氣囊搬運沉箱技術(shù)重點難點分析

永泰長榮

結(jié)合碼頭施工經(jīng)驗，對氣囊搬運技術(shù)的相關(guān)問題進(jìn)行分析，重點介紹氣囊技術(shù)參數(shù)選擇、牽引系統(tǒng)控制、平移過程中 的糾偏、不規(guī)則沉箱重心計算和氣囊的助浮問題。

關(guān)鍵詞： 高壓氣裹氣囊平移重心計算助浮

廣東省粵電惠來(靖海)電廠一期工程煤碼頭及港池航道疏溲 工程位于廣東省惠來縣靖海鎮(zhèn)，建設(shè)規(guī)模為7萬噸級(結(jié)構(gòu)為15萬 噸級)泊位一個。煤碼頭單位工程采用9個獨立墩組成重力墩式結(jié) 構(gòu)?？看脚_長208米，碼頭面寬25米?？看詹捎脝渭料渲?3010噸(尺寸為L26.5×B13.5×H20.8米)的鋼筋混凝土矩形沉箱結(jié) 構(gòu)，對于這些大型沉箱的預(yù)制、安裝工藝采用預(yù)制廠預(yù)制、陸上氣囊 托運至臨時碼頭前沿進(jìn)入半潛駁、由半潛駁運至基床進(jìn)行安裝的成 套工藝運用越來越廣泛，因此高壓氣囊搬運技術(shù)在大型沉箱施工中 的應(yīng)用成為現(xiàn)階段成熟施工工藝，從實際施工中總結(jié)出氣囊的技術(shù) 參數(shù)，重點對氣囊的選用和助浮問題進(jìn)行探討。

氣囊搬運大型沉箱技術(shù)參數(shù)選擇

1.氣囊直輕的選擇

隨著大型沉箱的在國內(nèi)重力式碼頭的不斷應(yīng)用，氣囊平移沉箱  的技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。在選擇氣囊作為平移沉箱時，不僅要考慮安  全可靠，同時也要兼顧其經(jīng)濟性。根據(jù)眾多參與沉箱平移的施工單  位的實踐經(jīng)驗，選擇氣囊直徑 D=1000mm  來進(jìn)行沉箱平移出運， 技術(shù)成熟，操作安全性高，成本合適，配套設(shè)施(空氣壓縮機、壓力  表、充氣管、連接件等)市場充足。

2.在不同工作狀態(tài)氣囊高度的選擇

現(xiàn)有預(yù)制沉箱的底模處理方式有兩種；第一種采用底模鋪設(shè)型 鋼或枕木，中間填沖砂，表層鋪一層木板的方式，頂升沉箱時，氣囊 的工作高度建議按40CM 考慮，方便撒除底模型鋼或枕木有足夠空  間，平移沉箱時氣囊的工作高度按30CM計算氣囊的工作壓力，搬 運時沉箱穩(wěn)性高，沉箱重心低，安全性高；另外一種底模采用預(yù)留管 溝槽(一般高度為200MM),  頂升沉箱時氣囊的工作高度建議按 450MM 考慮，平移沉箱時氣囊的工作高度按30CM 計算氣囊的工作 壓力。

3.氣素長度的計算

氣囊長度的選擇是根據(jù)氣囊的承載面長度和氣囊公稱直徑而 定，氣囊的承載面長度與沉箱的底板尺寸有關(guān)，按氣囊在沉箱放置 方向計算長度，同時，應(yīng)考慮氣囊囊頭伸出沉箱部分不宜過長， 一般

伸長長度按略大于氣囊直徑計。

氣囊長度的計算公式為：L=La+2×0.866D

式中L—氣囊總長 (m)L—氣囊承載面長度(m);D—氣襄公稱 直徑(m) 。參見氣囊結(jié)構(gòu)示意圖1

4.單個氣囊承載力計算和出適沉輔所需氣囊數(shù)量

單個承載力計算

公式：Q=PxSx1.03

式 中 Q——單 個

氣囊承載力(kN  );  P—

氣囊內(nèi)壓力 (Mpa  );

S一氣囊承載面積的投

影面積，S=BL(m2);

B一氣囊承載力面

寬度，B=π(D-Hy      2(

m); 參見氣鬻受壓斷面

示意圖2

根據(jù)搬運的沉箱

重量并考慮安全系數(shù)

及氣囊性能，即可計算

出搬運單個沉箱時所

需氣囊數(shù)量。計算公式

如下：N=KG/Q (個)

式中 N—滾動氣囊數(shù)量(個);K一系數(shù)，K=1.2~1.3;G—沉箱重量 (kN);Q—每個氣囊體承載力(kN)。

經(jīng)計算得出搬運沉箱所需氣囊數(shù)量N, 并考慮各氣囊間的合理 凈距(中心距A≤3m;   凈距S≥0.5),  如果沉箱底尺寸小于計算出的 搬運沉箱所需氣囊 N 在滿足氣囊間的合理凈距的條件下排列的需 要長度，則考慮采用合理數(shù)量的超高壓氣囊。另外氣囊數(shù)量與沉箱 底模尺寸有關(guān)，如按計算后氣囊數(shù)量和最小氣囊間凈距超過沉箱底 板的尺寸，要考慮采用適當(dāng)數(shù)量的超高壓氣囊，從而相應(yīng)減少氣囊 總體數(shù)量，使沉箱底尺寸滿足氣囊排列合理凈間距的需要。在具體 計算使用超高壓氣囊的數(shù)量時，計算由于使用超高壓氣囊搬運沉箱造成的搬運費用的增加，在施工成本、安全等多方比較最終選擇 合理使用的超高壓氣囊的數(shù)量。

牽引系統(tǒng)

牽引系統(tǒng)的幸引工作包括正向牽引和反向牽引，正向牽引主要 是沉箱向前移動的動力，為了使沉箱保持平衡和防止沉箱向前移動 過快而造成失穩(wěn)，故需設(shè)置反向牽引系統(tǒng)。

以3000t沉箱為例，牽引系統(tǒng)采用2臺JM-10型卷揚及其相應(yīng) 的滑輪組(n=6), 拉力為2×90×0.82=147.6t能滿足氣囊起步的牽引 F=Nxf=3000×4%=120t的要求(其中摩檁系數(shù)f=3%~5%, 與氣囊的 工作氣壓與地面的硬地化有關(guān)，根據(jù)以前的出運經(jīng)驗本項考慮取值 為4%。牽引速度宜控制在2mwmin內(nèi)，出運時沉箱將正對半潛駁出 運，陸地轉(zhuǎn)堆的牽引系統(tǒng)設(shè)置在陸地。

1.地錯、卷揚機牽引系統(tǒng)

圖3 卷揚機牽引沉箱示意圖