气囊搬运沉箱新工艺在汕头港广澳一期工程中的应用
结合汕头港广澳一期工程建设实例，介绍沉箱预制现场采用起重气囊出坑、搬运沉箱的一种新工艺。关键词：气囊；搬运；沉箱；新工艺；应用
Application of New Technology of Transporting Caissons by Gasbags in Shantou Port Guang'ao Phase I Project
Abstract: Combining the construction practice of Shantou Port Guang'ao Phase I Projet,this paperintroduces a new technology of transporting caissons by gas-bags.Key words: gas-bag;transport;caisson;new technology;application
1工程简介汕头港广澳一期工程为新建两个2万吨级码头泊位和1 个滚装泊位及相应的西护岸工程。码头结构为重力式，共有 49个沉箱，分为A、B、C3种类型，其中A型1个，重787t;C 型1 个，重875t;B 型47个，重883t 。沉箱底板长x 宽为11.26m× 10.5m,最高14.3m, 前趾长1.0m, 箱内有6个仓。2 气囊搬运沉箱2.1 施工安排气囊搬运是在沉箱的底部放置6个圆柱形气囊，气囊充 气后将沉箱顶起，卷扬机牵引沉箱，气囊滚动，缓慢移动沉 箱，将沉箱搬运到指定地点。沉箱预制场地规划布置及沉箱 预制都要考虑沉箱气囊搬运的需要。预制场内布置7个沉箱预制底座，设有20个沉箱存放位，因此，预制场内最大能容纳27个沉箱。沉箱预制场地采用强夯法进行地基加固处理，以提高预制场地地基承载力，确保沉箱预制、存放的施工质量与安全。 沉箱预制场地经强夯进行地基加固处理后，表面层采用泥结碎石整平碾压处理，保证气囊搬运过程中地面的平整度与密实度。沉箱气囊搬运有横向与纵向搬运2种路径，采用卷扬机牵引，因此预制场地内设有牵引地锚。沉箱预制底胎模设计采用活动式结构，以便于安装气囊 及沉箱搬运时底模的拆除。钢筋混凝土底座顶高程设计成与 地面一样高，要求水平、平整。在钢筋混凝土底座基础上采用 25工字钢对锁成活动式底胎模框架，内设6个沿沉箱长边方 向通长的隔仓，隔仓内填砂，灌水振捣密实，工字钢上铺光面 胶合板，胶合板上铺马粪纸。当沉箱混凝土强度达设计要求 后，拆除底模外框架，清除底模隔仓内的填砂，沉箱均匀座落 在底模内框架*25工字钢上，沉箱底板离地27cm。然后在底胎 模隔仓内安放气囊，气囊充气，顶升沉箱离地45cm左右，拆 除沉箱底模型钢内框架，做沉箱出运前的准备工作。2.2气囊结构及特点本工程采用由山东济南出产、获国家发明专利的产品— 高强度尼龙缠绕橡胶气囊，其独特的整体缠绕成型工艺，使 气囊囊壁无接缝、各向强度均衡的复合结构，再加上高强度的尼龙纤维增强材料和优质的进口橡胶，使同等囊壁厚度的气囊能承受比一般橡胶更高的强度。具有吸收冲击能量大， 作用于搬运物单位面积上的压力低，耐冲击疲劳性能优异等优点。气囊骨架材料是锦纶帘子布，囊嘴为铝合金铸件。气囊最大工作压强0.2MPa,直径1m,长11.2m,充气达到最大工作 压强0.2MPa时，承压面宽0.86m, 工作高度0.45m。用6根气囊共同搬运1个沉箱。2.3气囊摆放由于沉箱出运的方向均匀且对称摆放，气囊通长方向应 垂直于沉箱移动的方向。沉箱于底胎模上出坑时，按照活动 底胎模6个通长隔仓的位置和方向摆放气囊。2.4牵引系统牵引系统由地垅、卷扬机、滑轮组、定滑轮等组成(图1)。 地垅设计锚固力32t,滑轮组有2片动滑轮，变卷扬机最大牵引力8t为32t。而卷扬机实际跑头拉力只需5.6t,即产生22.5t牵引力时即可牵引移动沉箱。 图1 卷扬机牵引沉箱示意图气囊充气达到工作高度后，卷扬机牵引，气囊滚动，沉箱 移动，由2台8t 卷扬机通过滑轮组在沉箱移动的方向两侧同 步牵引。沉箱牵引速度控制在2.5m/min左右。牵引钢丝绳的 捆绑点距地面1.5m左右，以方便施工。为避免牵引钢丝绳与 箱体边角因相互摩擦造成的断绳、伤箱现象，保护箱体，同时 提高钢丝绳的利用率，在箱体4角处的牵引钢丝绳与沉箱外 壁之间固定绑垫橡胶护垫或1排条形方木。2.5 供气系统气囊采用空压机供气，设置多管路接头的空气分配器，多条输气管供气。2.6搬运程序(1)检查供气系统和牵引系统，确保出运通道及沉箱底部无尖锐物，同时清理干净沉箱底板面上的马粪纸。(2)在沉箱底部放入气囊，注意排列整齐，相互平行，连结 好供气管道，连结好牵引系统。沉箱搬运前在沉箱壁上用红 油漆标明支垫枕木及气囊摆放位置。(3)启动空压机同时向各个气囊供气，当充气压力达到预定顶升压强的80%时，停止供气。检查所有气囊的压力表压 强指示值是否一致，不一致时可向单个气囊供气，使各气囊 压强基本一致，然后继续充气，直至沉箱离开支承型钢或枕 木。气囊充气达到指定的高度即45cm高后，将气囊的进阀关 闭，停止供气。拆除支承枕木或型钢。(4)拆除所有的联接胶管，打开各个气囊的排气阀，进行 缓慢放气。当气囊的高度降至30cm 时，气囊承压面宽110cm,工作压强为0.156MPa,关闭排气阀，检查调整各气囊的压强基本一致。(5)在指挥人员的统一指挥下，启动卷扬机，拉动沉箱缓慢向前移动。当沉箱前面空出一个气囊的间距时，停止牵引， 再放上1个空气囊，并充气到预定压强0.156MPa后再重新牵引。当后面的气囊快要离开沉箱时，打开排气阀排气，并运送到沉箱前面预定位置备用。重复以上步骤，直到将沉箱移到预定位置。(6)当沉箱移动到预定位置后，停止牵引。在沉箱底部四 周按指定位置垫上支承枕木，然后气囊排气，沉箱平稳地落 在支承枕木上。枕木垫置的位置需考虑沉箱向另一个方向牵 引时气囊摆放的需要。(7)取出气囊，进行下一个沉箱的出运。(8)为最大限度减少沉箱不均匀下沉，沉箱在场内寄放 时，在沉箱底部四周支承枕木下铺垫厚度为14mm、 宽度为 1700mm 的回形钢板，确保地基均匀受力，避免局部硬枕 木下沉。钢板宽度比支垫枕木长度每端宽出20cm(图2)。
图2沉箱出运气囊及枕木布置图3 有关气囊搬运沉箱新工艺的几点看法3.1起重气囊搬运沉箱的原理与搬运滚简相同。但两者相 比较，气囊的柔韧性使之能更大程度地适应地面和沉箱底板 底的局部平整度变化，在搬运过程中不会产生因接触面不平整导致的轻微颠簸振动，在沉箱底板局部不平整处不会产生因硬性挤压出现的损伤箱体的局部应力集中。起重气囊与沉箱底板和地面之间均有着较滚简更大的接触、承压面积，会产生更大的摩擦力，从而更有利于沉箱的顺利牵引，不打滑， 使其具有滚简所无法比拟的搬运稳定性与安全性。3.2 起重气囊搬运沉箱工艺与常用的台车搬运沉箱工艺相 比较，无需建造、铺设台车用铺助设施—台车轨道等，无需另 外购置大吨位的千斤顶，将气囊放于沉箱底部，充气后用卷 扬机牵引沉箱即可轻松实现搬运目的。气囊排气后可以折叠，可在很短时间内运抵施工现场投入作业，沉箱搬运施工任务完成后，又可很快撤离现场转入新的工地，很容易回收、 存放、再利用，且无耗损。所以，采用气囊搬运沉箱的新工艺不但施工工艺简单，施工速度快，能缩短工期，而且可以节省可观的搬运辅助设施建造成本，具有较好的经济效益和社会效益。33起重气囊重量较轻，费用不高，却可搬运重达几千吨的 沉箱。搬运沉箱时对地面的平整度和承载能力要求低，操作 简便，机动灵活，是一种值得推广的沉箱搬运新方法。
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