[发明专利]一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及其施工方法

说明书

本发明公开一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及施工方法，属于桥梁建造技术领域，本发明的装置通过包括：浮体，浮体上装载有围堰组件，还包括：用于限制浮体移动范围的定位组件，定位组件包括：配重件，配重件通过刚性管件与浮体连接，其中，刚性管件可相对于浮体上下移动，浮体底部的刚性管件上至少连接有两个可改变体积大小的形变件，形变件中部具有内腔，位于内腔的刚性管件表面设有开孔。本发明实现在深水急流的河道或海域内施工建造的桩基，桩基建造过程不受水位变化、水流流速变化的影响，桩基建造速度快且质量高。

技术领域

本发明属于桥梁建造技术领域，具体涉及一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及其施工方法。

背景技术

目前，我国已经能够熟练建造长、大跨径、深水基础桥梁，但是，在我国现行的桥墩施工过程中，尤其是在深水急流的河道或海域内施工时，还存在一定的问题，因为，桥墩的施工多是在水面以上进行，有些河流水位随季节性变化较大，或者其他原因引起水位变化(如：下游水坝蓄水)，有些海域在某些时段水位也存在较大的变化，从而造成正在施工中的桥墩被淹没，这样就会终止桥墩的施工，只有等待水位退去后才能进行桥墩施工，如果遇到某些特殊情况致使水位不能退去，桥梁的建设只能放弃或者重建，造成巨大的投资损失，同时在深水急流的河道或海域内施工时对施工设备具有一定水流冲击导致建造的桩基质量不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置及其施工方法，实现在深水急流的河道或海域内施工建造的桩基，桩基建造过程不受水位变化、水流流速变化的影响，桩基建造速度快且质量高。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：跨海桥梁墩柱及承台的水下施工装置，包括：浮体，浮体上装载有围堰组件，还包括：

用于限制浮体移动范围的定位组件，定位组件包括：配重件，配重件通过刚性管件与浮体连接，

其中，刚性管件可相对于浮体上下移动，浮体底部的刚性管件上至少连接有两个可改变体积大小的形变件，形变件中部具有内腔，位于内腔的刚性管件表面设有开孔。

本发明利用浮体运载围堰组件用于快速在海面或河面运载桩基施工的必要组件，在浮体上预先将围堰组件排布设计好，在浮体到达定位点，通过振动桩锤将浮体上的围堰组件直接压入水底，可在急流水域快速施工，省去排布时间，在施工过程中，控制浮体来使围堰组件上端部始终保持高于水面高度，为实现浮体在水域中停留于定位点，通过定位组件实现限制浮体在水域中的移动范围，利用配重件沉入水底并将配重件与刚性管件之间进行连接，这样用于实现对浮体的移动限制，通过在刚性管件上设计可改变体积大小的形变件来降低急流水域的水流对刚性管件的冲击影响，具体的：利用刚性管件上的开孔注入介质到形变件内使形变件产生体积形变，改变流经形变件表面的水流流线长度，降低形变件附近水体流速以及产生马蹄形旋涡的几率，以此来实现降低急流水域对桩基建造过程中的水流冲击影响，保证桩基建造速度快且质量高。

具体的，围堰组件由若干金属管体呈多边形排布而成，围堰组件内侧放置护筒，护筒内放置钢筋笼，钢筋笼外部套接有紧固组件。围堰组件用于对护筒形成临时性围护，防止土和水进入围堰组件内侧，围堰组件的高度需高于施工期间可能出现的最高水位，在围堰组件可能高度位置不够时，通过在浮体上部直接对围堰组件上的各金属管体进行焊接来满足高度要求。

具体的，钢筋笼直径小于护筒内径，紧固组件沿Z轴方向排列紧固于钢筋笼外侧，紧固组件外径小于护筒内径。为保证所建造的桩基应对地震和急流水域下的冲击载荷等强动力载荷对建造的混凝土桩基结构破坏，通过在钢筋笼上设紧固组件来对钢筋笼形成箍筋约束，提高设有约束的钢筋笼的混凝土桩基在地震作用应变范围内的动态性能以及对抗急流水域下冲击载荷的能力。