钻孔平台自调平装置及其施工方法与流程

本发明涉及桥梁施工领域，具体涉及一种钻孔平台自调平装置及其施工方法。

背景技术：

随着桥梁技术的发展，桥梁修建已从大江大河走向海洋世界，面对复杂的海洋环境，修建桥梁基础是关系桥梁施工成败的关键。传统钻孔平台一般采用钢管打入桩结合联结系的结构形式，钢管打入桩需逐根插打，再安装桩间联结系，其施工效率低，且在海洋环境下钢管桩插打自身稳定性存在很大问题，易出现倒桩、偏位现象，后续施工相当麻烦。而整体安装式钻孔平台可将海上施工转化为工厂预制施工，再采用大型浮吊整体安装就位，实现桥梁施工工厂化、预制化，减小海上作业时间，提高施工效率。在钻孔平台整体吊装施工时，如何使钻孔平台在无任何参照目标的海面精确就位并在起伏的海床面建立平整的作业平台，成为预制安装施工的难点。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种安装方便、能提高施工效率且能在无参照目标的海面建立平整的钻孔平台的钻孔平台自调平装置。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种钻孔平台自调平装置，包括：套管、支承桩、分配梁和连接件，所述支承桩可在所述套管内往返移动，所述套管外壁固定有支座，所述支承桩外壁固定有垫梁，所述垫梁位于所述支座和分配梁之间，且所述支座、垫梁和分配梁均可拆卸地与所述连接件相连，所述钻孔平台自调平装置还包括调节机构，所述调节机构一端与所述支承桩固定，另一端与所述分配梁固定，所述调节机构可在所述支承桩和分配梁之间伸缩。

在上述技术方案的基础上，所述连接件为螺纹钢筋，所述螺纹钢筋贯穿所述支座、垫梁和分配梁，所述支座、垫梁和分配梁分别通过第一螺母、第二螺母和第三螺母可拆卸地与所述螺纹钢筋固定。

在上述技术方案的基础上，所述支座焊接在所述套管的顶口。

在上述技术方案的基础上，所述垫梁焊接在所述支承桩的端头。

在上述技术方案的基础上，所述调节机构为千斤顶。

在上述技术方案的基础上，所述套管为钢套管。

与此同时，本发明还提供一种利用上述钻孔平台自调平装置调平钻孔平台的方法，该方法可以在无参照目标的海面建立平整的钻孔平台。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种利用权利要求1所述的钻孔平台自调平装置调平钻孔平台的方法，该方法包括以下步骤：

S1：在钻孔平台上安装多个钻孔平台自调平装置；

S2：将安装好钻孔平台自调平装置的钻孔平台整体吊装，运输至墩位后下放；

S3：钻孔平台下放后，测量钻孔平台在每个安装钻孔平台自调平装置位置的高度，计算每两个位置的高度差，并设计高度差调整范围；

S4：调整钻孔平台自调平装置，首先将支座和分配梁均与连接件固定，并松开垫梁与连接件的连接，调整调节机构使其伸长，驱使支承桩向下运动，直至支承桩底端承载力大于钻孔平台在钻孔平台自调平装置位置点的重力后，继续伸长调节机构，使套管向上运动；

S5：重复执行步骤S4，直至任意所述两个位置的高度差在高度差调整范围后，固定垫梁与连接件。

在上述技术方案的基础上，所述连接件为螺纹钢筋，所述螺纹钢筋贯穿所述支座、垫梁和分配梁，所述支座、垫梁和分配梁分别通过第一螺母、第二螺母和第三螺母可拆卸地与所述螺纹钢筋固定；步骤S4中通过拧紧所述第一螺母和第三螺母将支座和分配梁均与螺纹钢筋固定，通过松开所述第二螺母将垫梁与螺纹钢筋松开。

在上述技术方案的基础上，所述调节机构为千斤顶。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的钻孔平台自调平装置，其所有结构均在工厂加工并安装就位。和传统钻孔平台采用钢管打入桩结合联结系的方式相比，安装方便，减少了海上作业时间，提高施工效率。

(2)本发明的钻孔平台自调平装置，包括支座、垫梁、分配梁和调节机构。支座、垫梁和分配梁采用螺纹钢筋串联，形成三层受力结构，三层受力结构两两之间可单独形成受力体系，发挥不同的作用。通过调整调节机构，结合支座、垫梁和分配梁的三层受力结构，实现了钻孔平台的调平工作，解决了钻孔平台在无任何参照目标的海面精确就位并在起伏的海床面建立平整的作业平台的难题。

附图说明

图1为本发明中钻孔平台自调平装置的结构示意图；

图2为图1沿A-A方向的剖视图；

图3为图1沿B-B方向的剖视图；

图4为安装钻孔平台自调平装置后的钻孔平台的结构示意图。

图中：1-套管，11-支座，2-支承桩，21-垫梁，3-分配梁，4-连接件，5-调节机构，6-第一螺母，7-第二螺母，8-第三螺母，9-钻孔平台，100-钻孔平台自调平装置。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明提供一种钻孔平台自调平装置100，其包括套管1、支承桩2、分配梁3、连接件4和调节机构5。

套管1为钢套管，其外壁上固定有支座11，本发明中的支座11采用焊接的方式固定在套管1的顶口处。

支承桩2可在套管1内往返移动，且支承桩2外壁固定有垫梁21，本发明中的垫梁21采用焊接的方式固定在支承桩2的端头。

垫梁21位于支座11和分配梁3之间，且支座11、垫梁21和分配梁3均可拆卸地与连接件4相连，本发明中的连接件4为螺纹钢筋，螺纹钢筋贯穿支座11、垫梁21和分配梁3，支座11、垫梁21和分配梁3分别通过第一螺母6、第二螺母7和第三螺母8可拆卸地与所述螺纹钢筋固定。

调节机构5一端与支承桩2固定，另一端与分配梁3固定，调节机构5可在支承桩2和分配梁3之间伸缩。当松开垫梁21与连接件4的连接后，调整调节机构5便可驱使支承桩2向下运动，本发明中的调节机构5为千斤顶。

下面简述一下本发明中的钻孔平台自调平装置100的工作原理，当钻孔平台自调平装置100安装在钻孔平台9后，通过整体吊装到墩位后下放，便开始进行调平工作。调平的过程中，首先通过拧紧第一螺母6和第三螺母8将支座11和分配梁3均与螺纹钢筋固定，同时松开第二螺母7将垫梁21与螺纹钢筋松开。起顶千斤顶，支承桩2在压力作用下向下运动，当支承桩2底端承载力大于钻孔平台9在钻孔平台自调平装置100位置点的重力后，支承桩2不再向下运动，千斤顶7继续起顶，此时套管1将会带动分配梁3一起向上运动，达到了调整高度的目的。从而利用本发明可以使钻孔平台9在无任何参照目标的海面精确就位并在起伏的海床面建立平整的作业平台。

本发明还提供一种利用上述钻孔平台自调平装置100调平钻孔平台9的方法，该方法包括以下步骤：

S1：在钻孔平台9上安装多个钻孔平台自调平装置100；

为减少水上施工工序，钻孔平台自调平装置100所有结构均在工厂加工并安装就位。钻孔平台9制作完成后，根据需要设置钻孔平台自调平装置100的数量，参见图4所示，本发明中一共在钻孔平台9上安装了4套钻孔平台自调平装置100。和传统钻孔平台采用钢管打入桩结合联结系的方式相比，安装方便，减少了海上作业时间，提高施工效率。

S2：将安装好钻孔平台自调平装置100的钻孔平台9整体吊装，运输至墩位后下放；

根据钻孔平台9重力、尺寸，选择合适的浮吊设备进行整体吊装，运输至墩位后带钻孔平台自调平装置100整体下放。钻孔平台9下放前采用浮吊设备自身所带抛锚定位系统进行定位，调整其平面位置至定位精度范围内整体下放，着床后在重力作用下套管1底口会插入海床一定的深度。根据海床软硬程度，套管1插入海床深度也会出现偏差，导致钻孔平台9基础四角高差不一，需进行后续调平施工。

S3：钻孔平台9下放后，测量钻孔平台9在每个安装钻孔平台自调平装置100位置的高度，计算每两个位置的高度差，并设计高度差调整范围；

本发明中的钻孔平台自调平装置100一共为4个，测量完这4个位置的高度后，计算每两个位置的高度差，然后根据实际情况设计高度差调整范围。

S4：调整钻孔平台自调平装置100，首先将支座11和分配梁3均与连接件4固定，并松开垫梁21与连接件4的连接，调整调节机构5使其伸长，驱使支承桩2向下运动，直至支承桩2底端承载力大于钻孔平台9在钻孔平台自调平装置100位置点的重力后，继续伸长调节机构5，使套管1向上运动；

本发明中的连接件4为螺纹钢筋，螺纹钢筋贯穿支座11、垫梁21和分配梁3，支座11、垫梁21和分配梁3分别通过第一螺母6、第二螺母7和第三螺母8可拆卸地与所述螺纹钢筋固定。通过拧紧第一螺母6和第三螺母8将支座11和分配梁3均与螺纹钢筋固定，通过松开第二螺母7将垫梁21与螺纹钢筋松开。此外，本发明中的调节机构5为千斤顶，起顶千斤顶，支承桩2在压力作用下向下运动，当支承桩2底端承载力大于钻孔平台9在钻孔平台自调平装置100位置点的重力后，支承桩2不再向下运动，千斤顶7继续起顶，此时套管1将会带动分配梁3一起向上运动，达到了调整高度的目的。

S5：重复执行步骤S4，直至任意两个位置的高度差在高度差调整范围后，固定垫梁21与连接件4。

拧紧第二螺母7将垫梁21与螺纹钢筋固定，千斤顶回油，则钻孔平台9重量转换至支承桩2承受，拆除分配梁3和千斤顶，继续后续施工。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。