專利名稱：橋梁水中基礎(chǔ)浮式鉆孔平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種橋梁建筑施工裝置，特別是一種橋梁水中基礎(chǔ)浮式 鉆孔平臺。
技術(shù)背景隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)建設(shè)突飛猛進(jìn)，交通現(xiàn)代化，需 要建設(shè)的橋梁日益增多。目前大型橋梁水中基礎(chǔ)施工需要采用鉆孔平臺結(jié)構(gòu)， 但迄今為止只有用于地質(zhì)勘探或水下爆破清障的浮式鉆孔船，其鉆孔直徑很 小，通常小于幾十厘米，還沒有真正能夠用于大直徑橋梁工程施工的浮式鉆孔平臺，不能用于1.5米直徑以上的工程樁的鉆孔。所以我國在此之前，大 型橋梁水中基礎(chǔ)鉆孔施工 一般采用固定式鉆孔平臺。固定式鉆孔平臺在施工中存在下述三個方面的缺點(diǎn)(1)施工難度大。 固定式鉆孔平臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要設(shè)立定位鋼管樁，并要求定位鋼管樁固結(jié)在 水下床體穩(wěn)定層內(nèi)，同時定位鋼管樁頂需與平臺固接。如果在深水區(qū)，則鋼 管樁的自由長度大，給鋼管樁施工帶來許多意料不到的困難，很難插打進(jìn)入 水下穩(wěn)定層內(nèi)，并且為保證固定平臺穩(wěn)定以抵抗水流、風(fēng)浪、潮汐等各種作 用力的襲擊，仍需設(shè)立錨碇系統(tǒng)固定平臺，其施工繁瑣，難度大，安全性差。 固定平臺上設(shè)置門式吊機(jī)，隨水位漲落變化，平臺頂面與水面的高差是一個 變量，故潮汐漲落較大時會影響起吊作業(yè)。(2)固定式鉆孔平臺，施工期長。 當(dāng)在深水區(qū)施工時，為確保安全，需在定位鋼管樁內(nèi)灌砂壓重，以保證鋼管樁穩(wěn)定性，所以構(gòu)建施工期較長，費(fèi)時日。(3)固定式鉆孔平臺成本高，費(fèi)用大。固定式鉆孔平臺需設(shè)置大量定位鋼管樁，分配梁等，還需設(shè)置臨時支 撐樁，各種物資器材，搬運(yùn)組裝要花費(fèi)大量人力物力和財力， 一旦施工完成， 其拆卸搬運(yùn)工作量也很大，所以施工成本高。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種成本低，施工簡單的橋梁水中基礎(chǔ)浮式鉆 孔平臺。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案 一種橋梁水中基礎(chǔ)浮 式鉆孔平臺，含有浮船及其定位用的柔性錨碇結(jié)構(gòu)，浮船上安裝有組合拼裝 門式吊機(jī)，在浮船上安裝有組合拼裝的鉆孔平臺，鉆孔平臺上安裝有沖吸鉆機(jī)，所述浮式鉆孔平臺上定位預(yù)留有空位，空位處插打有鋼護(hù)筒。所述空位有多個，每個空位內(nèi)均插打有鋼護(hù)筒，每根鋼護(hù)筒根部插打嵌 入水下強(qiáng)風(fēng)化巖層內(nèi)或水下河床的穩(wěn)定地層內(nèi)，在各根鋼護(hù)筒上部之間設(shè)有 剛性結(jié)構(gòu)連接系，在每根鋼護(hù)筒上端口安裝有鉆機(jī)提系鉆頭鋼絲繩的限位裝 置和吸泥管泵以及沉碴筒，提系鉆頭鋼絲繩限位裝置由兩根互相平行、相對 鉆機(jī)中心線對稱安裝于鋼護(hù)筒端口的分配梁及其上設(shè)置的鋼絲繩限位滑輪組 組成，滑輪轉(zhuǎn)動中心位置通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可進(jìn)行調(diào)位，分配梁兩端通過固定于 鋼護(hù)筒外表面的牛腿塊固緊件固緊。所述浮船是用浮箱拼裝組合而成的左、右對稱的兩只大排水量的浮船或 者是在拼裝式兩浮船前、后端用浮箱連接構(gòu)成的一個中空整體浮船體，或拼 裝成的槽形浮船體。所述組合式門式吊機(jī)由萬能桿件拼裝而成，門式吊機(jī)上部為雙向懸臂結(jié) 構(gòu)，上邊安裝有走行大梁，走行大梁兩端安裝有走行輪及驅(qū)動裝置，走行大 梁上安裝有走行天車，走行天車兩端安裝有走行輪及驅(qū)動裝置，走行大梁與 走行天車的走行方向相互垂直。在所述鉆孔平臺上安裝有插打鋼護(hù)筒的導(dǎo)向裝置，由浮體上的門式吊機(jī) 起吊鋼護(hù)筒至該導(dǎo)向裝置內(nèi)，在鋼護(hù)筒頂部安裝有震動打樁機(jī)。所述鉆機(jī)為沖擊鉆機(jī)，鉆頭為沖擊鉆頭。由于本浮式鉆孔平臺與鋼護(hù)筒各自成為獨(dú)立體系，因此平臺晃動不影響 鉆孔質(zhì)量，鋼護(hù)筒上端口的限位裝置，確保鉆孔的高精度，采用沖吸鉆機(jī)， 投資少，重量輕，不受水漲水落影響，占用面積小，沖吸鉆機(jī)不對浮式鉆孔 平臺產(chǎn)生水平扭矩，使錨碇?jǐn)?shù)量減少，對保證鉆孔孔位準(zhǔn)確性很有利，并且 在浮式平臺上使用沖擊鉆機(jī)，可克服在浮式平臺上使用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)孔底鉆壓不 穩(wěn)定的缺陷。浮式鉆孔平臺取消了固定平臺需設(shè)置的較多定位鋼管樁、分配 梁和支撐樁，灌砂壓重等一系列工序，與固定式鉆孔平臺相比大大節(jié)約投資。 浮式鉆孔平臺墩位間整體移動快捷迅速，工序少。固定鉆孔平臺的安裝、移 位甚費(fèi)時日，安裝、拆卸工作量大，拆裝完畢到新墩位構(gòu)建新鉆孔平臺甚費(fèi) 時間，工程進(jìn)展緩慢，而浮式鉆孔平臺當(dāng)鉆孔完成后，切割并回收鋼護(hù)筒， 浮式鉆孔平臺立即可用拖輪拖到新的墩位就位，移動方便快捷，大大縮短施 工周期，大幅度降低施工成本。浮式鉆孔平臺將門式吊機(jī)與鉆孔平臺和浮船 進(jìn)行一體化設(shè)計，其整體穩(wěn)定性能好，其柔性錨碇定位系統(tǒng)，定位精確。浮 船由標(biāo)準(zhǔn)浮箱組合而成，門式吊機(jī)和浮式鉆孔平臺由可重復(fù)使用、拼裝方便的萬能桿件組裝而成，裝配迅速，工作效率高，施工工期短。浮式鉆孔平臺特別適合水深較大(水深大于30m時)，流速及風(fēng)力不大的場合。單墩鉆孔 樁數(shù)量較少時，更顯優(yōu)越性，亦可推廣應(yīng)用于水深不大，流速風(fēng)速較大，大 跨度長橋的基礎(chǔ)施工。


圖1是浮式鉆孔平臺俯視結(jié)構(gòu)及錨碇結(jié)構(gòu)平面布置示意圖； 圖2是浮式鉆孔平臺雙懸臂門式吊機(jī)及鋼護(hù)筒上部鋼性連接系統(tǒng)正視結(jié) 構(gòu)示意圖；圖3是浮式鉆孔平臺雙懸臂門式吊機(jī)俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是鋼護(hù)筒頂之鉆繩限位裝置平面布置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖l、 2、 3、 4所示，本實(shí)用新型包括位于水面21上的浮船1及其定 位用的柔性錨碇結(jié)構(gòu)，浮船1是用浮箱拼裝組合而成的左、右對稱的兩只大 排水量的浮船，也可以是在拼裝式兩浮船前、后端用浮箱連接構(gòu)成的一個中 空整體浮船體，或拼裝成的槽形浮船體。兩條浮船1之間由鉆孔平臺3、雙 懸臂門式吊機(jī)2的下橫梁10將其連成一個整體。浮船1上安裝有組合拼裝門 式吊機(jī)2，在浮船1上安裝有組合拼裝的鉆孔平臺3，鉆孔平臺3上安裝有沖 吸鉆機(jī)13。組合式門式吊機(jī)2由萬能桿件拼裝而成，門式吊機(jī)2上部為雙向 懸臂結(jié)構(gòu)，上邊安裝有走行大梁11，走行大梁11兩端安裝有走行輪及驅(qū)動 裝置，走行大梁11上安裝有走行天車12，走行天車12兩端安裝有走行輪及 驅(qū)動裝置，走行大梁11與走行天車12的走行方向相互垂直。浮式鉆孔平臺 3浮運(yùn)至墩位后，錨碇系統(tǒng)從8個方向?qū)Ω∈姐@孔平臺進(jìn)行定位。拋錨步驟 在岸邊利用浮箱拼裝一條拋錨船和一條過錨船(圖中未畫出)，在拋錨船上擺 放錨鏈5及鋼絲繩6，錨鏈5末端連接錨4，將拋錨船和過錨船臨時連接在一 起，用拖船將浮式鉆孔平臺3拖運(yùn)至墩位處，將過錨船上所系的8根鋼絲繩 6按設(shè)計分別系在浮船相應(yīng)的將軍柱7上，利用浮船上的收放錨系統(tǒng)9對浮 船進(jìn)行定位，使本實(shí)施例中浮式鉆孔平臺位置偏差不大于2厘米。浮式鉆孔 平臺3上定位預(yù)留有四個空位20，在鋼護(hù)筒17頂部安裝震動打樁機(jī)，在每 個空位20處均插打鋼護(hù)筒17。每根鋼護(hù)筒17根部插打嵌入水下強(qiáng)風(fēng)化巖層 內(nèi)或水下河床的穩(wěn)定地層22內(nèi)，在各根鋼護(hù)筒17上部之間設(shè)有剛性結(jié)構(gòu)連 接系8，在每根鋼護(hù)筒17上端口安裝有鉆機(jī)提系鉆頭鋼絲繩14的限位裝置 16和吸泥管泵以及沉碴筒，提系鉆頭鋼絲繩限位裝置由兩根互相平行、相對鉆機(jī)中心線對稱安裝于鋼護(hù)筒17端口的分配梁及其上設(shè)置的鋼絲繩限位滑 輪組組成，滑輪轉(zhuǎn)動中心位置通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可進(jìn)行調(diào)位，分配梁19兩端通過 固定于鋼護(hù)筒外表面的牛腿塊18固緊件固緊。如圖2、 3、 4所示，插打鋼護(hù)筒當(dāng)浮式鉆孔平臺3精確定位后，進(jìn)行 插打鋼護(hù)筒17施工。在鉆孔平臺3上樁位處安裝導(dǎo)向架，將要插打的4根鋼 護(hù)筒17放入導(dǎo)向架，鋼護(hù)筒17頂安裝震動打樁機(jī)插打鋼護(hù)筒17就位。4根 鋼護(hù)筒17全部安裝到位后，拼裝鋼護(hù)筒17上部的剛性連接系8使之形成鋼 護(hù)筒穩(wěn)定整體結(jié)構(gòu)。然后將導(dǎo)向架拆除，使浮式鉆孔平臺3與鋼護(hù)筒17相互 脫離，并自成穩(wěn)定體系。選用沖吸鉆機(jī)13鉆孔，泵吸反循環(huán)取碴的施工方法在鉆孔平臺3上 對角布置2臺沖吸鉆機(jī)13鉆孔，每臺沖擊鉆機(jī)13自帶有巻揚(yáng)機(jī)，沖擊鉆頭 15由鋼絲繩14提系，鋼絲繩穿過安裝于鋼護(hù)筒頂端口的限位裝置16。限位 裝置16安裝在固定于鋼護(hù)筒頂牛腿塊18上的分配梁19上。沖吸鉆機(jī)13安 裝在鉆孔平臺3上，要求底座平穩(wěn)、水平，鉆架與鉆孔平臺3頂垂直，且保 持鉆機(jī)13頂部的起重滑輪槽、鉆孔、樁位中心大約在一鉛垂線上。沖擊鉆頭 15的下端面胎體固定有沖擊刃，沖擊刃長為7 10厘米。直徑1.5米的沖擊 刃數(shù)量為30 32個，直徑2. 2米的沖擊刃數(shù)量為54 62個。鉆頭15對準(zhǔn)樁 位之后，順著鉆頭15中心孔下放排碴管，排碴管底端與孔底應(yīng)保持適當(dāng)距離， 將沖擊鉆頭15下放到孔底，開動砂石泵排碴，并開始沖擊鉆孔，隨著沖擊破 碎巖石和鉆孔加深，要及時放松提系鋼絲繩14和下放排碴管。當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，進(jìn)行清孔，合格后安裝鋼管樁(如果有)和鋼 筋籠，澆注混凝土成樁。
權(quán)利要求1、一種橋梁水中基礎(chǔ)浮式鉆孔平臺，含有浮船及其定位用的柔性錨碇結(jié)構(gòu)，浮船上安裝有組合拼裝門式吊機(jī)，在浮船上安裝有組合拼裝的鉆孔平臺，鉆孔平臺上安裝有沖吸鉆機(jī)，其特征在于所述浮式鉆孔平臺上定位預(yù)留有空位，空位處插打有鋼護(hù)筒。
2、 如權(quán)利要求l所述的橋梁水中基礎(chǔ)浮式鉆孔平臺，其特征在于所述 空位有多個，每個空位內(nèi)均插打有鋼護(hù)筒，每根鋼護(hù)筒根部插打嵌入水下強(qiáng) 風(fēng)化巖層內(nèi)或水下河床的穩(wěn)定地層內(nèi)，在各根鋼護(hù)筒上部之間設(shè)有剛性結(jié)構(gòu) 連接系，在每根鋼護(hù)筒上端口安裝有鉆機(jī)提系鉆頭鋼絲繩的限位裝置和吸泥 管泵以及沉碴筒，提系鉆頭鋼絲繩限位裝置由兩根互相平行、相對鉆機(jī)中心 線對稱安裝于鋼護(hù)筒端口的分配梁及其上設(shè)置的鋼絲繩限位滑輪組組成，滑 輪轉(zhuǎn)動中心位置通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可進(jìn)行調(diào)位，分配梁兩端通過固定于鋼護(hù)筒外 表面的牛腿塊固緊件固緊。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的橋梁水中基礎(chǔ)浮式鉆孔平臺，其特征在于 所述浮船是用浮箱拼裝組合而成的左、右對稱的兩只大排水量的浮船或者是 在拼裝式兩浮船前、后端用浮箱連接構(gòu)成的一個中空整體浮船體，或拼裝成 的槽形浮船體。
4、 如權(quán)利要求3所述的橋梁水中基礎(chǔ)浮式鉆孔平臺，其特征在于所述 組合式門式吊機(jī)由萬能桿件拼裝而成，門式吊機(jī)上部為雙向懸臂結(jié)構(gòu)，上邊 安裝有走行大梁，走行大梁兩端安裝有走行輪及驅(qū)動裝置，走行大梁上安裝 有走行天車，走行天車兩端安裝有走行輪及驅(qū)動裝置，走行大梁與走行天車 的走行方向相互垂直。
5、 如權(quán)利要求4所述的橋梁水中基礎(chǔ)浮式鉆孔平臺，其特征在于在所述鉆孔平臺上安裝有插打鋼護(hù)筒的導(dǎo)向裝置，由浮體上的門式吊機(jī)起吊鋼護(hù) 筒至該導(dǎo)向裝置內(nèi)，在鋼護(hù)筒頂部安裝有震動打樁機(jī)。
6、 如權(quán)利要求5所述的橋梁水中基礎(chǔ)浮式鉆孔平臺，其特征在于所述 鉆機(jī)為沖擊鉆機(jī)，鉆頭為沖擊鉆頭。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種橋梁水中基礎(chǔ)浮式鉆孔平臺，含有浮船及其定位用的柔性錨碇結(jié)構(gòu)，浮船上安裝有組合拼裝門式吊機(jī)，在浮船上安裝有組合拼裝的鉆孔平臺，鉆孔平臺上安裝有沖吸鉆機(jī)，所述浮式鉆孔平臺上定位預(yù)留有空位，空位處插打有鋼護(hù)筒。由于本浮式鉆孔平臺與鋼護(hù)筒各自成為獨(dú)立體系，因此平臺晃動不影響鉆孔質(zhì)量，鋼護(hù)筒上端口的限位裝置，確保鉆孔的高精度，采用沖吸鉆機(jī)，投資少，重量輕，不受水漲水落影響，占用面積小，沖吸鉆機(jī)不對浮式鉆孔平臺產(chǎn)生水平扭矩，使錨碇?jǐn)?shù)量減少，對保證鉆孔孔位準(zhǔn)確性很有利，并且在浮式平臺上使用沖擊鉆機(jī)，可克服在浮式平臺上使用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)孔底鉆壓不穩(wěn)定的缺陷。
文檔編號E02B17/00GK201137057SQ200720307118
公開日2008年10月22日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者馮廣勝, 馮文園, 劉曉陽, 李艷哲, 煜 郭 申請人:中鐵大橋局集團(tuán)第一工程有限公司