氣囊工藝的應(yīng)用

1、氣囊工藝的應(yīng)用氣囊工藝的應(yīng)用摘要：以唐山港曹妃甸港區(qū)通用碼頭北段匚程沉箱預(yù)制為例，介紹2000t以上大型沉箱利用高壓氣囊的滾動(dòng)方式在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行拖運(yùn)的工藝。關(guān)鍵字：沉箱氣囊出運(yùn)1 .工程概況唐山港曹妃甸港區(qū)通用碼頭北段工程位于河北省唐山市灤南縣境內(nèi)曹妃甸，采用沉箱重力式結(jié)構(gòu)。本工程沉箱共計(jì)36個(gè)。A型沉箱16個(gè)，B型16個(gè)，C型2個(gè)，異型沉箱2個(gè)。A、B、C沉箱外型尺寸為：長18.95m、寬14.13m、高21.3m,內(nèi)有12個(gè)隔艙，分別：前后倉為4X4.5m8個(gè)，中倉4X3.93m4個(gè)；箱底為65cm厚，前趾均為1.3m。沉箱前墻頂口4.2m以下部分厚為40cm,以上為60cm：側(cè)墻、后墻為

2、35cm,橫隔墻為30cm、縱隔墻為25cm=沉箱預(yù)制分段澆注，A、B、C型沉箱各分6段，前五段采用C30混凝土，第六段采用C35F350混凝土澆注?？障渲?675t。沉箱陸上出運(yùn)采用氣囊工藝。2 .預(yù)制廠設(shè)置預(yù)制廠為秦皇島港航預(yù)制廠，擁有東西兩條預(yù)制平臺(tái)，每線各有6個(gè)臺(tái)座，共有12個(gè)臺(tái)座。平臺(tái)的承教能力為30003平臺(tái)的頂面標(biāo)高為+2.60m。碼頭前沿水深-3.0m,碼頭總寬80m,為重力式方塊碼頭，其中半潛駁坐底基礎(chǔ)長56m,寬57.2m；東西兩側(cè)距坐底設(shè)施4.5m處各布置25t系船柱1個(gè)。1 / 12氣囊工藝的應(yīng)用臺(tái)座平面布置圖3.氣囊拖運(yùn)原理及主要設(shè)備的配備3.1氣拖運(yùn)原4 / 12氣

3、蠹滾筒拖運(yùn)沉箱的工作原理與滾筒拖運(yùn)重物的工作原理基本柜同。在沉箱底部與地面之間墊若干個(gè)氣囊并充氣頂起沉箱，再通過外力牽引沉箱使氣囊滾動(dòng)，從而帶動(dòng)沉箱移動(dòng)。與傳統(tǒng)滾筒匕喉，氣囊在沉箱重量作用下可以產(chǎn)生較大變形。增加氣囊與地面的接觸面積，使單位面積的壓力減少，且受力均勻，對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性強(qiáng)。3.2氣的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)321結(jié)構(gòu)形式氣囊為長圓柱形，由橡膠和錦綸簾子布分3層構(gòu)成。內(nèi)外層均為橡膠層，中間是錦綸簾子布層。322特點(diǎn)(1)氣囊是以獨(dú)特的整體纏繞工藝成型，其囊壁無接縫。各向強(qiáng)度均衡，因此增加了抗爆裂強(qiáng)度和抗沖擊疲勞次數(shù)；(2)因其利用壓縮空氣作為緩沖介質(zhì)，具有柔軟的避壓效果，吸收沖擊能量大，作用于搬運(yùn)

4、物應(yīng)力低，且耐沖擊性能優(yōu)異。3.3氣囊的選定3.3.1 氣壓按下列公式計(jì)算確定：P=2Q/NttL(D-H)(1)式中D-一氣囊直徑(m);H一氣囊高度(m);L氣囊有效承壓長度(m);N一氣囊個(gè)數(shù);Q-拖運(yùn)沉箱重量(kN13.3.2 氣曩選型頂升氣囊規(guī)格：O1.2xl9M額定工作壓力：0.7Mpa滾動(dòng)氣囊規(guī)格：LOxl4M額定工作壓力：0.4Mpa3.3.3 氣霎校核名稱規(guī)格(m)氣囊高度 (m)沉箱重XT)頂升氣囊 1.2x190.552675滾動(dòng) 氣囊(P1.0xl40.402675數(shù)量 (條)實(shí)際計(jì)算工作 壓強(qiáng)(Mpa )額XE工作 壓強(qiáng) (Mpa )安全 系數(shù)30.460.71.51

5、00.200.42.04、施工工藝4.1主要施工工藝流程氣寰工藝的應(yīng)用由玷護(hù)二02c-5 / 12氣囊工藝的應(yīng)用可進(jìn)行拖運(yùn)準(zhǔn)備工作，此階段主要工作是：對(duì)施工人員進(jìn)行拖運(yùn)技術(shù)和安全交底。設(shè)置沉箱標(biāo)識(shí)及水尺、安裝進(jìn)水孔法蘭及安放封倉板。對(duì)沉箱的外形尺寸、表面缺陷、頂口平整度、吊環(huán)、內(nèi)外墻體、大頭螺母孔封堵和過水孔、穿墻孔、前墻進(jìn)水孔的情況進(jìn)行嚴(yán)格檢查驗(yàn)收，進(jìn)水截門在安裝前必須經(jīng)過打壓試驗(yàn)檢驗(yàn)合格，并做好記錄。沉箱漏水、滲水及串水檢查：為避免沉箱在起浮過程中漏水、滲水和串水等現(xiàn)象，對(duì)沉箱內(nèi)外墻體進(jìn)行全面觀察檢查，重點(diǎn)檢查混凝土接茬縫、裂縫（如果有）和明顯不密實(shí)等處，發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)在沉箱上駁前處理完畢，

6、以確保沉箱出運(yùn)安全?？崩L沉箱重心平面位置：頂升平移前，需勘繪沉箱重心的平面位置，標(biāo)示于沉箱底板的邊緣，以確?？刂瞥料渲匦暮妥诐擇g重心重合。進(jìn)行場(chǎng)地清理：清理拖運(yùn)通道面的雜物。尤其要徹底清除尖銳硬雜物。沉箱出運(yùn)前的設(shè)備檢查：頂升平移前，應(yīng)對(duì)氣囊、塔吊、索具等進(jìn)行全面檢查，確保完好且無障礙物，以保證安全。要注意控制行進(jìn)速度，設(shè)專人跟蹤檢查氣囊及卷揚(yáng)設(shè)備運(yùn)行盾況。9(2)頂升氣霎就位。此階段主要工作是:拆除地胎膜。清理沉箱底部雜物，尤其要徹底清除尖銳硬雜物。復(fù)檢拖運(yùn)通道的清理情況。氣囊的布置：根據(jù)沉箱形狀及重心位置，采用單排氣囊排列，這樣有利于沉箱的穩(wěn)定，防止側(cè)傾；接應(yīng)氣囊亦作相應(yīng)排列。在頂升氣囊

7、頂升沉箱過程中,由于氣囊在沉箱底分布不均勻,故增加輔助頂升氣囊來調(diào)節(jié)氣囊自身壓力，使沉箱達(dá)到平衡，保證沉箱平穩(wěn)、安全的起升。(3)充氣頂升，要求如下:檢查充氣連接系統(tǒng)，確保工作正常?？諌簷C(jī)應(yīng)安裝調(diào)壓閥，以便控制使用壓力，不得超過額定壓力。啟動(dòng)空壓機(jī)，依次向各個(gè)氣囊充氣，當(dāng)氣囊壓力達(dá)到0.25Mpa時(shí)，氣囊頂力達(dá)到臨界平衡狀態(tài)，停止充氣。檢查所有的氣囊壓力是否一致，不一致時(shí)可單個(gè)氣囊充氣，使壓力基本一致，然后繼續(xù)充氣,直到沉箱平穩(wěn)離開平臺(tái)3040cm時(shí)將各氣囊的氣閥關(guān)閉停止供氣。充氣時(shí)仔細(xì)觀察氣壓 表，盡量使氣囊中氣壓 相等，盡量避免氣囊長 度方向產(chǎn)生扭曲，保證 沉箱平穩(wěn)起升。頂升氣囊充氣頂升I

8、沁咨總盧I I I I I I I I I I I I I I I I I I I!觸此井嘴I!平移氣橐平面布置圖當(dāng)氣囊起升30cm時(shí)，放置墊墩并將氣囊放氣，氣囊放氣時(shí)要均勻操作，使沉箱平穩(wěn)落在墊墩上。(4)氣囊平移沉箱，要求如下：氣囊充氣前注意安裝沉箱護(hù)角并將兩端鋼絲繩處于緊張狀態(tài)，設(shè)專人嚴(yán)格檢查在沉箱行走范圍內(nèi)無尖銳物，防止氣囊被扎破引起沉箱傾斜。18g沉箱行走前測(cè)量四角高度，使后沿高度彳氐于前沿5cm-10cm,即前沿高度為40cm,后沿高度為35cm40cm。墊墩數(shù)量及分布：鋼墊墩尺寸為600mmx320mmx300mm,每兩條行走氣囊之間可塞入一個(gè)墊墩，確保塞入沉箱下的墊墩數(shù)量在50

9、塊，預(yù)留出穿行走氣囊的足夠空間。沉箱行走過程中，必須根據(jù)沉箱行走快慢，鋼絲繩緊張程度適當(dāng)調(diào)節(jié)氣囊氣壓，保持(調(diào)整)沉箱前后端高差5cm10cm。沉箱移運(yùn)方向前設(shè)兩部卷揚(yáng)機(jī)牽引，左右各TB,可通過調(diào)整氣囊氣壓來達(dá)到沉箱啟動(dòng)時(shí)牽引力減小和制動(dòng)的要求。前端氣囊氣壓減小，沉箱前傾，牽引力就小，反之亦然；移運(yùn)中減小氣壓，即可增加滾動(dòng)阻力，實(shí)現(xiàn)減速；在沉箱前擺放充氣的氣囊達(dá)到制動(dòng)的目的。啟動(dòng)前方卷揚(yáng)機(jī)牽引拉動(dòng)沉箱，使氣囊平穩(wěn)滾動(dòng)。循環(huán)以上步驟。直至沉箱移到轉(zhuǎn)換平臺(tái)位置，停止?fàn)恳?。在沉箱底墊上墊墩，打開氣閥讓沉箱平穩(wěn)降落在支墊上，抽出氣囊。氣霎拖運(yùn)即告結(jié)束。需要注意的是：拖運(yùn)時(shí)氣囊排列要整齊，互相平行，當(dāng)發(fā)

10、現(xiàn)走偏時(shí)要及時(shí)糾偏，方法是調(diào)整兩側(cè)卷揚(yáng)機(jī)的牽引速度和先后啟動(dòng)順序;調(diào)整氣囊擺放角度；圍纜圈數(shù)必須在三圈以上以保證沉箱護(hù)角不下滑。滾動(dòng)氣囊葷引沉箱(5)沉箱上駁前準(zhǔn)備工作。此階段工作如下：千斤頂高壓油泵及臺(tái)車就位，并進(jìn)行全面檢查，確保完好，以保證女壬。半潛駁坐底駐位區(qū)域，測(cè)量坐底潛駁四角高程，確保半潛駁軌道與縱移軌道在一直線上。用鋼軌連接轉(zhuǎn)換平臺(tái)和半潛駁間的軌道，并固定牢固。鋼軌連接轉(zhuǎn)換平臺(tái)和半潛駁(6)沉箱上駁。此階段工作如下:當(dāng)沉箱行走至轉(zhuǎn)換平臺(tái)時(shí)，上駁工藝由氣囊轉(zhuǎn)換為臺(tái)車。在地溝放置千斤頂，利用千斤頂將沉箱頂起。撤出墊墩，裝載機(jī)牽引臺(tái)車至沉箱底部就位，就位完畢后千斤頂回落使沉箱平穩(wěn)的坐落在

11、臺(tái)車上。啟動(dòng)步行式液壓頂推裝置頂推臺(tái)車，沉箱上坐底半潛駁。各施工負(fù)責(zé)人配合，服從現(xiàn)場(chǎng)總指揮指令。沉箱上駁過程中，應(yīng)根據(jù)船舶的實(shí)際情況調(diào)節(jié)沉箱上船速度。沉箱到達(dá)指定位置后，在船用臺(tái)車軌道上設(shè)置限位器，固定臺(tái)車，防止沉箱及臺(tái)車在潛駁下潛出運(yùn)過程中移動(dòng)。頂推裝置頂推臺(tái)車5、經(jīng)瞼及工作總結(jié)5.1沉箱預(yù)制臺(tái)座工藝大致有以下兩種工藝：一為傳統(tǒng)的千斤頂頂升，軌道臺(tái)車移動(dòng)沉箱出運(yùn)下水工藝；二為利用氣囊頂升、平移工藝。兩者之間的差異如下：.1.1傳統(tǒng)工藝在我國北方比較多，而且工藝比較成熟。沉箱預(yù)制臺(tái)座、頂升、軌道、臺(tái)車這一整套工藝造價(jià)較大。在市場(chǎng)競爭匕瞰激烈的情況下，單為一項(xiàng)工程投資這么大的預(yù)制場(chǎng)，競爭力將大為

12、下降,而且這種形式預(yù)制場(chǎng)一般占地面積比較大。由于一般沉箱重量都在1500t以上,對(duì)地基承載能力要求高,為滿足較高的集中承載力,預(yù)制場(chǎng)的建設(shè)成本主要集中在了地基處理方面，造成了極不合理的投資，投資利用率低。5.1.2 利用氣囊拖運(yùn)沉箱為近幾年興起的施工工藝，在南方港口使用較多，一方面可以省去陸上大型起重機(jī)械設(shè)備，解決了傳統(tǒng)工藝中設(shè)置軌道梁、鋼軌、平移臺(tái)車等沉箱出運(yùn)的復(fù)雜工藝；另一方面氣曩拖運(yùn)對(duì)地基承載力要求低，場(chǎng)地適應(yīng)性強(qiáng)，行走靈活方便可進(jìn)行橫移、縱移、曲線移動(dòng),無須固定的行走軌道，降低了施工成本，有利于市場(chǎng)競爭。但此種工藝為新型施工工藝，氣霎價(jià)格相對(duì)較高，安全性亦較差。5.1.3 總之，沉箱的預(yù)制及下水工藝取決于水深條件、預(yù)制場(chǎng)地質(zhì)條件及現(xiàn)有設(shè)備條件等諸多因素。要經(jīng)多方案經(jīng)濟(jì)、技術(shù)匕破后求得最佳方案。在打破