氣囊出運(yùn)千噸沉箱工藝要點(diǎn)

永泰長(zhǎng)榮

介紹氣囊出運(yùn)千噸沉箱工藝的主要技術(shù)要點(diǎn)

關(guān)鍵詞：氣囊出運(yùn)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(yùn)總重量近千噸，兩種規(guī)格的沉箱均在我局漳洲港預(yù) 制場(chǎng)預(yù)制(預(yù)制場(chǎng)布置見圖1),并采用氣囊出運(yùn)工藝。通過橫移，縱移至碼頭前沿出 運(yùn)，最后上3000t半潛駁，供潛浮安裝。

2  出運(yùn)工藝選擇

沉箱陸上出運(yùn)方式很多，可以讓沉箱沿岸預(yù)制，用千噸級(jí)起重船吊運(yùn)上駁船至現(xiàn)場(chǎng) 安裝；也可以選擇臺(tái)車式工藝，用下滑道方式入水浮運(yùn)至安裝地點(diǎn)。前者因起重船及現(xiàn) 場(chǎng)條件限制無(wú)法實(shí)施，后者因水域條件與造價(jià)高昂而無(wú)法推行。我們亦曾考慮用門吊出 運(yùn)或軌道加千斤頂頂推工藝出運(yùn)，最后皆因造價(jià)高而放棄，最終選擇我局成熟的氣囊出 運(yùn)工藝。

3 技術(shù)要點(diǎn)

由于沉箱近千噸，海滄1#沉箱高達(dá)18 .7m,   而底面僅為11.8m×10.45m,  因此氣 囊出運(yùn)過程中，無(wú)論從沉箱穩(wěn)定性還是氣囊氣壓值大小的控制，都是國(guó)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(yùn)的難度。

3.1  計(jì)算氣囊氣壓最大值

首先我們選擇國(guó)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(duì)海滄1#沉箱橫移進(jìn)行氣壓值計(jì)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(wú)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(jìn)行出運(yùn)典型施工。沉箱底模由6排工字鋼支承，高度為 270mm,  中間5個(gè)間隔分別填砂及用水充實(shí)，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(shí)，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(shí)調(diào)整氣囊 氣壓值。如何準(zhǔn)確計(jì)算氣囊最大氣壓值?則成為典型施工的第一難點(diǎn)。

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(shí)，各條氣囊的支承力應(yīng)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(jì)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(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)量，可以證實(shí)各氣囊氣壓值成線性關(guān)系。由于氣囊運(yùn)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(gè)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(gè)偏心 矩；下坡時(shí)，因坡度關(guān)系，還出現(xiàn)一個(gè)下滑力矩；這些力矩皆可以納人方程組中進(jìn)行運(yùn) 算。最后需要進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算結(jié)果與計(jì)算結(jié)果一致才算計(jì)算完畢。

3.2  沉箱出運(yùn)中，出現(xiàn)大偏心矩時(shí)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(dá)319t·m,如果按常規(guī)氣囊成左右對(duì)稱擺放(如圖3所示),將無(wú)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

圖3 18-2#沉箱縱移氣責(zé)擺放狀態(tài)圖  單位：m