气囊出运沉箱技术的工程实践应用

沉 箱 的 重量 为 ２２１ ｔ ， ８ ，底部 尺 寸为 １ ．ｍ Ｘ １ ．ｍ ， ８７ ４ ３
出运时采 用左右 两排布置其布置见 图 ２ 。气囊数量选取方法 ：
（ ） 为 了减 小 沉 箱 单 位 面 积 的 载 荷 和 减 小 气 囊 承 受 压 １
力 ，在 允许的情 况下应尽量多使用气囊 。 （ ）构件在运行过程 中高度不能太高 （ ２ 不安全 ） ，也不 能太低 （ 易损坏气囊 ） 容 ，一 般常 用 Ｈ＝ ．５ ０ ４ ｍ，那么气囊的
２ 牵 引 和后 溜布 置 ．
本工程沉箱出运过程共 由 ６台卷 扬机组成牵 引和后溜系 统 来 完 成 ，其 中 陆上 有 ４ 台 ，规 格 为 １ ｔ ５ ，绳 速 均 为
收 稿 日期 ：２ １ — ２ ２ ０ ２０ ～ １
作者简介：王 向国 （ ９ ９ ） １ ７ 一 ，男，吉林人 ，中交四航 局三公 司工程师 ，主要从事港 口航道施工工作。
施 工 成 木 目的 。
沉 箱 顶 升 前 ，将 沉 箱 的牵 引和 溜 尾 钢 丝 绳通 过滑 轮 组 与 卷 扬 机 连 接好 ， 动 卷 扬 机 使 各钢 丝 绳 处于 紧张 不受 力 状 态 。 启
３ 沉 箱 前 移 ．
另 外 ，气 囊 出运 大 型 沉 箱 技 术 在 我 国 港 口码 头 建 设 中 尚 没 有 完 全 成 熟 和 普 遍 运 用 ， 因此 ，采 用该 方 案 进行 沉箱 出 运 时 ，应 首 先 进 行 典 型 施 工 ，测 算 典 型 施 工 成木 和 掌 握 有 关 重 要参 数 ，以及 时 调 整 大 沉箱 出 运 有 关参 数和 采 取 必 要 的措 施 ，
ｒｄ９３ ｉ ．６，ｎ 取 ９， 即左 右 两 边 各 放 ９ 条 气 囊 。此 时
Ｃ ＝１． ０ｌｍ 。
②横 向向移动
２ ＋ （ Ｈ） ＋ （ 一 ） ａ １ ．ｍ Ｃ ｎ Ｂ＋ ｎ １ ≤ ４３
ｎ （ ． ６ ＋ ． ５ ＋ （ 一 ） Ｘ０ ６ １ ． ｍ ０８ ３ ０４ ） ｎ １ ． ≤ ２９
本工程采 用专用码头出运沉箱上船坞 ，码头搭接面标高 ２０ ｍ 。 ．４ 搭接处采 用 Ｐ ３钢轨 ， ２ ｍ， ４ 长 ６ 钢轨面标高 ０ ８ ， ．ｍ
码头结构详见图 ｌ 。搭 接 时 浮 坞 的艏 部搁 置 在 钢 轨 上 ，浮 坞 的 甲板 面 与码 头面 平 ，码 头 与 浮 坞 间 铺 厚 ２ ｍｍ 搭 接 钢 板 ， ０ 其 总 长度 为 ２ ｍ ，宽 ０ ５ 。 ６ ．ｍ
头 搭 接 钢 轨 ，船 坞 中心 线 对 准 上 坞 沉 箱 的 中 心 ，开 始 加 水 压 载 ，保 持 搭 接 板 自由地 搁 置 在 钢 轨 上 。
６ 沉 箱 上 坞 ．
沉箱横 向移动时 ，沉箱底部布置 ７排气 囊 ，在前进半个 气囊宽度 时，前后气囊均不受力考虑。因此只考虑 ５排气囊 工作 ，每个气囊 的工作长度为 ７ ５ ．ｍ。
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将 气 囊 摆 放 一 个 偏 角 ，使 后 摆 的气 囊 滚 动 时 带 着 沉箱 往 正 位
渐 渐 偏移 ，偏 角不 宜超 过 ３ 。 。
５ 船 坞 就 位 ．
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ｎ≤７０ ．５，ｎ 取 ７，即左 右两边各放 ７ 条气 囊 。此 时
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Ｃ＝ ７３ 。 Ｏ． ｍ
４ 气 囊 压 力 计 算 ．
由于 沉 箱 底 模 高 度 为 ３ ｃ ，在 横 移 更换 气 囊 时 ， 垫 的 ２ｍ
枕 木是 ４ ｃ ０ ｍ，因此 出运时气 囊工作高 度选择 ４ ｃ 。 ５ｍ （ ）纵 向移动气囊压力计算 １ Ｈ为气囊受压后高度即工作 高度 ，承载 面宽 ：
第１ ２卷 第 ４期
２０１ 笠 ２
中 国
水
运
Ｖｏ１ ２ ．１
Ａｐｒｉｌ
Ｎ ４ ｏ． ２０１ ２
４月
Ｏｈｉ ｎａ Ｗａｔ Ｔｒ ｎｓ ｏｒ ｅｒ ａ ｐ ｔ
气囊 出运沉 箱技术 的工程 实践应用
王向 国
（中交 四航 局 三 公 司 ，广 东 湛江 ５４ ０ ） ２ ０ ９
Ｂ （ ７ ＝ Ｄ一Ｈ） ／ ＝ ．６ ｍ ｒ ２ ｏ８ ３ 图 １ 出运码 头构 造 示意 图
沉箱纵向移 动时 ，沉箱底部布置 ９排气囊 ，在前进半个 气囊宽度时 ，前后气囊均 不受力考虑 。因此只考虑 ７排气囊 工作 ，每个气囊 的工作长度为 ６ ｍ。 气囊与沉箱 的总接触长度 ：Ｌ ７ｘ２ｘ６ ８ ｍ ＝ ＝ ４
求 ，那么气囊使 用数量就越少越好 ，为 了在 两端 及两个气囊
之 间能 垫 一 排 宽 ３ ｃ 支 垫 木 ， 囊 与 沉箱 两端 能 满 铺 枕 木 ， ０ｍ 气
所以气囊之 间净 距 ａ ０ ６ ，气 囊与 两端 间距 ＣＩ０７ ＝ ．ｍ ＞ ．ｍ。
根 据 以 上 条 件 ，设每 边 气 囊 数 为 ｎ，则 有 ： 二 、 出运 前准 备
位 一 气 囊 充 气 一 抽 出 支 垫枕 木 一 检 查 、 调 整 、 清 理 一 出运 到
沉 箱 到达 船 坞 中心 位 置 后 ，采 用 ２０ ×０３ ×０２ ．ｍ ．ｍ ．ｍ
的枕木 两层支 垫 ，支垫采用两步 ：首先 ，在气囊空档处 用枕
木 垫 满 底 座 ， 再将 沉箱 最 后 面 的 气 囊 放 气 ，抽 出气 囊 ，增 加 支 垫 再 次 垫满 底座 ，全 部 气 囊 放 气 ，将 沉 箱 坐 落 在 枕 木 上 ， 解 除 牵 引后 溜 系 统 。
进 行 控 制 ，直 到 沉 箱 到 达 船 坞 中心 处 ，沉 箱 位 置 偏 差 其 偏 差 前 后 不 超 过 ２ ，左 右 不 超 过 ｌ 。 ｍ ｍ
７ 沉 箱 支 垫 ．
气 囊 的安 全 系 数 ＝ ． ÷０ ３ ３ ．６ ０ ４ ． ４ ＝１１ 三 、沉 箱 出运 步 骤
出运流程 ：出运 准备 一围捆牵引和后溜钢丝绳一气囊就
工 程 概 况
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ： １０ － ９ ３ （０ ２ ４ ０ ５ － ２ ０ ６ ７ ７ ２ １ ）０ － ２ ４ ０
一
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１ ．ｍ ／ ｎ； 坞 上有 ２台卷 扬 机 ，规 格 为 １ ｔ 专 门 用于 ０ １ ｍｉ 船 ５，
Ｌ ｂ ｔ 建 项 目矿 石 码 头 工 程 ，其 结 构 型 式 为 大体 积 沉 ｏｉ ｏ扩 箱 结 构 ，共 １ ９件 ，其 中 单 个 沉箱 最 大 重 量 为 ２２１ ｔ ， ８ 。经 过
８ ．船 坞 离 开码 头
码头后沿一 临时停置一 更换 牵引、后溜一牵 引上浮船坞就位
一 垫 枕 木 一 放 气 、抽 出气 囊一 圆 筒 加 固 一 围 捆 支 垫 枕 木 一 船
坞离开 出运码头 。
１ 准备 工作 ．
检 查 沉 箱 内腔 是 否 有 积 水 。检 查 滑 轮运 转 是 否 正 常 、 灵
１ 场 地 及 出 运 码 头 ．
①纵 向移动时
２ ＋ （＋ Ｃ ｎ Ｂ Ｈ） 十 （ 一 ）ａ ８ ７ ｎ １ ＝１ ．ｍ 式 中 Ｃ≥０７ ，Ｈ＝ ．５ ，ａ ０ ６ ．ｍ Ｏ４ ｍ ＝ ．ｍ １ （ ．６ ＋ ． ５ ＋ （ 一 ） Ｘ０ ６ １ ．ｍ ３ ０８ ３ ０ ４ ） ． ｎ１ ．≤ ７３
承 托 面 宽 度 Ｂ ￣ ２（ Ｈ） ３ １ ／ １０ ０ ４ ） ０８ ３ 。 ＝ ／ Ｄ— ＝ ．４ ２（ ．－ ．５ ＝ ．６ ｍ （ ） 为 了满 足 沉 箱 到 达 半 潜 驳 上 尽 量 多支 垫 枕 木 的 要 ３
“ 南”号浮船坞有关技术性能参 数如表 １ 东 所示 。
表 １ 技 术 性 能 指 标
当本地潮位达到＋１１ 以上时 ，船坞排空压载水 ，松开 ．ｍ 缆绳 、绞锚 ，使船坞退 出 ３ ，停靠在码头边 ，要保证退潮 ｍ
时 ，船 坞 的搭 接 板 不会 搁在 出运 码 头 上 。
四 、结 语
活 ，钢丝绳是否缠绞 、断丝，接头 是否 有滑脱隐患 ，连接卡 具 的磨损情况等 ，排 除一切 安全 隐患。检查 空压机运转是否 正常 ，气囊充气各管件 、阀门、压力表 是否完好 。备用空压
机 、 备 用 电源 处于 良好 状态 。
２ ．沉 箱顶 升
气囊 出运大型沉箱技术最为显著 优点就是不需要陆上大
型 起 重 机 械 设 备 ， 此外 ，气 囊 出 运对 场地 要 求 不 是 很 高 ，这 样 就 能 减 少 预 制 场 地 的 处理 费 用 ，进 而 达 到 缩 短 工 期 和 降 低
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图 ２ 气 囊 布 置 图
（ ）横 向移 动 气 囊 压 力 计 算 ２
Ｈ 为气囊受压后高度 即工作高度 ，承载面宽 ：
Ｂ＝ （Ｄ一Ｈ）１ ＝ ． ６ ｍ Ｔ ７ ｃ ｃ ２ ｏ８ ３
在最低 潮位时 ，将船坞靠近 出Hale Waihona Puke Baidu码头 ，将搭接板跨 上码
摘
要 ：结合工程案例 ，笔者较为详 细的介绍 了气囊 出运沉箱技术的应用 ，着重介绍了出运 前的准备 、布置 以及 出
运流程 ，并对 气囊条数 、压力进行 了计算 。文章具 有较强 的现实指导意义 ，可为广大技 术人员参考 。
关 键 词 ：沉箱 ；气 囊 出运 ；工 艺
中图 分 类 号 ： Ｕ ５ ． ６４５
气 囊 与 沉 箱 的总 接 触 长 度 ：Ｌ ５ ． ＝ ５ ＝ ×２ｘ７５ ７ ｍ 总 接 触 面 积 ：Ｓ Ｌ×Ｂ ７ ＝ ＝ ５×０８ ３ ６ ．２ ｍ ．６ ＝ ４７ ５ 气 囊 所 受 压 力 ： Ｐ Ｇ／ ＝ ｉ ８ ６ ．２ ＝ ４２ ８ ／ ＝ Ｓ ２ ／ ４７ ５ ３ ． ６ ｔ １
第 ４期
王 向国：气囊出运沉箱技术 的工程实 践应 用
２５ ５
总接 触 面积 ：Ｓ Ｌ ＝ ×Ｂ＝ ４ ．６ ＝ ４ ４ ２ ８ Ｘ０８ ３ ７ ．９ ｍ。 气 囊 所 受 压 力 ： Ｐ Ｇ／ ＝ ， ８ ７ ．９ ＝ ０ ６ ｔ ＝ ｓ ２ ２ ／ ４４ ２ ３ ．０ ／ １
ｍ ＝Ｏ． １ ｐａ ３ Ｍ
拆掉 １ ＃、２＃两个前牵引 ，更换成浮船 坞上船艉锚机牵 引。
将 ３＃、 ４ 后溜 的钢 丝 绳 通 过 更 换 地 锚 ，使 后 溜 钢 丝 绳 长 度 ＃
满足 １ ０倍率 的需要 。
４ 沉 箱 纠 偏 ．
气 囊 的 安全 系数 ＝ ． ０４÷０ ３１ ．９ ． ＝１２
沉箱 出 运 时 ， 当发 现 沉 箱 有 偏 位 时 ，将 采 取 纠偏 措 施 ：
ｍ ２＝０． ３４３Ｍ ｐａ
当本 地 潮 位 达 到 ＋ ．ｍ 以上 时 ，沉 箱 及 时上 坞 ，当 沉箱 ０８
下的第一 排气 囊上到坞上时 ，船艏水箱开始排水 ，每排气囊
上坞 的排 水 量 约 为 ２ ０ ，随 着 沉 箱往 坞 中 间移 动 的情 况 ， ０ ｍ。
船艉水箱也配合排水 ，主要 以船坞 的艉高于艏不超过 ５ ｃ ０ ｍ
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船 舶在 空载 时 吃水 １５ ，水 仓 中 有 ５ ０ 水 为 压 载 水 ， ．ｍ ０ｔ 不 能 排 出 ， 因 此 船 舶 的 最 小 吃 水 为 １５ ５ Ｏ ２ ５ ．＋ ０ ÷５ ÷３ ＝ １７ ｍ ，此 时 的最 大 干 舷 高 度 为 ２ １ ｍ 。出 运 码 头 面标 高 为 ．７ ．３ ＋ ．４，根 据 当地 水 位 情 况 得 知 ，必 须 通 过 压 载 水 才 能 使 船 ２０ 坞 与码 头 面持 平 相 接 。
牵引沉箱上浮船坞 。
３ 气 囊的 布 置 ．
浮游稳定 验算 ，不加载的情 况下无法达到浮游稳定要求 ，加
载并达到浮游稳定后的重量为 ２ ６ ５ 。 ，２ ｔ 沉箱在预制场采 用分
层 浇 注 的施 工 工艺 预 制 ，沉箱 拟 用气 囊 出 运至 浮船 坞 上 ，再 通 过 拖 轮 、浮 船 坞 将 沉箱 拖 运至 现场 下 水 安装 。将 沉箱 出 运 上 “ 南”号浮船坞上 。 东