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標題: 氣囊出運千噸沉箱工藝要點 [打印本頁]
作者: 永泰長榮 時間: 2023-12-30 17:39
標題: 氣囊出運千噸沉箱工藝要點
介紹氣囊出運千噸沉箱工藝的主要技術(shù)要點
關(guān)鍵詞：氣囊出運工藝；氣囊氣壓值；糾偏措施；超高壓氣囊
1 工程概況
廈門東渡18#泊位與海滄1#泊位皆為重力式沉箱結(jié)構(gòu)，其中東渡18#泊位2#沉 箱每件重912t, 高16 . 7m, 共31件。海滄1#泊位1#沉箱每件重961t, 高18.7m, 共 40件。沉箱自重加索具等附件出運總重量近千噸，兩種規(guī)格的沉箱均在我局漳洲港預 制場預制(預制場布置見圖1),并采用氣囊出運工藝。通過橫移，縱移至碼頭前沿出 運，最后上3000t半潛駁，供潛浮安裝。
2 出運工藝選擇
沉箱陸上出運方式很多，可以讓沉箱沿岸預制，用千噸級起重船吊運上駁船至現(xiàn)場 安裝；也可以選擇臺車式工藝，用下滑道方式入水浮運至安裝地點。前者因起重船及現(xiàn) 場條件限制無法實施，后者因水域條件與造價高昂而無法推行。我們亦曾考慮用門吊出 運或軌道加千斤頂頂推工藝出運，最后皆因造價高而放棄，最終選擇我局成熟的氣囊出 運工藝。
3 技術(shù)要點
由于沉箱近千噸，海滄1#沉箱高達18 .7m, 而底面僅為11.8m×10.45m, 因此氣 囊出運過程中，無論從沉箱穩(wěn)定性還是氣囊氣壓值大小的控制，都是國內(nèi)筑港史上前所 未有的。加之沉箱前趾的影響，沉箱重心偏離底面中軸線，偏心矩大，更增加了沉箱出 運的難度。
3.1 計算氣囊氣壓最大值
首先我們選擇國內(nèi)常用的高壓氣囊，接著是選擇氣囊直徑，我們分別選取6條 直徑0.8米、直徑1米、直徑1.2米的的氣囊，對海滄1#沉箱橫移進行氣壓值計算，發(fā)現(xiàn)
直徑0.8米的氣囊擺放間距富裕量很大，而氣囊壓力值卻大大超出允許值，直徑1.2米氣囊氣壓值較為理想，但氣囊間距過少，只有200mm 左右；唯有直徑1米的氣囊無論在氣壓值上還是 間距上都較為理想，因此最終選擇了直徑1米的 氣囊。
我們選擇東渡2#沉箱進行出運典型施工。沉箱底模由6排工字鋼支承，高度為 270mm, 中間5個間隔分別填砂及用水充實，在頂升中只能擺放5條氣囊，在橫移過程 中，逐步增加至6條氣囊，在第6條氣囊喂入一半而未加氣時，第5條氣囊前端是懸臂 狀態(tài)，因此承受的壓力最大，我們必須把此壓力值告之操作人員，使之能隨時調(diào)整氣囊 氣壓值。如何準確計算氣囊最大氣壓值?則成為典型施工的第一難點。
由于氣囊是軟體結(jié)構(gòu)物，在幾條氣囊共同支承沉箱重量時，各條氣囊的支承力應該 成線性關(guān)系，可以建立一組二元一次方程。
通過方程組求解求出N?、N? 、 至 N6 值，并通過氣囊計算公式求出第五條氣囊氣 壓值，即qg=0.221MPa, 此值即為此狀態(tài)下氣囊氣壓最大值。
通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)測量，可以證實各氣囊氣壓值成線性關(guān)系。由于氣囊運行過程中，存 在各種因素影響，在充氣壓力上需要乘上1.1～1.2系數(shù)，因此 qg值在0 .25MPa 左右。
通過方程組求解，可以求出沉箱縱、橫移過程中的每一瞬間，各個氣囊的瞬間氣壓 值。另外在沉箱縱移中，因前趾關(guān)系，沉箱重心偏離其底面中軸線，因而出現(xiàn)一個偏心 矩；下坡時，因坡度關(guān)系，還出現(xiàn)一個下滑力矩；這些力矩皆可以納人方程組中進行運 算。最后需要進行驗算，驗算結(jié)果與計算結(jié)果一致才算計算完畢。
3.2 沉箱出運中，出現(xiàn)大偏心矩時的糾正措施
東渡2#沉箱縱移過程中，因前趾關(guān)系，沉箱重心偏離底面中軸線一側(cè)350mm 多， 偏心矩達319t·m,如果按常規(guī)氣囊成左右對稱擺放(如圖3所示),將無法克服偏心 矩，沉箱將向前趾的反方向傾斜，傾斜端氣囊因受力過大而變得更扁，沉箱可能觸地而
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圖3 18-2#沉箱縱移氣責擺放狀態(tài)圖 單位：m
無法運行。如果讓前趾方向的氣囊端縮入一定距離，讓氣囊與沉箱底面的接觸面中心對 準沉箱重心線，則在理論上沉箱應成直立狀態(tài)。但實際操作上很難達到，我們曾讓氣囊 縮入250mm, 開始運行時，沉箱還能成直立狀態(tài)，但很快便轉(zhuǎn)人傾斜狀態(tài)，原因是氣 囊運行中氣囊錐體部份伸長，氣囊與沉箱底面的接觸面長度發(fā)生變化，使沉箱仍向非前 趾方向傾斜，于是我們采取六大糾偏措施如下：
3.2.1 氣囊擺斜一個角度，即氣囊中軸線與通道橫斷面成一角度擺放。
3.2.2 調(diào)整氣囊縮人前趾內(nèi)的距離(200～250mm 之間)。
3.2.3 調(diào)整通道橫斷面標高，即在通道上鋪石粉，并且前趾端路面較另 一 端高3.2.4 非前趾方向的牽引鋼絲繩與通道縱軸線夾角加大，即使用橫移地牛作牽引點。
3.2.5 橫移時預留偏位富裕量，即讓沉箱在縱向通道就位處，往前趾方向偏移1m 左
右，在出運過程中沉箱便慢慢移至通道中軸線上。
3.2.6 調(diào)整牽引溜尾的四條鋼絲繩受力，通過受力不同強制沉箱按規(guī)定路線運行。
通過現(xiàn)場運作，證明第1、2、5、6條措施效果較好，其中第5條措施已作為施工
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圖4 18-2#沉箱轉(zhuǎn)換氣膏枕木鋪墊圖 單位：m
3.3 橫移轉(zhuǎn)縱移處墊木擺放與氣囊轉(zhuǎn)換
橫移與縱移成90°角，并且使用的氣囊長度規(guī)格不一樣，加之沉箱前趾端不能擺放
墊木，這些因素構(gòu)成轉(zhuǎn)換過程中較為復雜的狀況。
在沉箱接近中間通道就位處時，要拉大氣囊間距，回復至5條氣囊狀態(tài)，并且讓箱 前端有800mm擺放墊木的位置。沉箱就位后，5條氣囊同時頂升至400mm高度，第1
至4條氣囊處放好墊木，然后第5條氣囊放氣抽出，此時第1至4條氣囊的氣壓值不
等，第4條氣囊氣壓值可達0.226MPa, 接著擺放前趾端的墊木(如圖4所示),各墊木
擺好后各氣囊放氣與抽出。
由于縱向方向上，左右墊木擺放不成對稱，開始只能擺放第2至7條氣囊，第1條 氣囊位置有墊木阻礙，待2至7條氣秦頂升，墊木離開沉箱底面，第1條氣囊位置的墊 木抽出，才能擺放第1條氣囊，此時第2至7條氣囊的氣壓值不等，第2條氣囊氣壓值 最大。待7條氣囊頂升至墊木離開沉箱底面，墊木全部抽出，才能進入縱移出運。
3.4 縱向通道特殊地段地基承載力計算與處理
縱向通道有 一 特殊地段，其地質(zhì)狀況較為復雜，在地面下7~8m 處夾有淤泥層， 當沉箱橫移到該地段，需墊上二十多塊墊木，才能轉(zhuǎn)換縱向氣囊，每塊墊木需承受40 ~50t重，因此大大超出地質(zhì)資料提供12～15t/m2 的數(shù)值。處理的方法是需要放墊木 的地面，鋪上14m×1.8m 與6 . 2m×1.8m, 厚度為30mm 的鋼板各兩塊，使地基承載 力控制在12.54t/m2 左右，從而滿足地質(zhì)要求。
4 主 要 設 備 配 置
根據(jù)牽引力公式：
F=fQ
式中： f 為氣囊與地面滾動摩擦系數(shù)，取0 .05,(經(jīng)現(xiàn)場測試，在壓實的砂地上，
氣囊的滾動摩擦系數(shù)接近0.05);
Q 為沉箱與索具重量，取1000t。
因此 F=0.05×1000t=50t, 即千噸沉箱在平路段移運需要50t 牽引力。
橫向牽引與溜尾皆選擇兩臺5t慢動卷揚機作牽引力溜尾用，配6倍率滑輪組，合 力 6 0t, 出運速度為1.65m/min, 縱向牽引與溜尾皆選擇兩臺8t 慢動卷場機作牽引與溜 尾用，配4倍率滑輪組，合力64t, 出運速度為1 . 8m/min。
在沉箱上駁船遇阻礙時，沉箱需反向拖回出運碼頭上停放。
此時 F=fQ=0.04×1000t=40t, 即為牽引力為40t, (碼頭面為混凝土結(jié)構(gòu)，氣囊
的滾動摩擦系數(shù)取0.04)此外還存在一個沉箱上坡時的下滑力，因坡度為60:1,下滑 力近似960t/60=16t, 因此回岸的總牽引力為56t, 在 8t 卷揚機組額定牽引力范圍內(nèi)。
5 發(fā)展方向
氣囊出運大沉箱工藝既簡易又經(jīng)濟，有實用價值，但對于高長(寬)比大的大型沉 箱而言，現(xiàn)有國內(nèi)廠家生產(chǎn)的高壓氣囊很難滿足要求，原因是額定氣壓值低。尤其對偏 心矩大的沉箱，需要考慮雙排氣囊出運方案，才便于克服沉箱傾斜因素。由于雙排氣囊 之間存有間距，氣囊與沉箱底的接觸長度減少，氣囊氣壓值變大，需要在國內(nèi)尋求新的 產(chǎn)品，即超高壓氣囊，使氣囊的氣壓額定值在0.3～0.4MPa 之間。如果東渡2#沉箱 縱移采用雙排氣囊出運，則無需考慮“糾偏措施”,通過調(diào)整兩排氣囊的氣壓差，便可 以實現(xiàn)平穩(wěn)出運。
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聲明：以上有關(guān)船用氣囊和橡膠護舷的資料部分會青島永泰長榮工廠技術(shù)資料，也有網(wǎng)絡上搜集下載所得，本著氣囊護舷行業(yè)資料共享的精神，我們拿出來分享，如有侵權(quán)，請聯(lián)系0532-84592888刪除，謝謝
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