本實用新型涉及橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是水中橋墩承臺施工技術(shù)，具體涉及一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰。

背景技術(shù)：

一般公路和高等級公路上的中、小橋、立交橋，形式多樣，實用效果不斷提高，跨越大江（河）、海峽（灣）的超大橋梁建設(shè)也相繼修建，為公路運輸提供了安全、舒適的服務(wù)，同時跨江、跨河的大橋處于水中的橋墩也越來越多，水中承臺施工技術(shù)也得到快速發(fā)展。目前，我國常見的水中承臺施工主要有單（雙）壁鋼圍堰、鋼板樁圍堰、鋼套箱圍堰、筑島明挖、沉井、氣壓沉箱等各具特點的施工方法以形成干地施工條件，根據(jù)實際情況選擇經(jīng)濟、適用的水中承臺施工方法。

單（雙）壁鋼圍堰適用范圍較廣，適用于土質(zhì)、石質(zhì)、砂卵石、砂層中的水中承臺施工，一般情況下使用水深較深，可達50m，而水深小于10m采用該法不經(jīng)濟，由于鋼圍堰自身重量較重，對施工平臺的要求高，施工成本投入較大。鋼板樁圍堰本身強度大，防水性能好，穿透能力強，適用于深水、深基坑及較堅硬的土石河床。鋼套箱圍堰分有底鋼套箱和無底鋼套箱兩種，有底鋼套箱適用于高樁水中承臺，且水深不宜超過10m，無底鋼套箱適用于承臺埋入河床中的情況，水深一般低于10m，使用地層較為廣泛。沉井是為樁基礎(chǔ)及承臺施工而設(shè)計的臨時阻水結(jié)構(gòu)，其作用是通過沉井側(cè)板和底板上的封底混凝土阻水，沉井側(cè)墻作為樁基礎(chǔ)施工平臺支撐，并為承臺施工提供無水的干處施工環(huán)境，當天然基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)受水文、地質(zhì)條件限制施工困難時，可采用沉井基礎(chǔ)，沉井基礎(chǔ)尤其適用于豎向和橫向承載力較大的基礎(chǔ)。筑島明挖法適用于淺水河床中樁基礎(chǔ)和承臺的施工。

通常頂面標高在水下一定深度的承臺，采用鋼圍堰或鋼套箱圍堰整體沉放方案進行施工，而越來越多的橋梁工程位于深山峽谷地帶，鋼圍堰或鋼套箱圍堰整體沉放方案受大型起重設(shè)備和水上浮吊難以進入現(xiàn)場的限制而無法實現(xiàn)，為此工程技術(shù)人員對鋼套箱圍堰的結(jié)構(gòu)和施工方法不斷進行創(chuàng)新和改進，以創(chuàng)造水中橋墩承臺干地施工環(huán)境。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決背景技術(shù)中所述整體鋼套箱圍堰因受起重設(shè)備和水上浮吊的限制而無法實現(xiàn)整體沉放的問題。本實用新型提供一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰，具備：結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低廉，拼裝及合龍方便，定位控制準確，鋼套箱側(cè)板接縫止水裝置方便有效，不依賴大型起重設(shè)備，施工安全性高，安裝拆除方便快捷省時、可多次周轉(zhuǎn)使用的優(yōu)點。

本實用新型采取的技術(shù)方案為：

一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰，包括鋼套箱側(cè)板、側(cè)板連接裝置、內(nèi)導梁、內(nèi)支撐。所述鋼套箱側(cè)板為肋板式結(jié)構(gòu)，鋼套箱側(cè)板包括鋼面板、水平加勁肋、豎向加勁肋，三者焊接為一體。鋼套箱側(cè)板包括A型側(cè)板、B型側(cè)板、C型側(cè)板，A型側(cè)板和C型側(cè)板用于鋼套箱圍堰的轉(zhuǎn)角處，所述B型側(cè)板用于鋼套箱圍堰的四周。

所述側(cè)板連接裝置為陰、陽接頭插接結(jié)構(gòu)，所述陽接頭由工字鋼、槽鋼、鋼板連接而成，所述陰接頭由角鋼、槽鋼、鋼板連接而成，陰、陽接頭插接連接后，陰、陽接頭相對的兩個槽鋼形成矩形井筒，在矩形井筒內(nèi)灌注細石混凝土，形成相鄰鋼套箱側(cè)板之間連接的止水結(jié)構(gòu)。

所述矩形井筒放入用材料布做成的、用鐵絲綁扎成的骨架支撐的布袋子，所述布袋子中灌入細石混凝土。

所述內(nèi)導梁用于確定鋼套箱圍堰的定位；所述內(nèi)支撐用于提高鋼套箱圍堰的整體剛度和穩(wěn)定性。

所述陽接頭由I10a工字鋼、[20a槽鋼、8毫米鋼板焊接而成；所述陰接頭由L75×50×6毫米角鋼、[20a槽鋼、8毫米鋼板焊接而成，所述陰、陽接頭插接連接后，陰、陽接頭相對的兩個[20a槽鋼，形成矩形井筒。

一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰的施工方法，包括以下步驟：

步驟一：按照設(shè)計圖，分塊制作鋼套箱側(cè)板，利用H型鋼、角鋼、鋼面板14焊接制作鋼套箱側(cè)板，在鋼套箱側(cè)板兩側(cè)利用I10a工字鋼、[20a槽鋼、8毫米鋼板焊接連接成陰、陽接頭。

步驟二：拆除鉆孔樁施工平臺結(jié)構(gòu)，在每根鉆孔樁鋼護筒側(cè)壁上順橋向?qū)ΨQ焊接兩個鋼牛腿，控制各鋼牛腿頂面處于同一水平面，采用工字鋼在鋼牛腿上搭設(shè)臨時工作平臺，并將工字鋼與鋼牛腿頂面進行點焊固定。

步驟三：測量放線測放出承臺位置，并在工字鋼梁上做出標記，定出鋼套箱位置，沿承臺邊線安放HN350×175毫米H型鋼，作為內(nèi)導梁，以便鋼套箱準確定位，減少偏位誤差。然后切割礙事的鋼護筒，安裝內(nèi)支撐并與內(nèi)導梁焊接牢固。

步驟四：采用吸泥機和抓斗，盡量清除干凈施工范圍內(nèi)的覆蓋層泥沙、塊石，清除一切桿件、樹枝，鋼筋頭等，并對河床面進行整平，確保鋼套箱側(cè)板插打順利。

步驟五：鋼套箱側(cè)板利用汽車吊或龍門吊起吊，緊貼事先安裝固定好的內(nèi)導梁分塊沉放，鋼套箱側(cè)板拼裝從上游側(cè)開始，先安裝A型側(cè)板并確保垂直，再安裝上游邊兩塊B型側(cè)板，接著安裝C型側(cè)板，然后安裝兩側(cè)各兩塊B型側(cè)板，直到全部合龍。

步驟六：采用吸泥機及與之配套使用的空壓機，協(xié)同作業(yè)進行吸泥使鋼套箱下沉至指定標高位置，潛水員用高壓水槍進行水下清淤工作，將河床局部整平，填筑碎石至設(shè)計高程，同時將與封底混凝土接觸的鋼護筒，用鋼絲刷將鋼護筒表面的浮銹、淤泥等仔細清理干凈，保證封底混凝土與鋼護筒間有足夠的摩擦力。

步驟七：鋼套箱圍堰底部外側(cè)四周用砂/土袋堆碼，防止封底時側(cè)板向外側(cè)移動。

步驟八：在側(cè)板連接裝置形成的矩形井筒，放入用材料布做成的、用鐵絲綁扎成10×13毫米的骨架支撐的布袋子，用料斗和Φ89×6毫米無縫鋼管向所述布袋子中灌入20#細石混凝土，形成相鄰鋼套箱側(cè)板之間連接的止水結(jié)構(gòu)。

步驟九：采用導管向鋼套箱圍堰內(nèi)灌注混凝土封底。

步驟十：封底混凝土強度達到設(shè)計強度后進行抽水，抽水速度應(yīng)保持均衡，抽水前將內(nèi)支撐下層材料預先放入套箱內(nèi)，在抽水的同時，應(yīng)相應(yīng)的按照設(shè)計標高進行內(nèi)支撐5的焊接工作，并始終保證鋼套箱內(nèi)水面略低于支撐底面。

步驟十一：破樁頭，進行承臺鋼筋、混凝土施工。

步驟十二：施工一節(jié)墩柱出水面后，拆除鋼套箱圍堰。

本實用新型一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰，技術(shù)效果如下：

1、通過鋼套箱圍堰側(cè)板分塊制作、分塊沉放，單塊側(cè)板重量輕，不需要浮吊、纜索吊機等大型的起重設(shè)備，大大節(jié)約了成本，同時吊裝沉放簡單，大大減少了沉放的安全隱患。2、鋼套箱側(cè)板連接裝置采用陰、陽插頭插接結(jié)構(gòu)，安裝、拆除操作簡單方便。

3、鋼套箱側(cè)板止水結(jié)構(gòu)采用槽口相對的槽鋼對接形成的矩形井筒灌注細石混凝土止水，操作簡單，止水效果好。

4、本實用新型所提供的一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰，鋼套箱制作簡單，操作方便，不需要浮吊、纜索吊機等大型起重設(shè)備吊裝沉放，尤其是位于深山峽谷地帶的橋梁工程施工，鋼圍堰或鋼套箱圍堰整體沉放方案受大型起重設(shè)備和水上浮吊難以進入現(xiàn)場的限制而無法實現(xiàn)的情況下，采用分塊拼裝式單壁鋼套箱圍堰施工水中橋墩承臺優(yōu)勢明顯。

附圖說明

圖1為本實用新型一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰立面示意圖。

圖3為本實用新型一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰側(cè)板安裝順序示意圖。

圖4為本實用新型一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰A型側(cè)板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰C型側(cè)板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實用新型一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰B型側(cè)板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本實用新型一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰側(cè)板連接及止水裝置示意圖。

圖中標注的序號分別表示：A型側(cè)板1、C型側(cè)板2、B型側(cè)板3、內(nèi)導梁4、內(nèi)支撐5、鋼護筒6、封底混凝土7、承臺8、河床面9、樁頭10、I10a工字鋼11、[20a槽鋼12、L75×50×6毫米角鋼13、鋼面板14、水平加勁肋15、a型水平加勁板16、b型水平加勁板17、c型水平加勁板18、豎向加勁肋19、細石混凝土20、工字鋼21、鋼牛腿22。

具體實施方式

如圖1所示，一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰，包括A型側(cè)板1、B型側(cè)板3、C型側(cè)板2、內(nèi)導梁4、內(nèi)支撐5。

如圖2所示為鋼套箱圍堰立面示意圖。

如圖3所示，為鋼套箱側(cè)板安裝順序，安裝從迎水面開始，先安裝A型側(cè)板1，然后按照1A→2B→3B→4C→5B→6B→7B→8B→9A→10B→11B→12C的順序，依次完成承臺8四周鋼套箱側(cè)板的安裝。

如圖4～5所示的鋼套箱圍堰，A型側(cè)板1、C型側(cè)板2結(jié)構(gòu)包括：I10a工字鋼11、L75×50×6毫米角鋼13、[20a槽鋼12、a型水平加勁板16、b型水平加勁板17、c型水平加勁板18、水平加勁肋15、鋼面板14。

如圖6所示的鋼套箱圍堰，B型側(cè)板3結(jié)構(gòu)包括：I10a工字鋼11、L75×50×6毫米角鋼13、[20a槽鋼12、a型水平加勁板16、b型水平加勁板17、c型水平加勁板18、豎向加勁肋19、水平加勁肋15、鋼面板14。

優(yōu)選地，A型側(cè)板1、B型側(cè)板3、C型側(cè)板2的I10a工字鋼11、L75×50×6毫米角鋼13、[20a槽鋼12長度方向與鋼套箱側(cè)板等高。

A型側(cè)板1、C型側(cè)板2 為矩形鋼套箱圍堰拐角的連接結(jié)構(gòu)，分別位于矩形鋼套箱圍堰的對角上，主要用于連接相鄰兩側(cè)的B型側(cè)板3形成整體鋼套箱圍堰；B型側(cè)板3為平面結(jié)構(gòu)，作為鋼套箱圍堰的主體結(jié)構(gòu)。

A型側(cè)板1和C型側(cè)板2為“L”型結(jié)構(gòu)，用于鋼套箱圍堰的轉(zhuǎn)角處，將其相鄰兩側(cè)的B型側(cè)板3連成整體；B型側(cè)板3為平面結(jié)構(gòu)，作為鋼套箱圍堰的主體，用于鋼套箱圍堰的四周。

如圖7所示的側(cè)板連接裝置，結(jié)構(gòu)包括：I10a工字鋼11、L75×50×6毫米角鋼13、[20a槽鋼12、a型水平加勁板16、b型水平加勁板17、c型水平加勁板18、豎向加勁肋19、水平加勁肋15、鋼面板14。

一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰具體施工方法：

步驟一：根據(jù)鋼套箱設(shè)計圖紙，分別制作A型側(cè)板1、B型側(cè)板3、C型側(cè)板2，在制作場地試拼裝無誤后，運輸至施工現(xiàn)場。

步驟二：承臺8鉆孔灌注樁施工完成后拆除鉆孔平臺，在每根鉆孔樁鋼護筒側(cè)壁上橫橋向?qū)ΨQ焊接兩個鋼牛腿22，控制各鋼牛腿22頂面處于同一水平面，采用工字鋼21在牛腿上搭設(shè)臨時工作平臺，并將工字鋼與牛腿頂面進行點焊固定。

步驟三：測量放線測放出承臺8位置，并在工字鋼21梁上做出標記，定出鋼套箱位置，沿承臺8邊線安放內(nèi)導梁4，以便鋼套箱準確定位，減少偏位誤差。然后切割礙事的鋼護筒6，安裝內(nèi)支撐5并與內(nèi)導梁4焊接牢固。

步驟四：采用吸泥機和抓斗，盡量清除干凈施工范圍內(nèi)的河床面9的覆蓋層泥沙、塊石，清除一切桿件、樹枝，鋼筋頭等，并對河床面進行整平。

步驟五：利用汽車吊或龍門吊分片安裝鋼套箱側(cè)板，緊貼事先安裝固定好的內(nèi)導梁4分塊沉放。然后按照1A→2B→3B→4C→5B→6B→7B→8B→9A→10B→11B→12C的順序，依次完成承臺8鋼套箱圍堰側(cè)板的沉放和拼裝。

步驟六：潛水員用高壓水槍進行水下清淤，將河床面9整平，填筑碎石至承臺8底部設(shè)計高程，同時用鋼絲刷清除干凈與封底混凝土7接觸的鋼護筒6表面的浮銹、淤泥等，保證封底混凝土7與鋼護筒6間有足夠的摩擦力。

步驟七：鋼套箱圍堰底部外側(cè)四周用砂（土）袋堆碼，防止封底時A型側(cè)板1、B型側(cè)板3、C型側(cè)板2向外側(cè)移動。

步驟八：鋼套箱側(cè)板按照設(shè)計安裝順序依次全部安裝完成，并完成鋼套箱內(nèi)支撐5安裝加固后，在鋼套箱側(cè)板接縫處兩條[20a槽鋼相扣形成的矩形井筒放入用材料布做成的、用鐵絲綁扎成10×13毫米的骨架支撐的布袋子，用料斗和Φ89×6毫米無縫鋼管向布袋子中灌入20#細石混凝土20，形成鋼套箱側(cè)板接縫之間的止水結(jié)構(gòu)。

步驟九：采用導管向鋼套箱圍堰內(nèi)灌注封底混凝土7。

步驟十：封底混凝土7強度達到設(shè)計強度后進行抽水，抽水速度應(yīng)保持均衡，抽水前預先下層的將內(nèi)支撐5放入套箱內(nèi)，在抽水的同時按照相應(yīng)的設(shè)計標高進行內(nèi)支撐5的焊接加固工作，并始終保證套箱內(nèi)水面略低于內(nèi)支撐5底面。

步驟十一：割除伸入承臺8內(nèi)的鋼護筒6，破樁頭10，將承臺8底作業(yè)面清理、沖洗干凈，綁扎承臺8鋼筋，澆筑混凝土。

步驟十二：施工承臺8頂面第一節(jié)墩柱，墩柱出水面后，拆除鋼套箱圍堰。

本實用新型一種分塊拼裝式無底單壁鋼套箱圍堰，鋼套箱圍堰結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低廉，拼裝及合龍方便，定位控制準確，鋼套箱側(cè)板接縫止水裝置方便有效，此外分塊拼裝式單壁無底鋼套箱圍堰還具有大型機械設(shè)備投入少，施工安全性高，鋼套箱圍堰安裝、拆除方便快捷省時、可多次周轉(zhuǎn)使用等顯著特點，相對于國內(nèi)傳統(tǒng)的鋼板樁圍堰、單壁鋼圍堰具有更大的優(yōu)勢。