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气囊搬运重件工法

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发表于 2023-12-30 17:39:02 | 显示全部楼层 | 阅读模式
随着现代港口建设向深水型大吨位码头发展,重力式码头结构的构件越来越大,小的数百吨重至几千吨。因起重设备的能力有限,解决大吨位构件的出运及吊装问题,是现代大型深水港口建设必须解决的技术问题。1996年在深沪港采用气囊搬运500t沉箱取得初步成功,随后在多个工地施工中,采用该工艺出运了大批从500t3000t的构件,使该工艺更趋成熟。目前,已发展到采用气囊搬运工艺,直接将数千吨的大型构件搬运上半潜驳或浮船坞,以便构件进行浮游安装。大型构件的出运、安装不再依赖于大型起重设备。并且该工艺投资少,操作简便、安全可靠,具有很好的发展前景。该工艺获交通部1998年科学技术进步三等奖,并在其后的推广应用中多次获中港集团、中港第四航务工程局的科技进步奖
2.工法特点
2.1不需要大型专业预制厂和大型起重设备,就可以对数百吨至数千吨的构件进行出运或转堆,也可以直接出运上驳,设备投入简单,只需几台常用的设备,如卷扬机、空气压缩机等及若干条气囊,工程成本低,工期得以保证。
2.2无需占用较长的码头岸线。与采用在已有的码头或护岸前沿预制、大型起重设备出运或滑道下水的工艺比较,采用气囊搬运工艺可将施工所占用的水域、岸线减小至最低限度。
2.3气囊可到专业生产厂订购,而且可制成不同长度及不同工作压力,以适应各种规格构件的需要, 气囊可以修补,使用寿命长。
2.4气囊作用于构件底板及地面的面积大,对构件的支撑力小,不易损伤构件,对场地要求不高。
2.5操作简便、安全可靠, 只需对气囊充气,顶升重件,开启牵引系统,即可实现沉箱的水平移动。气囊是柔软弹性体,其受力变形的缓冲作用保证了构件搬运过程的安全。
2.6可以作小角度转向及90°转向,适合各种不规则的施工场地。
3.适用范围
3.1适用于没有大型起重设备,远离基地的临时预制场进行出运或转堆大型混凝土构件。
3.2在没有大型起重船的情况下,可将大型构件直接运上半潜驳或浮船坞,以便构件进行浮游安装。
3.3对于底板面积偏小,如无底大圆筒,需在构件底部安放托板或设置临时底板,增大与气囊的接触面积,以适用本工法。
3.4气囊搬运重物对场地要求不高,不需设置混凝土地面,一般的码头面,简易二灰稳定路面或经压实处理的砂滩,只要平整无尖锐物均适合。
3.5气囊搬运场地布置成长条型,具体长度和宽度以构件预制数量和施工工期而定,场地前面是出运码头、滑道、沙滩。水深视工程船舶(起重船、半潜驳或浮船坞)或构件吃水深度而定,当场地的坡度在0.5%以上时,必须设置溜尾系统,在后面平衡设置卷扬机拉住重物,以防重物自动下滑造成倾翻事故。
3.6预制混凝土构件采用活动底模板,底模可用工字钢并排设置,工字钢之间距离必须保证能放入气囊,工字钢之间填满砂并密实,底模板离地最小高度不应小于0.3m。最大高度不应大于0.5m(视构件重量与气囊举升力而定)。
4.工艺原理
气囊搬运重物原理类似于滚筒搬运重物的原理,不同的是滚筒是刚性的,工作时作圆周运动,而气囊是柔性的,工作时呈扁圆形,如坦克的履带一样运动。施工时,在需要搬动的构件下面,放置若干个无气的圆柱型胶囊,胶囊充气后将构件顶升,通过卷扬设备平衡牵引构件或托板,气囊滚动使构件水平移动。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
气囊出运工艺流程图如图5.1所示。
准备工作   放入气囊     充气     停止充气 取出支撑木 开动卷扬机
牵引构件    存放点就位    支垫支撑木   放气   取出气囊  
5.1  气囊出运施工工艺流程图
5.2 操作要点
    5.2.1 准备工作
检查供气系统和牵引系统,清扫出运通道并对场地进行整平,检查清理构件内腔积水、底部的尖锐物及边角有无棱角突出。
    5.2.2 放入气囊
在构件底部放入气囊,注意排列整齐,相互平行,每条气囊的轴线与移动方向垂直,并在重件底部用红漆标上支垫线及气囊行走控制刻度标识。连接供气管路,连接牵引系统。
5.2.3 充气
启动空压机同时向各个气囊充气,充气速度应均匀、缓慢,以免气囊压力突然升高。当充气压力达到预定顶升压力的80%时停止供气,检查所有气囊的压力是否一致,不一致时可向单个气囊充气,使压力基本一致,然后继续充气,直至构件离开支承木。将气囊的进气阀关闭,停止供气。
5.2.4 拆除支撑物
先在构件周边安放临时支座,以确保安全,然后由操作人员先拆除支承枕木或其他支撑物,再将临时支座拆除。
5.2.5 调整高度
    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。当气囊高度降至出运高度时,关闭排气阀。
5.2.6 牵引出运
在指挥人员的统一指挥下,启动牵引卷扬机,拉动构件缓慢向前移动。当构件前面空出1个气囊的间距时,停止牵引,塞入气囊,并充气到预定压力后,再重新牵引。当后面移出的气囊快要离开构件时,打开气阀排气、并运送到构件前面预定位置备用。重复以上步骤,直至将构件移到预定位置。
应特别注意,前后牵引不能同时受力,当下滑力大于前牵引力时,即构件会自动下滑时,前牵引钢丝绳必须处于松驰状态,靠后牵引钢丝绳使构件前移。反之,则前牵引受力,后牵引松驰。
5.2.7 就位存放
当构件到预定位置后,停止牵引。在构件底部垫上同样高度的支承枕木,然后所有气囊同时缓慢排气,构件平稳地落在支承枕木上。
5.2.8 取出气囊
待排气完毕,拖出气囊。即可进行下一个构件的出运。
5.2.9 转向
1小角度转向
出运过程中需小角度转向时,通过将前面所塞入的气囊斜摆一定的角度,适当调整两边的牵引速度及牵引力,即可调整构件的出运方向,注意调整角度不应过大,以防损伤气囊。
290°转向
90°转向时,可停止出运,在构件底部塞上支承枕木,放气后取出气囊,从构件另一侧重新穿入气囊,改变牵引方向重新出运即可。
5.2.10 构件上驳
构件上驳工艺与一般出运工艺一样,所不同的是前牵引系统设置在半潜驳或浮船坞上。通过调整压舱水量,使甲板与出运码头保持水平,构件就可以直接出运上驳,见图5.2.10








5.2.10  气囊出运沉箱上驳示意图
注:1  沉箱  2  浮船坞  3  出运码头
6.材料与设备
6.1 气囊
6.1.1 气囊的构造及规格
气囊可到专业生产厂家选配,其结构如图6.1.1-1所示,气囊囊体骨架材料为锦纶帘子布, 敷以橡胶等材料经过整体缠绕成型,囊咀为铝合金铸体,内管丝牙型号为G1"2",用户根据需要选用型号,规格见表6.1.1,长度可根据构件的底宽任意选择,通常选用直径为1.0m的高压气囊。










6.1.1-1  气囊结构图
注:1  囊头  2  囊体  3  囊嘴  D  气囊直径直  Le  囊体长度  L  总长
6.1.1  气囊规格表
公称直径Dm
1.0
超高压气囊
出厂检验压力 (MPa)
0.39
许用压力 (MPa)
0.30
高压气囊
出厂检验压力 (MPa)
0.24
许用压力 (MPa)
0.20

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