阅读说明：本技术 一种自适应式钢套箱装置 (Self-adaptive steel sleeve box device ) 是由 李明华 任亮 韩雯静 冯佳荟 于 2020-07-27 设计创作，主要内容包括：一种自适应式钢套箱装置,包括上节钢套箱和下节钢套箱。所述上节钢套箱安装在下节钢套箱的上面,由连接螺栓(1)连接固定；所述下节钢套箱由若干个相同长度的单室钢箱体(3)结构相互连接而成；每个单室钢箱体内都有一块在箱体内能上下自由移动的活动壁板(4)；所述活动壁板上端有横截面大于活动壁板的壁板帽(2),下部设有加重块(5),中部设有插销(6)孔；在下节钢套箱设置活动壁板能使侧壁板与河床面无缝接触。将特制的上下两节钢套箱用螺栓连接为整体,用现有常用吊装方法对钢套箱吊装就位施工,解决了长期以来硬质或岩石河床且不平的桥梁水下承台无法采用钢套箱施工的难题,且钢套箱能重复使用,降低了施工成本。(A self-adaptive steel sleeve box device comprises an upper section steel sleeve box and a lower section steel sleeve box. The upper section steel sleeve box is arranged on the lower section steel sleeve box and is fixedly connected by a connecting bolt (1); the lower section steel sleeve box is formed by mutually connecting a plurality of single-chamber steel box bodies (3) with the same length; each single-chamber steel box body is internally provided with a movable wall plate (4) which can freely move up and down in the box body; the upper end of the movable wallboard is provided with a wallboard cap (2) with a cross section larger than that of the movable wallboard, the lower part of the movable wallboard is provided with a weighting block (5), and the middle part of the movable wallboard is provided with a bolt (6) hole; the movable wall plate is arranged on the lower section steel sleeve box, so that the side wall plate can be in seamless contact with the river bed surface. The specially-made upper and lower steel sleeve boxes are connected into a whole by bolts, the steel sleeve boxes are hoisted in place by the conventional hoisting method, the problem that the steel sleeve boxes cannot be used for construction of an underwater bridge bearing platform with a hard or rock riverbed and an uneven bridge for a long time is solved, and the steel sleeve boxes can be reused, so that the construction cost is reduced.)

一种自适应式钢套箱装置

技术领域

本发明涉及一种自适应式钢套箱装置，属桥梁技术领域。

背景技术

钢套箱是修筑水中墩台基础时用作防水的具有空心夹壁的无底钢制箱形结构。通常在岸上预制，再浮运到墩位并下沉到河床一定深度而形成围堰。桥梁墩身修筑出水面后，拆除钢套箱以便重复使用。

钢套箱围堰是桥梁工程施工中常用的一种围堰结构型式，大多用于桥梁承台与部分墩身工程混凝土灌筑施工。适用位于河流浅滩、河水不太深且流速小的部位处的桥墩承台修建。通常要求承台底标高与河床面标高相差不大或承台底埋入河床深度较浅、且承台断面尺寸不是太大，河床底有淤泥、泥砂或粘土等地层，可以将钢套箱适当***河床一定深度。

钢套箱能承受较大的水压，特别是在一些施工条件困难或受水文、地形、地质条件限制而无法采用钢板桩、筑岛围堰等围护结构的条件下，钢套箱更显示出了其优越性。

钢套箱围堰多为单壁结构，类同于单壁钢壳。主要由则壁板与加劲肋、内桁架支撑或底板等几部分组成。其断面型式依承台结构的型式而定，主要有矩形、方形、八卦形等。侧壁板与加劲肋是主要的防水结构，同时也承受围堰内抽水后四周外侧水压力；内桁架支撑是主要的受力结构；底板通常不设，当河床平坦，且条件合适时，也可设底板以增加钢套箱整体刚度。钢套箱围堰多采用水下封底混凝土的方法阻水堵漏，封底混凝土同时还承受反向水压力。如图4所示。

当河床处于硬质地层甚至岩石地层，且河床面不平或为斜坡时，由于钢套箱不能***河床，在确保钢套箱垂直度时，底部无法与河床全面接触，上述钢套箱无法使用，主要存在以下问题：（1）无法让钢套箱自稳。因河床不平，钢套箱底可能只有局部立于河床上，其他仍为悬空状态，故钢套箱无法在保持正确位置时自稳；（2）无法封底防水。由于钢套箱周边未能全部与河床接触形成封闭体系，箱底无法灌注水下混凝土封底，因而造成箱底不能防水；（3）目前有人发明的一种在钢套箱外则临时加设插板的方法，存在水下作业多、施工难度大、效率低，无法实现重复使用的弊端。

发明内容

本发明所要解决的技术问题有，为了使钢套箱能在硬质地层或岩石地层河床上自动适用高度变化，基本做到无缝对接，钢套箱与河床面对接后能进行水下混凝土封底施工等，推出一种自适应式钢套箱装置。

本发明实现的技术方案如下，一种自适应式钢套箱装置，包括上节钢套箱和下节钢套箱。

所述上节钢套箱安装在下节钢套箱的上面，由连接螺栓连接固定。所述上节钢套箱由侧壁板围绕成长方形箱体，高度由钢套箱的总高度减去下节钢套箱高度确定。

所述下节钢套箱由若干个相同长度的单室钢箱体结构相互连接而成；每个单室钢箱体内都有一块在箱体内能上下自由移动的活动壁板；所述活动壁板上端有横截面大于活动壁板的壁板帽，下部设有加重块，中部设有插销孔；在下节钢套箱设置活动壁板能使侧壁板与河床底无缝接触。

所述单室钢箱体是由双层钢板组成的、横截面为长方形的箱室结构，单室钢箱体的一端是封闭的，另一端开有长条形孔，允许活动壁板穿过。

所述钢箱体封闭端开有螺孔，连接螺栓通过螺孔连接上节钢套箱。

所述单室钢箱体之间在长度方向上并行紧密相连，并通过焊接形成一体，组成下节钢套箱的侧壁板。

所述单室钢箱体下端开有插销孔，其孔径与活动壁板上的插销孔孔径相同；以便钢套箱运送或不工作时，通过插销将活动壁板固定于单室钢箱体内。

所述活动壁板的长度大于箱室长度，宽度为0.15～0.3m；相邻活动壁板之间的间隙小于0.01m。

所述下节钢套箱结构由水下河床面坡度确定，其钢套箱高度不小于封底混凝土厚度；等于钢套箱周边自身相对最大高差的2倍。

本发明的有益效果是，本发明在不改变现有施工条件与要求，也不改变现有的施工方法，只需对桥梁承台附件河床进行事先测量并清理，将特制的上下两节钢套箱用螺栓连接为整体，用现有常用吊装方法对钢套箱吊装就位施工，提高了工程的安全性，操作方便，配套设备少，施工人员容易接受，并很快可以熟练地操作。

使用本发明装置解决了长期以来硬质或岩石河床且不平的桥梁水下承台无法采用钢套箱施工的难题，且钢套箱能重复使用，降低了施工成本。随着大江大河甚至大海深水桥梁数量的日益增加，自适应式钢套箱的需求量也将不断加大，自适应式钢套箱的应用将为桥梁建设创造出巨大的经济效益。

本发明装置适用于硬质或岩石地质与斜坡河床面桥梁水下承台需要采用围堰进行排水施工的情况，扩大了钢套箱的适应范围，尤其是本发明的自适应装置，方便适用、效率高。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为下节钢套箱结构示意图；

图3为图2的侧视图；

图4为现有钢套箱结构示意图；

图中：1.是连接螺栓；2.是壁板帽；3.是单室钢箱体；4.是活动壁板；5.是加重块；6.是插销。

具体实施方式

本实施例一种自适应式钢套箱装置，包括上节钢套箱和下节钢套箱，如图1所示。

本实施例上节钢套箱安装在下节钢套箱的上面，由连接螺栓1连接固定。所述上节钢套箱由侧壁板围绕成长方形箱体，高度由钢套箱的总高度减去下节钢套箱高度确定。

如图3和图4所示，本实施例下节钢套箱由若干个相同长度的单室钢箱体3结构相互连接而成；每个单室钢箱体内都有一块在箱体内能上下自由移动的活动壁板4；所述活动壁板上端有横截面大于活动壁板的壁板帽2，下部设有加重块5，中部设有插销孔；在下节钢套箱设置活动壁板能使侧壁板与河床底无缝接触。

本实施例单室钢箱体下端开有插销孔，其孔径与活动壁板上的插销孔孔径相同；以便钢套箱运送或不工作时，通过插销6将活动壁板固定于单室钢箱体内。

本实施例装置施工时，先在工作平台上安设临时吊装系统，用起吊机将上下两节已联接完成的整体钢套箱吊起，逐块拔去活动侧壁板4上的插销6，使活动壁板处于工作状况，并检查其完好性与灵活性，然后在已进行河床清理的桥基处慢慢下放钢套箱，当各侧壁板均置于河床面上后，用倒链等工具地钢套箱位置进行微调，就位后，将钢套箱固定于吊装系统上，采用多根导管灌注水下混凝土封底，封底高度略低于上下两节钢套箱联接处。

待封底水下混凝土达到强度后，钢套箱即已基本稳定，钢套箱内便可抽水，抽水时检查箱内内支状况，评估是否存在浮力，确保钢套箱整体稳定与牢固。

抽水及内支撑检查完成后，对承台及墩身进行施工直至墩台身出水面。

承台施工完成或墩台身施工出水面后，即可向钢套箱内注水，以便钢套箱内外水压平衡，边注水边拆除相关内支撑，直至箱内外水压平衡。由于活动壁板在封底水下混凝土灌注时，受挤压作用，会使活动侧壁板略向外扩张，这反而有利于钢套箱的整体向上拆除,拆下的钢套箱可重复使用。

钢套箱拆除后，将活动侧壁板逐块推入箱体内，插上插销，便可进行存储与运送。

封底混凝土灌注前，对河床进行清理与处置，确保水下混凝土与河床面密切接触，以免钢套箱抽水后产生浮力。实际施工中也需要对浮力的克服研究相应的预案。