一种适用倾斜裸岩条件下的模块化钻孔平台

摘要

本发明创造提供了一种适用倾斜裸岩条件下的模块化钻孔平台，包括钻孔平台本体及钻孔平台本体四周的支栈桥；钻孔平台本体包括底龙骨，在钢护筒顶部与底龙骨间设有十字梁结构，由十字梁结构传递支撑作用力；所述十字梁结构包括横梁和纵梁，二者呈十字交叉状固定于连接板，所述横梁的两端以及所述纵梁的两端均安装有挂梁，挂梁均架设于钢护筒顶端；所述挂梁下端设有钢垫板，由钢护筒的壁板支撑住钢垫板，并在钢垫板下端设有与钢护筒外壁贴合的补强板。本发明提供的钻孔平台结构利用安装在钢护筒顶部的十字梁结构作为平台支撑结构，灵活度高，适应性强，解决跨海深水倾斜裸岩钻孔平台支撑桩施工难度大的问题。

说明书

技术领域

本发明创造属于桥梁下部结构桩基钻孔平台施工技术领域，尤其是涉及一种适用倾斜裸岩条件下的模块化钻孔平台。

背景技术

随着科学技术和经济的不断发展，大跨径桥梁也随之飞速发展。桥梁下部结构桩基作为桥梁基础，其钻孔平台的安全经济以及施工快速变得极为重要。现有技术中，“先平台后围堰”是国内施工深水桥梁基础的主要施工方法，该方法首先搭设由支撑桩、贝雷梁以及钢面板等构成的钻孔平台，待桩基完成后拆除承台范围内贝雷梁等上部结构，再铺设围堰底龙骨、拼装围堰、下放围堰，最后完成承台施工。虽然工艺较为成熟，但该方法在桩基完成后需拆除围堰范围内平台结构，铺设围堰底龙骨，此过程将耗费大量工期，且整个方案用钢量较大，施工成本高。在围堰底龙骨铺设时，大多采用的是人工现场铺设，待底龙骨安装完成后，再完成围堰拼装及下放，尤其是倾斜裸岩条件下，施工难度大，工期长，劳动强度高，施工风险大。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种适用倾斜裸岩条件下的模块化钻孔平台，实现平台工厂加工制作和现场模块化大节段吊装，提高钢材重复利用率，解决跨海深水倾斜裸岩桥梁桩基钻孔平台支撑桩施工难度大、施工工期长，施工成本高，施工风险大，钢材消耗量大等问题。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种适用倾斜裸岩条件下的模块化钻孔平台，包括钻孔平台本体及钻孔平台本体四周的支栈桥；钻孔平台本体包括底龙骨，底龙骨下方由多个钢护筒形成支撑，在钢护筒顶部与底龙骨间设有十字梁结构，由十字梁结构传递支撑作用力；支栈桥底部由多个锚桩形成支撑，锚桩均插设于裸岩地质层中；所述十字梁结构包括横梁和纵梁，二者呈十字型固定于连接板，所述横梁的两端以及所述纵梁的两端均安装有挂梁，挂梁均架设于钢护筒顶端；所述挂梁下端设有钢垫板，由钢护筒的壁板支撑住钢垫板，并在钢垫板下端设有与钢护筒外壁贴合的补强板。

进一步，所述底龙骨由型钢纵横铺设并由连接构件连接而成。

进一步，支栈桥下的锚桩由连接系连接。

进一步，所述支栈桥边缘设有防护栏杆。

进一步，所述钢垫板与补强板间设有加劲板。

进一步，所述横梁、纵梁、钢垫板及补强板均焊接固定于连接板。

进一步，围堰底龙骨中心处布置有用于支撑所述钻孔平台本体的辅助钢管柱。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

本发明提供的钻孔平台结构利用安装在钢护筒顶部的十字梁结构作为平台支撑结构，灵活度高，适应性强，十字梁结构可适应调整安装位置，并可以匹配不同规格的钢护筒，对于跨海深水倾斜裸岩处的工程施工，可根据实际工况选配合适规格的钢护筒，并可以将钢护筒与钻孔平台结构间通过十字梁结构有效衔接，解决跨海深水倾斜裸岩钻孔平台支撑桩施工难度大的问题。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造的平面图；

图2为本发明创造的立面图；

图3为本发明创造的剖视图；

图4为本发明创造底龙骨部分的示意图；

图5为本发明创造中十字梁结构的平面结构示意图；

图6为本发明创造中十字梁结构的立面结构示意图；

图7为本发明创造中十字梁结构应用状态的平面结构示意图；

图8为本发明创造中十字梁结构应用状态的立面结构示意图；

图9为本发明创造中十字梁结构的剖面结构示意图；

图10为本发明创造实施例中锚桩的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明创造和简化描述，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发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

一种适用倾斜裸岩条件下的模块化钻孔平台，如图1至6所示，包括钻孔平台本体13及钻孔平台本体四周的支栈桥11，利用支栈桥提供施工场地；钻孔平台本体包括底龙骨24，底龙骨下方由多个钢护筒21形成支撑，所述底龙骨由型钢纵横铺设并由连接构件52连接而成；在钢护筒顶部与底龙骨间设有十字梁结构12，由十字梁结构传递支撑作用力；支栈桥底部由多个锚桩22形成支撑，锚桩均插设于裸岩地质层中，锚桩间由连接系23连接。上述支栈桥边缘设有防护栏杆，保护施工人员的人身安全。

下面提供一种应用上述钻孔平台在倾斜裸岩条件下的施工方法：

包括如下步骤：利用所搭建的模块化钻孔平台完成钢护筒下沉以及钻孔灌注桩36浇筑后，拆除围堰范围以外的平台结构(即，除围堰范围内的龙骨结构，钻孔平台本体上的其它结构均拆除)，将剩余平台结构作为围堰底龙骨51；钻孔平台可由工厂加工制作，现场模块化大节段吊装，可通过拆除围堰范围底龙骨以外的平台结构，围堰范围内底龙骨及平台结构作为围堰底龙骨，而平台结构和钢护筒可实现流水施工，重复利用，减少钢量使用，降低成本。

支栈桥上部架设吊装设备31，吊装设备一般包括龙门吊，用于吊装钢管桩、振动锤、冲击钻等设施。之后加高钢护筒，并在钢护筒顶部架设提升装置33，拆除十字梁结构，之后提升围堰底龙骨，并安装牛腿32。

在牛腿上完成拼装双壁钢围堰34，并在内部设置内支撑35；待双壁钢围堰拼装完成后，拆除牛腿，下放双壁钢围堰；双壁钢围堰下放完成后，拆除上部多余钢护筒及桩头。

上述钢护筒以交叉跳打的方式施工。优选的，锚桩22由钢锚桩91和混凝土锚桩92组成，所述锚桩插设于深水倾斜裸岩地质层中，混凝土锚桩套设于钢锚桩底部。可在围堰底龙骨中心处布置辅助钢管柱25，以用于对钻孔平台本体进行支撑，提高围堰底龙骨中心处结构稳定性，进一步保障钻孔平台本体应用过程中结构稳定可靠。

十字梁结构架设于钢护筒的开孔处，在一个可选的实施例中，十字梁结构的横梁63和纵梁62均固定于连接板64，构成十字型结构件，横梁以及纵梁的每一端均安装有挂梁61，挂梁架设于钢护筒(及辅助钢管桩)上，用于支撑钻孔平台本体。具体的，挂梁下端设有钢垫板66，钢护筒壁板81支撑住钢垫板，并在钢垫板下端设有与钢护筒外壁贴合的补强板67，钢垫板将钢护筒支撑作用力有效分配给挂梁，避免局部受力过大，在进一步改进的方案中，钢垫板与补强板间设有加劲板65，有效提高挂梁与钢护筒间连接的稳定性和可靠性。

通常，所述横梁、纵梁、钢垫板以及补强板均焊接固定于连接板。需要说明的是，横梁及纵梁的末端均设有若干排连接孔，通过调节挂梁安装位置，可以调整挂梁伸出长度，进而改变十字梁结构覆盖范围，以适应不同规格钢护筒的连接。

本发明提供的钻孔平台结构可实现工厂加工制作，现场模块化大节段拼装，同时将平台上部结构用作围堰底龙骨，减少了平台拆除和底龙骨安装的施工时间，降低了施工风险，缩短了工期，减少了钢材用量，提高了材料重复利用率，降低了施工成本。

同时，利用安装在钢护筒顶部的十字梁结构作为平台支撑结构，解决跨海深水倾斜裸岩钻孔平台支撑桩施工难度大的问题。因此，上述结构施工速度快、施工工期短、施工风险小、施工成本低，材料重复利用率高，同时能够解决跨海深水倾斜裸岩钻孔平台支撑桩施工难度大的问题。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。