专利名称：副格弧形钢板的振沉施工方法
技术领域：
本发明属于围堰岛壁施工技 术，具体的涉及ー种围堰岛壁的副格弧形钢板的装配及振沉施工方法。
背景技术：
围堰是围护水エ建筑物施工基坑和施工场地，使其免受水流和波浪影响成为旱地施工而修建的临时挡水建筑物。钢板桩围堰是目前最常使用的围堰岛施工方法，其一般采用钢板桩多次定位打设达到止水效果。钢板桩是带有锁ロ的一种型钢，其截面有直板形、槽形及Z形等，有不同大小尺寸及联锁形式。常见的有拉尔森式，拉克万纳式等。钢板桩围堰具有強度高，容易打入坚硬土层；可在深水中施工，必要时加斜支撑成为ー个围笼的特点。现有技术中普遍采用钢板桩围堰外填砂石方式形成围堰岛壁。而在受水面积较大的施工环境下，有人发明了双壁钢围堰结构，其采用钢方箱进行下沉筑壁施工方式，但是其施工难度较大，施工強度高。在水エ建筑中常用钢管桩以做成构体围堰。它是由许多互相连接的单体所构成，每个单体又由许多钢板桩组成，单体中间用土石填实。钢板桩围堰的防水性虽然不错，还能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复使用，但是围堰所围护的范围很大，不能用支撑支持堰壁，因此每个単体都能独自抵抗倾覆、滑动和防止联锁处的拉裂。常用的有圆形及隔壁形等形式。
发明内容
本发明提供了ー种施工方式简便、效率高的副格弧形钢板的振沉施工方法，其施エエ序少，可以对副格弧形钢板进行エ厂化制作后再整体运输至现场施工，施工难度和材料成本均大幅度降低，所形成的围堰岛壁的止水性能佳，结构稳定性好。本发明所采用的技术方案如下一种副格弧形钢板的振沉施工方法，其特征在于所述振沉施工方法包括采用间隔设置的金属圆筒作为钢管桩，在相邻的钢管桩之间固定装配副格弧形钢板；副格弧形钢板的两侧边缘设置筋板，对应的钢管桩的外壁设置有相应的榫槽；所述副格弧形钢板制作完成后运输至施工现场进行整体吊装振沉，副格弧形钢板直立的自沉入所述榫槽，最后用振动锤振沉副格弧形钢板的筋板沿榫槽下行至达标高度。
具体实施方式
中,所述振沉施工方法包括首先两相邻钢管桩的金属圆筒外壁上分别对应设置两组榫槽，然后将所述钢管桩直立埋设，在两相邻钢管桩之间振沉两片副格弧形钢板，两片副格弧形钢板为外弧形弯曲设置。—实施方式中,所述振沉施工方法包括所述副格弧形钢板由多块钢板拼接后进行双面焊接，然后在沿副格弧形钢板的长度方向分布焊接设置加强肋，所述加强肋采用T型钢板。ー实施方式中，所述副格弧形钢板进行拼接后先进行一端面拼缝的埋弧自动焊，然后进行整体翻转，采用碳弧气刨清根、埋弧自动焊焊接的方法完成拼接焊接。另ー实施方式中，所述焊接加强肋的副格弧形钢板置于弧形底胎的底部利用副格弧形钢板的自重成弧形成圆柱弧形弯曲形状，然后在副格弧形钢板的两侧焊接筋板和环形肋板，并进行吊点的焊接。ー实施方式中，所述振沉施工方法中的运输包括采用运输装置，运输装置内设置有与副格弧形钢板相配合的弧形底胎，所述副格弧形钢板置于所述弧形底胎上进行平放运输。再一实施方式中,所述振沉施工方法包括在副格弧形钢板的下端两侧自沉入榫槽前，測量副格弧形钢板弦长和钢管桩上两榫槽间的距离偏差，改变副格弧形钢板的弦长使副格弧形钢板的下侧两端均位于榫槽内。 又ー实施方式中，所述振沉施工方法包括所述副格弧形钢板进行整体吊装时采用多液压夹头上部夹持吊装，振动锤位于副格弧形钢板的顶部进行振沉。本发明还提供另ー种副格弧形钢板的振沉施工方法，其特征在于所述振沉施工方法具体包括采用金属圆筒结构的钢管桩进行间隔直立埋设，钢管桩外壁上设置有副格弧形钢板侧边卡装榫槽；副格户型钢板采用多块钢板拼接而成，多块钢板在一拼接底胎上进行组对和单面 焊接，然后进行整体翻转后重新置于拼接底胎上进行另一面焊接，然后在其上分布焊接T型加强肋，再将其置入弧形底胎内形成圆柱弧形，调节弦长进行与卡装榫槽配合的左右筋板的焊接和软连接的锚固；采用设置有弧形底胎的运输设备，将副格弧形钢板平放在弧形底胎上运输自施工现场；使用吊装方式，将副格弧形钢板的两侧肋板的下端置入钢管桩外壁的卡装榫槽内，进行振沉施工至要求高度。该副格弧形钢板的振沉施工方法可用于间隔钢管桩间副格弧形钢板连接固定方式实现全钢岛壁结构，并且无需现场焊接和复杂组装作业。副格弧形钢板可以根据钢管桩的间距进行エ厂化制作，其精度提高而且成本降低，副格弧形钢板采用整体运输至施工现场，进行吊装后振沉施工安装，一次性施工安装到位，安全性能提高，劳动强度大幅度降低。副格弧形钢板作为相邻钢管桩间与钢管桩通过榫槽筋板连接方式实现止水连接的组件，可以进行エ厂化整体制作。在制作前，可以根据所需副格弧形钢板的尺寸进行潘班，将多个钢板置于拼接底胎上进行组对和正面焊接，可采用埋弧自动焊，正面焊接完成后，可以进行整体翻转。实际操作中考虑到副格弧形钢板翻转高程、长度、重量等因素，整体翻转可采用两台起重机同时作用，将副格弧形钢板整体翻转后重新置于拼接底胎上，反面焊接采用碳弧气泡清根、埋弧自动焊焊接方式，完成各钢板间的对接。然后在副格弧形钢板上焊接T型加强肋。最后将杆副格弧形钢板调入弧形底胎内成弧，调节弦长并进行环形肋板的焊接和软连接的锚固。弧形底胎是根据副格弧形钢板所需弧度要求而制作的辅助构件，利用副格弧形钢板的自重，自然成弧。在弧形底胎内完成环形肋的布置焊接、上部吊点和下部吊点的焊接、夹头补强板的焊接。副格弧形钢板在制作完成后可以吊装至运输设备上，运输设备上设置有弧形底胎，加固后运输至振沉现场。副格弧形钢板就位前，先測量要插入副格弧形钢板的两个钢筒桩侧壁上的榫槽的距离和钢筒桩的垂直度偏差，并根据垂直度偏差计算副格弧形钢板下端筋板间的距离。根据实测数据，分析副格弧形钢板弦长能否满足钢筒桩上、下端榫槽的距离偏差。钢筒桩上、下端榫槽的距离偏差可以通过改变副格弧形钢板上、下端弦长的方法进行调整，例如调紧或调松软连接装置。调整至合适的弦长后，将副格弧形钢板先插入一端的钢筒桩的榫槽，再插入另ー 个钢筒桩的榫槽。如副格弧形钢板的弧度与钢筒桩上的锁ロ稍有偏差，可利用软连接稍作调整，使其完全对中后，利用振锤装置使副格弧形钢板顺钢筒桩上的榫槽徐徐插入，然后依次拆除副格弧形钢板上的软连接装置，直至完成自沉。本发明的有益效果在于，该副格弧形钢板的振沉施工方法的施工方式简便、效率高，其施工エ序少，可以对副格弧形钢板进行エ厂化制作后再整体运输至现场施工，施工难度和材料成本均大幅度降低，所形成的围堰岛壁的止水性能佳，结构稳定性好。下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进ー步的阐述。
图I是本发明具体实施方式
中该施工方法的步骤方框图；图2是本发明具体实施方式
中该施工方法的振沉结构示意图；图3是本发明具体实施方式
中一副格弧形钢板施工后结构示意图。
具体实施例方式该副格弧形钢板的振沉施工方法适用于主格钢管桩和副格弧形钢板组合的围堰岛壁施工。如图2和图3所示，该振沉施工方法采用间隔设置的金属圆筒作为钢管桩，在相邻的钢管桩20、30之间固定装配副格弧形钢板10 ;副格弧形钢板10的两侧边缘设置筋板11，对应的钢管桩20、30的外壁设置有相应的榫槽31 ;所述副格弧形钢板制作完成后运输至施工现场进行整体吊装振沉，副格弧形钢板10直立的自沉入所述钢管桩20、30榫槽，最后用振动锤振沉副格弧形钢板的筋板沿榫槽下行至达标高度。具体的施工方法见附图1，如图所示步骤，首先如步骤S10，采用金属圆筒结构的钢管桩进行间隔直立埋设，钢管桩外壁上设置有副格弧形钢板侧边卡装榫槽；相邻的钢管桩外壁分别设置两组相对的卡装榫槽，实现两个副格弧形钢板的卡装，形成副格仓。其次如步骤S20进行副格弧形钢板的制作，使用多块钢板根据根据副格弧形钢板的尺寸进行排版，将所需若干钢板板置于拼接底胎上进行组对和单面焊接。组对时检查拼缝间隙后开始施焊，采用埋弧自动焊，焊道起始端设置引弧板，避免起弧灭弧造成焊道缺陷。副格弧形钢板单面焊接完成后，进行整体翻转。考虑副格弧形钢板整体翻转高程、长度、重量等因素，整体翻转是利用两根吊杠，由两台起重机械同时作用，最终将副格弧形钢板的已焊接端面朝下重新置于拼接底胎上。反面焊接采用碳弧气刨清根、埋弧自动焊焊接的方法，完成钢板的对接焊。最后布置加强T型肋。再如步骤S30进行副格弧形钢板的入弧成型。副格弧形钢板焊接及T型肋焊接完成后，将其吊入弧形底胎成弧，调节弦长并固定后，进行环形肋板的焊接和软连接的锚固。弧形底胎是根据副格弧形钢板所需弧度要求而制作的辅助エ装，利用副格弧形钢板的自重，自然成弧。在弧形胎内完成环形肋的布置焊接、上部吊点和下部吊点的焊接、夹头补强板的焊接。接着可已进行副格弧形钢板的出运，如步骤S40所示，具体实践中，副格弧形钢板的重量可达60吨左右，在海上进行围堰岛壁施工可采用船体运输。起吊可采用2台32吨龙门吊，由两台龙门吊同步运至出运码头。副格弧形钢板的出运采用活动吊点，可以反复利用，节省材料，提高效率。副格弧形钢板的出运首先保证副格吊起是的强度和挠度变形。具体可采用2艘2000t自航驳运输,在甲板上设2套弧形存放底胎，将副格弧形钢板水平摞放于弧形底胎的胎座上，每船可装6片副格，加固后运输至振沉现场。如步骤S50所示，最后进行副格弧形钢板的现场振沉。副格弧形钢板的吊装主吊采用350吨主钩，辅吊采用50吨副2钩的起重船。主钩对应副格弧形钢板上部吊点，副钩对应下部吊点，平吊至一定高度，高度满足副格弧形钢板直立要求。上部吊点主钩不动，下部吊点副钩缓缓下降，直至副格弧形钢板完全直立。副格就位前，先精确测量要插入副格弧形钢板的两个钢管桩上端榫槽的距离和钢管桩的垂直度偏差，并根据垂直度偏差计算副格弧形钢板下端筋板间的距离。根据实测数据，分析副格弧形钢板弦长能否满足钢管桩上、下端榫槽的距离偏差。钢管桩上、下端榫槽的距离偏差可以通过改变副格弧形钢板上、下端弦长的方法进行调整，例如调紧或调松软连接装置。调整至合适的弦长后，将副格弧形钢板先插入一端的钢管桩榫槽内，再插入另一个钢圆筒榫槽。如副格弧形钢板的弧度与钢管桩的榫槽稍有偏差，可利用软连接稍作调整，使其完全对中后，使副格弧形钢板顺钢管桩上的榫槽徐徐插入，然后依次拆除副格弧形钢板上的软连接装置，直至完成自沉。最后进行振动锤的就位振沉，副格顶部采用5夹头布置。保证夹头的夹持カ和副格弧形钢板上端部的结构刚性，夹头采用液压锁锁紧装置，可适应副格弧形钢板弧度的变化。振动锤就位于副格弧形钢板顶部，液压夹头夹紧检测后，进行副格弧形钢板的振沉。启动液压振动锤，副格弧形钢板振沉过程中，振动锤启动振频900vpm,约I分钟后提高至1500-1900vpm.,振沉过程中起重船吊重控制在18吨-25吨范围内，直至副格振沉到设计标高。该副格弧形钢板的制作及振沉施工具有如下特点，首先是材料成本低，利用副格弧形钢板袋体传统的钢板桩，降低了造价；其次简化了施工エ序，副格弧形钢板一次性就位振沉至完毕，相比于钢板桩的多次就位振沉，エ序大大筒化；再者施工速度快，副格弧形钢板的一次性就位振沉，相比于钢板桩多次就位，多次打设，大大缩短了施工周期，提高了施エ效率；最后止水效果好，钢板桩宽度有限，止水锁ロ较多，连接角度各异，因此止水效果较差，而副格弧形钢板对应于每个副格仓仅有2个榫槽筋板连接处，能够进行有效的密封止水，止水效果优于前者。另外副格弧形钢板能适应主格钢管桩的偏位能力强，副格弧形钢板 宽度大，横向相对塑性大，因此适应主格钢管桩的偏位能力强于钢板桩。
权利要求
1.一种副格弧形钢板的振沉施工方法，其特征在于所述振沉施工方法包括 采用间隔设置的金属圆筒作为钢管桩，在相邻的钢管桩之间固定装配副格弧形钢板；畐Ij格弧形钢板的两侧边缘设置筋板，对应的钢管桩的外壁设置有相应的榫槽； 所述副格弧形钢板制作完成后运输至施工现场进行整体吊装振沉，副格弧形钢板直立的自沉入所述榫槽，最后用振动锤振沉副格弧形钢板的筋板沿榫槽下行至达标高度。
2.根据权利要求I所述的副格弧形钢板的振沉施工方法，其特征在于所述振沉施工方法包括 首先两相邻钢管桩的金属圆筒外壁上分别对应设置两组榫槽，然后将所述钢管桩直立埋设，在两相邻钢管桩之间振沉两片副格弧形钢板，两片副格弧形钢板为外弧形弯曲设置。
3.根据权利要求I所述的副格弧形钢板的振沉施工方法，其特征在于所述振沉施工方法包括 所述副格弧形钢板由多块钢板拼接后进行双面焊接，然后在沿副格弧形钢板的长度方向分布焊接设置加强肋，所述加强肋采用T型钢板。
4.根据权利要求3所述的副格弧形钢板的振沉施工方法，其特征在于所述副格弧形钢板为多片钢板拼接结构，多片拼接后先进行一端面拼缝的埋弧自动焊，然后进行整体翻转，采用碳弧气刨清根、埋弧自动焊焊接的方法完成拼接焊接。
5.根据权利要求3所述的副格弧形钢板的振沉施工方法，其特征在于所述焊接加强肋的副格弧形钢板置于弧形底胎的底部利用副格弧形钢板的自重成弧形成圆柱弧形弯曲形状，然后在副格弧形钢板的两侧焊接筋板和环形肋板，并进行吊点的焊接。
6.根据权利要求I所述的副格弧形钢板的振沉施工方法，其特征在于所述振沉施工方法中的运输包括 采用运输装置，运输装置内设置有与副格弧形钢板相配合的弧形底胎，所述副格弧形钢板置于所述弧形底胎上进行平放运输。
7.根据权利要求I所述的副格弧形钢板的振沉施工方法，其特征在于所述振沉施工方法包括 在副格弧形钢板的下端两侧自沉入榫槽前，測量副格弧形钢板弦长和钢管桩上两榫槽间的距离偏差，改变副格弧形钢板的弦长使副格弧形钢板的下侧两端均位于榫槽内。
8.根据权利要求I所述的副格弧形钢板的振沉施工方法，其特征在于所述振沉施工方法包括 所述副格弧形钢板进行整体吊装时采用多液压夹头上部夹持吊装，振动锤位于副格弧形钢板的顶部进行振沉。
9.一种副格弧形钢板的振沉施工方法，其特征在于所述振沉施工方法具体包括 采用金属圆筒结构的钢管桩进行间隔直立埋设，钢管桩外壁上设置有副格弧形钢板侧边卡装榫槽； 副格户型钢板采用多块钢板拼接而成，多块钢板在一拼接底胎上进行组对和单面焊接，然后进行整体翻转后重新置于拼接底胎上进行另一面焊接，然后在其上分布焊接T型加强肋，再将其置入弧形底胎内形成圆柱弧形，调节弦长进行与卡装榫槽配合的左右筋板的焊接和软连接的锚固； 采用设置有弧形底胎的运输设备，将副格弧形钢板平放在弧形底胎上运输自施工现场；使用吊装方式，将副格弧形钢板的两侧肋板的下端置入钢管桩外壁的卡装榫槽内，进行 振沉施工至要 求高度。
全文摘要
副格弧形钢板的振沉施工方法，包括采用间隔设置的金属圆筒作为钢管桩，在相邻的钢管桩之间固定装配副格弧形钢板；副格弧形钢板的两侧边缘设置筋板，对应的钢管桩的外壁设置有相应的榫槽；所述副格弧形钢板制作完成后运输至施工现场进行整体吊装振沉，副格弧形钢板直立的自沉入所述榫槽，最后用振动锤振沉副格弧形钢板的筋板沿榫槽下行至达标高度。本发明施工方式简便、效率高，其施工工序少，可以对副格弧形钢板进行工厂化制作后再整体运输至现场施工，施工难度和材料成本均大幅度降低，所形成的围堰岛壁的止水性能佳，结构稳定性好。
文档编号E02D19/02GK102704500SQ20121017936
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者丰贯凌, 关怀玉, 刘宝河, 吴志宏, 孔令磊, 张怡戈, 张道良, 徐文华, 李建明, 沈家海, 王希祥, 王成然, 郭宝华, 陈振南 申请人:中交一航局第一工程有限公司, 中交第一航务工程局有限公司, 天津港航安装工程有限公司