空腹沉箱的制作方法

專利名稱：空腹沉箱的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于深水橋梁建筑工程，具體涉及一種封閉式圍堰用沉箱。
背景技術：
橋梁深水基礎及墩臺的施工，主要困難在于防水、防土，有時還要防沖刷、滑坡等 等。使用圍堰配合施工的目的，就是在圍堰內施工基礎及墩臺時，使圍堰外的水和土不至于 大量涌進圍堰內，而待基礎、墩臺施工出水面后，即可將其拆除，以免堵塞水流或航道，所以 它是一種施工用臨時結構。顯然，在水深流急的江河或潮涌浪高的近、淺海中采用圍堰法施工橋梁深水基礎 及墩臺時，由于橋址區的水文、地質、氣象、航道以及施工要求等條件的不同，不可能有一種 適合于所有橋梁深水基礎修建的圍堰結構形式和施工方法。現在施工中常見的圍堰有拉森 鋼板止水圍堰、鋼護筒小圍堰等。其中，拉森鋼板樁止水圍堰進行橋梁樁基加固的施工，即在待加固樁基的承臺四 周將單根的拉森鋼板樁通過機械助沉到設計位置，安裝內圍檁、內支撐，并連接成整體，從 而使鋼板樁及圍檁、支撐組成一個具有相當剛度和強大承載能力、且密不透水的敞口箱體， 將外部水源切斷，實現干施工加固橋梁樁基的目的。拉森鋼板樁止水圍堰的缺點是1.當 橋下施工高度不足的時候，拉森鋼板樁無法直立；2.加工周期長；3.需使用大量的拉森鋼 板樁、型鋼、支撐鋼管，材料使用量和運輸都很大；且拉森鋼管樁的打、拔需使用大噸位的浮 吊、駁船，機械設備投入大；施工成本高。采用鋼護筒小圍堰進行橋梁樁基加固的施工，即 在帶加固樁基外(承臺以下)埋設鋼護筒至設計位置，在潮水退卻的情況下進行施工作業。 鋼護筒小圍堰存在以下缺點1.鋼護筒小圍堰法橋梁樁基加固施工屬乘潮施工作業，在某 些地區，入海口潮汐特征為規則半日潮，呈往復流；每月兩次大潮，歷時3天左右。每月大潮 時潮水水位較低，可采用鋼護筒小圍堰進行樁基加固作業；其他時間潮水水位較高，無法作 業；故鋼護筒小圍堰法樁基加固施工周期短，根本無法按計劃工期完成施工；2.施工時如 潮水流速快，施工人員不能及時撤出圍堰的話，存在安全隱患；3.鋼護筒小圍堰堰底不封 閉，鋼護筒小圍堰內滲流很大，無法將圍堰內的水抽凈，施工難度很大。而且無法開挖助沉 至設計要求的樁基加固深度，也無法摸清待加固樁基的下部情況，不能徹底的對樁基進行 加固。在有些施工場合中，需加固的橋梁基礎全部位于甌江海口海水之中，水深且水面 寬度大；潮汐為規則半日潮、呈往復流的特征；潮水落差高；水流受潮汐影響，流速高。且需 要進行加固處理的橋墩比較多，加固施工圍護需多次周轉使用。拉森鋼板樁圍堰、鋼護筒小 圍堰、還有雙壁鋼套箱圍堰等不適宜與這種施工場合。需要用到一種空腹封閉式鋼沉箱圍 堰，而現有技術中，無適用于空腹封閉式鋼沉箱圍堰的專用沉箱。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是無適用于空腹封閉式鋼沉箱圍堰的專用沉箱，提供一種適用于空腹封閉式鋼沉箱圍堰的空腹沉箱。—種空腹沉箱，包括沉箱箱體，沉箱箱體上設有上止水擋墻，上止水擋墻上方設有 反壓橫梁，沉箱箱體下設有下止水鋼板，沉箱箱體上設有進出水孔，沉箱箱體內設有連通閥 門，沉箱箱體頂部設有排氣閥門。上述沉箱箱體上設有分配梁。上述空腹沉箱箱體由四個長方體箱子組成，在空腹沉箱箱體的一個對角線方向， 相鄰兩個長方體箱子之間通過螺栓相連后再焊接連接，在空腹沉箱箱體的另一個對角線方 向，相鄰兩個長方體箱子之間通過螺栓相連并且連接位置設有止水條。上述上止水擋墻包括止水擋板和止水擋板一側焊接的角鋼骨架。本實用新型適用于空腹封閉式鋼沉箱圍堰，空腹沉箱采用4個鋼結構箱體組拼而 成，自重138t ；空腹時整體沉箱的浮力達到360t ；沉箱空腹時浮起，利用兩艘120t動力拖 船在平潮時將沉箱拖到待加固橋墩位，圍待加固橋墩四周將4個箱體組合成一個整體，均 勻注水下沉；落潮過程中，注水沉箱吃水線降低，低，浮力減小，沉箱下插板隨潮水下落而 插入灘涂。本實用新型既能反復拆裝、周轉使用，不僅可以一次解決樁基存在的問題，而且 所用材料成本較低，滿足工期要求，且安全有保障；又能適用于絕大多數橋梁深水基礎及墩 臺施工需求。

圖1是本實用新型的剖視示意圖；圖2是圖1的俯視示意圖；圖3是圖1中上止水擋墻的結構示意圖；圖4是圖3中A-A截面示意圖。
具體實施方式
如圖1 4所示，本實用新型包括沉箱箱體4，沉箱箱體4上設有上止水擋墻6，上 止水擋墻6上方設有反壓橫梁8，沉箱箱體4下設有下止水鋼板5，沉箱箱體4上設有進出 水孔7，沉箱箱體4內設有連通閥門，沉箱箱體4頂部設有排氣閥門。所述沉箱箱體4上設有分配梁2。所述空腹沉箱箱體4由四個長方體箱子組成，在空腹沉箱箱體4的一個對角線方 向，相鄰兩個長方體箱子之間通過螺栓相連后再焊接連接，在空腹沉箱箱體4的另一個對 角線方向，相鄰兩個長方體箱子之間通過螺栓相連并且連接位置設有止水條(即6毫米厚、 100毫米寬的橡膠條)。所述上止水擋墻6包括止水擋板1和止水擋板1 一側焊接的角鋼骨架3。空腹封閉鋼沉箱設計主要包括空腹封閉箱體4、鋼結構上止水擋墻6、下止水鋼板 5、反壓鋼梁4個部分，主要操作要點如下1、沉箱箱體4的制備1)沉箱箱體4制作在廠家進行，先按照設計圖紙下料，并作記號，鋼板采用切割下 料，不得使用氧氣乙炔高溫切割，防止鋼板變形。箱體所用連通閥門設置在箱體內，連通閥 門要采取防漏水處理，連通閥門設置在離沉箱底80cm以上。箱體之間連接處要焊接牢固， 拆除的位置要設置止水帶，止水帶用螺絲固定在箱體上，做到不能因擠壓損壞。沉箱焊接完
4成后，在場地進行拼裝，做到沒有問題后下水，箱體間用高強螺栓連接。空腹箱體采用兩種 規格長方體箱子定制，每套空腹封閉沉箱使用兩只長11.0米X寬3.0米X高2. 5和兩只 長13. 0米X寬3. 0米X高2. 5米的箱體組拼形成。2)沉箱箱體4頂要預留安裝擋水板的小槽鋼，考慮到單個沉箱要能單獨平衡放置 在水中，擋水板的重心與箱體重心基本在上下一條線上，盡量位于形心，并用25#工字鋼在 重心加強，承受反壓系統的力。3)沉箱箱體4上固定上止水擋墻，其中，上止水擋墻的止水擋板1的鋼板厚度8m， 止水擋板1之間焊接形成整體，止水擋板1板高度5m，需滿足箱體就位時的最高潮水位。止 水擋板1后設置角鋼骨架3加固，防止變形，角鋼水平布置，間距30cm，角鋼L50X5。4)沉箱下固定止水鋼板使用δ 8鋼板+ δ 8菱形鋼板加勁肋焊拼。2、箱體浮移就位1)鋼沉箱就位前，采用挖泥船在墩位處進行挖泥、整平，原承臺周邊的灘涂要基本 在一個水平面上，以保證鋼套箱著床豎直，確保箱底下插鋼板能全部插入土中。2)沉箱拖移時間控制在漲潮基本結束前的一個小時，同時基本拆除沉箱之間(對 角)的連接螺栓，留下的螺栓不要超過設計的30%，便于靠近墩臺后及時分解沉箱，為就位 二次組合留下時間。3)分解后要將沉箱及時按照方位就位。4)分解并靠近墩臺的沉箱用尼龍繩拉緊，防止落潮時沉箱漂移。必要配置5t手拉 葫蘆4-6個，第一時間將沉箱用高強螺栓連接，連接時沉箱部分螺栓孔會漏水，用小水泵抽 除。5)等到所有箱體的連接螺栓連接牢固并加強后將沉箱注水下沉。下沉前應該將排 氣閥門打開，由于箱底是個封閉的整體，底部存在大氣和水壓力較大，應將水和空氣排出。 箱體之間的螺栓連接先外后內，按照順時針或逆時針加強螺栓，確保全部螺栓對眼順利穿 接完成后，逐漸將螺栓順時扭緊。6)鋼沉箱底部下插鋼板接近河床時，放慢下沉速度，同時測量沉箱著床時的偏 位、傾斜度；若超出規范要求，則應抽出鋼沉箱箱體內水，使其自浮起，重新著床。7)箱體就位后打開連通箱體內外的連通閥門，在施工高壓旋噴樁前，要保持圍堰 內外水面基本持平，防止由于水壓將箱體底部串通，造成箱體底部漏水加大，以致圍堰失 敗。3、反壓梁施工通過計算，箱體存在較大的浮力，需要外力平衡，防止箱體上浮，箱體的外力主要 依靠承臺施加，使用四根鋼梁順橋向均勻施加在箱體上，之前箱體要先進行加固，防止單點 施力導致箱體變形。當沉箱下沉就位后，開始反壓梁的施工，加載鋼梁前先對沉箱箱體進行加固，使浮 力均勻傳遞到箱體，采用的鋼梁為H40型鋼，共計4根，單根長度12m，鋼梁順橋向反壓沉箱。 鋼梁與承臺之間用小槽鋼或枕木頂住，之間的孔隙用三角木楔塞緊。注意到每次潮水起落 后需要檢查沉箱是否下沉，并及時用木塞塞緊反壓梁與箱體之間的空隙。本實用新型與箱底止水帷幕和壓密封底結合，組成空腹沉箱圍堰。在橋梁深水基 礎加固施工中，是一種既能安全作業，又能反復拆裝、周轉循環使用；由本實用新型所組成的圍堰適用于大多數橋梁深水基礎施工需求的新型圍堰結構，在國內尚屬首例。與國內部 分工程應用的各類圍堰的實例進行比較，空腹沉箱結構簡潔，整體結構剛度大，承載力大； 快速浮運，快速就位，形成圍堰速度快；工效高，適用性強；減少材料用量，經濟合理；避免 大型機械的操作；為以后橋梁深水基礎圍堰施工提供了新的借鑒。
權利要求一種空腹沉箱，其特征在于包括沉箱箱體(4)，沉箱箱體(4)上設有上止水擋墻(6)，上止水擋墻(6)上方設有反壓橫梁(8)，沉箱箱體(4)下設有下止水鋼板(5)，沉箱箱體(4)上設有進出水孔(7)，沉箱箱體(4)內設有連通閥門，沉箱箱體(4)頂部設有排氣閥門。
2.根據權利要求1所述的空腹沉箱，其特征在于所述沉箱箱體(4)上設有分配梁⑵。
3.根據權利要求1或2所述的空腹沉箱，其特征在于所述空腹沉箱箱體(4)由四個 長方體箱子組成，在空腹沉箱箱體(4)的一個對角線方向，相鄰兩個長方體箱子之間通過 螺栓相連后再焊接連接，在空腹沉箱箱體(4)的另一個對角線方向，相鄰兩個長方體箱子 之間通過螺栓相連并且連接位置設有止水條。
4.根據權利要求1或2所述的空腹沉箱，其特征在于所述上止水擋墻(6)包括止水 擋板(1)和止水擋板(1) 一側焊接的角鋼骨架(3)。
專利摘要本實用新型公開一種空腹沉箱，屬于深水橋梁建筑工程。包括沉箱箱體，沉箱箱體上設有上止水擋墻，上止水擋墻上方設有反壓橫梁，沉箱箱體下設有下止水鋼板，沉箱箱體上設有進出水孔，沉箱箱體內設有連通閥門，沉箱箱體頂部設有排氣閥門。本實用新型既能反復拆裝、周轉使用，不僅可以一次解決樁基存在的問題，而且所用材料成本較低，滿足工期要求，且安全有保障；又能適用于絕大多數橋梁深水基礎及墩臺施工需求。
文檔編號E02D23/02GK201713826SQ201020143829
公開日2011年1月19日 申請日期2010年3月30日 優先權日2010年3月30日
發明者任剛, 張麗麗, 焦安亮, 王東亞, 田培明, 趙星焱, 陳波 申請人:中國建筑第七工程局有限公司