海上低净空拉森钢板桩安装系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种海上低净空拉森钢板桩安装系统和方法，包括平行设置的两根导向架，两根导向架位于同一水平面上且均高于水面，两根导向架之间形成用于待安装拉森钢板桩穿过的限位空间；两根导向架均通过钢管柱固定，钢管柱的底部伸入待施工区域的地基中；还包括压板，压板用于置于待安装拉森钢板桩的顶端；两根导向架上安装有拉力机构，拉力机构连接压板，拉力机构用于在安装待安装拉森钢板桩时产生拉力，以通过压板带动待安装拉森钢板桩向下运动插入待施工区域的地基中；本发明专利技术通过使用卷扬机配合压板，可以实现拉森钢板桩的快速安装，提高了工作效率。

Installation system and method of Larsen steel sheet pile with low clearance at sea

【技术实现步骤摘要】
海上低净空拉森钢板桩安装系统及方法
本专利技术属于拉森钢板桩安装
，尤其涉及一种海上低净空拉森钢板桩安装系统及方法。
技术介绍
近年来，随着我国经济快速发展，各种基础设施建设日益增多。在海上低净空环境下进行钢板桩施工的情况越来越多。拉森钢板桩常规安装方法为采用静压植桩机进行施工，但是，对于有净高限制的环境来说，由于钢板桩和静压植桩机均是需要一定高度才能实现安装，所述，在高度受限的条件下，如受海面上建构筑物的影响，常规施工由于没有高度空间，方法无法展开，或者即使可以施工，也会导致施工效率大大降低。另外，还有的单位采用更改原设计，或者研究专门的施工设备，大量的增加了施工成本，同时增加施工周期。同时，由于目前施工区域主要位于浅海区域，受潮汐影响，大型施工船经常无法施工，造成工期延长。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种海上低净空拉森钢板桩安装系统及方法，以在低净空条件下实现拉森钢板桩的快速安装，减少拉森钢板桩的安装成本。本专利技术采用以下技术方案：海上低净空拉森钢板桩安装系统，包括平行设置的两根导向架，两根导向架位于同一水平面上且均高于水面，两根导向架之间形成用于待安装拉森钢板桩穿过的限位空间；两根导向架均通过钢管柱固定，钢管柱的底部伸入待施工区域的地基中；还包括压板，压板用于置于待安装拉森钢板桩的顶端；两根导向架上安装有拉力机构，拉力机构与压板连接，拉力机构用于在安装待安装拉森钢板桩时产生拉力，以通过压板带动待安装拉森钢板桩向下运动插入待施工区域的地基中。进一步地，拉力机构包括间隔设置于每根导向架上的两个卷扬机和两个导向器，每个卷扬机上的钢丝绳的自由端均绕过与其对应的导向器后固定连接在压板上；每个卷扬机均用于通过钢丝绳向下拉动压板，进而带动拉森钢板桩植入待施工区域的地基中。进一步地，两根导向架上的四个导向器成矩形排布。进一步地，压板为平板，平板的底面上开设有固定槽，固定槽的形状与拉森钢板桩的横截面相同。进一步地，压板上与每个导向器位于同一竖直面上出均开设有固定孔，每个固定孔均用于与卷扬机上的钢丝绳固定连接。进一步地，固定槽位于四个固定孔之间，且固定槽的中心与每个固定孔之间的距离均相等。进一步地，两根导向架之间的间距大于等于2h，其中，h为拉森钢板桩的高。本专利技术的另一种技术方案：海上低净空拉森钢板桩安装方法，包括：确定钢管柱的位置，并施工钢管柱；将两根导向架固定在钢管柱上；其中，两根导向架间隔平行设置、且位于同一水平面上；使用吊装设备吊装待安装拉森钢板桩，使拉森钢板桩的底部穿过两根导向架形成的限位空间后插入到待施工区域的地基中，在导向架上、待安装拉森钢板桩的至少一侧安装一支撑装置，以避免待安装拉森钢板桩侧翻；插入步骤：将压板的固定槽卡住拉森钢板桩的顶端，并将每个卷扬机的钢丝绳的自由端穿过导向器后固定在压板的固定孔上；使每个卷扬机同时以相同的速度回收钢丝绳，直至待安装拉森钢板桩的顶部与导向架之间的距离为0.5～1m；拆卸压板，将下一根待安装拉森钢板桩的底端与上一根待安装拉森钢板桩的顶面进行焊接，重复插入步骤，直至将全部待安装拉森钢板桩安装完毕。进一步地，当将下一根待安装拉森钢板桩的底端与上一根待安装拉森钢板桩的顶端进行焊接时，焊接方法为：采用对接焊缝，焊缝采用K形开口，在待安装拉森钢板桩的腹板内侧和翼缘外侧焊接加强板；焊接采用二氧化碳气体保护焊方式焊接。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过使用卷扬机配合压板，可以实现拉森钢板桩的快速安装，提高了工作效率；而且，本专利技术中的设备均为常用工程设备，该系统的设备成本远远小于现有的拉森钢板桩安装设备的成本；另外，本系统采用常用工程设备，降低了对施工周边环境的影响。【附图说明】图1为本专利技术实施例中海上低净空拉森钢板桩安装系统的俯视结构示意图；图2为本专利技术实施例中海上低净空拉森钢板桩安装系统的侧视结构示意图；图3为本专利技术实施例中压板的结构示意图。其中：1.拉森钢板桩；2.钢管柱；3.导向架；4.导向器；5.卷扬机；6.钢丝绳；7.压板；8.固定槽；9.固定孔；10.障碍物。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术实施例公开了一种海上低净空拉森钢板桩安装系统，如图1所示，包括平行设置的两根导向架3，两根导向架3位于同一水平面上且均高于水面，两根导向架3之间形成用于待安装拉森钢板桩1穿过的限位空间。本专利技术实施例中，两根导向架3之间的间距大于等于2h，以保证待安装拉森钢板桩1安装时的稳定性，其中，h为待安装拉森钢板桩1的高。待安装的拉森钢板桩1为条状，截面似梯形，在安装时，需要将拉森钢板桩1的底部插入到地基中，并通过多个拉森钢板桩相连，形成围堰。当进行拉森钢板桩1安装时，需要对其进行定位，所以，通过两根导向架3形成一个限位空间，使拉森钢板桩1的底部穿过该限位空间，可以保证所安装的拉森钢板桩1位于指定区域内，即保证拉森钢板桩1的安装准确性。由于两根导向架3位于水面上方，所以需要对其进行固定，本实施例中均通过钢管柱2固定，钢管柱2的底部伸入待施工区域的地基中。通过向钢管柱2两侧引出两个直杆或者支架，连接到导向架3上。钢管柱2可以设置的导向架3之间，也可以设置在外部，只要满足固定要求即可。当拉森钢板桩1的安装区域中有障碍物10时，本实施例的安装系统还包括压板7，如图2所示，压板7用于置于待安装拉森钢板桩1的顶端。为了保证安装效率及系统稳定性，压板7采用厚度为5～10cm的钢板制。两根导向架3上安装有拉力机构，拉力机构连接压板7，拉力机构用于在安装待安装拉森钢板桩1时产生拉力，以通过压板7带动待安装拉森钢板桩1向下运动插入待施工区域的地基中。本专利技术实施例中采用拉力机构和压板7相结合，采用无振动的方式进行拉森钢板桩1的植入，避免了采用传统的共振锤或植桩机等产生的振动影响，一方面可以防止施工区域中的其他建筑物收到共振，进而影响建筑物的使用寿命。另一方面，也避免振动对对施工周边环境的振动影响，如减少施工区域内水中生物的振动死亡率等。在本专利技术实施例中，拉力机构包括间隔设置于每根导向架3上的两个卷扬机5和两个导向器4，每个卷扬机5上的钢丝绳6的自由端均绕过与其对应的导向器4后固定连接在压板7上。本实施例中卷扬机5即为绞车，导向器4即为定滑轮。每个卷扬机5均用于通过钢丝绳6向下拉动压板7，进而带动拉森钢板桩1植入待施工处。本专利技术实施例通过使用卷扬机配合压板，可以实现拉森钢板桩的快速安装，提高了工作效率。而且，本专利技术实施例中的设备均为常用工程设备，该系统的设备成本远远小于现有的拉森钢板桩安装设备的成本。如采用本专利技术实施例中的方案，导向架3、卷扬机5和导向器4等各个装置总成本在30～50万之间。若采用传统安装方法，则需要使用浮吊和植桩机或共振锤等，这些设备少则几百万，多则上千万，再加上配件及其他配套装置总成本会更高。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.海上低净空拉森钢板桩安装系统，其特征在于，包括平行设置的两根导向架(3)，两根所述导向架(3)位于同一水平面上且均高于水面，两根所述导向架(3)之间形成用于待安装拉森钢板桩(1)穿过的限位空间；两根所述导向架(3)均通过钢管柱(2)固定，所述钢管柱(2)的底部伸入待施工区域的地基中；/n还包括压板(7)，所述压板(7)用于置于所述待安装拉森钢板桩(1)的顶端；/n两根所述导向架(3)上安装有拉力机构，所述拉力机构与所述压板(7)连接，所述拉力机构用于在安装所述待安装拉森钢板桩(1)时产生拉力，以通过所述压板(7)带动所述待安装拉森钢板桩(1)向下运动插入待施工区域的地基中。/n

【技术特征摘要】
1.海上低净空拉森钢板桩安装系统，其特征在于，包括平行设置的两根导向架(3)，两根所述导向架(3)位于同一水平面上且均高于水面，两根所述导向架(3)之间形成用于待安装拉森钢板桩(1)穿过的限位空间；两根所述导向架(3)均通过钢管柱(2)固定，所述钢管柱(2)的底部伸入待施工区域的地基中；
还包括压板(7)，所述压板(7)用于置于所述待安装拉森钢板桩(1)的顶端；
两根所述导向架(3)上安装有拉力机构，所述拉力机构与所述压板(7)连接，所述拉力机构用于在安装所述待安装拉森钢板桩(1)时产生拉力，以通过所述压板(7)带动所述待安装拉森钢板桩(1)向下运动插入待施工区域的地基中。


2.如权利要求1所述的海上低净空拉森钢板桩安装系统，其特征在于，所述拉力机构包括间隔设置于每根所述导向架(3)上的两个卷扬机(5)和两个导向器(4)，每个所述卷扬机(5)上的钢丝绳(6)的自由端均绕过与其对应的所述导向器(4)后固定连接在所述压板(7)上；每个所述卷扬机(5)均用于通过钢丝绳(6)向下拉动所述压板(7)，进而带动所述拉森钢板桩(1)植入待施工区域的地基中。


3.如权利要求2所述的海上低净空拉森钢板桩安装系统，其特征在于，两根所述导向架(3)上的四个所述导向器(4)成矩形排布。


4.如权利要求2或3所述的海上低净空拉森钢板桩安装系统，其特征在于，所述压板(7)为平板，所述平板的底面上开设有固定槽(8)，所述固定槽(8)的形状与所述拉森钢板桩(1)的横截面相同。


5.如权利要求4所述的海上低净空拉森钢板桩安装系统，其特征在于，所述压板(7)上与每个所述导向器(4)位于同一竖直面上出均开设有固定孔(9)，每个所述固定孔(9)均用于与所述卷扬机(5)上的钢丝绳(6)固定连接。


6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘垚，卢金栋，张泽卫，刘国良，刘坤，王刚，马宏建，许俊伟，王赞，李治国，李学刚，张文新，卢卫锋，姜山，赖勇平，刘坤昊，卡赛尔·艾布都卡克，廖林，赵小龙，焦露琳，王洋洋，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，中铁隧道勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44