【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及码头结构施工领域，尤其是涉及一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置及其方法。
技术介绍
1、“桩帽型式”的高桩码头主体结构包括桩基、桩芯、桩帽、预制梁、预制板等构件，因其结构易于装配化目前被广泛应用，而传统的上部结构及施工装备、施工工艺带来的问题日益突出，传统高桩码头结构型式、施工装备及施工工艺均极大地影响了高桩码头的施工进度、质量、成本和安全。
2、随着工业化建造的迅猛发展，机械集成度较高的一体化施工技术与装备能提高工程本质安全和质量，克服人口老龄化带来的劳动力缺失。高桩码头施工正朝着装配化的方向发展，传统码头构件施工中，桩基由打桩船施沉，上部结构由起重船吊装，涉及船型较多，施工成本较高，经济性差，故而提出一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置及其方法解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置及其方法，解决传统码头构件施工中，桩基由打桩船施沉，上部结构由起重船吊装，涉及船型较多，施工成本较高，经济性差的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置，包括两个对称设置的横梁滑轨、活动设置在两个横梁滑轨底部的三组伸缩支撑机构，以及两个滑动设置在两个横梁滑轨上的桥式起重机，用于桩基、桩帽和梁板的吊装，其中，每组伸缩支撑机构的数量为两个，且对称设置在两个横梁滑轨底部，伸缩支撑机构包括可伸缩支撑柱，可伸缩支撑柱的顶端设置有位移驱动机构和止锁机
3、优选方案中，所述横梁滑轨的一侧设置有齿条，另一侧设置有导轨。
4、优选方案中，所述位移驱动机构包括设置在可伸缩支撑柱顶端的u形座，u形座从下方套装在横梁滑轨外部，且两个侧壁上分别可转动的设置有驱动齿轮和导向滑轮，u形座的侧面还设置有用于给驱动齿轮提供动力的驱动电机，驱动齿轮与齿条相啮合，导向滑轮与导轨滑动连接。
5、优选方案中，所述可伸缩支撑柱包括固定柱，以及可伸缩的套装在固定柱外部的l形伸缩柱，固定柱的底端设置有防脱限位板，顶端侧壁面上设置有延伸板，延伸板与l形伸缩柱之间设置有伸缩油缸，l形伸缩柱上设置有电动插销，固定柱上设置有两个上下排列的销孔，供电动插销插入。
6、优选方案中，所述夹爪机构包括对称设置在可伸缩支撑柱底端的两个l形落地脚，两个l形落地脚之间对称设置有两个夹爪连接杆，两个夹爪连接杆均通过轴与l形落地脚相铰接，轴的其中一端贯穿l形落地脚连接有夹持齿轮，两个夹持齿轮相啮合，夹爪连接杆的另一端铰接设置有抱箍，可伸缩支撑柱的侧面与其中一个夹爪连接杆之间铰接设置有夹持油缸。
7、优选方案中，所述止锁机构包括设置在可伸缩支撑柱顶端侧面的止锁底座，止锁底座的内部呈空心状且顶部为开口，止锁底座的内部可转动的设置有螺杆，螺杆的两端设置有相反的螺纹段，且分别螺纹套装有移动轴，移动轴的顶部设置有延伸至开口外部的倒l形连接杆，其中一个倒l形连接杆的另一端连接有夹片，另一个倒l形连接杆连接有l形板，l形板的内顶壁上设置有与齿条相适配的契合齿，止锁底座的侧面还设置有驱动螺杆旋转的传动电机，移动轴的底部设置有限位块，止锁底座的内底壁设置有与限位块相适配的限位槽。
8、优选方案中，所述桥式起重机吊具至水底的距离大于桩基的长度，且吊具上设置有结合双目视觉算法的摄像头，桥式起重机与横梁滑轨之间设置有锁定装置。
9、一种垂直桩基的装配式码头一体化施工方法，该方法包括：
10、s1、施沉起始桩基，将一体化施工装置架设在已沉管完成的桩基上，并使位于后方的两组伸缩支撑机构通过夹爪机构抱紧已沉管桩基；
11、s2、利用在前的桥式起重机进行前排桩基的沉管吊装工作，同时利用在后的桥式起重机进行后排已沉管桩基的预制桩芯桩帽吊装工作；
12、s3、前排桩基沉管完成后，通过三组伸缩支撑机构与横梁滑轨配合移动，实现一体化施工装置的整体前移；
13、s4、重复步骤s1-s3，完成所有桩基安装。
14、优选方案中，所述夹爪机构的抱紧方法具体为：启动夹持油缸，使夹爪连接杆带动上的抱箍旋转，同时利用两个相啮合的夹持齿轮带动另一个夹爪连接杆和抱箍同步相对旋转，从而在可伸缩支撑柱的底部将已沉管桩基抱紧，最后在抱箍之间安装拉紧螺栓即可；
15、一体化施工装置的位移方法具体为：
16、s31、将两个桥式起重机移动至位移方法的相反端，并锁定；
17、s32、然后将抱紧已沉管桩基的两个伸缩支撑机构的止锁机构解除，并同步启动其上的位移驱动机构，利用驱动齿轮与齿条的啮合关系驱动横梁滑轨带着前端的一组伸缩支撑机构位移至下一排已沉管桩基上，并将该伸缩支撑机构固定在其上；
18、s33、然后锁定所有伸缩支撑机构上的止锁机构，移动位于前方的桥式起重机进行下一排桩基的沉管吊装工作；
19、s34、步骤s33完成后，解除最前侧伸缩支撑机构的夹爪机构抱紧状态，并缩回，然后解除其上的止锁机构，启动位移驱动机构使其移动至最前方的已沉管桩基上，并完成抱紧，最后依次完成在后的两组伸缩支撑机构位移工作即可。
20、优选方案中，该方法还包括：
21、s5、反向移动一体化施工装置，后排变前排，使伸缩支撑机构的l形落地脚落在已安装的桩帽顶部，并锚固；
22、s6、然后利用前排桥式起重机吊装预制横梁，后排桥式起重机吊装预制纵梁、纵横梁装配式节点钢筋及预制面板；
23、s7、步骤s6完成后，再移位至下一排桩基，直至完成所有桩基安装；
24、s8、混凝土罐车上方驳后浇筑纵横梁节点混凝土，一体化架设装备移动至现浇节点处，协助面层钢筋安装；
25、s9、面层混凝土完成浇筑后，一体化架设装备移动至码头面层，协助护舷、系船柱和中央廊桥等结构的安装。
26、本专利技术提供了一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置及其方法，通过桩基和桩帽等永久结构作为支点，实现永临结合，同时支立于桩上结构，能更适应恶劣海况，保障了工程进度和安全，同时能实现码头施工全构件吊装，减少了现场船舶设备的需求，降低了工程成本。
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1.一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置，其特征是：包括两个对称设置的横梁滑轨（2）、活动设置在两个横梁滑轨（2）底部的三组伸缩支撑机构（1），以及两个滑动设置在两个横梁滑轨（2）上的桥式起重机（3），用于桩基、桩帽和梁板的吊装，其中，每组伸缩支撑机构（1）的数量为两个，且对称设置在两个横梁滑轨（2）底部，伸缩支撑机构（1）包括可伸缩支撑柱（11），可伸缩支撑柱（11）的顶端设置有位移驱动机构（12）和止锁机构（14），位移驱动机构（12）用于驱动伸缩支撑机构（1）或横梁滑轨（2）进行位移，可伸缩支撑柱（11）的底端设置有用于与已沉桩基相连接的夹爪机构（13）。
2.根据权利要求1所述一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置，其特征是：所述横梁滑轨（2）的一侧设置有齿条（201），另一侧设置有导轨（202）。
3.根据权利要求2所述一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置，其特征是：所述位移驱动机构（12）包括设置在可伸缩支撑柱（11）顶端的U形座（121），U形座（121）从下方套装在横梁滑轨（2）外部，且两个侧壁上分别可转动的设置有驱动齿轮（123）和导
4.根据权利要求3所述一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置，其特征是：所述可伸缩支撑柱（11）包括固定柱（111），以及可伸缩的套装在固定柱（111）外部的L形伸缩柱（112），固定柱（111）的底端设置有防脱限位板（113），顶端侧壁面上设置有延伸板（114），延伸板（114）与L形伸缩柱（112）之间设置有伸缩油缸（115），L形伸缩柱（112）上设置有电动插销（116），固定柱（111）上设置有两个上下排列的销孔（117），供电动插销（116）插入。
5.根据权利要求1-4中任一项所述一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置，其特征是：所述夹爪机构（13）包括对称设置在可伸缩支撑柱（11）底端的两个L形落地脚（131），两个L形落地脚（131）之间对称设置有两个夹爪连接杆（133），两个夹爪连接杆（133）均通过轴与L形落地脚（131）相铰接，轴的其中一端贯穿L形落地脚（131）连接有夹持齿轮（135），两个夹持齿轮（135）相啮合，夹爪连接杆（133）的另一端铰接设置有抱箍（134），可伸缩支撑柱（11）的侧面与其中一个夹爪连接杆（133）之间铰接设置有夹持油缸（136）。
6.根据权利要求3所述一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置，其特征是：所述止锁机构（14）包括设置在可伸缩支撑柱（11）顶端侧面的止锁底座（141），止锁底座（141）的内部呈空心状且顶部为开口，止锁底座（141）的内部可转动的设置有螺杆（142），螺杆（142）的两端设置有相反的螺纹段，且分别螺纹套装有移动轴（143），移动轴（143）的顶部设置有延伸至开口外部的倒L形连接杆（144），其中一个倒L形连接杆（144）的另一端连接有夹片（147），另一个倒L形连接杆（144）连接有L形板（145），L形板（145）的内顶壁上设置有与齿条（201）相适配的契合齿（146），止锁底座（141）的侧面还设置有驱动螺杆（142）旋转的传动电机（148），移动轴（143）的底部设置有限位块，止锁底座（141）的内底壁设置有与限位块相适配的限位槽。
7.根据权利要求1所述一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置，其特征是：所述桥式起重机（3）吊具至水底的距离大于桩基的长度，且吊具上设置有结合双目视觉算法的摄像头，桥式起重机（3）与横梁滑轨（2）之间设置有锁定装置。
8.一种垂直桩基的装配式码头一体化施工方法，其特征是：该方法包括：
9.根据权利要求8所述一种垂直桩基的装配式码头一体化施工方法，其特征是：所述夹爪机构（13）的抱紧方法具体为：启动夹持油缸（136），使夹爪连接杆（133）带动上的抱箍（134）旋转，同时利用两个相啮合的夹持齿轮（135）带动另一个夹爪连接杆（133）和抱箍（134）同步相对旋转，从而在可伸缩支撑柱（11）的底部将已沉管桩基抱紧，最后在抱箍（134）之间安装拉紧螺栓即可；
10.根据权利要求9所述一种垂直桩基的装配式码头一体化施工方法，其特征是：该方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置，其特征是：包括两个对称设置的横梁滑轨（2）、活动设置在两个横梁滑轨（2）底部的三组伸缩支撑机构（1），以及两个滑动设置在两个横梁滑轨（2）上的桥式起重机（3），用于桩基、桩帽和梁板的吊装，其中，每组伸缩支撑机构（1）的数量为两个，且对称设置在两个横梁滑轨（2）底部，伸缩支撑机构（1）包括可伸缩支撑柱（11），可伸缩支撑柱（11）的顶端设置有位移驱动机构（12）和止锁机构（14），位移驱动机构（12）用于驱动伸缩支撑机构（1）或横梁滑轨（2）进行位移，可伸缩支撑柱（11）的底端设置有用于与已沉桩基相连接的夹爪机构（13）。
2.根据权利要求1所述一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置，其特征是：所述横梁滑轨（2）的一侧设置有齿条（201），另一侧设置有导轨（202）。
3.根据权利要求2所述一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置，其特征是：所述位移驱动机构（12）包括设置在可伸缩支撑柱（11）顶端的u形座（121），u形座（121）从下方套装在横梁滑轨（2）外部，且两个侧壁上分别可转动的设置有驱动齿轮（123）和导向滑轮（122），u形座（121）的侧面还设置有用于给驱动齿轮（123）提供动力的驱动电机（124），驱动齿轮（123）与齿条（201）相啮合，导向滑轮（122）与导轨（202）滑动连接。
4.根据权利要求3所述一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置，其特征是：所述可伸缩支撑柱（11）包括固定柱（111），以及可伸缩的套装在固定柱（111）外部的l形伸缩柱（112），固定柱（111）的底端设置有防脱限位板（113），顶端侧壁面上设置有延伸板（114），延伸板（114）与l形伸缩柱（112）之间设置有伸缩油缸（115），l形伸缩柱（112）上设置有电动插销（116），固定柱（111）上设置有两个上下排列的销孔（117），供电动插销（116）插入。
5.根据权利要求1-4中任一项所述一种垂直桩基的装配式码头一体化施工装置，其特征是：所述夹爪机构（13）包括对称设置在可伸缩支撑柱（11）底端的两个l形落地脚（131），两个l形落地脚（131）之间对称设置有两个...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯先导，潘桂林，骆钊，林红星，沈立龙，刘聪聪，何聪，雷鸣，孙婉静，杨汉彬，仇正中，张磊，赵东梁，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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