本申请涉及建筑施工技术领域，提供了一种桥梁墩柱水下临时钢围堰防护装置及其施工方法，包括：多个防护桶，下沉至水底，且分布于水下钢围堰的外围；每个防护桶包括内部有空腔的芯柱以及活动设置在芯柱的空腔内的堵头，芯柱的顶端设置有用于向芯柱的空腔内注入砂石填料的进料孔，芯柱的底端设置有出料孔；浮环，漂浮于水面；以及多个牵引绳，其一端与所述浮环连接，另一端与多个防护桶一一对应的连接，每个牵引绳穿过所述防护桶的芯柱的顶端，与该防护桶的堵头连接。本发明专利技术的可实现防护桶、牵引绳的回收和重复使用，降低了使用成本。浮环不仅可将牵引绳固定于水面，便于防护桶的回收，也实现了防护桶在水面的标记定位。也实现了防护桶在水面的标记定位。也实现了防护桶在水面的标记定位。
【技术实现步骤摘要】
一种桥梁墩柱水下临时钢围堰防护装置及其施工方法
[0001]本专利技术属于建筑施工
，具体涉及一种桥梁墩柱水下临时钢围堰防护装置及其施工方法。
技术介绍
[0002]桥梁施工中，部分桥梁墩柱位于江河湖泊中，部分水域水流湍急，在较大流速中修建建筑物时，将改变原来的流场，进而导致河床的冲刷，在粉细砂、细砂河床中，由于砂颗粒自重较小，且无粘聚力，极容易被河流冲走，形成建筑物前后地层掏空的现象，冲刷深度也随着建筑物的阻水面宽度的增大而增大，甚至可能有十余米或数十米的冲刷深度。
[0003]深水桥梁基础施工时，通常采用围堰兼作钻孔平台施工，钢围堰整体制造，采用气囊法下水，再浮运至墩位，在钻孔桩施工结束后，钢围堰通过升降系统和水平导向装置共同作用下精确下沉，从而为承台浇筑提供干作业的施工环境。然而，临时钢围堰尺寸较大，会面临较大的冲刷。工程中一般采用在钢围堰前后布置大粒径碎石、沙袋、石笼、膜袋混凝土的方法。但这类方法抛下的材料无法回收并周转使用，材料浪费量大。
技术实现思路
[0004]针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种桥梁墩柱水下临时钢围堰防护装置及其施工方法，解决了现有桥梁墩柱钢围堰防护材料无法回收利用的问题。
[0005]第一方面，本专利技术提出一种桥梁墩柱水下临时钢围堰防护装置，包括：
[0006]多个防护桶，下沉至水底，且分布于水下钢围堰的外围；每个防护桶包括内部有空腔的芯柱以及活动设置在所述芯柱的空腔内的堵头，所述芯柱的顶端设置有用于向芯柱的空腔内注入砂石填料的进料孔，所述芯柱的底端设置有用于排出砂石填料的出料孔，所述堵头用于封堵或开启所述出料孔；
[0007]浮环，漂浮于水面，位于桥梁墩柱周围；以及
[0008]多个牵引绳，其一端与所述浮环连接，另一端与多个防护桶一一对应的连接，每个牵引绳穿过所述防护桶的芯柱的顶端，与该防护桶的堵头连接。
[0009]进一步地，所述堵头为锥台结构，其顶端面积小于底端面积，所述堵头的底端面积大于所述出料孔的口径，且堵头的底端面积小于芯柱的空腔的直径，所述堵头的底端还设置有尖锥部，所述尖锥部的底端为尖刺端，所述尖锥部穿过所述出料孔伸出至所述芯柱的底端外。
[0010]通过在堵头的底端设置尖锥部，使防护桶下沉至水底时，尖锥部可扎入水底河床，防护桶不易位移，防护效果更好。另外，尖锥部扎入河床后，在河床上形成尖锥孔，且在尖锥部的挤压作用下，使河床在尖锥孔周围的砂石紧密而稳固，而回收防护桶后，防护桶内的砂石填料掉落至该尖锥孔内，填补河床砂石在尖锥孔处的流失，稳固了河床。
[0011]进一步地，所述堵头的顶端设置有缓冲件，所述缓冲件包括弹簧和减震片，所述弹簧的一端与所述堵头的顶端连接，所述弹簧的另一端连接减震片。
[0012]通过缓冲件的作用，避免牵引绳向上提拉堵头时，堵头冲撞芯柱的撞击力过大而造成芯柱变形或破损，延长使用寿命。
[0013]进一步地，所述减震片上设置有通孔，所述牵引绳穿过所述减震片上的通孔与所述堵头连接，所述弹簧有多个，均匀分布于所述减震片的通孔周围。
[0014]通过使牵引绳穿过减震片上的通孔，并将弹簧分布在其周围，使堵头受拉力上顶时，减震片与芯柱接触面较大，减震效果更好，并且限制了冲撞过程中堵头的偏移和倾斜，避免堵头损伤芯柱的内壁。
[0015]进一步，所述牵引绳与所述堵头连接的一端设置有螺柱，所述堵头的顶端设置有与所述螺柱螺纹配合的螺纹孔。
[0016]牵引绳与堵头通过螺柱和螺纹孔实现可拆式连接，牵引绳与防护桶的拆装更简单。
[0017]进一步地，所述防护桶还包括包围在所述芯柱外的气囊套筒，所述气囊套筒上设置有用于充放气的气嘴。
[0018]通过在防护桶的外部设置气囊套筒，通过气嘴的充放气实现气囊套筒的膨胀和收缩，实现相邻防护桶的柔性接触，接触面更大，且不易损伤。
[0019]进一步地，气囊套筒上连通有气压计。
[0020]通过气压计监测气囊套筒内的气压值，并配合气嘴的充放气，实现气囊套筒的气压调节，从而实现防护桶在水下漂浮高度的调节，以便于防护桶在河床以上，水面以下的区域漂浮，从而实现对钢围堰靠近水面区域的防护以及实现对桥梁墩柱在水面以下的全高度防护。
[0021]进一步，所述进料孔有多个，沿所述芯柱的周向均匀分布；所述芯柱的空腔内位于每个所述进料孔的下方设置有一个螺旋状的导流叶片，用于在所述空腔内产生旋流。
[0022]通过在进料孔下方设置导流叶片，便于回收防护桶时，水流通过进料孔进入芯柱内，并在导流叶片的作用下形成旋流，冲刷芯柱的内壁，并促使芯柱内的砂石填料快速的通过出料孔，提高砂石填料的卸料效率。另外，对芯柱的内壁的冲刷，也能保证芯柱的内腔的洁净。
[0023]进一步地，所述浮环包括多个扇形浮块，多个扇形浮块沿周向首尾相连，合拢形成圆环状的包围所述桥梁墩柱的所述浮环；每个扇形浮块上连接有至少一个所述牵引绳。
[0024]扇形浮块实现了水下防护桶的投放位置或目标位置的定位和标识，保证防护效果。相邻扇形浮块采用连接片铰接。即连接片虽然将相邻扇形浮块连接，但相邻扇形浮块依然可以相对转动一定角度；如此，通过相邻扇形浮块的相对位移量，也可判断与扇形浮块对应的防护桶是否存在位移，以便于及时的调整防护桶的位置。
[0025]进一步地，所述多个防护桶成组分布，每组至少包括三个所述防护桶，同组的三个防护桶连接的三个牵引绳连接有理线器，且连接同一个扇形浮块。
[0026]第二方面，本专利技术还提出一种上述桥梁墩柱水下临时钢围堰防护装置的施工方法，包括以下步骤：
[0027]将浮环漂浮于水面，且使其分布于桥梁墩柱的周围；
[0028]在岸边或船上进行防护桶和牵引绳的组装连接，使每个牵引绳连接一个防护桶的堵头，将堵头至于芯柱的底端，并封堵芯柱的出料孔，将砂石填料通过进料孔填充至芯柱
内，使砂石填料至少堆积在堵头的顶端和周围；
[0029]利用牵引绳牵引防护桶，使防护桶下沉至水下钢围堰的外围的一个目标位置；
[0030]重复上述步骤，使水下钢围堰的外围的全部目标位置分布有所述防护桶；
[0031]若需要回收某个目标位置的防护桶，利用卷扬机收卷与该目标位置的防护桶连接的牵引绳，使该防护桶内的堵头开启出料孔，该防护桶内的砂石填料在重力及从进料孔进入的水流的作用下，从出料孔离开芯柱，掉落至水底，逐渐收回牵引绳，直至与该牵引绳连接的防护桶浮出水面，完成该目标位置的防护桶的回收。
[0032]本专利技术的有益效果是：通过牵引绳牵引防护桶下沉至水底，利用防护桶防护水下钢围堰，避免钢围堰外围附近河床砂石被冲刷而导致地层掏空后对结构安全造成影响。由于牵引绳连接防护桶内的堵头，砂石填料通过芯柱的进料孔进入芯柱的空腔内，并压实堵头，使堵头封堵出料孔，防护桶下沉过程中，砂石填料不会外溢，保证下沉效果。而需要收回防护桶时，只需要向上提拉牵引绳，以带动堵头在芯柱内上升，以开启出料孔，使砂石填料通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种桥梁墩柱水下临时钢围堰防护装置，其特征在于，包括：多个防护桶，下沉至水底，且分布于水下钢围堰的外围；每个防护桶包括内部有空腔的芯柱以及活动设置在所述芯柱的空腔内的堵头，所述芯柱的顶端设置有用于向芯柱的空腔内注入砂石填料的进料孔，所述芯柱的底端设置有用于排出砂石填料的出料孔，所述堵头用于封堵或开启所述出料孔；浮环，漂浮于水面，位于桥梁墩柱周围；以及多个牵引绳，其一端与所述浮环连接，另一端与多个防护桶一一对应的连接，每个牵引绳穿过所述防护桶的芯柱的顶端，与该防护桶的堵头连接。2.根据权利要求1所述的一种桥梁墩柱水下临时钢围堰防护装置，其特征在于，所述堵头为锥台结构，其顶端面积小于底端面积，所述堵头的底端面积大于所述出料孔的口径，且堵头的底端面积小于芯柱的空腔的直径，所述堵头的底端还设置有尖锥部，所述尖锥部的底端为尖刺端，所述尖锥部穿过所述出料孔伸出至所述芯柱的底端外。3.根据权利要求1所述的一种桥梁墩柱水下临时钢围堰防护装置，其特征在于，所述堵头的顶端设置有缓冲件，所述缓冲件包括弹簧和减震片，所述弹簧的一端与所述堵头的顶端连接，所述弹簧的另一端连接减震片。4.根据权利要求3所述的一种桥梁墩柱水下临时钢围堰防护装置，其特征在于，所述减震片上设置有通孔，所述牵引绳穿过所述减震片上的通孔与所述堵头连接，所述弹簧有多个，均匀分布于所述减震片的通孔周围。5.根据权利要求4所述的一种桥梁墩柱水下临时钢围堰防护装置，其特征在于，所述牵引绳与所述堵头连接的一端设置有螺柱，所述堵头的顶端设置有与所述螺柱螺纹配合的螺纹孔。6.根据权利要求1所述的一种桥梁墩柱水下临时钢围堰防护装置，其特征在于，所述防护桶还包括包围在所述芯柱外的气囊套筒，所述气...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶必存，李证吉，陈龙，尚文，朱锋，蒋赶，
申请(专利权)人：中国建筑第七工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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