水中锚碇系统辅助的板凳结构平台及其施工方法.pdf

本发明是水中锚碇系统辅助的板凳结构平台及其施工方法，其结构是钢管支撑桩上端与整体平台桁梁固接，水中锚碇系统中的锚绳与整体平台桁梁固接，钢管支撑桩下端与河床基岩锚固。施工方法为：拼装船上拼装整体平台桁梁，并在墩位布设水中锚碇系统；整体平台桁梁浮运至墩位，利用水中锚碇系统对平台桁梁进行精确定位；对称安装钢管支撑桩；利用潮水位变化将平台桁梁固结于支撑桩顶实现体系转换；利用锚杆将钢管支撑桩与基岩锚固，并利用现有锚碇系统增加平台稳定。优点：结构简单、重量轻、阻水面小，成本低廉，对于桥梁施工中深水、大流速、强潮、河床无覆盖层或少覆盖层条件的基础施工平台搭建提出了简洁实用的施工方法。

1、  水中锚碇系统辅助的板凳结构平台，其特征是包括整体平台桁梁、钢管支撑桩、钢锚杆及水中锚碇系统，钢管支撑桩上端与整体平台桁梁固接，钢管支撑桩底口通过锚杆与河床基岩固结，水上锚碇系统中的锚绳与整体平台桁梁固接，并通过水中锚碇系统对整体平台进行辅助定位。

2、  水中锚碇系统辅助的板凳结构平台的施工方法，其特征是该方法步骤分为，一、拼装船上拼装整体平台桁梁，并在墩位布设水中锚碇系统，绞锚设备；二、整体平台桁梁浮运至墩位，利用水中锚碇系统中的混凝土重锚对平台桁梁位置进行调整并精确定位；三、板凳结构平台的左、右两侧对称安装定位钢管支撑桩；四、利用潮水位变化将平台桁梁固结于定位钢管支撑桩顶，实现板凳结构平台的体系转换，整体平台桁梁的重量由拼装船上转换至定位钢管支撑桩顶；五、利用锚杆将定位钢管支撑桩与河床基岩锚固，并利用现有锚碇系统中的混凝土重锚增加平台稳定。

3、  根据权利要求1所述的水中锚碇系统辅助的板凳结构平台的施工方法，其特征是施工步骤二、整体平台桁梁浮运至墩位，将水中锚碇系统中的锚绳过渡到平台桁梁上，通过收放锚绳并对每根主锚绳设置预拉力，来对平台桁梁进行精确定位，掌握平台随潮涨潮落的变位规律，利用水中锚碇系统中的混凝土重锚对平台桁梁位置进行调整并精确定位；

4、  根据权利要求1所述的水中锚碇系统辅助的板凳结构平台的施工方法，其特征是施工步骤三、板凳结构平台的左右两侧对称安装定位钢管支撑桩，选择流速小时在平台固定框内对称插放若干根定位钢管支撑桩，此时平台桁梁仍可沿支撑桩上下自由滑动。

5、  根据权利要求1所述的水中锚碇系统辅助的板凳结构平台的施工方法，其特征是施工步骤四、当高潮水位平台桁梁上升至定位钢管支撑桩顶时，迅速将定位钢管支撑桩顶与平台桁梁焊接固定，在水位下落时平台桁梁转换至钢管支撑桩上，拼装铁驳随水位下降，并退出拼装船，完成体系转换。

6、  根据权利要求1所述的水中锚碇系统辅助的板凳结构平台的施工方法，其特征是施工步骤五、利用锚杆将定位钢管支撑桩与河床基岩锚固，并利用现有水中锚碇系统中的混凝土重锚增加板凳结构平台稳定，具体施工时利用锚杆钻机水下套钻锚孔，插入锚杆并压力注浆锚固，平潮时定位钢管支撑桩钢管内灌注3m高早强型水下砼，实现钢管支撑桩与基岩锚固。

水中锚碇系统辅助的板凳结构平台及其施工方法
技术领域
本发明涉及的是一种桥梁水中锚碇系统辅助的板凳结构平台及其施工方法，它适用于在深水、大流速、强潮、河床无覆盖层或少覆盖层条件下进行桥梁基础施工中，需要建立水上施工平台时，采用水中锚碇系统辅助的板凳结构整体平台。属于桥梁施工技术领域。
背景技术
在桥梁深水基础施工中，由于基础位置水深流急，受强潮影响水位变化频繁，且河床上无覆盖层或少覆盖层，施工平台难以搭建或保持稳定，一般采用的插打定位桩形成平台、整体钢围堰平台或浮式平台等施工方案，但这些方案分别存在定位桩无法打入河床或者插入河床少而难以稳定，整体钢围堰工程量大、吊装设备要求高，浮式平台稳定性差等问题，给施工带来了一定的困难。
发明内容
本发明的目的在于针对水深流急、受强潮影响变化频繁且河床无覆盖层或少覆盖层等上述不利条件下的桥梁基础施工困难，提出水中锚碇系统辅助的板凳结构整体平台结构及其施工方法。该平台结构以空间钢桁梁与支撑钢管桩形成板凳结构，通过钢管桩底部的钢锚杆形成钢管桩与基岩的有效固结，并以锚碇系统作为平台搭建及形成后的辅助稳定结构。
本发明的技术解决方案：水中锚碇系统辅助的板凳结构平台，其结构是包括整体平台桁梁、钢管支撑桩及水中锚碇系统，其中钢管支撑柱上端与整体平台桁梁固接，定位钢管支撑桩底口通过水中锚碇系统中的锚杆与河床基岩形成固结，并以水上锚碇设施作为稳定板凳结构平台的辅助结构。
水中锚碇系统辅助的板凳结构平台的施工方法，该方法的施工步骤分为，一、拼装船上拼装整体平台桁梁，并在墩位布设水中锚碇系统，绞锚设备，所述的水中锚碇系统包括混凝土重锚，锚链，锚绳，锚杆，所述的绞锚设备包括包括卷扬机、滑车组等；二、整体平台桁梁浮运至墩位，将水中锚碇系统中的锚绳过渡到平台桁梁上，通过收放锚绳并对每根主锚绳设置预拉力，来对平台桁梁进行精确定位，掌握平台随潮涨潮落的变位规律，利用水中锚碇系统中的混凝土重锚对平台桁梁位置进行调整并精确定位；三、板凳结构平台的左右两侧对称安装定位钢管支撑桩，选择流速小时在平台固定框内对称插放若干根定位钢管支撑桩，此时平台桁梁仍可沿支撑桩上下自由滑动；四、利用潮水位变化将平台桁梁固结于定位钢管支撑桩顶，实现板凳结构平台的体系转换，所述的板凳结构平台的体系转换是指整体平台桁梁的重量由拼装船上转换至定位钢管支撑桩顶，当高潮水位平台桁梁上升至定位钢管支撑桩顶时，迅速将定位钢管支撑桩顶与平台桁梁焊接固定，在水位下落时平台桁梁转换至钢管支撑桩上，拼装铁驳随水位下降，并退出拼装船，完成体系转换；五、利用锚杆将定位钢管支撑桩与河床基岩锚固，并利用现有水中锚碇系统中的混凝土重锚增加板凳结构平台稳定，具体施工时利用锚杆钻机水下套钻锚孔，插入锚杆并压力注浆锚固，平潮时定位钢管支撑桩钢管内灌注3m高早强型水下砼，实现钢管支撑桩与基岩锚固。
本发明的优点：本平台结构简单、重量较轻、阻水面小，成本低廉，利用潮差实现平台快速安装，利用水上锚碇定位和增加平台稳定，对于桥梁施工中深水、大流速、强潮、河床无覆盖层或少覆盖层条件的基础施工平台搭建提出了简洁实用的处理方法，经过适当改进，还可应用于其它水上平台的搭建，具有较大的推广价值。有效的克服了现有技术中所存在的定位钢管支撑桩插入河床少而难以稳定，整体钢围堰工程量大、吊装设备要求高，浮式平台稳定性差，施工难度大等缺陷。
附图说明
附图1是水中锚碇系统辅助的板凳结构平台的立体结构示意图。
附图2是水中锚碇系统辅助的板凳结构平台的平面结构示意图。
附图3是拼装船上拼装平台桁梁的示意图。
附图4是整体平台桁梁浮运的示意图。
附图5是插放定位钢管支撑桩示意图。
附图6是板凳结构平台的体系转换示意图。
附图7是定位钢管支撑桩与河床基岩锚固示意图。
图中的1是平台桁梁、2是定位钢管支撑桩、3是河床基岩、4是锚杆、5是锚绳、6是整体平台桁梁、7是绞锚设备、8是接上游拖轮、9是铁驳、10是拖轮、11是锚筋、12是拼装铁驳。
具体实施方式
对照附图1、2，水中锚碇系统辅助的板凳结构平台，其结构是该板凳结构平台包括整体平台桁梁6、定位钢管支撑桩2及水中锚碇系统，定位钢管支撑桩2上端与整体平台桁梁6固接，形成板凳结构，定位钢管支撑桩2下端与河床基岩3锚固，另通过锚碇系统增加平台结构的稳定。板凳结构平台搭建施工时，以铁驳9为拼装船拼装平台桁梁1；浮运至墩位，利用水中锚碇系统定位拼装船上的整体平台桁梁6；安装钢管支撑桩2，高潮位时同步将平台桁梁1固定于定位钢管支撑桩2顶，低潮位退船，定位钢管支撑桩2顶部与平台桁梁1固结，形成板凳结构平台；定位钢管支撑桩2底口通过锚杆4与河床基岩3形成固结，并以水上锚碇作为稳定板凳结构平台的辅助结构。
水中锚碇系统辅助的板凳结构平台的施工方法：
对照附图3，在铁驳9上布置拼装平台，组拼整体平台桁梁6，平台桁梁1为空间整体桁架结构，两侧预留定位钢管支撑桩2插入孔，并在平台桁梁1顶布置绞锚设备7，所述的绞锚定位设备7包括卷扬机、滑车组等。
对照附图4，按照计算要求布设8个混凝土重锚，并配备锚链、锚绳；将整体平台桁梁6浮运至墩位，利用锚碇系统调整板凳结构平台位置，并收紧锚绳5固定板凳结构平台。
对照附图5，板凳结构平台精确定位后，选择在平潮有利的时机，在板凳结构平台固定框内对称插放8根定位钢管支撑桩2，此时平台桁梁1仍可沿定位钢管支撑桩2上下自由滑动。
对照附图6，利用高潮水位平台桁梁上升至定位钢管支撑桩2顶部时，迅速将定位钢管支撑桩2顶与平台桁梁1焊接固定，在水位下落时平台桁梁1转换至定位钢管支撑桩2上，拼装铁驳12随水位下降，并退出拼装船。
对照附图7，利用小型地质钻机在定位钢管支撑桩2底部的河床基岩3内钻锚固孔，下放锚筋11后孔内注浆，并在平潮时在定位钢管支撑桩2的钢管内灌注3m高水下砼，实现定位钢管支撑桩2与河床基岩3锚固。