双壁钢围堰的下放控制方法

摘要

本发明公开了一种在复杂水文条件下大型桥梁深水基础的双壁钢围堰的下放控制方法，该方法首先创建由多个钢护筒组成的下放吊装平台，利用计算机控制中心通过安装在下放油压千斤顶上的油压传感器和行程传感器，以及设在吊装平台上的全站仪获得双壁钢围堰姿态的相关信息，在双壁钢围堰入泥前，通过对荷载油压的控制对双壁钢围平面位置、垂直度进行调整；双壁钢围堰入泥后，利用上定位导向块和下定位导向块控制双壁钢围堰的平面位置、垂直度，并利用计算机控制中心对荷载油压和吸泥的控制对钢围堰进行辅助纠偏；本发明具有结构简单，操作方便，分析快捷，定位可靠、控制精度高的特点，可广泛应用于桥梁工程、码头工程、水电建筑工程等土木工程施工中。

权利要求

1.一种双壁钢围堰的下放控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、在双壁钢围堰的下放位置创建多个钢护筒构成的吊装平台，垂直放置多个钢护筒(1)，并使多个钢护筒呈网状分布，用连杆(12)将多个钢护筒固定成一个整体；

B、将全站仪(11)设在吊装平台的中心部，并在钢护筒(1)上设置上定位导向块(7)，在双壁钢围堰(3)的内壁上安装下定位导向块(8)；在钢护筒(1)上安装下放油压千斤顶(2)，在每个下放油压千斤顶(2)上安装油压传感器(5)和行程传感器(6)，并使每个油压传感器(5)和行程传感器(6)与计算机控制中心(4)连接；

C、利用下放油压千斤顶(2)通过钢绞线(15)将双壁钢围堰(3)吊起，在双壁钢围堰(3)的顶部四周布置四个测量观测点(16)；

D、启动下放油压千斤顶，开始下放双壁钢围堰，双壁钢围堰(3)在入泥前，行程传感器(6)和油压传感器(5)依次将各吊点的行程信息和吊点荷载油压信息传给计算机控制中心(4)；全站仪(11)通过四个测量观测点(16)对双壁钢围堰的平面位置和垂直位置进行测量并将姿态测量信息传给计算机控制中心(4)；

E、计算机控制中心(4)依据行程信息和吊点荷载油压信息、和姿态测量信息，对各吊点的下放油压千斤顶的荷载油压进行调控以调整双壁钢围堰的平面位置和垂直位置；

F、双壁钢围堰(3)在入泥后，主要靠上定位导向块(7)和下定位导向块(8)对双壁钢围堰(3)的平面位置和垂直位置进行定位；计算机控制中心依据行程信息和吊点荷载油压信息、和姿态测量信息发出指令，在双壁钢围堰下沉较快的一侧增大吊点的油压荷载，以暂停下放，而在另一侧进行吸泥，以减少下放的阻力，从而对双壁钢围堰进行辅助纠偏，双壁钢围堰下放到位后，下放工作完成。

2.根据权利要求1所述的双壁钢围堰的下放控制方法，其特征在于：所述步骤B中，上定位导向块(7)是由弧形板(9)和多个固定支撑(10)构成，弧形板(9)通过多个固定支撑(10)固定在相临的三个钢护筒(1)上。

3.根据权利要求1所述的双壁钢围堰的下放控制方法，其特征在于：所述下定位导向块(8)分为下定位导向块I(13)和下定位导向块II(14)，下定位导向块I(13)有六个，其中作为吊点的下定位导向块I(13)有两个，其上与所述钢绞线(15)的端部连接，下定位导向块II(14)设有四个，两个下定位导向块II(14)为一组，每组中的下定位导向块II(14)设在作为吊点的下定位导向块I(13)的两侧。

4.根据权利要求1所述的双壁钢围堰的下放控制方法，其特征在于：所述钢护筒(1)的高度为10米，所述上定位导向块(7)设在离钢护筒的筒顶5米的位置。

5.根据权利要求1所述的双壁钢围堰的下放控制方法，其特征在于：所述步骤A中，向钢护筒(1)内填砂，填砂的高度设在离钢护筒的筒顶4米的位置。

说明书

双壁钢围堰的下放控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种桥梁工程、码头工程、水电建筑工程等土木工程深水基础的施工技术，尤其是一种应用于复杂水文条件下的桥梁工程深水基础的双壁钢围堰的下放控制方法。

背景技术

[0002] 近年来，随着国民经济的高速发展及日益增长的交通需求，大跨度深水桥梁也得到飞速发展。大型桥梁的深水基础施工常采用无底双壁钢围堰的结构形式。无底双壁钢围堰具有较大的刚度和良好的稳定性，易于加工，用钢量小，经济效益明显，且有较好的防撞安全度。此种结构形式用途广泛：可作为桩基的钻孔承重平台；可作为承台、索塔等后续施工的围水结构；可作为承台砼施工的模板；可同时参与桩基基础受力；也可作为永久性的防撞设施。

[0003] 此种结构型式的不足之处在于结构重量大，尺寸大，下放时间长，下放较为困难，尤其是在复杂水文条件下下放时受水流冲击及其他影响，下放精度难以保证。“三控”法成功解决了双壁钢围堰下放过程中遇到的以上困难。

[0004] 传统钢围堰的施工通常有两种情况，一种在水文条件较好的区域通常会采用选择方便下河和地质条件较好的场地进行底节和顶上几节的制作，再通过大型船舶配合运输或直接浮运至桥位处拉缆定位后拼装下放，此方法需要大量的大型运输及导向船舶、水上起重机械及水上拌合楼等设备，需要布设锚锭系统、建设码头、滑移系统便于钢围堰的加工、拼装、下水及固定、定位；另一种是水文条件较好的环境下采用高桩承台的大型桥梁基础，其钢围堰或钢套箱一般整体加工、运输到位后，采用大型浮吊直接吊装到位，此种情况下，钢围堰或钢套箱一般下放至河床面以上，钢围堰下放距离短、重量轻，工序较为简单，且容易调整精度，此方法最大的制约之处在于水文条件必须要满足要求，传统的双壁钢围堰的下放控制方法对双壁钢围堰的下放控制不够精确，不能满足在复杂水文条件下实现钢围堰下放的控制要求，因此，适用范围有限。

发明内容

[0005] 为了克服上述之不足，本发明目的在于提供一种结构简单，操作方便，分析快捷，定位可靠、控制精度高的双壁钢围堰的下放控制方法。该方法确保在任何水文条件下，尤其是复杂水文条件下无法使用大型船舶及水上起重机械等设备，只能依靠钢护筒及自身结构来抵抗强大的水流力及其他荷载，最终实现钢围堰或其他重物的长距离的精确下放到设计位置。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

[0007] 双壁钢围堰的下放控制方法，包括以下步骤:

[0008] A、在双壁钢围堰的下放位置创建多个钢护筒构成的吊装平台，垂直放置多个钢护筒，并使多个钢护筒呈网状分布，用连杆将多个钢护筒固定成一个整体；

[0009] B、将全站仪设在吊装平台的中心部，并在钢护筒上设置上定位导向块，在双壁钢围堰的内壁上安装下定位导向块；在钢护筒上安装下放油压千斤顶，在每个下放油压千斤顶上安装油压传感器和行程传感器，并使每个油压传感器和行程传感器与计算机控制中心连接；

[0010] C、利用下放油压千斤顶通过钢绞线将双壁钢围堰吊起，在双壁钢围堰的顶部四周布置四个测量观测点；

[0011] D、启动下放油压千斤顶，开始下放双壁钢围堰，双壁钢围堰在入泥前，行程传感器和油压传感器依次将各吊点的行程信息和吊点荷载油压信息传给计算机控制中心；全站仪四个测量观测点对双壁钢围堰的平面位置和垂直位置进行测量并将姿态测量信息传给计算机控制中心；

[0012] E、计算机控制中心依据行程信息和吊点荷载油压信息、和姿态测量信息，对各吊点的下放油压千斤顶的荷载油压进行调控以调整双壁钢围堰的平面位置和垂直位置；

[0013] F、双壁钢围堰在入泥后，主要靠上定位导向块和下定位导向块对双壁钢围堰的平面位置和垂直位置进行定位；计算机控制中心依据行程信息和吊点荷载油压信息、和姿态测量信息发出指令，在双壁钢围堰下沉较快的一侧增大吊点的油压荷载，以暂停下放，而在另一侧进行吸泥，以减少下放的阻力，从而对双壁钢围堰进行辅助纠偏，双壁钢围堰下放到位后，下放工作完成。

[0014] 所述步骤B中，上定位导向块是由弧形板和多个固定支撑构成，弧形板通过多个固定支撑固定在相临的三个钢护筒上。

[0015] 所述步骤B中，下定位导向块分为下定位导向块Ⅰ和下定位导向块Ⅱ，下定位导向块Ⅰ有六个，其中作为吊点的下定位导向块Ⅰ有两个，其上与钢绞线的端部连接，下定位导向块Ⅱ设有四个，两个下定位导向块Ⅱ为一组，每组中的下定位导向块Ⅱ设在作为吊点的下定位导向块Ⅰ的两侧。

[0016] 所述步骤B中，所述钢护筒的高度为10米，上定位导向块设在离钢护筒的筒顶5米的位置。

[0017] 所述步骤A中，向钢护筒内填砂，填砂的高度设在离钢护筒的筒顶4米的位置。

[0018] 本发明的有益效果：双壁钢围堰的下放控制方法，通过下放信息控制系统及组合式全过程定位系统对钢围堰下放全过程实施包括平面精度、垂直度、吊点荷载三方面的控制，确保复杂水文条件下的深水无底钢围堰在下放过程中实现以下目标：

[0019] 1、 下放系统加工简单，下放设备操作容易；

[0020] 2、 通过信息控制系统对吊点荷载的分析及测量数据的整理，指导下放操作；

[0021] 3、 通过组合式全过程定位系统对钢围堰进行全过程定位，确保钢围堰的下放姿态尽量少受外界水流冲击或其他因素影响，达到高精度下放的目标。

附图说明

[0022] 下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

[0023] 图1为本发明的施工流程图；

[0024] 图2为本发明控制系统的结构示意图；

[0025] 图3为本发明吊装平台俯视结构示意图；

[0026] 图4为图3所示纵向的局部结构示意图；

[0027] 图5为图3所示带有上定位导向块的结构示意图；

[0028] 图6为图5所示放大的局部结构示意图；

[0029] 图7为图5所示纵向的局部结构示意图。

[0030] 图中：1、钢护筒； 2、下放油压千斤顶；3、双壁钢围堰；4、计算机控制中心；5、油压传感器；6、行程传感器；7、上定位导向块；8、下定位导向块；9、弧形板；10、固定支撑；11、全站仪；12、连杆；13、下定位导向块Ⅰ；14、下定位导向块Ⅱ；15、钢绞线；16、测量观测点。

具体实施方式

[0031] 如图1、2、3、4所示，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

[0032] 双壁钢围堰的下放控制方法，包括以下步骤:

[0033] A、在双壁钢围堰的下放位置创建由多个钢护筒构成的吊装平台，垂直放置多个钢护筒1，并使多个钢护筒呈网状分布，用连杆12将多个钢护筒固定成一个整体；

[0034] B、将全站仪11设在吊装平台的中心部，并在钢护筒1上设置上定位导向块7，在双壁钢围堰3的内壁上安装下定位导向块8；在钢护筒1上安装下放油压千斤顶2，在每个下放油压千斤顶2上安装油压传感器5和行程传感器6，并使每个油压传感器5和行程传感器6与计算机控制中心4连接；

[0035] C、利用下放油压千斤顶2通过钢绞线15将双壁钢围堰3吊起，在双壁钢围堰3的顶部四周布置四个测量观测点16；

[0036] D、启动下放油压千斤顶，开始下放双壁钢围堰，双壁钢围堰3在入泥前，行程传感器6和油压传感器5依次将各吊点的行程信息和吊点荷载油压信息传给计算机控制中心4；全站仪11通过四个测量观测点16对双壁钢围堰的平面位置和垂直位置进行测量并将姿态测量信息传给计算机控制中心4；

[0037] E、计算机控制中心4依据行程信息和吊点荷载油压信息、和姿态测量信息，对各吊点的下放油压千斤顶的荷载油压进行调控以调整双壁钢围堰的平面位置和垂直位置；

[0038] F、双壁钢围堰3在入泥后，主要靠上定位导向块7和下定位导向块8对双壁钢围堰3的平面位置和垂直位置进行定位；计算机控制中心依据行程信息和吊点荷载油压信息、和姿态测量信息发出指令，在双壁钢围堰下沉较快的一侧增大吊点的油压荷载，以暂停下放，而在另一侧进行吸泥，以减少下放的阻力，从而对双壁钢围堰进行辅助纠偏，双壁钢围堰下放到位后，下放工作完成。

[0039] 如图5、6、7所示，所述步骤B中，上定位导向块7是由弧形板9和多个固定支撑10构成，与双壁钢围堰3的内壁面相配合的弧形板9通过多个固定支撑10固定在相临的三个钢护筒1上。

[0040] 如图3所示，所述步骤B中，下定位导向块8分为下定位导向块Ⅰ13和下定位导向块Ⅱ14，下定位导向块Ⅰ13有六个，其中作为吊点的下定位导向块Ⅰ13有两个，其上与钢绞线15的端部连接，下定位导向块Ⅱ14设有四个，两个下定位导向块Ⅱ14为一组，每组中的下定位导向块Ⅱ14设在作为吊点的下定位导向块Ⅰ13的两侧。

[0041] 所述步骤B中，所述钢护筒1的高度为10米，上定位导向块7设在离钢护筒的筒顶5米的位置。所述步骤A中，向钢护筒1内填砂，填砂的高度设在离钢护筒的筒顶4米的位置。

[0042] 工作原理：本发明通过对双壁钢围堰的平面位置、垂直位置和荷载油压的控制来实现双壁钢围堰的姿态调整，故称为“三控”法，“三控”法在实施过程中有如下几个特点：

[0043] 1、 在下放过程中，“三控”法中的下放信息控制系统可通过对测量数据的分析，保证双壁围堰各吊点行程一致，下放同步，实现钢围堰均衡、稳定着床。

[0044] 2、 在下放信息控制系统指导下，通过对各吊点的荷载分析，可以调整钢围堰在下放过程中整体受力均匀，确保双壁钢围堰结构安全。

[0045] 3、 着床后，通过下放信息控制系统对围堰姿态及吊点荷载的分析，可精确了解刃脚入泥情况，从而进行明确性均匀吸泥下放。

[0046] 4、 在任何水文条件尤其是复杂水文条件下，“三控”法中的组合式全过程定位系统可确保双壁钢围堰的下放位置精确，不受水流速度及其他因素影响。

[0047] 5、 钢围堰着床后，通过组合式全过程定位系统，可确保钢围堰的平面位置和垂直度始终控制在设计规范允许范围内。

[0048] 6、在下放信息控制系统和组合式全过程定位系统的结合下，可实现双壁围堰在安全可控的前提下保持24小时连续均匀、准确下放施工，达到平面位置、垂直度和吊点荷载三方面可实时控制的目标。

[0049] 虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域的技术人员可以在所附权利要求的范围之内作出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。