申请/专利权人：中铁八局集团有限公司;中铁八局集团第一工程有限公司

申请日：2019-06-14

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN110344412B

主分类号：E02D7/00

分类号：E02D7/00;E02D7/18;E02D13/00;E02D13/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2019.11.12#实质审查的生效;2019.10.18#公开

摘要：本发明涉及一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置，包括多根呈矩阵排列的钢管桩、固定连接在多根所述钢管桩上端的钻孔平台，钻孔平台从下至上依次由平台底板、分配梁、贝雷梁和平台面板连接构成；在多根呈矩阵排列的所述钢管桩之间设有多层联结系，所述联结系包括顺桥向联结系和横桥向联结系,所述顺桥向联结系和横桥向联结系的结构相同，均为两支水平型钢和多支斜撑联结的支架结构，所述顺桥向联结系和横桥向联结系与钢管桩均通过焊接连接固定；在所述钻孔平台上设有多个正方形通孔。本发明还提供一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位方法。本发明其不仅刚度及稳定性高，而且能够确保钢护筒下放的精度，降低施工成本。

主权项：1.一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置，包括多根呈矩阵排列的钢管桩（1）、固定连接在多根所述钢管桩上端的钻孔平台，所述钻孔平台从下至上依次由平台底板（2）、分配梁（3）、贝雷梁（4）和平台面板（5）连接构成，其特征是：在多根呈矩阵排列的所述钢管桩（1）之间设有多层联结系，所述联结系包括顺桥向联结系（6）和横桥向联结系（7）,所述顺桥向联结系和横桥向联结系的结构相同，均为两支水平型钢和多支斜撑联结的支架结构，所述顺桥向联结系（6）和横桥向联结系（7）与钢管桩（1）均通过焊接连接固定；在所述钻孔平台上设有多个正方形通孔；至少在两层所述联结系上设有多副钢护筒导向架（8），所述钢护筒导向架（8）呈正方框形，所述钢护筒导向架的横桥向边为钢管（9），并焊接于所述顺桥向联结系（6）上；所述钢护筒导向架的顺桥向边为工字钢（10），所述工字钢（10）的腹板与所述钢管（9）垂直焊接固定；所述呈正方框形的钢护筒导向架（8）的中心线与所述钻孔平台上的正方形通孔的中心线重合；还包括设在所述钻孔平台上的履带吊（13）；在所述钢管桩（1）的上端与所述钻孔平台底板（2）的连接部位设有多块三角形加劲钢板（11）。

全文数据：一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置及方法技术领域本发明涉及桥梁基础工程，具体涉及一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置及方法。背景技术随着我国交通建设不断推进，作为交通干线上重要结点的桥梁建设也变得日益重要。大桥是解决跨江河、跨峡谷交通运输的最佳方式。由于跨江跨海大桥所处自然环境复杂且变化极大，致使桥梁水中桩基础设计与施工较陆地桩基施工而言难度更大且需要考虑的因素更多，钢护筒埋设作为桩基础施工的起始步骤，直接影响到对后续桩基础工程能否顺利进行。钢护筒下沉后平面位置是否准确，垂直度是否达标都将直接影响到整个桩基础工程的质量和进度。因此，研究钢护筒的定位装置及方法具有非常重要的工程实际意义。CN202830931U公开了“一种钢护筒定位装置”，解决了现有在水流速度快的河流上进行钢护筒定位时需要采用大型设备，存在定位不准确、施工速度慢、成本较高等问题。该钢护筒定位装置，包括架设在河面上的施工平台、位于施工平台上的定位架；在施工平台及定位架上开有定位孔，贯穿施工平台及定位架定位孔并进入水中的钢护筒底部焊接有定滑轮，定滑轮上缠绕有钢丝绳，钢丝绳一端穿过定滑轮固定在钢护筒顶部，钢丝绳另一端连有位于河流上游的牵引设备。利用上游的牵引设备及固定于钢护筒上的定滑轮牵引钢丝绳调整钢护筒位置，牵引方便，不需要大型设备；定位准确，保证钢护筒的平面位置。CN102926387A公开了“一种钢板桩围堰水下围檩安装导向装置”，包括竖向导梁、设置在竖向导梁顶部内侧的上端横向支架、设置在竖向导梁底端内侧的下端横向支架、设置在竖向导梁底端外侧的高程定位牛腿，所述下端横向支架的内侧设有导梁下端支撑弧形板。其采用单层围檩在后场整体制作，依靠钻孔桩钢护筒设置竖向导梁，通过围檩间竖向支撑杆保证各层围檩的间距，由下至上逐层整体安装钢板桩围檩。克服了现有技术中在钢板桩插打前，水下围檩安装施工不可视，定位难，多层围檩间距控制难的技术问题。取得了围檩安装速度快、定位精度高的有益效果。毋庸置疑，上述专利文献公开的技术方案都是所属技术领域为解决桥梁基础施工中存在的定位不准确、施工速度慢、成本较高的问题，作出的一种有益的尝试。发明内容本发明的目的是提供一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置，其不仅刚度及稳定性高，而且能够确保钢护筒下放的精度，还能够充分利用施工平台的钢管桩和钢管桩之间联结系，降低施工成本。本发明还提供一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位方法，其施工简单，不需大型设备，特别适用于在深水急流区域桥梁基础钢护筒的定位。本发明所述的一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置，包括多根呈矩阵排列的钢管桩、固定连接在多根所述钢管桩上端的钻孔平台，所述钻孔平台从下至上依次由平台底板、分配梁、贝雷梁和平台面板连接构成，其特征是：在多根呈矩阵排列的所述钢管桩之间设有多层联结系，所述联结系包括顺桥向联结系和横桥向联结系,所述顺桥向联结系和横桥向联结系的结构相同，均为两支水平型钢和多支斜撑联结的支架结构，所述顺桥向联结系和横桥向联结系与钢管桩均通过焊接连接固定；在所述钻孔平台上设有多个正方形通孔。进一步，至少在两层所述联结系上设有多副钢护筒导向架，所述钢护筒导向架呈正方框形，所述钢护筒导向架的横桥向边为钢管，并焊接于所述顺桥向联结系上；所述钢护筒导向架的顺桥向边为工字钢，所述工字钢的腹板与所述钢管垂直焊接固定；所述呈正方框形的钢护筒导向架的中心线与所述钻孔平台上的正方形通孔的中心线重合。所述的在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置，还包括设在所述钻孔平台上的履带吊。进一步，在所述钢管桩的上端与所述钻孔平台平台底板的连接部位设有多块三角形加劲钢板。进一步，所述钢护筒导向架的内框边长与需要定位的钢护筒的直径相等。本发明所述的一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位方法，其特征是：包括以下步骤：第一步，搭设钻孔平台；先用震动锤将多根钢管桩插打入河床，并使多根钢管桩呈矩阵排列；再根据桩顶标高切除各所述钢管桩的多余部分；然后，在各所述钢管桩的顶端连接平台底板，在各所述钢管桩的上端与所述平台底板下面的连接部位等距离焊接四块三角形加劲钢板；最后，在所述平台底板的上面从下至上依次安装分配梁、贝雷梁和平台面板，并采用“U”型卡具焊接固定，即构成钻孔平台，并在所述钻孔平台上预留有多个用于钢护筒通过的正方形通孔；第二步，设置联结系；在多根呈矩阵排列的所述钢管桩之间设置多层联结系，所述联结系包括顺桥向联结系和横桥向联结系,所述顺桥向联结系和横桥向联结系的结构相同，均为两支水平型钢和多支斜撑联结的支架结构，所述顺桥向联结系和横桥向联结系与钢管桩均通过焊接连接固定；第三步，安装钢护筒导向架；至少在两层联结系上安装上下对应的钢护筒导向架；所述钢护筒导向架呈正方框形，其中心线与所述钻孔平台上的正方形通孔的中心线重合，并且钢护筒导向架的内框边长与需要定位的钢护筒的直径相等；所述钢护筒导向架的横桥向边为钢管，并焊接于所述顺桥向联结系上；所述钢护筒导向架的顺桥向边为工字钢，所述工字钢的腹板与所述钢管垂直焊接固定；第四步，下放定位钢护筒；先将履带吊运送至钻孔平台上，同时，根据钢护筒长度、重量、履带吊的起吊能力将钢护筒分为多节，并在钢护筒的每节内上部焊接型钢制作的十字支撑；再启动履带吊将钢护筒的第一节吊起，通过钢护筒导向架下放定位；当钢护筒的第一节下方到位后，在钢护筒的第一节上部外侧上焊接型钢牛腿，将钢护筒的第一节临时支撑在钻孔平台上；然后，再将钢护筒的第二节采用履带吊吊装到钢护筒的第一节位置上进行接长；最后，将钢护筒下放至河床面上，采用振动锤跟进钢护筒定位。本发明的有益效果在于：（1）由于钢护筒导向架焊接于钻孔平台的钢管桩联结系上，施工简单，充分利用了钻孔平台，节约了施工成本；（2）由于采用的钢护筒定位导向架的刚度及稳定性高，钢护筒下放后平面位置偏差小于5厘米，垂直度偏差小于1%，确保了护筒下放精度；（3）由于采用了分节定位安装钢护筒的工艺，不需要大型设备，只采用常规的履带吊即可完成在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位安装。附图说明图1是本发明的定位装置的结构示意图；图2是图1的A—A断面图；图3是本发明的定位方法面示意图；图4是图3的B—B断面图。图中：1—钢管桩，2—平台底板，3—分配梁，4—贝雷梁，5—平台面板，6—顺桥向联结系，7—横桥向联结系，8—钢护筒导向架，9—钢管，10—工字钢，11—三角形加劲钢板，12—钢护筒，13—履带吊，14—十字支撑，15—型钢牛腿。具体实施方式一下结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做详细说明。参见图1和图2所示的一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置，包括多根呈矩阵排列的钢管桩1、固定连接在多根所述钢管桩上端的钻孔平台；所述钻孔平台从下至上依次由平台底板2、分配梁3、贝雷梁4和平台面板5连接构成，其特征是：在多根呈矩阵排列的所述钢管桩1之间设有多层联结系，所述联结系包括顺桥向（即纵向）联结系6和横桥向（即横向）联结系7,所述顺桥向联结系和横桥向联结系的结构相同，均为两支水平型钢和多支斜撑联结的支架结构，所述顺桥向联结系6和横桥向联结系7与钢管桩1均通过焊接连接固定；在所述钻孔平台上设有多个正方形通孔。至少在两层所述联结系上设有多副钢护筒导向架8，所述钢护筒导向架8呈正方框形，所述钢护筒导向架的横桥向边为钢管9，并焊接于所述顺桥向联结系6上；所述钢护筒导向架的顺桥向边为工字钢10，所述工字钢10的腹板与所述钢管9垂直焊接固定；所述呈正方框形的钢护筒导向架8的中心线与所述钻孔平台上的正方形通孔的中心线重合。所述的在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置，还包括设在所述钻孔平台上的履带吊13。在所述钢管桩1的上端与所述钻孔平台平台底板2的连接部位设有多块三角形加劲钢板11。所述钢护筒导向架的内框边长与需要定位的钢护筒12的直径相等。参见图3和图4，本发明所述的一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位方法，其特征是：包括以下步骤：第一步，搭设钻孔平台；先用震动锤将多根钢管桩1插打入河床，并使多根钢管桩1呈矩阵排列，作为钻孔平台竖向支撑；再根据桩顶标高切除各所述钢管桩1的多余部分；然后，在各所述钢管桩1的顶端连接平台底板2，在各所述钢管桩1的上端与所述平台底板2下面的连接部位等距离焊接四块三角形加劲钢板9；最后，在所述平台底板2的上面从下至上依次安装分配梁3、贝雷梁4和平台面板5，并采用“U”型卡具焊接固定，以防止贝雷梁侧向移位，即构成钻孔平台，并在所述钻孔平台上预留有多个用于钢护筒12通过的正方形通孔；第二步，设置联结系；在多根呈矩阵排列的所述钢管桩1之间设置多层联结系，所述联结系包括顺桥向（即纵向）联结系6和横桥向（即横向）联结系7,所述顺桥向联结系和横桥向联结系的结构相同，均为两支水平型钢和多支斜撑联结的支架结构，所述顺桥向联结系6和横桥向联结系7与钢管桩1均通过焊接连接固定；第三步，安装钢护筒导向架；至少在两层联结系上安装上下对应的钢护筒导向架；所述钢护筒导向架呈正方框形，其中心线与所述钻孔平台上的正方形通孔的中心线重合，并且钢护筒导向架的内框边长与需要定位的钢护筒11的直径相等；所述钢护筒导向架的横桥向边为钢管9，并焊接于所述顺桥向联结系6上；所述钢护筒导向架的顺桥向边为工字钢10，所述工字钢10的腹板与所述钢管9垂直焊接固定；第四步，下放定位钢护筒；先将履带吊13运送至钻孔平台上，同时，根据钢护筒12长度、重量、履带吊13的起吊能力将钢护筒12分为多节，并在钢护筒12的每节内上部焊接型钢制作的十字支撑14；再启动履带吊13将钢护筒12的第一节吊起，通过钢护筒导向架下放定位；当钢护筒12的第一节下方到位后，在钢护筒12的第一节上部外侧上焊接型钢牛腿15，将钢护筒12的第一节临时支撑在钻孔平台上；然后，再将钢护筒12的第二节采用履带吊13吊装到钢护筒11的第一节位置上进行接长；最后，将钢护筒12下放至河床面上，采用振动锤跟进钢护筒12定位。本发明施工简单，导向架刚度及稳定性高，不仅能够确保护筒下放精度；还能够充分利用施工平台的钢管桩和钢管桩之间联结系，降低施工成本。

权利要求：1.一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置，包括多根呈矩阵排列的钢管桩（1）、固定连接在多根所述钢管桩上端的钻孔平台，所述钻孔平台从下至上依次由平台底板（2）、分配梁（3）、贝雷梁（4）和平台面板（5）连接构成，其特征是：在多根呈矩阵排列的所述钢管桩（1）之间设有多层联结系，所述联结系包括顺桥向联结系（6）和横桥向联结系（7）,所述顺桥向联结系和横桥向联结系的结构相同，均为两支水平型钢和多支斜撑联结的支架结构，所述顺桥向联结系（6）和横桥向联结系（7）与钢管桩（1）均通过焊接连接固定；在所述钻孔平台上设有多个正方形通孔。2.根据权利要求1所述的在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置，其特征是：至少在两层所述联结系上设有多副钢护筒导向架（8），所述钢护筒导向架（8）呈正方框形，所述钢护筒导向架的横桥向边为钢管（9），并焊接于所述顺桥向联结系（6）上；所述钢护筒导向架的顺桥向边为工字钢（10），所述工字钢（10）的腹板与所述钢管（9）垂直焊接固定；所述呈正方框形的钢护筒导向架（8）的中心线与所述钻孔平台上的正方形通孔的中心线重合。3.根据权利要求1或2所述的在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置，其特征是：还包括设在所述钻孔平台上的履带吊（13）。4.根据权利要求2所述的在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置，其特征是：在所述钢管桩（1）的上端与所述钻孔平台平台底板（2）的连接部位设有多块三角形加劲钢板（11）。5.根据权利要求2所述的在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位装置，其特征是：所述钢护筒导向架的内框边长与需要定位的钢护筒（12）的直径相等。6.一种在深水急流区域桥梁桩基础钢护筒的定位方法，其特征是：包括以下步骤：第一步，搭设钻孔平台；先用震动锤将多根钢管桩（1）插打入河床，并使多根钢管桩（1）呈矩阵排列；再根据桩顶标高切除各所述钢管桩1的多余部分；然后，在各所述钢管桩1的顶端连接平台底板（2），在各所述钢管桩（1）的上端与所述平台底板（2）下面的连接部位等距离焊接四块三角形加劲钢板（9）；最后，在所述平台底板（2）的上面从下至上依次安装分配梁（3）、贝雷梁（4）和平台面板（5），并采用“U”型卡具焊接固定，即构成钻孔平台，并在所述钻孔平台上预留有多个用于钢护筒（12）通过的正方形通孔；第二步，设置联结系；在多根呈矩阵排列的所述钢管桩（1）之间设置多层联结系，所述联结系包括顺桥向联结系（6）和横桥向联结系（7）,所述顺桥向联结系和横桥向联结系的结构相同，均为两支水平型钢和多支斜撑联结的支架结构，所述顺桥向联结系（6）和横桥向联结系（7）与钢管桩（1）均通过焊接连接固定；第三步，安装钢护筒导向架；至少在两层联结系上安装上下对应的钢护筒导向架；所述钢护筒导向架呈正方框形，其中心线与所述钻孔平台上的正方形通孔的中心线重合，并且钢护筒导向架的内框边长与需要定位的钢护筒（11）的直径相等；所述钢护筒导向架的横桥向边为钢管（9），并焊接于所述顺桥向联结系（6）上；所述钢护筒导向架的顺桥向边为工字钢（10），所述工字钢（10）的腹板与所述钢管（9）垂直焊接固定；第四步，下放定位钢护筒；先将履带吊（13）运送至钻孔平台上，同时，根据钢护筒（12）长度、重量、履带吊（13）的起吊能力将钢护筒（12）分为多节，并在钢护筒（12）的每节内上部焊接型钢制作的十字支撑（14）；再启动履带吊（13）将钢护筒（12）的第一节吊起，通过钢护筒导向架下放定位；当钢护筒（12）的第一节下方到位后，在钢护筒（12）的第一节上部外侧上焊接型钢牛腿（15），将钢护筒（12）的第一节临时支撑在钻孔平台上；然后，再将钢护筒（12）的第二节采用履带吊（13）吊装到钢护筒（11）的第一节位置上进行接长；最后，将钢护筒（12）下放至河床面上，采用振动锤跟进钢护筒（12）定位。

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