浅谈气囊出运沉箱施工工艺 论述了气囊出运的工作原理及优点,并结合江阴港区6号和7号泊位工程,介绍了沉箱通过气囊辅助出 运的工艺要点及施工过程安全管理,对今后同类工程的施工实践具有一定的参考和借鉴作用。
重力式沉箱结构码头,作为码头主要结构形式之一,因 其经济、耐久的优点,得到了广泛的应用。沉箱的重量随着施 工情况和实际需要而不断增大,目前国内预制沉箱的重量已 经达到数千吨甚至上万吨。沉箱重量的增加有利于基础结构 的稳定,但对其预出运及安装增加了一定的难度,所以在沉箱 预制前就要根据沉箱尺寸重量而充分考虑沉箱预制场的选 择以及要求临时码头与半潜驳船艏平顺连接。
1 概况
福州港江阴港区6号和7号泊位工程位于福建省福清 市江阴镇壁头村西南侧海域,主要建设2个5万t级集装箱 泊位,泊位长度648m,陆域纵深1000m,陆域形成面积64.8 万m²。沉箱共计40个含5号与6号之间过渡段4个,单个沉 箱重量为2716t, 沉箱尺寸为15.9m×19.4mx20m。沉箱预制 临时预制场设在0号泊位左侧,预制采用分层施工。沉箱出运 采用气囊出运至半潜驳上,再通过拖轮拖带半潜驳将沉箱拖
运至现场安装。
2气囊出运工作原理
气囊出运沉箱工作原理与滚筒搬运相同,顾名思义就是 在重物底部铺垫数个气囊,并且逐渐充气,使气囊顶起沉箱, 此时气囊如同滚筒,再使用卷扬机拉动沉箱,从而使沉箱向 需要的方向移动。气囊与地面间受力均匀,单位面积受力小。 气囊出运沉箱对场地要求相对较低。
3 气囊出运优点
①成本低、工期短,且气囊对预制场地要求低。②气囊承 载力大、耗能小、操作简单、安全系数高,只需要充气、顶升、 开启牵引系统等即可实现沉箱的移动;气囊是弹性体,其受 力变形的缓冲作用能保证沉箱出运过程的安全。③气囊可以 按照沉箱的规格。重量的不同按需定制,还可以重复使用。
4气囊出运沉箱工艺
4.1 沉箱出运流程
清理场地→沉箱顶升→选择及就位气囊→系牵引绳索、 搭接溜尾绳索→检查气囊气压、检查牵引系统→牵引上船→ 到位后水位符合要求时,半潜驳离开出运码头。
4.2 清理场地
沉箱出运通道上方杂物必须事先清理干净,尤其尖锐杂 物,保证气囊通过时免受尖锐物体刺伤气囊。由于气囊压力 大,气囊爆裂可能造成严重后果,因此必须确保沉箱出运安
全。
4.3 沉箱顶升
本工程采用同步千斤顶顶升工艺,在做预制场时,事先 准备好安放千斤顶位置,根据沉箱尺寸,在安放千斤顶位置 预留管沟,预制时使用钢盖板封顶,待沉箱砼强度达到要求 时(不低于设计强度75%),方可进行沉箱顶升作业。顶升过 程先将千斤顶进行定位,检查各千斤顶是否放置稳固,检查 千斤顶油管等顶升前准备工作,检查完毕进行顶升作业。待 沉箱顶升脱离地面时停止顶升,检查千斤顶、油管及沉箱是 否有问题,检查完毕继续顶升,顶升高度约20cm 时,将提前 准备好的枕木放入沉箱底部合适位置(①不影响气囊位置; ②放入沉箱底部一定距离防止枕木过于靠边破坏沉箱结 构)。枕木放置完成后将千斤顶卸载。
4.4 就位气囊
按照需要将气囊就位,气囊放置轴线方向垂直于沉箱出 运方向,依靠气囊滚动来带动沉箱前移。本工程采用气囊长 21m,直径为0.8m,沉箱移运时工作高度为0.27m,气囊工作 压力为0.25MPa,沉箱下方均匀布置8条气囊。气囊的实际工 作压力按下式计算:
Pe=KG/NBL
式中:Pe为气囊工作压强;G 为沉箱重量;N 为承压气囊个 数;B为气囊接触面宽度;L 为气囊接触面长度;K为气囊受 力不均匀系数,当N 小于6时取1.5,当N 大于等于6时取 1.2。
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