浅谈捆绑式沉箱吊装工艺

浅谈捆绑式沉箱吊装工艺

[摘要] 因施工单位的浮船坞没有按计划到施工现场，工期比较紧张，施工单位采用现有的船机1200吨的起重船采用捆绑式吊装方法，此方法为国内第一次采用，实践证明该方法也是可行的。[关键词] 沉箱沉箱吊装吊装流程

一、工程概况

威海港国际客运中心搬迁工程（码头工程部分）位于威海港新港区杨家湾底，规划新港区ⅱ突堤码头西侧。

本工程是重力式沉箱码头结构，包括建设5个客运滚装泊位，其中3万gt客滚泊位3个（1#泊位～3#泊位）、3万gt客运泊位1个（5#泊位）、2万gt客运泊位1个（4#泊位）。水工建筑物等级为ⅱ级。

本工程水工建筑物主要尺度：水工建筑物包括西南突堤两侧的

1#、2#泊位、东南顺岸的3#泊位、东北侧顺岸的4#、5#泊位。突堤总长度为240m，突堤两侧为2个3万gt客滚泊位，其中突堤西侧为1#泊位，突堤东侧为2#泊位；东南顺岸3#泊位长度为307.75m；港池东北侧顺岸泊位由南向北依次布置一个2万gt和一个3万gt 滚装泊位，其中南端为4#泊位，北端为5#泊位，总长为471m。1#泊位～5#泊位前沿水深均为-9.00m，码头面高程为+4.00m。突堤码头根部1#泊位西侧和5#泊位西北方向各预留一个沉箱和两个沉箱，预留长度分别为14.53m和26.50m。5#泊位码头端部按1：1.5放坡，

采用200～300kg块石护面。

本工程共包括123个沉箱。

二、本次沉箱出运情况

威海港国际客运中心搬迁（工程码头工程部分）共有沉箱123个，本次预制沉箱主要数据详见下表

本次45个沉箱原计划采用浮船坞下水工艺，因施工单位浮船坞在外地施工，暂时不能来到威海，考虑到工期的因素，最后施工单位考虑用1200t起重船吊装本批沉箱下水。因本批沉箱未预留吊孔（关键是吊孔上部未配置吊筋），故不能采用第一批沉箱吊装工艺。最后确定用钢丝绳整体兜住沉箱底部的吊装工艺。

1200t起重船长86m、船宽30.5m、型深5.6m、满载吃水4m，主要起重参数见下表

三、沉箱吊装工艺

本工程沉箱预制场设在客运码头1#泊位向南150m处。沉箱预制场出运码头前沿150m范围内水深-5.0m,完全满足1200t起重船最大吃水要求。该预制场沿码头前沿线方向可利用长度100m，垂直于码头前沿方向可用长度140m，沉箱在预制场的平面布置如下：垂直码头前沿方向布置5排45个沉箱。垂直码头前沿的沉箱采用气囊平移至码头前沿，起重船吊装下水。

垂直码头前沿布置的沉箱采用气囊平移工艺。为气囊平移施工工艺考虑，采用h型钢组成的框架作为预制台座，为防止钢筋陷入砂

层内，气囊平移沉箱时对气囊不利，采用竹胶板上面再铺牛皮纸的方法。

为防止钢丝绳兜底时破坏沉箱底部棱角，需在沉箱底部设8个钢护角；同时为防止钢丝绳磨损沉箱顶部，需在沉箱上部设置钢吊架，改变钢丝绳的受力方向。

1、沉箱钢护角

沉箱钢护角采用厚度20毫米钢板焊接而成，钢护角长宽600毫米，设置8个钢护角。为防止钢护角磨损钢丝绳，在其外部焊接壁厚10毫米的钢管（钢管一分两半，每个钢护角用其一半）护边。

2、吊装钢丝绳

沉箱的吊装采用钢丝绳兜底方式，钢丝绳的选择非常重要。为充分利用现存钢丝绳，拟通过250t和350t卡环连接¢100和¢120钢丝绳的方式兜底吊装。见下示意图

钢丝绳受力验算：d型沉箱重量700吨（包含上部1.2米加高墙）,单根¢120钢丝绳承受拉力700/4=175吨，¢120钢丝绳额定荷载240吨，4根¢120钢丝绳满足吊装要求。

每根¢100钢丝绳额定荷载80吨，两根4股¢100钢丝绳可承受拉力320吨，大于实际拉力175吨，满足吊装要求。

单根¢100钢丝绳长度50米，单根¢120钢丝绳长度30米，钢丝绳挂起重船吊钩处离沉箱底部高度38米。

3、吊装吊架

为避免在吊装过程中对沉箱上部造成损坏，吊装沉箱时，设置钢吊架改变钢丝绳受力方向，吊架采用40＃工字钢焊制而成，平面尺寸8.00×8.0m。吊架离沉箱高度为13.5m，吊钩与吊架的垂直距离约为16.5m。吊架尺寸详见下图

钢吊架起改变钢丝绳受力方向并支撑由此产生的水平挤压力的作用。钢吊架与主钢丝绳间无连接，通过φ32细钢丝绳挂在起重船吊钩上。

4、吊装工艺流程

（1）起重船停靠沉箱预制码头，起重船垂直于码头前沿定位。船艏两缆系在码头上，船尾两缆抛锚固定。

（2）起重工将吊架及ф120钢丝绳安装到位，并将ф100钢丝绳穿过沉箱底部,钢护角固定到ф100钢丝绳上；

（3）起重船吊钩定位于吊架正上方后，起重指挥人员指挥起重船落钩，至ф120钢丝绳琵琶头离地面0.5m左右，起重工将主吊索ф100钢丝绳和ф120钢丝绳通过大卡环连接起来，之后指挥起重船缓慢起钩，并校正钢护角位置，使其正好卡在沉箱棱角上。（4）起重指挥人员指挥起重船继续缓慢起钩使钩头至离地面38m 左右，此时沉箱基本离开地面。

（5）起重指挥人员指挥起重船缓慢起钩至沉箱底部离地面1.0m 左右，向后缓慢向后移船至吊装沉箱离预制场码头前沿5-10m，缓慢落钩使沉箱落于水中1~2m起重船开始向船右侧绞锚至1#泊位前

沿的港池内（港池水深-9.5m），沉箱出运人员上沉箱开阀门向沉箱内灌水调整浮游稳定。

（6）调整好沉箱浮游稳定（a型吃水约9.2m、d型约7.6吃水m），指挥起重船继续落钩，至钢护角触到港池底部，沉箱挂拖轮拖带至存放地点。

（7）起重船起钩绞锚至预制场码头前沿就位进行下一个沉箱出运。

四、施工情况及功效分析

由于本工艺以前国内从没有用过，因此，本方案提出后，受到很多人的质疑，笔者做为监理人员，也是与公司专家多次商讨此方案是否可行。最后，监理单位与施工单位商量后，决定先试验一个，看看效果如何，7月10日，第一个沉箱在大家的关注下顺利下水。7月11日，两个沉箱顺利下水，随着工人对本工艺的熟练，每天正常出运沉箱3个。7月19日，一天出运沉箱4个，到28日，此批45个沉箱全部出运完毕。本次沉箱吊装工艺，经实践证明不仅加快了沉箱的出运速度，同时也减少了施工单位的施工成本，一个沉箱的出运费用比用浮船坞能节省1.4万元。

五、结语

该吊装方案刚提出时，受到很多人的质疑，笔者作为监理人员，如果同意施工单位此方案的话，可能对此方案带来的不利后果要承担一定的责任，因此笔者也是于公司老专家多次商讨，查阅相关资