CN117536226B - 一种深水桥梁桩基施工辅助装置及其施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深水桥梁桩基施工辅助装置及其施工工艺，涉及深水桥梁桩基施工技术领域，解决了在深水区域对桥桩进行打桩施工时，由于水底地质松软，打桩时不能一直保证桥桩的垂直度，需要人工不断进行调整，严重影响施工的时间，导致施工效率降低的问题。包括操作平台和定位板，所述所述定位板固定在操作平台的一侧，所述定位板的中间滑动插接有桥桩，所述定位板的下方安装有多个圆形阵列分布的导向模块束缚机构和多个上下分布的桥桩导向模块，所述桥桩导向模块位于桥桩的底端外侧。本发明在打桩时可以保证去桥桩始终保持垂直向下，打桩时无需人工进行调整，有效的缩短施工时间、提高工作效率。

Description

一种深水桥梁桩基施工辅助装置及其施工工艺

技术领域

本发明涉及深水桥梁桩基施工领域，具体为一种深水桥梁桩基施工辅助装置及其施工工艺。

背景技术

桥梁，一般会指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物，桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成，上部结构又称桥跨结构，是跨越障碍的主要结构；下部结构包括桥台、桥墩和基础，支座为桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等；

下部结构中的基础又称为桥梁桩基，是溅射桥墩和桥台的地基，通常桥梁桩基施工时先将桥桩模具施工设备打入水底，并将桥桩模具中的水抽出，然后向桥桩模具中灌注混凝土制成桥桩，然后利用围板在制备好的桥桩包围，再将水抽出，再在围板和桥桩之间灌注混凝土制成桥梁桩基，最后在制备后的桥梁桩基上方建设桥墩和桥台。

在深水区域对桥桩进行打桩施工时，由于水底地质松软，打桩时不能一直保证桥桩的垂直度，需要人工不断进行调整，严重影响施工的时间，导致施工效率降低；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种深水桥梁桩基施工辅助装置及其施工工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深水桥梁桩基施工辅助装置及其施工工艺，以解决上述背景技术中提出的在深水区域对桥桩进行打桩施工时，由于水底地质松软，打桩时不能一直保证桥桩的垂直度，需要人工不断进行调整，严重影响施工的时间，导致施工效率降低等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种深水桥梁桩基施工辅助装置，包括操作平台和定位板，所述所述定位板固定在操作平台的一侧，所述定位板的中间滑动插接有桥桩，所述定位板的下方安装有多个圆形阵列分布的导向模块束缚机构和多个上下分布的桥桩导向模块，所述桥桩导向模块位于桥桩的底端外侧。

优选的，所述桥桩导向模块包括六个端角拼接块，相邻的两个所述端角拼接块的之间安装有中间拼接块，所述端角拼接块的两端端部均贯穿有连接销，所述端角拼接块和中间拼接块通过连接销进行连接，位于最下方的六个所述端角拼接块的外表面固定有钢丝绳连接环，所述端角拼接块和中间拼接块的上表面均固定有加强插接杆，所述端角拼接块、中间拼接块的底端和定位板的底面均设有插接孔，所述加强插接杆的顶端插接在位于其上方的插接孔中。

优选的，所述中间拼接块的两端端部均设有方形卡槽，所述端角拼接块的两端两端均设有方形凸起，所述方形凸起插接在方形卡槽中，所述连接销的底端贯穿卡接在方形卡槽中的方形凸起上下端。

优选的，所述中间拼接块与桥桩的之间安装有桥桩导向夹持片，所述桥桩导向夹持片朝向中间拼接块的表面固定有夹持丝杆，所述夹持丝杆远离桥桩导向夹持片的端部外侧通过螺纹连接有旋转套筒，所述旋转套筒贯穿中间拼接块且与中间拼接块转动连接。

优选的，所述夹持丝杆的上方安装有限制杆，所述中间拼接块的内侧表面开设有限制槽，所述限制杆的一端与桥桩导向夹持片固定且另一端滑动插接在限制槽中，所述桥桩导向夹持片的材质为橡胶且内侧表面镶嵌有夹持滚珠。

优选的，所述导向模块束缚机构包括两个转轴支撑板和两个支撑杆，所述支撑杆和转轴支撑板的顶端均固定在定位板的底面，两个所述支撑杆的底端之间活动安装有支撑滚筒，两个所述转轴支撑板的底端之间活动安装有收放转轴，所述收放转轴的两端分别贯穿两个转轴支撑板的底端，所述收放转轴的外侧固定有收放滚筒。

优选的，所述收放滚筒的外侧缠绕有束缚钢丝绳，所述束缚钢丝绳的底端从转轴支撑板的上方经过且与端角拼接块外侧固定的钢丝绳连接环连接。

优选的，所述收放转轴的一端外侧固定有转轴齿轮，所述转轴齿轮的一侧啮合连接有收放齿轮，所述收放齿轮的轴向安装有收放电机。

优选的，所述收放转轴的一端外侧固定有转轴齿轮，所述转轴齿轮的一侧啮合连接有收放齿轮，所述收放齿轮的轴向安装有收放电机。

一种深水桥梁桩基施工辅助装置的施工工艺，包括以下步骤：

步骤一：首先将操作平台固定在水中，然后将桥桩利用其中设备进行悬吊，且保证桥桩的底端从定位板中穿过；

步骤二：在桥桩的底端穿过定位板底面一定长度后保持桥桩悬空，随后工作人员将桥桩导向模块安装在桥桩的底端并使得桥桩导向模块夹持在桥桩的底端外表面，此时将导向模块束缚机构与安装后的桥桩导向模块进行连接，在导向模块束缚机构与桥桩导向模块连接后，使用其中设备将桥桩向下落下一个桥桩导向模块高度的距离；

步骤三：接下来工作人员需要在之前安装的桥桩导向模块上方安装一层新的桥桩导向模块，并将两个桥桩导向模块之间进行对接，且保证新安装的桥桩导向模块同样夹持在桥桩的外表面，再然后工作人员需要不断将桥桩向下落下直至桥桩的底端接触水底，并在桥桩落下的过程中不断安装新的桥桩导向模块，并将新安装的桥桩导向模块与之前安装的桥桩导向模块进行连接；

步骤四：在桥桩的底端接触水底后，利用导向模块束缚机构对最下方的桥桩导向模块进行收紧，使得位于桥桩外侧的桥桩导向模块被向移动且最上方的桥桩导向模块与定位板底面连接，利用桥桩外侧的多个上下堆叠连接的桥桩导向模块形成一个导向机构，最后使用敲击设备对桥桩进行敲打，使得桥桩插入水底中即可；

步骤五：依照上述步骤的内容对所有的桥桩进行施工，桥桩施工完毕后，施工人员将桥桩中的水抽出，并向桥桩灌注混凝土，等待混凝土干涸后将桥桩取出，并在干涸后的混凝土外侧安装围板，将桥梁桩基的形状圈出；

步骤六：将围板内侧的水进行全部抽出，并在围板内侧进行施工，使得桥梁桩基成形，再在施工后的桥梁桩基上方对桥墩、桥台施工即可。

1、与现有技术相比，本发明的有益效果是：在桥桩向下插入水底前，利用端角拼接块、中间拼接块在桥桩的外围形成包围结构，并利用连接销将端角拼接块和中间拼接块锁死，随后旋转旋转套筒，使得夹持丝杆带动加强插接杆挤压在桥桩外表面，对桥桩进行夹紧，然后在组装好后的端角拼接块、中间拼接块上方再次安装一层端角拼接块、中间拼接块，并将上下相邻的两个端角拼接块、上下相邻的中间拼接块之间使用加强插接杆连接，可以在桥桩的外围形成一个结构紧固的导向结构，在桥桩被敲击并插入水底时，利用多个上下连接的桥桩导向模块对桥桩进行导向，保证整个施工进程中桥桩不会出现倾斜或位置偏移，缩短对桥桩的调节、纠正时间，提高施工效率和进程；

2、与现有技术相比，本发明的有益效果是：在利用桥桩导向模块对桥桩进行包围后，可以利用收放电机驱动收放转轴和收放滚筒旋转，使得收放滚筒对束缚钢丝绳进行卷收，使得束缚钢丝绳对桥桩外侧的桥桩导向模块向上拉紧，使得桥桩导向模块紧贴在定位板的底面，不会在桥桩被敲击并向下插入水底时随着桥桩同步移动，并通过束缚钢丝绳对桥桩导向模块六个方向的拉力保证最下方的桥桩导向模块与不会出现位置偏移，保证位于桥桩导向模块外侧的多个桥桩导向模块稳定；

3、与现有技术相比，本发明的有益效果是：桥桩导向模块采用端角拼接块、中间拼接块和连接销拼接组装而成，在桥桩施工完毕后，只需对桥桩外侧的桥桩导向模块自上向下进行逐层拆除，且没拆除一层桥桩导向模块后，可以利用收放滚筒对束缚钢丝绳卷收，将桥桩导向模块向上提升，方便对使用后的桥桩导向模块进行回收并进行二次利用，降低使用成本。

附图说明

图1为本发明施工工艺的工艺流程图；

图2为本发明操作平台的结构示意图；

图3为本发明导向模块束缚机构的结构示意图；

图4为本发明图2中A处的结构放大图；

图5为本发明桥桩导向模块的结构示意图。

图6为本发明钢丝绳连接环的结构示意图。

图7为本发明中间拼接块的结构剖视图。

图中：1、操作平台；2、定位板；3、桥桩；4、导向模块束缚机构；401、束缚钢丝绳；402、支撑滚筒；403、支撑杆；404、收放滚筒；405、收放转轴；406、转轴支撑板；407、转轴齿轮；408、收放齿轮；409、收放电机；5、桥桩导向模块；501、端角拼接块；502、中间拼接块；503、连接销；504、旋转套筒；505、桥桩导向夹持片；506、加强插接杆；507、钢丝绳连接环；508、夹持丝杆；509、限制杆；510、限制槽；511、夹持滚珠。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图2至图5所示，一种深水桥梁桩基施工辅助装置，包括操作平台1定位板2，定位板2固定在操作平台1的一侧，定位板2的中间滑动插接有桥桩3，定位板2的下方安装有多个圆形阵列分布的导向模块束缚机构4和多个上下分布的桥桩导向模块5，桥桩导向模块5位于桥桩3的底端外侧，利用位于桥桩3底端外侧的桥桩导向模块5，在桥桩3被向下敲击时，对桥桩3起到导向作用，保证桥桩3始终垂直向下不会出现偏斜，且不会出现位置移动。

导向模块束缚机构4包括两个转轴支撑板406和两个支撑杆403，支撑杆403和转轴支撑板406的顶端均固定在定位板2的底面，两个支撑杆403的底端之间活动安装有支撑滚筒402，两个转轴支撑板406的底端之间活动安装有收放转轴405，收放转轴405的两端分别贯穿两个转轴支撑板406的底端，收放转轴405的外侧固定有收放滚筒404，收放滚筒404的外侧缠绕有束缚钢丝绳401，束缚钢丝绳401的底端从转轴支撑板406的上方经过且与端角拼接块501外侧固定的钢丝绳连接环507连接，利用支撑杆403的存在使得束缚钢丝绳401与钢丝绳连接环507连接后，束缚钢丝绳401的底端不是竖直向下而是保持一定的斜度，使得束缚钢丝绳401在对钢丝绳连接环507收紧时，束缚钢丝绳401可以对桥桩导向模块5同时提供向上和向外的拉力，使得端角拼接块501可以贴合桥桩3向上滑动并与定位板2进行连接。

收放转轴405的一端外侧固定有转轴齿轮407，转轴齿轮407的一侧啮合连接有收放齿轮408，收放齿轮408的轴向安装有收放电机409，收放电机409的下方安装有固定板，固定板的一端固定在转轴支撑板406的底端外侧，收放电机409的输出轴贯穿收放齿轮408且与收放齿轮408固定连接。

如图2、图3、图5至图7所示，桥桩导向模块5包括六个端角拼接块501，相邻的两个端角拼接块501的之间安装有中间拼接块502，端角拼接块501的两端端部均贯穿有连接销503，端角拼接块501和中间拼接块502通过连接销503进行连接，位于最下方的六个端角拼接块501的外表面固定有钢丝绳连接环507，端角拼接块501和中间拼接块502的上表面均固定有加强插接杆506，端角拼接块501、中间拼接块502的底端和定位板2的底面均设有插接孔，加强插接杆506的顶端插接在位于其上方的插接孔中。

中间拼接块502的两端端部均设有方形卡槽，端角拼接块501的两端两端均设有方形凸起，方形凸起插接在方形卡槽中，连接销503的底端贯穿卡接在方形卡槽中的方形凸起上下端，可以简单、快捷的对端角拼接块501和中间拼接块502进行组装连接，且只需将连接销503取出即可将端角拼接块501、中间拼接块502分拆。

中间拼接块502与桥桩3的之间安装有桥桩导向夹持片505，桥桩导向夹持片505朝向中间拼接块502的表面固定有夹持丝杆508，夹持丝杆508远离桥桩导向夹持片505的端部外侧通过螺纹连接有旋转套筒504，旋转套筒504贯穿中间拼接块502且与中间拼接块502转动连接，通过旋转旋转套筒504使得夹持丝杆508带动桥桩导向夹持片505向桥桩导向夹持片505挤压在桥桩3的外表面可以对将端角拼接块501、中间拼接块502组成的桥桩导向模块5夹持在桥桩3的外表面，并保证在无外力干预下端角拼接块501和中间拼接块502不会向下滑落。

夹持丝杆508的上方安装有限制杆509，中间拼接块502的内侧表面开设有限制槽510，限制杆509的一端与桥桩导向夹持片505固定且另一端滑动插接在限制槽510中，桥桩导向夹持片505的材质为橡胶且内侧表面镶嵌有夹持滚珠511，利用限制杆509限制夹持丝杆508的运作方式，使得夹持丝杆508只能线性移动而无法随着旋转套筒504旋转，而夹持滚珠511则可以降低桥桩3与桥桩导向夹持片505之间的摩擦阻力，在桥桩3向下敲击而端角拼接块501被束缚钢丝绳401收紧时，桥桩3可以顺利的向下滑动并插入水底。

如图1和图2所示，一种深水桥梁桩基施工辅助装置的施工工艺，施工工艺包括以下步骤：

步骤一：首先将操作平台1固定在水中，然后将桥桩3利用其中设备进行悬吊，且保证桥桩3的底端从定位板2中穿过；

步骤二：在桥桩3的底端穿过定位板2底面一定长度后保持桥桩3悬空，随后工作人员将桥桩导向模块5安装在桥桩3的底端并使得桥桩导向模块5夹持在桥桩3的底端外表面，此时将导向模块束缚机构4与安装后的桥桩导向模块5进行连接，在导向模块束缚机构4与桥桩导向模块5连接后，使用其中设备将桥桩3向下落下一个桥桩导向模块5高度的距离；

步骤三：接下来工作人员需要在之前安装的桥桩导向模块5上方安装一层新的桥桩导向模块5，并将两个桥桩导向模块5之间进行对接，且保证新安装的桥桩导向模块5同样夹持在桥桩3的外表面，再然后工作人员需要不断将桥桩3向下落下直至桥桩3的底端接触水底，并在桥桩3落下的过程中不断安装新的桥桩导向模块5，并将新安装的桥桩导向模块5与之前安装的桥桩导向模块5进行连接；

步骤四：在桥桩3的底端接触水底后，利用导向模块束缚机构4对最下方的桥桩导向模块5进行收紧，使得位于桥桩3外侧的桥桩导向模块5被向移动且最上方的桥桩导向模块5与定位板2底面连接，利用桥桩3外侧的多个上下堆叠连接的桥桩导向模块5形成一个导向机构，最后使用敲击设备对桥桩3进行敲打，使得桥桩3插入水底中即可；

步骤五：依照上述步骤的内容对所有的桥桩3进行施工，桥桩3施工完毕后，施工人员将桥桩3中的水抽出，并向桥桩3灌注混凝土，等待混凝土干涸后将桥桩3取出，并在干涸后的混凝土外侧安装围板，将桥梁桩基的形状圈出；

步骤六：将围板内侧的水进行全部抽出，并在围板内侧进行施工，使得桥梁桩基成形，再在施工后的桥梁桩基上方对桥墩、桥台施工即可。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种深水桥梁桩基施工辅助装置，包括操作平台（1）和定位板（2），其特征在于：所述定位板（2）固定在操作平台（1）的一侧，所述定位板（2）的中间滑动插接有桥桩（3），所述定位板（2）的下方安装有多个圆形阵列分布的导向模块束缚机构（4）和多个上下分布的桥桩导向模块（5），所述桥桩导向模块（5）位于桥桩（3）的底端外侧；

所述桥桩导向模块（5）包括六个端角拼接块（501），相邻的两个所述端角拼接块（501）的之间安装有中间拼接块（502），所述端角拼接块（501）的两端端部均贯穿有连接销（503），所述端角拼接块（501）和中间拼接块（502）通过连接销（503）进行连接，位于最下方的六个所述端角拼接块（501）的外表面固定有钢丝绳连接环（507），所述端角拼接块（501）和中间拼接块（502）的上表面均固定有加强插接杆（506），所述端角拼接块（501）、中间拼接块（502）的底端和定位板（2）的底面均设有插接孔，所述加强插接杆（506）的顶端插接在位于其上方的插接孔中；

所述导向模块束缚机构（4）包括两个转轴支撑板（406）和两个支撑杆（403），所述支撑杆（403）和转轴支撑板（406）的顶端均固定在定位板（2）的底面，两个所述支撑杆（403）的底端之间活动安装有支撑滚筒（402），两个所述转轴支撑板（406）的底端之间活动安装有收放转轴（405），所述收放转轴（405）的两端分别贯穿两个转轴支撑板（406）的底端，所述收放转轴（405）的外侧固定有收放滚筒（404）；

所述收放滚筒（404）的外侧缠绕有束缚钢丝绳（401），所述束缚钢丝绳（401）的底端从转轴支撑板（406）的上方经过且与端角拼接块（501）外侧固定的钢丝绳连接环（507）连接。

2.根据权利要求1所述的一种深水桥梁桩基施工辅助装置，其特征在于：所述中间拼接块（502）的两端端部均设有方形卡槽，所述端角拼接块（501）的两端两端均设有方形凸起，所述方形凸起插接在方形卡槽中，所述连接销（503）的底端贯穿卡接在方形卡槽中的方形凸起上下端。

3.根据权利要求2所述的一种深水桥梁桩基施工辅助装置，其特征在于：所述中间拼接块（502）与桥桩（3）的之间安装有桥桩导向夹持片（505），所述桥桩导向夹持片（505）朝向中间拼接块（502）的表面固定有夹持丝杆（508），所述夹持丝杆（508）远离桥桩导向夹持片（505）的端部外侧通过螺纹连接有旋转套筒（504），所述旋转套筒（504）贯穿中间拼接块（502）且与中间拼接块（502）转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种深水桥梁桩基施工辅助装置，其特征在于：所述夹持丝杆（508）的上方安装有限制杆（509），所述中间拼接块（502）的内侧表面开设有限制槽（510），所述限制杆（509）的一端与桥桩导向夹持片（505）固定且另一端滑动插接在限制槽（510）中，所述桥桩导向夹持片（505）的材质为橡胶且内侧表面镶嵌有夹持滚珠（511）。

5.根据权利要求1所述的一种深水桥梁桩基施工辅助装置，其特征在于：所述收放转轴（405）的一端外侧固定有转轴齿轮（407），所述转轴齿轮（407）的一侧啮合连接有收放齿轮（408），所述收放齿轮（408）的轴向安装有收放电机（409）。

6.根据权利要求5所述的一种深水桥梁桩基施工辅助装置，其特征在于：所述收放电机（409）的下方安装有固定板，所述固定板的一端固定在转轴支撑板（406）的底端外侧，所述收放电机（409）的输出轴贯穿收放齿轮（408）且与收放齿轮（408）固定连接。

7.一种根据权利要求1-6中任意一项所述的一种深水桥梁桩基施工辅助装置的施工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：首先将操作平台（1）固定在水中，然后将桥桩（3）利用其中设备进行悬吊，且保证桥桩（3）的底端从定位板（2）中穿过；

步骤二：在桥桩（3）的底端穿过定位板（2）底面一定长度后保持桥桩（3）悬空，随后工作人员将桥桩导向模块（5）安装在桥桩（3）的底端并使得桥桩导向模块（5）夹持在桥桩（3）的底端外表面，此时将导向模块束缚机构（4）与安装后的桥桩导向模块（5）进行连接，在导向模块束缚机构（4）与桥桩导向模块（5）连接后，使用其中设备将桥桩（3）向下落下一个桥桩导向模块（5）高度的距离；

步骤三：接下来工作人员需要在之前安装的桥桩导向模块（5）上方安装一层新的桥桩导向模块（5），并将两个桥桩导向模块（5）之间进行对接，且保证新安装的桥桩导向模块（5）同样夹持在桥桩（3）的外表面，再然后工作人员需要不断将桥桩（3）向下落下直至桥桩（3）的底端接触水底，并在桥桩（3）落下的过程中不断安装新的桥桩导向模块（5），并将新安装的桥桩导向模块（5）与之前安装的桥桩导向模块（5）进行连接；

步骤四：在桥桩（3）的底端接触水底后，利用导向模块束缚机构（4）对最下方的桥桩导向模块（5）进行收紧，使得位于桥桩（3）外侧的桥桩导向模块（5）被向移动且最上方的桥桩导向模块（5）与定位板（2）底面连接，利用桥桩（3）外侧的多个上下堆叠连接的桥桩导向模块（5）形成一个导向机构，最后使用敲击设备对桥桩（3）进行敲打，使得桥桩（3）插入水底中即可；

步骤五：依照上述步骤的内容对所有的桥桩（3）进行施工，桥桩（3）施工完毕后，施工人员将桥桩（3）中的水抽出，并向桥桩（3）灌注混凝土，等待混凝土干涸后将桥桩（3）取出，并在干涸后的混凝土外侧安装围板，将桥梁桩基的形状圈出；

步骤六：将围板内侧的水进行全部抽出，并在围板内侧进行施工，使得桥梁桩基成形，再在施工后的桥梁桩基上方对桥墩、桥台施工即可。