氣囊出運沉箱構件安全性探討

永泰長榮

本文結合近年來完成的幾個工程大型沉箱氣囊出運施工的實踐，對該工藝中可能且極易出現(xiàn)的一些安 全問題作了初步的探討。

關健詞： 氣囊出運工藝；安全性能探討

Safety of Caisson Transportation Using Air Cell

Abstract:This paper integrates the practice of caisson transported by air cell at a few projects in recent years,and makes an elementary discussion about the safety problem that is most commonly observed.

Keywords: air cell transportation;safety

1  前 言

氣囊出運沉箱等大型構件施工工藝，近年來在 我局已普遍使用。從出運500t 級構件迅速發(fā)展至  3000t級，將來構件更會向超高超重方向發(fā)展。經  過廣大技術人員不懈努力，總結經驗，不斷改進施 工工藝，至今該工藝已有了較大改進。但在氣囊出  運安全性上，仍有一些相對較為薄弱的環(huán)節(jié)：如何  盡量防止氣囊爆、破；怎樣合理糾偏、施工設備如  何選型等等均是關系整個出運流程乃至人身安全、 工程進度、效益等方面的重要環(huán)節(jié)。

2  氣囊出運基本原理

氣囊搬移重物的工作原理與滾筒搬運重物的工 作原理基本相同，但有所區(qū)別。在重物底部與地面 之間有規(guī)律地支墊若于個滾筒(氣囊),通過外力 牽引，使?jié)L筒(氣囊)向前滾動，從而使重物與地

面產生定向相對移動，達到搬移重物的目的。其相

應計算經驗公式如下：

氣囊承載截面寬度計算公式： B=1/2π(D-

H)                                                                                    

(1)

氣囊承載面積計算公式： S=BL=1/2π(D-H)L                                                     

(2)氣囊氣壓計算公式： P=Q/S=2Q     [π(D-H)L]-1                                                      

(3)式中： D 為氣囊直徑；Q 為構件重量；H 為氣囊高度 ；L 為氣囊總有效長度； P  為氣囊充氣壓力； B 為氣囊承載面寬度； S 為承載面積。

滾筒和氣囊搬運所不同的是：滾筒與物體呈線 接觸，即滾筒為鋼性體，其與地面和物體間的接觸 點為一條線；而氣囊與物體則為面接觸，氣囊為彈 性體，其與地面和物體的接觸為一個面，且可通過 調整氣囊高度來調整接觸面的大小，成反比。這種 面接觸滾動的方法，減輕了對重物接觸面局部的磨 損，且因受力面積大(壓強相對固定),單位面積 受力小，使用中一般僅為0.2～0.3MPa 左右，避 免了因重物支墊面積小而對重物造成損壞；且對地要求相對較低，只需要對地基進行處理，面部鋪設石粉或砂壓實即可，不像滾筒出運需對基礎進行硬化，較適合臨時預制場的構件出運。如圖1、圖2 所 示 。

b,地坪規(guī)向斷面結構示意圖

圖 1  500 t以上沉箱基礎處理示意圖

4  從原材料入手，防氣囊止爆、破措施我們通常使用的氣囊是制成品，由廠家提供。 但因氣囊屬受壓的特種產品，故我們有必要先了解  氣囊的制作工藝，并監(jiān)督廠家按我們的要求進行范生產。

4.1  氣囊的制作

氣囊采用硫化工藝，其主要工法是在0 . 8MPa   的壓力條件下，用干燥的壓縮空氣硫化。現(xiàn)氣囊制  作廠家通常采用的纏繞工藝有兩種：①按0～15°斜角斜繞，稱線圈纏繞法；②按縱橫向一縱二橫交叉纏繞，稱子午線纏繞法。前者在近幾年較常用，后者比前者制作難度稍大，但其爆破強度比前者大約2成，且將 一 部分橫向壓力轉化為由縱向簾子布承擔，增強了氣囊的抵抗扭矩，減少了氣囊縱向伸縮變形，是現(xiàn)今發(fā)展的趨勢。

3  沉箱出運工作流程

圖 2 氣囊平面擺放圖   單位：m                     

出運前準備 → 高壓水沖出支墊型鋼間填砂 → 氣
囊布置 → 充氣頂升并調整氣囊氣壓值 → 抽出支墊型
鋼 → 沉箱橫移 → 橫移到位支墊枕木 → 氣囊放氣 → 抽

出橫移氣囊換成縱移氣囊 → 充氣頂升 → 沉箱縱移至
出運碼頭前 → 支墊枕木 → 趕潮上駁 → 氣囊加氣 → 抽
出支墊枕木 → 縱移上駁定位 → 支墊枕木 → 駁運至現(xiàn)