用于水下现浇砼桩帽的装配式密水吊箱模板及施工方法

1.本发明涉及高桩码头施工技术领域。更具体地说，本发明涉及一种用于水下现浇砼桩 帽结构的装配式密水吊箱模板及施工方法。


背景技术：

2.在海上工程建设过程中，由于海洋气象状况和海水运动的多变，造成海洋工程施工环 境复杂恶劣，潮差水域变化大、工程施工窗口期短。在高桩码头桩帽施工过程中，采用水 下现浇砼桩帽结构的密水吊箱模板，可以在水位变动区创造桩帽干施工作业条件，从而增 加了施工窗口期，节约了施工成本，同时密水吊箱模板具有施工简便、安装拆除快捷、可 重复使用等特点。
3.目前，传统的水上桩帽现浇混凝土施工，一般采用在低潮位在钢管桩外壁上焊接牛腿 或抱箍搭设平台的方式，这种施工方式作业窗口期短，需在低潮位钢管桩上端露出水面一 定高度时抢潮位施工，且随着工程水域潮差的增大，工程造价剧增，施工也变得十分困难， 此外，施工过程中容易受到潮水侵袭，桩帽施工质量难以保障。因此，亟需寻找一种针对 潮差水域特点能有效避免潮水侵袭且保障桩帽混凝土现浇施工质量的模板系统。
4.综上所述，需研发水下现浇砼桩帽结构的装配式密水吊箱模板系统及施工方法，从而 实现高桩码头桩帽现浇混凝土结构的快速施工。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是提供一种用于水下现浇砼桩帽结构的装配式密水吊箱模板及施 工方法，可以在水位变动区创造桩帽干施工作业条件，从而增加了施工窗口期，节约了施 工成本，同时装配式密水吊箱模板系统具有施工简便、安装拆除快捷、可重复使用等特点。
6.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于水下现浇砼桩帽的装配 式密水吊箱模板，包括：吊箱箱体，其包括一对第一侧板、一对第二侧板、第一底板和第 二底板，一对第一侧板和一对第二侧板组合形成方体结构并位于钢管桩外，第一底板和第 二底板的其中一侧分别与一对第一侧板底面转动连接，相对的另一侧相互贴合且与一对第 一侧板和一对第二侧板共同形成密封套设于所述钢管桩上的箱体结构，所述第一底板或第 二底板上设置有单向止水阀；支撑系统，其固定于所述钢管桩内部；动力系统，其设置于 所述支撑系统上，所述动力系统用于驱动第一底板和第二底板分别绕着一对第一侧板转动 以密封或打开所述吊箱箱体的底面。
7.优选的是，所述支撑系统包括：四根支撑梁，其呈矩形分布于所述钢管桩内部，所述 支撑梁下端固定于所述钢管桩内部，上端凸出于所述钢管桩外；两根吊梁，其相互平行且 水平设置于四根支撑梁的上端，所述吊梁的两端均设置有连接孔，所述连接孔处均对应设 置有卡扣；
8.所述动力系统包括：四根拉索，其分别对应从两根吊梁的两端的连接孔中穿过，拉
索 分别对应通过卡扣卡合固定，四根拉索的下端分别对应连接至位于一对第二侧板外的第一 底板和第二底板上；四个电动葫芦，其分别设置于两根吊梁上，四根拉索的上端分别对应 连接至四个电动葫芦上。
9.优选的是，所述支撑梁上端下凹形成为u型卡槽，其相对的侧面均设置有限位孔，所 述吊梁上也对应设置有限位孔，所述吊梁恰好位于卡槽中并通过在限位孔中穿设限位螺栓 实现所述吊梁和支撑梁可拆卸连接。
10.优选的是，所述第一底板和第二底板的两端均凸出于一对第二侧板外形成施工平台， 所述第一底板和第二底板形成施工平台的表面上设置有吊耳，其用于连接拉索。
11.优选的是，所述第一底板和第二底板形成的施工平台相对的两侧均设置有护栏，两侧 的护栏外侧通过安全绳连接，一对第二侧板的外侧均设置有爬梯。
12.优选的是，所述第一侧板与第一底板和第二底板上均设置有连接栓，并通过连接栓转 动连接。
13.优选的是，一对第一侧板和一对第二侧板相互之间通过限位螺栓实现可拆卸连接，一 对第一侧板和一对第二侧板顶面均设置有一对吊耳。
14.优选的是，第一底板和第二底板相对的内边均为两外侧的l型边和中心的圆弧形边， l型边设置有波纹型橡胶止水条，圆弧形边设置有楔形橡胶止水条。
15.本发明还提供一种用于水下现浇砼桩帽的装配式密水吊箱模板的施工方法，包括如下 步骤：
16.步骤一：在陆地上将橡胶止水条按照设计要求对应安装至第一底板和第二底板的连接 缝处，将一对第一侧板和一对第二侧板组装成吊箱箱体，使其呈密封状态，同时将第一底 板和第二底板转动连接至一对第一侧板上；将四根拉索的两端分别连接至吊梁和第一底板 与第二底板上对应的吊耳上，吊梁端拉索穿过连接孔和卡扣连接到电动葫芦上；此时，拉 索的长度使第一底板和第二底板均处于垂直打开状态；
17.步骤二：将四根支撑梁焊接在钢管桩内壁的指定位置，使用履带吊或汽车吊将吊梁箱 体和吊梁连接的整体吊放至钢管桩上的指定位置，使吊梁进入支撑梁上的卡槽中，将吊梁 和支撑梁通过限位螺栓连接；
18.步骤三：通过电动葫芦拉动吊梁端的拉索，先将第一底板拉至水平位置，第一底板圆 弧段与钢管桩外壁紧密贴合，再将第二底板拉至水平位置，使第二底板与第一底板和钢管 桩外壁紧密贴合，形成密闭吊箱模板，通过卡扣将拉索固定；通过安全绳连接第一底板和 第二底板外侧的护栏；
19.步骤四：关闭底板上的单向止水阀，在密闭吊箱模板中注满水，检查密闭吊箱模板的 密水性，保证密闭吊箱模板不漏水；
20.步骤五：在低潮位打开单向止水阀，将密闭吊箱模板中水排干，关闭单向止水阀，在 密闭吊箱模板中绑扎桩帽钢筋，桩帽钢筋绑扎完成后浇筑桩帽混凝土，完成桩帽混凝土浇 筑；
21.步骤六：桩帽施工完成并养护后拆除模板箱体。
22.优选的是，所述步骤六具体为：作业人员站立在第二底板伸出的施工平台上将侧板之 间的限位螺栓拧松，使四块侧板脱离与桩帽混凝土接触；解除与第二底板上的吊耳连接的 拉索的卡扣，通过电动葫芦放松与第二底板上的吊耳连接的拉索，使第二底板处于垂
用于连接拉索12。底板两端长度长于第一侧板1两端各约80cm，在第二侧板2外侧形成 施工平台。每块底板正面也就是图1中的顶面两端布置有两个吊耳7，连接拉索12。
52.在另一种技术方案中，所述第一底板3和第二底板4形成的施工平台相对的两侧均设 置有护栏18，两侧的护栏18外侧通过安全绳24连接，一对第二侧板2的外侧均设置有 爬梯19。第二侧板2外侧焊接有爬梯19，便于作业人员施工；形成施工平台的底板上焊 接有护栏18，保护作业人员安全施工。两块底板闭合后，采用安全绳24连接两块底板的 护栏18。
53.在另一种技术方案中，所述第一侧板1与第一底板3和第二底板4上均设置有连接栓 6，并通过连接栓6转动连接，一种实施方式中，通过销轴实现转动连接。底板外边也就 是图1中的左右两边焊接有连接栓6，第一侧板1底部焊接有连接栓6，与底板上的连接 栓6铰接，便于与两块底板连接，连接栓6焊接在第一侧板1底面的偏外侧，使两片底板 组成的底模合起来后限定在水平位置。
54.在另一种技术方案中，一对第一侧板1和一对第二侧板2相互之间通过限位螺栓5实 现可拆卸连接，一对第一侧板1和一对第二侧板2顶面均设置有一对吊耳7。四块侧板由 限位螺栓5连接形成吊箱模板的四面，限位螺栓5满足在桩帽施工完后拆模时，四块侧板 可向外扩3～5cm的要求。
55.在另一种技术方案中，第一底板3和第二底板4相对的内边均为两外侧的l型边和中 心的圆弧形边，l型边设置有波纹型橡胶止水条20，圆弧形边设置有楔形橡胶止水条20。 底板和钢管桩9以及两块底板之间的所有连接缝处均采用橡胶止水条20进行密封，保证 吊箱模板不透水，平面与平面接缝处均采用波纹性橡胶止水条20，第一底板3和第二底 板4与钢管桩9接触的弧面接缝处采用楔形橡胶止水条20，便于施工过程底板开合。底 板内边为l型边和圆弧形边，l型边的两面布置橡胶止水条20，作业过程两块底板连接缝 处设置两道止水。
56.本发明还公开了一种用于水下现浇砼桩帽的装配式密水吊箱模板的施工方法，包括如 下步骤：
57.步骤一：在陆地上将对应的橡胶止水条20安装到模板面即第一底板3和第二底板4 的连接缝处，将第一侧板1、第二侧板2、第一底板3、第二底板4采用限位螺栓5和连 接栓6组装成模板吊箱箱体，拧紧限位螺栓5，使第一侧板1、第二侧板2的接缝处于密 闭状态；将四根拉索12的两端分别连接吊梁11和第一底板3与第二底板4上对应的吊耳 7，使两根吊梁11和密水吊箱模板的吊箱箱体连接成一个整体，吊梁11端拉索12穿过连 接孔16和卡扣22连接到电动葫芦23上；此时，拉索12要放的足够长，使第一底板3和 第二底板4均处于垂直打开状态，如图2所示的状态；
58.步骤二：将四根支撑梁10焊接在钢管桩9内壁的指定位置，使用履带吊或汽车吊连 接侧板上的吊耳7将吊梁11和密水吊箱模板的吊梁11箱体连接成的整体吊放至钢管桩9 上的指定位置，使吊梁11进入支撑梁10上的卡槽13中，将吊梁11上的限位孔14与支 撑梁10上的限位孔14对齐，将限位螺栓5安装到限位孔14中限定吊梁11在支撑梁10 上的位置；
59.步骤三：通过电动葫芦23拉动吊梁11端的拉索12，先将第一底板3拉至水平位置， 第一底板3圆弧段与钢管桩9外壁紧密贴合，再将第二底板4拉至水平位置，使第二底板 4与第一底板3和钢管桩9外壁紧密贴合，形成密闭吊箱模板，通过卡扣22将拉索12固 定；使用安全绳24连接第一底板3和第二底板4外侧施工平台上的护栏18，保障作业人 员安全施工；
60.步骤四：关闭底板上的单向止水阀，在密闭吊箱模板中注满水，检查密闭吊箱模板的 密水性，保证密闭吊箱模板不漏水；
61.步骤五：在低潮位打开单向止水阀，将密闭吊箱模板中水排干，关闭单向止水阀，在 密闭吊箱模板中绑扎桩帽钢筋，桩帽钢筋绑扎完成后浇筑桩帽混凝土，完成桩帽混凝土浇 筑；
62.步骤六：桩帽施工完成养护一段时间后拆除模板箱体，拆除过程如下，作业人员站立 在第二底板4伸出的施工平台上将限位螺栓5拧松，使四块侧板脱离与桩帽混凝土接触； 解除与第二底板4上的吊耳7连接的拉索12的卡扣22，通过电动葫芦23放松与第二底 板4上的吊耳7连接的拉索12，使第二底板4处于垂直打开状态；作业人员站在浇筑好 的桩帽上，通过电动葫芦23放松与第一底板3吊耳7连接的拉索12，使第一底板3处于 垂直打开状态；解除限位螺栓5，采用履带吊或汽车吊通过拉索12连接模板的侧板上的 吊耳7上，吊离模板。
63.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运 用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和这里示出与描述的图例。