隨著現(xiàn)代港口建設(shè)向深水型大噸位碼頭發(fā)展,重力式碼頭結(jié)構(gòu)的構(gòu)件越來越大,小的數(shù)百噸重至幾千噸。因起重設(shè)備的能力有限,解決大噸位構(gòu)件的出運及吊裝問題,是現(xiàn)代大型深水港口建設(shè)必須解決的技術(shù)問題。1996年在深滬港采用氣囊搬運500t沉箱取得初步成功,隨后在多個工地施工中,采用該工藝出運了大批從500t至3000多t的構(gòu)件,使該工藝更趨成熟。目前,已發(fā)展到采用氣囊搬運工藝,直接將數(shù)千噸的大型構(gòu)件搬運上半潛駁或浮船塢,以便構(gòu)件進行浮游安裝。大型構(gòu)件的出運、安裝不再依賴于大型起重設(shè)備。并且該工藝投資少,操作簡便、安全可靠,具有很好的發(fā)展前景。該工藝獲交通部1998年科學(xué)技術(shù)進步三等獎,并在其后的推廣應(yīng)用中多次獲中港集團、中港第四航務(wù)工程局的科技進步獎
2.工法特點 2.1不需要大型專業(yè)預(yù)制廠和大型起重設(shè)備,就可以對數(shù)百噸至數(shù)千噸的構(gòu)件進行出運或轉(zhuǎn)堆,也可以直接出運上駁,設(shè)備投入簡單,只需幾臺常用的設(shè)備,如卷揚機、空氣壓縮機等及若干條氣囊,工程成本低,工期得以保證。
2.2無需占用較長的碼頭岸線。與采用在已有的碼頭或護岸前沿預(yù)制、大型起重設(shè)備出運或滑道下水的工藝比較,采用氣囊搬運工藝可將施工所占用的水域、岸線減小至最低限度。
2.3氣囊可到專業(yè)生產(chǎn)廠訂購,而且可制成不同長度及不同工作壓力,以適應(yīng)各種規(guī)格構(gòu)件的需要, 氣囊可以修補,使用壽命長。
2.4氣囊作用于構(gòu)件底板及地面的面積大,對構(gòu)件的支撐力小,不易損傷構(gòu)件,對場地要求不高。
2.5操作簡便、安全可靠, 只需對氣囊充氣,頂升重件,開啟牽引系統(tǒng),即可實現(xiàn)沉箱的水平移動。氣囊是柔軟彈性體,其受力變形的緩沖作用保證了構(gòu)件搬運過程的安全。
2.6可以作小角度轉(zhuǎn)向及90°轉(zhuǎn)向,適合各種不規(guī)則的施工場地。
3.適用范圍 3.1適用于沒有大型起重設(shè)備,遠離基地的臨時預(yù)制場進行出運或轉(zhuǎn)堆大型混凝土構(gòu)件。
3.2在沒有大型起重船的情況下,可將大型構(gòu)件直接運上半潛駁或浮船塢,以便構(gòu)件進行浮游安裝。
3.3對于底板面積偏小,如無底大圓筒,需在構(gòu)件底部安放托板或設(shè)置臨時底板,增大與氣囊的接觸面積,以適用本工法。
3.4氣囊搬運重物對場地要求不高,不需設(shè)置混凝土地面,一般的碼頭面,簡易二灰穩(wěn)定路面或經(jīng)壓實處理的砂灘,只要平整無尖銳物均適合。
3.5氣囊搬運場地布置成長條型,具體長度和寬度以構(gòu)件預(yù)制數(shù)量和施工工期而定,場地前面是出運碼頭、滑道、沙灘。水深視工程船舶(起重船、半潛駁或浮船塢)或構(gòu)件吃水深度而定,當場地的坡度在0.5%以上時,必須設(shè)置溜尾系統(tǒng),在后面平衡設(shè)置卷揚機拉住重物,以防重物自動下滑造成傾翻事故。
3.6預(yù)制混凝土構(gòu)件采用活動底模板,底??捎霉ぷ咒摬⑴旁O(shè)置,工字鋼之間距離必須保證能放入氣囊,工字鋼之間填滿砂并密實,底模板離地最小高度不應(yīng)小于0.3m。最大高度不應(yīng)大于0.5m(視構(gòu)件重量與氣囊舉升力而定)。
4.工藝原理 氣囊搬運重物原理類似于滾筒搬運重物的原理,不同的是滾筒是剛性的,工作時作圓周運動,而氣囊是柔性的,工作時呈扁圓形,如坦克的履帶一樣運動。施工時,在需要搬動的構(gòu)件下面,放置若干個無氣的圓柱型膠囊,膠囊充氣后將構(gòu)件頂升,通過卷揚設(shè)備平衡牽引構(gòu)件或托板,氣囊滾動使構(gòu)件水平移動。
5.施工工藝流程及操作要點 5.1施工工藝流程
氣囊出運工藝流程圖如圖5.1所示。
準備工作 → 放入氣囊 → 充氣 → 停止充氣 →取出支撐木→ 開動卷揚機 →
→牽引構(gòu)件 → 存放點就位 → 支墊支撐木 → 放氣 → 取出氣囊
圖5.1 氣囊出運施工工藝流程圖 5.2 操作要點
5.2.1 準備工作
檢查供氣系統(tǒng)和牽引系統(tǒng),清掃出運通道并對場地進行整平,檢查清理構(gòu)件內(nèi)腔積水、底部的尖銳物及邊角有無棱角突出。
5.2.2 放入氣囊
在構(gòu)件底部放入氣囊,注意排列整齊,相互平行,每條氣囊的軸線與移動方向垂直,并在重件底部用紅漆標上支墊線及氣囊行走控制刻度標識。連接供氣管路,連接牽引系統(tǒng)。
5.2.3 充氣
啟動空壓機同時向各個氣囊充氣,充氣速度應(yīng)均勻、緩慢,以免氣囊壓力突然升高。當充氣壓力達到預(yù)定頂升壓力的80%時停止供氣,檢查所有氣囊的壓力是否一致,不一致時可向單個氣囊充氣,使壓力基本一致,然后繼續(xù)充氣,直至構(gòu)件離開支承木。將氣囊的進氣閥關(guān)閉,停止供氣。
5.2.4 拆除支撐物
先在構(gòu)件周邊安放臨時支座,以確保安全,然后由操作人員先拆除支承枕木或其他支撐物,再將臨時支座拆除。
5.2.5 調(diào)整高度
拆除所有的聯(lián)接膠管,打開各個氣囊的排氣閥,進行緩慢放氣。當氣囊高度降至出運高度時,關(guān)閉排氣閥。
5.2.6 牽引出運
在指揮人員的統(tǒng)一指揮下,啟動牽引卷揚機,拉動構(gòu)件緩慢向前移動。當構(gòu)件前面空出1個氣囊的間距時,停止牽引,塞入氣囊,并充氣到預(yù)定壓力后,再重新牽引。當后面移出的氣囊快要離開構(gòu)件時,打開氣閥排氣、并運送到構(gòu)件前面預(yù)定位置備用。重復(fù)以上步驟,直至將構(gòu)件移到預(yù)定位置。
應(yīng)特別注意,前后牽引不能同時受力,當下滑力大于前牽引力時,即構(gòu)件會自動下滑時,前牽引鋼絲繩必須處于松馳狀態(tài),靠后牽引鋼絲繩使構(gòu)件前移。反之,則前牽引受力,后牽引松馳。
5.2.7 就位存放
當構(gòu)件到預(yù)定位置后,停止牽引。在構(gòu)件底部墊上同樣高度的支承枕木,然后所有氣囊同時緩慢排氣,構(gòu)件平穩(wěn)地落在支承枕木上。
5.2.8 取出氣囊
待排氣完畢,拖出氣囊。即可進行下一個構(gòu)件的出運。
5.2.9 轉(zhuǎn)向
1、小角度轉(zhuǎn)向
出運過程中需小角度轉(zhuǎn)向時,通過將前面所塞入的氣囊斜擺一定的角度,適當調(diào)整兩邊的牽引速度及牽引力,即可調(diào)整構(gòu)件的出運方向,注意調(diào)整角度不應(yīng)過大,以防損傷氣囊。
2、90°轉(zhuǎn)向
需90°轉(zhuǎn)向時,可停止出運,在構(gòu)件底部塞上支承枕木,放氣后取出氣囊,從構(gòu)件另一側(cè)重新穿入氣囊,改變牽引方向重新出運即可。
5.2.10 構(gòu)件上駁
構(gòu)件上駁工藝與一般出運工藝一樣,所不同的是前牽引系統(tǒng)設(shè)置在半潛駁或浮船塢上。通過調(diào)整壓艙水量,使甲板與出運碼頭保持水平,構(gòu)件就可以直接出運上駁,見圖5.2.10。
圖5.2.10 氣囊出運沉箱上駁示意圖 注:1 沉箱 2 浮船塢 3 出運碼頭 6.材料與設(shè)備 6.1 氣囊
6.1.1 氣囊的構(gòu)造及規(guī)格
氣囊可到專業(yè)生產(chǎn)廠家選配,其結(jié)構(gòu)如圖6.1.1-1所示,氣囊囊體骨架材料為錦綸簾子布, 敷以橡膠等材料經(jīng)過整體纏繞成型,囊咀為鋁合金鑄體,內(nèi)管絲牙型號為G1"-2",用戶根據(jù)需要選用型號,規(guī)格見表6.1.1,長度可根據(jù)構(gòu)件的底寬任意選擇,通常選用直徑為1.0m的高壓氣囊。
圖6.1.1-1 氣囊結(jié)構(gòu)圖 注:1 囊頭 2 囊體 3 囊嘴 D 氣囊直徑直 Le 囊體長度 L 總長 表6.1.1 氣囊規(guī)格表 | | | 出廠檢驗壓力 (MPa) | | 許用壓力 (MPa) | | | 出廠檢驗壓力 (MPa) | | 許用壓力 (MPa) | |
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