碼頭工程沉箱出運(yùn)及安裝施工方案

永泰長榮

沉箱出運(yùn)及安裝施工方案
項(xiàng)目經(jīng)理部
2011 年 6 月


目錄
一、 工程概況............................................................................................. 3
二、 現(xiàn)場自然及施工條件......................................................................... 3
2.1、半潛駁施工的環(huán)境要求為：....................................................................................................................... 3
2.2、自然條件........................................................................................................................................................ 3
三、 本工程沉箱出運(yùn)受力計(jì)算................................................................. 8
四、 沉箱出運(yùn)............................................................................................. 8
4.1、卷揚(yáng)機(jī)選用................................................................................................................................................... 8
4.2、滑輪組計(jì)算................................................................................................................................................... 8
4.3、鋼絲繩計(jì)算................................................................................................................................................... 9
4.4、氣囊計(jì)算....................................................................................................................................................... 9
4.5、沉箱頂升設(shè)計(jì)............................................................................................................................................. 10
4.6、主要設(shè)備配備............................................................................................................................................. 10
4.7、半潛駁搭板................................................................................................................................................. 10
4.8、沉箱出運(yùn)、上駁施工工藝主要流程 ......................................................................................................... 12
4.9、沉箱出運(yùn)施工方法(陸地部分)................................................................................................................. 14
4.10、質(zhì)量保證措施........................................................................................................................................... 15
五、沉箱浮運(yùn)下潛出駁............................................................................. 21
六、沉箱安裝............................................................................................. 26
七、安全措施............................................................................................. 29
八、安全保證體系與環(huán)保措施................................................................. 30
九、附圖..................................................................................................... 33





一 、 工程概況
1.1、設(shè)計(jì)碼頭采用圓筒沉箱重力式結(jié)構(gòu)，碼頭墩式布置，本工程預(yù)制沉箱共31件，
沉箱底部為正八邊形，圓筒直徑13.8m, 高25.5m,單件最大重量 2350t。設(shè)計(jì)如圖1.1示：




圖1.1 沉箱設(shè)計(jì)圖
1.2、 沉箱的出運(yùn)設(shè)計(jì)采用氣囊直接頂升脫模，再使用氣囊出運(yùn)上駁施工工藝。5000
噸級半潛駁靖海號(hào)運(yùn)輸(具體性能參數(shù)詳見附圖1)。
二、 現(xiàn)場自然及施工條件
2.1、半潛駁施工的環(huán)境要求為：
沉箱上駁時(shí)，波高H/? 小于等于0.5米，風(fēng)速小于等于6級；
半潛駁下潛、沉箱出駁時(shí)，波高H/? 小于等于1.0米，風(fēng)速小于等于6級。
沉箱拖運(yùn)安裝施工的環(huán)境要求為：
波高H/? 小于等于1.0米，風(fēng)速小于等于6級。
2.2、自然條件
2.2.1、港口地理位置

XX港位于北部灣北岸，在 XX 港市漁漫島西南端，其東部為企沙半島，西部為XX 半島，
灣口向南敞開，中間被漁漫島分為東西兩個(gè)海灣。西灣為防城河主流入海通道

2、徑流

進(jìn)入防城灣的河流主要是防城河，防城河在針魚嶺附近入灣后分成兩支，主流沿西灣 的牛頭嶺附近南下，另一支經(jīng)暗埠江南下。防城河源于十萬大山，全長約100km, 流域面 積810km2, 屬山區(qū)性河流，水位暴漲暴落，流量隨季節(jié)變化很大。據(jù)上游長歧水文站(距

河口40km 左右)1957～1985 年實(shí)測資料統(tǒng)計(jì)，多年平均流量為32.5m2/s,   最大洪峰流量

為5450m2/s(1967 年8月7日),最小流量為0 . 15m2/s(1980 年4月21日),多年平均年

徑流量為10.6億m3,最大年徑流量為14.2億m(1960 年),最小年徑流量為6.6億m(1976  年)。4～9月洪水季節(jié)徑流量占全年徑流量的75～80%。每年洪水季節(jié)一般有4 次洪峰出 現(xiàn)，其累計(jì)時(shí)間為11～22天，徑流量占4～9月徑流量的21～51%,占全年徑流量的17~

44%。

三、 本工程沉箱出運(yùn)受力計(jì)算

沉箱自重最大約2350t, 氣囊滾動(dòng)時(shí)與地面的摩擦系數(shù)f=0.03 (沙土地的實(shí)驗(yàn)值),

所以沉箱在出運(yùn)過程中：

水平面牽引力F=fG=0.03×2350                  =70.5t

沉箱在出運(yùn)時(shí)一般保持前后高差在△d=20cm   范圍以內(nèi)，即前高后低的狀態(tài)。所以在

出運(yùn)時(shí)還要考慮高差引起的后傾力F1:

F1=G×△d/R=2350                       ×0.2/17.8                      =26.4t

因此：沉箱出運(yùn)時(shí)牽引力F 為：

F=fG+F1=70.5t             +26.4t             =96.9t

四、 沉箱出運(yùn)

4.1、 卷揚(yáng)機(jī)選用

已知：Q=2350t,μ       摩擦系數(shù)=0.03(在壓實(shí)的砂地上，氣囊的滾動(dòng)摩擦系數(shù)接近0.05),

前后高差最大為△d  =20cm, 沉箱拉繩數(shù)量 n=2)

單臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)牽引力F=    (fG        +F1)/n

=    (0.03×2350+2350               ×0.2/17.8)/2              =48.45t

卷揚(yáng)機(jī)牽引力為10t,   配9股滑輪組。

Fg=9Fn=9×10×0.9            =81(t)>48.45(t)(滿足使用要求)

4.2、 滑輪組計(jì)算

依據(jù)卷揚(yáng)機(jī)最大拉力設(shè)計(jì)使用95t 級，2輪滑輪組，現(xiàn)驗(yàn)算其起重力是否足夠。

已知：2F 最大=9×10 =90t<      95t   (滿足使用要求)。

4.3、 鋼絲繩計(jì)算

4.3.1、 沉箱拉繩用φ65mm(6×37)     合成纖維芯鋼絲繩

已知： d=65mm    (公稱直徑) 卷揚(yáng)機(jī)水平牽引力F 牽=48.45t

最小破斷拉力總和為F 破 = 5 0d2=50×65×65        =211.25        t

安全系數(shù)K1=F   破/F率=211.25/48.45 =4.36(倍)  滿足要求。

4.3.2、 卷揚(yáng)機(jī)水平牽引用φ24mm(6×37)     合成纖維芯鋼絲繩

已知： d=24mm    (公稱直徑) 水平牽引F*=48.45/9        =5.38t

最小破斷拉力總和為F 破 = 5 0d2=50×24×24            =28.8t

安全系數(shù)K2=F#/F*=28.8/5.38=5.35                ( 倍 )   滿足要求。

4.4、 氣囊計(jì)算

4.4.1 、2350t    沉箱頂升氣囊選用計(jì)算

采用青島永泰長榮工廠生產(chǎn)的超高壓氣囊φ1m 氣囊進(jìn)行施工。

已知： G=2350t,      沉箱底最長17.8m,  寬度7.37m～17.8m,  依據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要直接

頂升。

依據(jù)構(gòu)件底面尺寸，選用氣囊有效長度為L=16.0m;   設(shè)計(jì)頂升高度h=0.4m;   使用

氣囊數(shù)量n=9  (頂升時(shí)采用9條氣囊、出運(yùn)過程中采用10~11條氣囊);安全系數(shù)K=1.5,

所以：

單條氣囊承載面寬B=π(D-H)/2=3.14×(1-0.4)/2

氣囊受力的總長度： L =121m

總承載面積： S     =LB     =121×0.942=114m2

選用氣囊壓力： P=KG/S=1.5×2350t/114m2=0.3MPa

建議使用0.3 Mpa 超高壓氣囊。

4.4.2、2350t 沉箱出運(yùn)氣囊選用計(jì)算

采用超高壓氣囊φ1m 氣囊進(jìn)行出運(yùn)。

經(jīng)計(jì)算同樣采用頂升時(shí)所用的9條0.3MP 超高壓氣囊