大连沉箱气囊下水施工方案书

jimosea

一、沉箱技术参数：
1、沉箱C×1、2、4
长度：15.24米
型宽：7.9米
型深：8.9米
重量：601T
设计吃水：5.96米
2、沉箱C×3
长度：15.16米
型宽：7.9米
型深：8.9米
重量：616T
设计吃水：6.32米
坡道坡比:1:80、1:60、1:35、1:14
二、沉箱建造承台
建造原则；不破坏原箱台并满足建造需要。
三、气囊助浮
沉箱两侧各固定三条直径1.8m、长15m气囊，总计六条，浮力240T；
    前后各固定三条直径1.8m、长7m气囊，总计六条，浮力120T。
    助浮力总计360T，有效浮力按70%计算。
    改变沉箱CX1，2，4吃水至2.91m左右；改变沉箱CX3吃水至3.02m左右。
    利用当地潮差3m就可以完成下水。
四：沉箱下水过程中气囊基本数据：
1、施工中拟采用12条直径1.0米,长度8米高压气囊，用于顶升移动，其中6条顶升及滚动作业，6条气囊备用倒接，每条气囊承载负荷为W。按6条整体顶升计算。  
   W顶=  G/N  = 616T/6条  =102.6T/条
G：沉箱总质量    N：实际承载气囊数量
2、顶升撤墩作业，气囊工作状态。（按顶升高度50cm，气囊按Φ1.0×8m核算）

名称	规  格   (M)	气囊承载面宽度（M）	数量（条）	条气囊举力(T)	实际工作压强(Mpa)	额定工作压强(Mpa)
箱舶工程专用气囊	Φ1.0×8M	0.79	6	102.6	0.17	0.20

结论：气囊顶升作业中，实际承受的压强小于额定工作压强，故顶升操作安全可靠。

3、前移作业气囊工作状态（按运行高度50cm核算）

名称	规  格   (M)	气囊承载面宽度（M）	数量（条）	条气囊举力(T)	实际工作压强(Mpa)	额定工作压强(Mpa)
箱舶工程专用气囊	Φ1.0×8M	0.79	6	102.6	0.17	0.20

结论：实际工作压力小于额定工作压强，安全可靠。

4、气囊间距：
1：顶升气囊间距：顶升时用6条气囊，沉箱长度为了15.16米，气囊间距为2.53米。
2：运行中气囊间距：行走气囊数量为6条，气囊间距约为2.53米。
3：接续气囊间距：接续气囊间距为两倍的工作气囊间距：5.06米。
5、牵引力计算：
卷扬机牵引力按下例公式计算:
F≥K.FC/(NC.COSβ)
式中：
F    为卷扬机牵引力；
Fc   为箱舶下滑力，采用下例公式计算：
FC=Q.g.sinα-μ.Q.g.COSα+Q.V/T
Q    沉箱重量    KN
g    重力加速度   9.8
Nc          为滑轮组钢丝绳道数；
β   为钢丝绳与坡道牵引夹角。
α   坡道水平夹角0.72度
μ   气囊滚动摩擦系数 (0.01-0.015)
沉箱重量：616吨         
在1：80的坡道上 ， 下滑力:77KN
在1：14的坡道上 ， 下滑力:440KN
在实际的操作中，由于受气囊角度、压力、风向、风力等外界方面影响，气囊的滚动摩擦系数μ在0.01-0.015之间变化.由静态变为动态时要克服静摩擦需要较大的外力。
分段在1:80的坡道上
1、 摩擦系数μ取0.01时
下滑力: 77KN
摩擦力: 61.6KN  
后牵力：15.4KN
2、摩擦系数μ取0.015时
下滑力: 77KN
摩擦力: 92.4KN  
后牵力：-15.4KN（需前牵）
分段在1:14的坡道上
1、摩擦系数μ取0.01时
下滑力:440KN
摩擦力: 61.6KN  
后牵力：378.4KN
2、摩擦系数μ取0.015时
下滑力: 440KN
摩擦力: 92.4KN  
后牵力：347.6KN
在下水操作过程中安全期间后牵取最大值347.6KN
主后牵卷扬机：200 KN，钢索道数：4道，总牵引力800kN
800KN÷347.6KN=2.30倍(标准为1.25倍)
下水速度：1. 0米/分
结论: 在1：80坡道上分段需要前牵，在1：14坡道上后牵力满足需要。

四：准备工作
1：沉箱牵引点设置、助浮气囊眼板设置  见图
2：卷扬机固定锚点的设置              见图
3：浮态计算                          见图
五：沉箱下水工作流程
一、 固定助浮气囊。
二、 顶升  先用14个千斤顶将沉箱顶起，落在墩上，高度不大于600
三、 拆除承台，清除沉箱底部杂物。
四、 铺设气囊，固定前后牵引。
五、 先将沉箱移至最低潮位待潮。位置在1：14坡道末端。
六、 最高潮位时打开脱钩器解除后牵，利用重力下滑完成下水。