专利名称：一种水中承台施工方法
技术领域：
本发明涉及一种路桥建设中的施工方法，尤其涉及一种适用于水 中的桥梁高桩承台施工。
背景技术：
目前在路桥建设施工中，跨河桥梁水中承台的施工从大的方面讲， 分为围堰现浇法施工和预制安装法施工两种，其中绝大多数的水中承 台采用的是围堰现浇法施工，包括土石围堰、钢筋砼板围堰、钢板桩 围堰、钢套箱围堰、钢吊箱围堰等等。对于桥梁水中高桩承台，通常 采用钢吊箱施工，即先加工制作钢吊箱，通过下放或吊运安装至设计 位置，然后进行封底混凝土浇筑，再将吊箱内的水抽干，安装承台钢 筋和浇筑混凝土。钢吊箱既是围堰，也是承台的外模板。这种钢吊箱 施工常用于大型水中承台的施工，用钢量4交大，施工完成后大部分钢 材难以回收，成本较高。
预制吊
拔 衣
法是先在岸上或钢平台上预制承台，然后巧起重船等起重设备吊装预 制承台就位。预制承台下放施工在国内较少采用，根据有关文献，广 州黄洲大桥的引桥承台曾经采用过，但它是整体承台预制，只预留桩 钢护筒孔位。这种施工方式对吊装施工设备及技术要求都非常严格， 适用范围较小。
基于上述情况，需要设计出一种新的水中承台施工方法，解决用 钢量较大，且大部分钢材难以回收，以及大规模使用重型吊装设备，施工成本及难度较高的难题。
发明内容
本发明的目的是在不使用大型起重吊装设备的前提下，以最低的 成本来施工水中桥墩高桩承台，提高预制承台安装技术的可行性和经 济性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术手段
一种水中承台施工方法，应用于道路桥梁建设中的承台预制及施 工，其步骤包括
步骤a，在承台本体预计安装位置设置桩机施工钢平台，设置桩 基钢护筒及桩基施工；
步骤b，预制承台初步；
步骤c,起吊承台初步并下放至预计安装位置； 步骤d，承台初步二次加工； 步骤e，承台本体完成；
所述预制承台初步是指在桩机施工钢平台上预制承台外壳。
进一步的，所述承台外壳设置为一个敞口有底的中空箱体，其包 括侧板和底板，所述空箱体的外轮廓尺寸设置为与承台本体设计尺寸 相同。
进一步的，所述承台外壳底板在与所述桩基位置对应处设置有封 水钢护筒，所述封水钢护筒直径大于所述桩基钢护筒的直径。
进一步的，所述封水钢护筒底部设置有用于承台封水的活动挡板； 所述活动挡板为厚钢板，沿所述封水钢护筒内壁圆周呈多块设置；所 述活动挡板通过活页与所述封水钢护筒内壁轴连接，所述活动挡板可在水平以上方向自由转动。
进一步的，所述步骤b还包括在所述承台外壳顶部设置挡水构 件。所述挡水构件设置为挡水铁箱，所述挡水铁箱设置为至少一节， 在其内部设置内支撑；所述承台外壳内部设置预埋连接件，所述挡水 铁箱通过所述预埋连接件固定安装在所述承台外壳之上；在所述承台 外壳与所述挡水铁箱之间还设置有止水橡胶垫。
进一步的，在所述步骤b与步骤c之间还包括步骤bl:在所述桩 机施工钢平台上搭设承台下放系统，利用所述下放系统将预制好的承 台外壳进4亍垂直下ii就位；所述下放系统包括架设在桩基施工钢平 台上的承重支墩、架设在所述承重支墩上的下放架、安装在所述下放 架上的千斤顶、安装在所述千斤顶上的顶升工具梁、连接在所述顶升 工具梁与所述承台外壳之间的吊索。
为加强承台外壳的受力强度，所述承台外壳侧板内部在所述内支 撑对应高度位置设置通长闭合的加强水平筋、预埋钢板，所述加强水 平筋与侧板砼形成钢筋砼"暗腰梁"形式。
所述承台外壳还设置有内撑梁，所述内撑梁采用型钢；所述内撑 梁与所述预埋钢板固定连接。
进一步的，在所述步骤b与步骤c之间还包括步骤bl:在所述桩 机施工钢平台上搭设承台下放系统，利用所述下放系统将预制好的承 台外壳进行垂直下放就位；所述下放系统包括架i殳在桩基施工钢平 台上的承重支墩、架设在所述承重支墩上的下放架、安装在所述下放 架上的千斤顶、安装在所述千斤顶上的顶升工具梁、连接在所述顶升 工具梁与所述承台外壳之间的吊索。
进一步的，在空间位置有所限制的情况下，吊装可分两步进行 所述步骤c是指吊装承台初步下放至水位面以上；所述步骤d包括在所述承台外壳顶部设置挡水构件，所述挡水构件设置为挡水铁箱，
所述挡水铁箱设置为至少一节，在其内部设置内支撑；所述承台外壳 内部设置预埋连接件，所述挡水铁箱通过所述预埋连接件固定安装在 所述承台外壳之上；在所述承台外壳与所述挡水铁箱之间还设置有止 水橡胶垫；所述步骤e包括将所述安装挡水铁箱后的承台初步进行第 二次下放，直至设计标高；再进行封水钢护筒内的封水砂浆施工，待 其达到一定强度后，抽干承台外壳内的水，安装承台钢筋，最后灌装 承台外壳内腔混凝土，使承台本体与桩基组成整体。
与常规的水中承台施工方法相比，本发明主要有以下有益效果 只预制承台的外壳，承台下放的重量减小，使得下放承重架的投入成 本减少，更为经济合理；同时本方法在预埋封水护筒底部设置了活动 挡板，使承台封底更简便；挡水铁箱根据实地情况可分次安装，施工 方案灵活多变且简单易行，整体方案安全可靠、经济合理。
图1是本发明一种水中承台施工方法第一实施例的步骤流程图； 图2是本发明 一 种水中承台施工方法第二实施例的步骤流程图； 图3是本发明一种水中承台施工方法第二实施例中的桩才几施工钢 平台及下放系统立面图4是图3中的A-A断面示意图； 图5是图4中的B-B断面示意图6是本发明一种水中承台施工方法第二实施例中安装挡水铁箱 后承台外壳二次下放图7是本发明一种水中承台施工方法第二实施例中预埋封水钢护 筒底部平面示意图8是本发明一种水中承台施工方法第二实施例中预埋封水钢护筒底部的活动挡板示意图。
具体实施例方式
下面结合附图来对本发明的具体实施例进行说明。
如图1,图示了本发明一种水中承台施工方法第一实施例的步骤
流程图，包括
步骤101，在承台本体预计安装位置设置桩机施工钢平台，设置 桩基钢护筒及桩基施工。
步骤102，在桩机施工钢平台上预制承台外壳；所述承台外壳设 置为一个敞口有底的中空箱体，其包括侧板和底板，所述空箱体的外 轮廓尺寸设置为与承台本体设计尺寸相同。在最终完工时，该外壳将 作为承台本体的一部分。所述承台外壳底板在与桩基位置对应处设置 有封水钢护筒，封水钢护筒直径大于所述桩基钢护筒的直径。所述封 水钢护筒底部设置有用于承台封水的活动挡板，活动挡板为厚钢板， 沿所述封水钢护筒内壁圆周呈均匀多块设置，本实施例中，设置有16 块活动挡板；所述活动挡板通过活页与所述封水钢护筒内壁轴连接， 所述活动挡板可在水平以上方向自由转动。在所述承台外壳顶部设置 一节挡水铁箱，在挡水铁箱内部设置内支撑；所述承台外壳内部设置 预埋连接件，所述挡水铁箱通过所述预埋连接件固定安装在所述承台 外壳之上；在所述承台外壳与所述挡水铁箱之间还设置有止水橡胶垫。
步骤103，利用承重架上的下放系统起吊承台外壳(顶部已安装 挡水铁箱)并进行垂直下放，直至设计标高。
步骤104,承台外壳二次加工，包括封水钢护筒内的封水砂浆施 工，待其达到一定强度后，抽干承台外壳内的水；再安装钢筋，灌装 混凝土。
步骤105,承台本体完成。由于承台外壳与其上部的挡水铁箱一次加工成型， 一次下放到位， 节省时间，效率较高。适用于有足够施工空间的工作场合。
如图2，图示了本发明一种水中承台施工方法第二实施例的步骤 流程图，包括
步骤201,在承台本体预计安装位置设置桩机施工钢平台，设置 桩基钢护筒及桩基施工。
步骤202 ,在桩机施工钢平台上预制承台外壳；所述承台外壳设 置为一个敞口有底的中空箱体，其包括側板和底板，所述空箱体的外 轮廓尺寸设置为与承台本体设计尺寸相同。在最终完工时，该外壳将 作为承台本体的 一部分。所述承台外壳底板在与桩基位置对应处设置 有封水钢护筒，封水钢护筒直径大于所述桩基钢护筒的直径。所述封 水钢护筒底部设置有用于承台封水的活动挡板，活动挡板为厚钢板， 沿所述封水钢护筒内壁圆周呈均匀多块设置，本实施例中，设置有16 块活动挡板；所述活动挡板通过活页与所述封水钢护筒内壁轴连接， 所述活动挡板可在水平以上方向自由转动。
步骤203,吊装承台外壳下放至水位面以上。
步骤204,在承台外壳顶部设置挡水铁箱，在挡水铁箱内部设置 内支撑，在承台外壳内部设置预埋连接件，挡水铁箱通过预埋连接件 固定安装在承台外壳之上；在所述承台外壳与所述挡水铁箱之间还设 置有止水橡胶垫。
步骤205 ,将安装挡水铁箱后的承台外壳进行第二次下放，直至 设计标高。
步骤206,封水钢护筒内的封水砂浆施工，待其达到一定强度后， 抽干承台外壳内的水。
步骤207，安装承台钢筋，最后灌装承台外壳内腔混凝土，使承台本体与桩基组成整体。
步骤208,承台本体完成。
本实施例中，承台外壳加工完成后进行第一次吊装，在水位面以上停止，再安装挡水铁箱，之后第二次吊装，至设计标高；这样的好处在于下放系统可以简化，减小施工空间。适用于作业空间有限的工作场合。
如图3所示，第二实施例中包括贝雷架上横梁1，贝雷架支墩2,支墩垫梁3， 36#工字钢纵桥向分布梁4，双56#工字钢底橫梁5,双45#工字钢上纵梁6, 50吨螺旋千斤顶7，双45#工字钢顶升工具梁8， d)32精轧螺紋钢吊带9,预制承台外壳10，桩基础钢护筒11，预埋封水钢护筒12，挡水铁箱13，活动挡板14。
预制承台外壳制作步骤承台在原桥墩桩基础施工钢平台上预制，桩基础施工完成后，先对桩基施工平台进行改造，承台外壳制作平台底座的主要结构是在平台钢管桩顶先橫桥向设置双56#工字钢底横梁5,然后在其上安装36#工字钢纵桥向分布梁4a40cm,预埋封水钢护筒12的位置不设分布梁，紧贴封水钢护筒12的纵向分布梁4采用双36#工字钢。
为减少承台下放的重量，承台预制只预制外壳部分10,即成一个无盖板的有底空箱体，外轮廓尺寸按设计尺寸，底板厚约40cm,四周壁板厚约25cm。在承台底板相应桩基位置预埋比桩钢护筒11直径大40cm的封水钢护筒12，封水护筒12嵌入承台外壳IO底板约40cm,露出底板外部的长度约80cm。封水护筒12底部设活动挡板14,便于
^K台底封水施工。
预制承台底模体系为如图4所示，在36#工字钢分布梁4上铺一层10 x 10木枋，在本发明的其他实施例中，也可以用10tf槽钢Q20cm，再在木枋(或10#槽钢)面铺2. 5cm厚木板作为底模板。侧壁内模及200910036510.3
预留孔壁采用木模，外侧模则采用作为挡水铁箱13的定型组合大模板(或酚醛模板)，并设置侧壁防水对拉螺杆支撑(图中未标出)。
安装好底模后安装承台底板和侧壁钢筋，钢筋在预留孔处断开。木模上的钢筋预留孔在安装钢筋时现场开孔，以确保钢筋位置准确。
钢筋安装完毕后安装预埋精轧螺紋钢吊带9和封水钢护筒12,钢护筒12与预制承台外壳10底板钢筋进行有效连接。承台外壳10的底模、钢筋、侧模、预埋件等均安装完成后，进行壳体混凝土浇筑。
预制承台下放如图5所示，下放架主要采用"贝雷架+型钢"结构，下放架设在原桩基施工钢平台上。在承台两侧各设一组纵桥向贝雷架支墩2，贝雷架支墩2上设横向贝雷架横梁1，在贝雷架横梁1上设工字钢纵梁6,然后在工字钢纵梁6上设50吨螺旋千斤顶7和顶升工具梁8, 4) 32精轧螺紋钢吊带9通过螺母锚固在顶升工具梁8或工字钢上纵梁6上。
如图6所示，预制承台外壳IO分两次下放到位，第一次下放至一定高程(承台顶高于施工水位约5 0cm)后临时固定，安装挡水铁箱13;第二次下放安装至设计标高位置。
下放前先将承台均匀顶起40-50cm,拆除承台底板及分布梁后，准备下放。下放时按照预先定位的标尺进行控制，每下放5cm高程检查1次各个吊点并及时调整，有利于下放系统的均匀受力，也有利于下放精度的控制。
承台封底预制承台外壳10下放到设计标高后停止下放，复核承台的水平位置，准备封底。由于封水钢护筒12底部已经设有活动挡板14，如图7所示，预制承台外壳10下放就位后，活动挡板14自动呈水平状态或斜向搭在桩基施工钢护筒12上，如图8所示。这时先用人工采取纤维袋、麻绳等进行底部塞缝，也可采取纤维袋内灌水泥砂浆进行铺底塞紧，然后在封水钢护筒12与桩基施工钢护筒ll之间灌注封底砂浆(采取压浆管灌浆的形式从底部开始緩慢灌浆)，封底砂浆
12用M30防水砂浆，灌注厚度约80cm。
填筑内腔及预留孔砼封底砂浆浇筑完成后等强3天，抽除承台外壳IO箱体内的水，割除桩基础施工钢护筒11，接驳处理承台底部主筋、安装剩余承台钢筋、预埋墩身钢筋，浇筑第二次承台混凝土，第二次砼和预制外壳共同组成承台结构。墩柱施工完毕后，拆除挡水铁箱13。
与常规的水中承台施工方法相比，本发明主要有以下有益效果只预制承台的外壳，承台下放的重量减小，使得下放承重架的投入成本减少，更为经济合理；同时本方法在预埋封水护筒底部设置了活动挡板，使承台封底更简便；挡水铁箱根据实地情况可分次安装，施工方案灵活多变且筒单易行，整体方案安全可靠、经济合理。
以上所揭露的仅为本发明的实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的保护范围。
权利要求
1、一种水中承台施工方法，应用于道路桥梁建设中的承台预制及施工，其步骤包括步骤a，在承台本体预计安装位置设置桩机施工钢平台，设置桩基钢护筒及桩基施工；步骤b，预制承台初步；步骤c，起吊承台初步并下放至预计安装位置；步骤d，承台初步二次加工；步骤e，承台本体完成；其特征在于，所述预制承台初步是指在桩机施工钢平台上预制承台外壳。
2、 根据权利1所述的水中承台施工方法，其特征在于，所述承台外壳设置为一个敞口有底的中空箱体，其包括侧板和底板，所述空箱体的外轮廓尺寸设置为与承台本体设计尺寸相同。
3、 根据权利2所述的水中承台施工方法，其特征在于，所述承台外壳底板在与所述桩基位置对应处设置有封水钢护筒，所述封水钢护筒直径大于所述桩基钢护筒的直径。
4、 根据权利要求3所述的水中承台施工方法，其特征在于，所述封水钢护筒底部设置有用于承台封水的活动挡板；所述活动挡板为厚钢板，沿所述封水钢护筒内壁圓周呈多块设置；所述活动挡板通过活页与所述封水钢护筒内壁轴连接，所述活动挡板可在水平以上方向自由转动。
5、 如权利要求4所述的水中承台施工方法，其特征在于，所述步骤b还包括在所述承台外壳顶部设置挡水构件。
6、 如权利要求5所述的水中承台施工方法，其特征在于，所述挡水构件设置为挡水铁箱，所述挡水铁箱设置为至少一节，在其内部设置内支撑；所述承台外壳顶部设置预埋连接件，所述挡水铁箱通过所述预埋连接件固定安装在所述承台外壳之上；在所述承台外壳与所述挡水铁箱之间还设置有止水橡胶垫。
7、 如权利要求6所述的水中承台施工方法，其特征在于，所述承台外壳侧板内部在所述内支撑对应高度位置设置通长闭合的加强水平筋、预埋钢板，所述加强水平筋与侧板砼形成钢筋砼"暗腰梁"形式。
8、 如权利要求7所述的水中承台施工方法，其特征在于，所述承台外壳还设置有内撑梁，所述内撑梁采用型钢；所述内撑梁与所述预埋钢板固定连接。
9、 如权利要求6或8所述的水中承台施工方法，其特征在于，在所述步骤b与步骤c之间还包括步骤bl:在所述桩机施工钢平台上搭设承台下放系统，利用所述下放系统将预制好的承台外壳进行垂直下放就位；所述下放系统包括架设在桩基施工钢平台上的承重支墩、架设在所述承重支墩上的下放架、安装在所述下放架上的千斤顶、安装在所述千斤顶上的顶升工具梁、连接在所述顶升工具梁与所述承台 外壳之间的吊索。
10、如权利要求4所述的水中承台施工方法，其特征在于，所述步骤c是指吊装承台初步下放至水位面以上；所述步骤d包括在所述承台外壳顶部设置挡水构件，所述挡水构 件设置为挡水铁箱，所述挡水铁箱设置为至少一节，在其内部设置内 支撑；所述承台外壳内部设置预埋连接件，所述挡水铁箱通过所述预 埋连接件固定安装在所述承台外壳之上；在所述承台外壳与所述挡水 铁箱之间还设置有止水橡胶垫；所述步骤e包括将所述安装挡水铁箱后的承台初步进行第二次下 放，直至设计标高；再进行封水钢护筒内的封水砂浆施工，待其达到 一定强度后，抽干承台外壳内的水，安装承台钢筋，最后灌装承台外 壳内腔混凝土，使承台本体与桩基组成整体。
全文摘要
一种水中承台施工方法，应用于道路桥梁建设中的承台预制及施工，其步骤包括在承台本体预计安装位置设置桩机施工钢平台，设置桩基钢护筒及桩基施工；预制承台初步；起吊承台初步并下放至预计安装位置；承台初步二次加工；承台本体完成；所述预制承台初步是指在桩机施工钢平台上预制的承台外壳。与常规的水中承台施工方法相比，本发明只预制承台的外壳，承台下放的重量减小，使得下放承重架的投入成本减少，更为经济合理；同时本方法在预埋封水护筒底部设置了活动挡板，使承台封底更简便；挡水铁箱根据实地情况可分次安装，施工方案灵活多变且简单易行，整体方案安全可靠、经济合理。
文档编号E02D27/12GK101476327SQ200910036510
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月9日 优先权日2009年1月9日
发明者孙小燕, 李鸿斌, 斌 杨, 林鸿仁, 段木子, 胡继生, 陆建忠 申请人:广州市市政集团有限公司