匀布置。支撑牛腿11 由钢板焊接而成的“π”型截面的牛腿结构。

在使用时:

S1.在工厂分块加工制作钢套筒41、连接杆件42、抄垫块6、水平支撑组件5及牛腿，确保焊接质量；加工制作钢桁架平台3，并在钢桁架平台上预留出钢管桩及锚固装置的安装位置。

S2、将外部连接组件4与钢套筒焊接成整体，并焊接在钢桁架平台的预留位置上。将加工好的整体钢桁架平台装船准备运输。

S3、将钢桁架平台3运送至桥梁设计位置后，将钢管桩2插入钢套筒41内。将钢套筒41作为导向装置，并用打桩设备将钢管桩2插打到设计标高。

S4、当钢管桩2插打到位后，在水面以上相应位置焊接支撑牛腿 11。并将钢桁架平台3下放、安置在支撑牛腿11上，由支撑牛腿11 来承受钢桁架平台3的竖向荷载。

S5、在钢管内吊装水平支撑组件5，并将抄垫块6抄垫在水平支撑组件5与钢管桩2、钢套筒41之间，使水平力全部传递到水平支撑组件5上，完成钢管桩与钻工平台的连接工作。

综上所述，该装置可以减少钢管桩与平台之间的连接时间，便于安装拆卸。锚固装置的大部分的焊接工作都可以在工厂提前完成。现场只需要在桩基插打到位后，在指定位置焊接牛腿，将平台整体置于牛腿上，并放入内撑杆结构和抄垫块结构便可连接牢固。该装置较原有的挂桩梁装置减少了现场的施工步骤、节约了现场施工时间。该装置模块化程度高、适应性较强，可以用于各种复杂结构及海洋上恶劣环境中。首先，连接结构占用空间较小，与原有桩身结构占用空间基本相同，且装置在工厂加工成模块、可以便于拆卸，便于在一些复杂结构中使用而不影响整体功能。其次该装置力学设计合理，可以有效的将桩身结构固结在平台结构内部，使平台的受力更为明确。使平台在海上恶劣环境的作用下，仍能够保持较好的侧向刚度。同时避免在桩身管壁上产生应力集中，避免管壁局部屈曲。该装置可以提高钢管桩的倒用次数降低施工成本。整套装置只需要在钢管桩上焊接牛腿，其余结构单独加工制作，在进行连接时不需要对钢管桩进行额外的操作，保持了钢管桩结构的完整性，钢管桩可以回收并进行多次倒用，提高材料的利用率。该装置可以兼做钢管桩插打的导向定位装置。在工厂加工制作时安装于钢桁架平台上浮运到位后，在套管内放入钢管桩进行插打作业，提高了现场桩基定位的精度，减少了海上测量施工的工作量，提高了工作效率。相比于传统的施工方法，使用该装置后现场施工中需要的施工设备和人员较少，提高了大型设备的利用效率，降低了现场施工管理的难度。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。