厦门某港区泊位工程施工组织设计(沉箱岸壁重力式结构)

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厦门某港区泊位工程施工组织设计(沉箱岸壁重力式结构)

请船机部将此设备在出运期间备好

100×30×20(cm)

根据现场的量不足进行采购

注:气囊嘴配件(标有“*”号)要有占总数的30%以上作为备用。

JCT2300-2014 人造石加工、装饰与施工质量验收规范注:①钢丝绳的安全系数=钢丝绳的破断拉力÷钢丝绳所承受的最大静拉力

②牵引钢丝绳最大牵引力=2832×0.05(气囊滚动摩擦系数)÷2=70.8(t)

从上表可以看出,沉箱拉绳实际安全系数比规范安全系数偏低,而12t卷扬机配置φ28mm的钢丝绳通过滑轮组来增加拉力,实际安全系数基本符合规范安全系数。

考虑沉箱重达2832t,外观结构为一边前趾,长度方向比短边的大一米,横移时所产生的冲击荷载却对钢丝绳安全性存在隐患,故在移运过程中注意偏位角度,尽量避免采用单台卷扬机牵引,可减少在移运过程钢丝绳破断的不安全性。

综合考虑,本方案卷扬机配用φ28mm(800m×2套)钢丝绳,沉箱拉绳采用φ68mm钢丝绳,安全系数结果(按经验公式计算)为3.01。

在沉箱上驳过程遇阻碍时,沉箱需要反向拖回出运码头停放。此时,F=Qμ=2832t×0.03=84.96t,即牵引力为84.96t,(码头面为砼结构,气囊的滚动摩擦系数取0.03);此外还存在一个沉箱上坡时的下滑力,因坡度为70:1,下滑力近似2832/70=40.46t,因此回岸的总牵引力为125t,小于两台卷扬机总拉力160t,在12t卷扬机额定牵引力范围内。

在砂地上反拉,此时,F=Qμ=2832t×0.05=141.6t,即牵引力为141.6t,(在压实的砂地上,气囊的滚动摩擦系数取0.05);此外还存在一个沉箱上坡时的下滑力,因坡度为90:1,下滑力近似2832/90=31.47t,因此回岸的总牵引力为173t,大于两台卷扬机总拉力160t,在12t卷扬机额定牵引力范围外。所以,非特别必要的情况下,在出运通道避免沉箱的反拉操作。

拟用φ1mL=19m(有效支撑面积为18m)φ1mL=17.60m(有效支撑面积16.60m)出运。

已知:G=2832t,横移采用单排式气囊L(有效支撑面积)18m,纵移采用单条气囊L(有效支撑面积)=16.60m,顶升高度h=0.4m,工作气压P=0.3Mpa=0.3N/mm2

横移承载面积:S1=BL0=0.942×18=16.956m2

纵移承载面积:S2=BL0=0.942×16.60=15.637m2

F横移=S1P=16.956×106×0.3N/mm2=5.09×106N=5.09×103KN

F纵移=S2P=15.637×106×0.3N/mm2=4.69×106N=4.52×103KN

气囊总长度:L横移=GL0/F横移=2832t×9.8KN/t×18m/5.09×103KN

得出气囊横移及纵移时气囊压强值:(见下表)

总计算承载面积(m2)

气囊平均气压值(Mpa)

近似最大不均匀气压值(Mpa)

2.4沉箱出运施工工序说明:

高压水冲出支垫间填砂→清理底模板、木板及现场杂物→检查沉箱底部→横移方向卷扬机、气囊就位→围护横移钢丝绳索→系紧横移方向钢丝绳索→充气顶升→抽出支垫工字钢及木板→打磨沉箱边角→检查底部和各气囊状态并调整气压→横向牵引移动→至纵移通道中部停止移动→支垫纵移方向枕木→放气→抽出横移气囊、解除绳索→穿入纵移方向气囊→(就位纵移方向移动卷扬机)→围护纵移钢丝绳索→系纵移方向牵引钢丝绳→充气顶升→抽出支垫的枕木→纵向牵引移动至码头前沿→支垫枕木→搭接溜尾钢丝绳→浮船坞搭接码头→上船准备工作→系牵引钢丝绳→充气顶升→抽出支垫的枕木→水位符合要求时→牵引上船→上船就位后→支垫枕木→放气→收回所有出运工具

注:由于纵移深度长达260m,平均中途要搭接、解除搭接钢丝绳索6次,故沉箱处于原先小车轨道时,先采用四台移动卷扬机将其纵移出小车轨道,再启用码头前沿卷扬机进行纵移。

气囊的使用:A型沉箱横移采用8条有效支撑面积为18m的超高压气囊进行双排顶升、出运,纵移采用9条有效支撑面积为16.60m的超高压气囊进行单排顶升、出运。完成整个工艺流程至少需要41小时,横移准备工作4小时→横移2.5小时→纵移准备工作3小时→纵移至码头前沿停放约24小时→上船准备工作1.5小时→上船移运过程3小时→回收工具3小时。

2.5沉箱出运施工方法:

2.5.1场地清理及设备检查:

沉箱出运前,必须对其横移及纵移范围内的一切尖利杂物及障碍物进行清理,两侧20米范围内设作业警戒线,无关人员严禁靠近。作业前,对牵引系统中的空压机、卷扬机、钢丝绳、滑轮组、导向轮以及配合机械等,逐项认真检查,进行试运转,关键设备的备用件必须同时做好准备工作;检查气囊是否有破皮、拉线、压扎痕迹等,气囊作业前进行试压,以检查各管件、阀门、压力表是否漏气,读数是否准确;另还要对横移及纵移地牛、卸扣进行检查验收,确定其磨损程度及其正常使用功能是否可靠。以排除一切隐患,确保每次出运的顺利进行。

在沉箱横移及纵移的一切场地清理工作和设备调试工作完成后,应按以下步骤进行沉箱出运工作:

2)接着用卷扬机将气囊拖进沉箱下支承工字钢之间中央就位,每个气囊的轴线与位移方向垂直,露出沉箱两侧边的长度相等,气囊拖进沉箱底部时要顺直,不得斜拖。

3)现场指挥人员检查各气囊就位准确后,指令连接空气压缩机与气囊之间的气管连接,然后对通气管道进行检查,确认无误后,由沉箱中间向两侧,对气囊进行充气,充气时注意各气囊应均匀、缓慢(由各阀门控制),当充气压力达到沉箱预定顶升压力的80%时,暂停充气,检查并调整气囊的压力值,使各气囊的压力基本一致,再继续充气,直到将沉箱底面完全脱离支承工字钢约5cm时,确定沉箱完全由气囊支撑后,才将各气囊的气阀关闭,停止供气。

4)气囊顶升沉箱离开支承型钢后,用卷扬机把支承型钢拖出来,注意拖动工字钢过程中,严禁斜拉,以防刮伤气囊,拖支过程中派专人观察各气囊气压读数,发现异常,应立即采取措施解决,支承工字钢完全离开沉箱底部后,对沉箱底部应再次检查有无棱角突出部位,检查无误后方可进入沉箱横移的最后准备阶段。拉沉箱用的各种工具,如:钢丝绳、滑轮组等工具应马上配备完毕,注意钢丝绳应套在沉箱底向上约1.2米的位置上,钢丝绳与沉箱四边棱角处应用橡胶垫或枕木隔开,调整好钢丝绳两端头受力长度应相等,再连接牵引装置,最后才拆除供气边接管。顶升初期,应分多次加压,直至设计值,每次必须停几分钟,以观察气囊、沉箱、各分配压力表、气管、及地基的情况,直到沉箱被顶离底模。

1) 四台横移卷扬机就位。

2)为降低沉箱出运过程中气囊的压力及降低沉箱悬空高度,必须打开各气囊的排气阀缓慢放气,将沉箱离地面高度降至30cm左右时,方可关闭排气阀,检查与调整各气囊的压力基本一致。

3)现场指挥检查各项准备工作无误后,下令启动卷扬机拉紧牵引钢丝绳,沉箱处于位移临界状态时,暂停牵引,再行检查钢丝绳张紧程度,各滑轮组、导向轮等的转动是否灵活,气囊及沉箱的稳定情况,一切处于正常状态时,指挥方可下令移运工作开始。

4)移支过程中必须注意如下事项:移运速度控制在2m/min以内;气囊更换过程中,必须注意滚出来的气囊在出来前就要把压力降为原先的60%左右,使其安全分离,否则气囊弹击会发生伤人现象。

5)如果沉箱在出运过程中方位偏离轴线,必须停止牵引,把新放入的气囊斜摆一小角度,再按牵引步骤牵引,直至纠偏为止。但不可过急,以防走“之”字形;当沉箱拖前约50cm时,至达预先放置好的气囊位置时,应减缓牵引速度,视沉箱进入气囊的位置再行将气囊充气至预定压力,方可继续牵引;注意每条气囊摆放位置,保证沉箱到达出运通道中间转向位置时,各个气囊平行,并有50cm的间距。

7)沉箱至纵移通道中间位置时停止牵引,调节气囊气压,为使沉箱离地面高度约45cm,在沉箱底周边气囊间隙支垫20mm×30mm×100mm的枕木,(枕木抗压强度大于10Mpa,。支垫放妥后,气囊缓慢排气至沉箱平稳落在支垫的枕木上,暂停排气,注意观察地面有无明显沉降后才快速放气,抽出横移气囊,进入气囊纵向移运准备工作。

1)四台纵移卷扬机就位。

2)检查沉箱在临时支垫座稳后,在临时支垫的间隙放进纵向移运气囊,用装载机将气囊拖进沉箱下,气囊充气,然后拆除临时支垫(具体方法同上)。

拆除临时支垫后,气囊放气至沉箱拖移高度,各项准备工作完成后,

当沉箱移至出运通道斜坡段时,保持溜尾钢丝绳与牵引钢丝绳基本同

步,确保沉箱平稳移动。

5)沉箱前进方向的两个角点标高不宜过分高于后面两个角点标高,避免

沉箱重心后坠,导致最后第三条气囊受力过大,产生不安全因素。

6)更换钢丝绳次数计算

已知,卷扬机卷筒钢丝绳长700m,卷筒留绳及卷扬机与滑轮组长度约50m,出运通道长280m,地牛距码头前沿分别为:75m,150m,225m,300m。

则,更换一次溜尾钢丝绳长度为:

由于纵移深度较长,故沉箱在原小车通道内,也即在150m地牛前,纵移采用四台移动卷扬机进行。

2.6.2出运及上船时间选择:

1)为防止2832t级沉箱在出运通道或码头前沿存放较长时间,导致地基下沉出现出运困难及影响通道正常出运作业,应紧密按照进度计划的作业原则,有计划地出运沉箱。

2)沉箱移运上船48小时内,且潮水适宜出运上船作业时,才从预制点进行横移及纵移出运作业。

3)沉箱上船当天,潮水够搭接出运码头前2小时,沉箱必须纵移至码头前沿存放。

4)浮船坞搭接当天,潮高超过4.6m以上的时间最少必须有三个小时。

5)出运上船工作时,必须选在风浪不超过1.5m,风力不得超过六级(包括六级)的时间段内,否则应另选作业时间。

6)夜间作业时,特别是沉箱上船作业时,必须有足够灯光照明,且沉箱最好在白天纵移至码头前沿。

2.6.3出运码头前沿港池基础处理

1)针对华南号浮船坞的船机性能,考虑采用气囊上船的施工工艺,故不考虑设置基梁,采用调节各仓压载水的方式控制船体平衡。

2.6.4沉箱上驳操作说明

如下图,浮坞前部左右利用码头上系缆环系两条缆,以操控船头左右移动齐码头前沿,前部用一条缆带码头上的地牛,以控制浮坞顶紧码头,船尾左右抛两门锚。

浮坞后部设两台12t卷扬机通过滑轮组联接定80t、8倍率滑轮组及动滑轮组,可提供80t拉力。

沉箱用气囊形式出运,岸上尽量将沉箱移到码头前沿,并使沉箱中线与出运通道一致(横向偏移不得超过50cm)。浮坞搭接后,将沉箱上钢丝绳扣头接到浮坞上

动滑轮组,用船上两台12t卷扬机牵拉沉箱上驳,移动程序如同岸上出运(如下图)。注意沉箱应沿浮坞中线移动,进入装载区域就位时横向偏移不得超过50cm。

为确保安全,在沉箱后部用岸上两台溜尾卷扬机,当船上卷扬机有故障时,可将沉箱反拉上岸。

上驳过程桥梁岩溶桩基、承台开挖施工方案,浮坞同时将压载水排空。

沉箱移到浮坞装载区就位后,垫入枕木,气囊放气,枕木要均匀排放,气囊间所有间隙都要放入枕木,枕木规格:30×20×100(cm)。定位后要将所有枕木用马钉钉起来并用钢丝绳串起,以免下潜安装时遗失。

2.6.5浮船坞搭接水位为3.20m,沉箱上船水位为3.40m,离开码头水位为5.20m;

2.6.6本工程采用专用重型沉箱上驳码头,搭接部分码头采用I25工字钢及δ30mm钢板接高,钢板面标高为+4.82m、长20m。搭接时浮坞的首部搁置在钢板上,浮坞的甲板面与码头面高差为370mm,须按前述要求采用砂包堆叠,码头与甲板面铺14mm钢板,其总长度为16m,宽为1.5m。

2.6.7沉箱距码头前沿4m,沉箱移动速度大约为16m/h,预计沉箱上驳总时间约为3小时。

2.6.8要进行上驳操作要求当日最大潮水大于5.2m,进入搭接潮水为3.20m,从进入到最高潮时间要大于4小时。

2.6.9当沉箱上船出现船艉下沉时,牵引系统应暂停牵引,通知船长及时抽出船艉压载水,调节驳船浮态,使用船板与码头面相平后安丘市20m跨后张预应力混凝土梁施工方案1,再继续向前牵引。

2.6.10沉箱由码头前沿至整体上船过程中,船上操作人员要跟踪检查并调节压载水,使用船体无斜倾并保持船艉与码头面保持水平。

2.6.11沉箱上驳移至浮船坞甲板上预定的沉箱搁置位置后,停止牵引,在气囊间所有间隙都要铺设满支垫枕木,枕木垫平,然后同时打开各气囊排气阀缓慢放气,使用沉箱平稳搁置在支垫上(支垫方式同《转换气囊枕木支垫图》),全部放气,抽出气囊,解除沉箱牵引装置。调节压载水,使用船身保持正常状态。

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