一种用于钢护筒上牛腿水下焊接的封水套箱

技术领域

本发明属于水中桥梁施工领域，涉及一种桥梁水中施工用钢结构封水套箱，主要功能是为水中桩基钢护筒上焊接牛腿提供干作业环境。

背景技术

水上桥梁高桩承台施工中广泛采用钢套箱、混凝土套箱作为止水结构，此两种套箱常规的支撑方式是在水中钢护筒外壁焊接牛腿，用以支撑套箱及套箱内承台混凝土的重量，因此牛腿的焊接效率和焊接质量对整个工程下部结构起着至关重要的作用。

牛腿在钢护筒上的位置依承台设计底标高和套箱结构尺寸而定，部分水上桥梁施工中桥位处会有涨落潮引起的水位变化，当牛腿的位置在水面以下时，常规的焊接作业将无法进行，若采用水下焊接作业，其成本较普通焊接将高出数倍且焊接质量无法保证。

发明内容

本发明的目的是为克服水位变化对钢护筒上牛腿焊接的影响，设计一种用于钢护筒上牛腿水下焊接的封水套箱，密封抽水后在干作业环境下进行牛腿焊接。

本发明的技术方案如下：

一种用于钢护筒上牛腿水下焊接的封水套箱，其特征在于：套箱横截面为正方形，由两个半幅套箱对接而成，每个半幅套箱包括一主侧板，主侧板两侧分别焊接一宽度为主侧板宽度一半的副侧板，主侧板和副侧板底部焊接一底板，所述底板上与主侧板相对的一侧设有一直径等于钢管桩直径的半圆形卡口，沿半圆形卡口边缘向上突出一半圆形的止水板，止水板与主侧板和副侧板间分别焊接有加固杆，底板上从半圆形卡口两端到副侧板间还分别向上突出一底板连接板；沿两副侧板侧边分别向内延伸出一条侧板连接板，所述底板连接板和侧板连接板上均开设有多个螺孔；底板上在半圆形止水板内侧焊接两根与主侧板和副侧板平行且等高的立杆，两立杆分别与主侧板和一副侧板间焊接一根横杆；靠近立杆上端正对底板上的半圆形卡口焊接一半圆形的上限位板和下限位板，上、下限位板间有一定间距，两限位板之间水平设置一根限位杆；两个半幅套箱对扣，两半幅套箱相对底板连接板和侧板连接板间通过螺栓连接，两个半圆形卡口形成一个直径等于钢护筒外径的圆孔，两上限位板间和两下限位板间分别用螺栓通过辅助连接板连接，形成两个直径等于钢护筒外径的圆环。

本发明可为水中钢护筒水下焊接牛腿施工提供安全、可靠的无水环境。通常施工时利用低潮水位焊接牛腿，每日的有效工作时间仅为2h，使用本发明的封水套箱后可满足全天牛腿焊接施工，能保证工程施工进度。

附图说明

图1是本发明的立面结构示意图；

图2是一个半幅套箱的底部结构平面图；

图3是一个半幅套箱的顶部结构平面图；

图4是图1中的A-A向示意图，显示两个半幅套箱对接后的底部平面结构；

图5是图1中的C-C向示意图，显示两个半幅套箱对接后的顶部平面结构；

图6是图1中的A-A向示意图，显示两个半幅套箱对接后的形成抱箍处的平面结构；

图7是本发明的使用状态立面图；

图8是图7中的D-D向示意图，显示本发明使用状态下的顶部结构平面图；

图9是图7中的E-E向示意图，显示本发明使用状态下的牛腿焊接安装示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明的封水套箱横截面为正方形，由两个半幅套箱对接而成；每个半幅套箱包括一主侧板1，主侧板两侧分别焊接一宽度为主侧板宽度一半的副侧板2，主侧板和副侧板底部焊接一底板3，所述底板上与主侧板相对的一侧设有一直径等于钢管桩直径的半圆形卡口4，沿半圆形卡口边缘向上突出一半圆形的止水板5，止水板与主侧板和副侧板间分别焊接有加固杆6，底板上从半圆形卡口两端到副侧板间还分别向上突出一底板连接板7；沿两副侧板2侧边分别向内延伸出一条侧板连接板8，所述底板连接板和侧板连接板上均开设有多个螺孔；底板上在半圆形止水板内侧焊接两根与主侧板和副侧板平行且等高的立杆9，两立杆分别与主侧板和一副侧板间焊接一根横杆10；立杆9上靠近立杆上端正对底板上的半圆形卡口焊接一半圆形的上限位板11和下限位板12，上、下限位板间有一定间距，两限位板之间水平设置一根限位杆13；

如图4、图5所示，两个半幅套箱对扣，两半幅套箱相对底板连接板7和侧板连接板8间通过螺栓连接，两个半圆形卡口对合形成一个直径等于钢护筒外径的圆孔14，两上限位板11间和两下限位板12间分别用螺栓通过辅助连接板15连接，形成两个直径等于钢护筒外径的圆环。

本发明具体实施时，为便于吊装，在每个半幅套箱的两副侧板顶部分别焊接有吊耳16。

如图6、图1所示，本发明具体实施时，可在每个半幅套箱的两根立杆9上一定高度处正对底板上的半圆形卡口焊接弧形的抱箍板17，两个半幅套箱的抱箍板对扣并通过螺栓连接，形成直径等于钢护筒外径的圆形抱箍。

如图2、图4、图6中所示，本发明具体实施时，为便于两个半幅套箱对接，可在每个半幅套箱的一副侧板侧边上设多个冲孔18，另一副侧板侧边上设多个冲钉19；两半幅套箱对接时，一个半幅套箱副侧板上的冲钉19插入另一半幅套箱副侧板上的冲孔18中，可起到定位和初步固定的作用。

本发明具体实施时，可在所述止水板、底板连接板、侧板连接板上均粘贴橡胶密封条，以保证套箱内的止水效果。

如图7、图8、图9所示，本发明在用于钢护筒上的牛腿水下焊接时，施工方法如下：

(1)在钢护筒20内的钢筋笼纵向钢筋21上端水平焊接4块支撑板22，在低水位时，将两个半幅套箱吊装至钢护筒20两侧，将两根限位杆13分别搭在支撑板22上，并与钢筋笼纵向钢筋21焊接；两个半幅套箱分别通过上限位板11吊挂在限位杆13上；

(2)将一个半幅套箱副侧板上的冲钉19插入另半幅套箱副侧板上的冲孔18中，锤击至密切贴合，实现套箱初步连接与密封；然后套箱内边抽水，边从上到下依次将两个半幅套箱的侧板连接板8、止水板5、底板连接板7通过螺栓连接牢固，止水板贴紧钢护筒外壁，止水板、底板连接板、侧板连接板上的橡胶密封条能保证套箱内的止水效果。

(3)将两半幅套箱的上限位板11、下限位板12、抱箍板17通过螺栓连接。上限位板在低水位时承受套箱重力，下限位板在高水位时能抵抗上浮力，抱箍将钢护筒抱紧，进一步增强套箱的稳定性。

(4)将套箱内的水抽干，在钢护筒20上设定的牛腿安装部位焊接牛腿23。

施工完成后，在低水位时拆除封水套箱，拆除顺序与安装顺序相反，螺栓必须自下向上逐个拆除。