大直径钢圆筒技术讲解
人工岛超大直径钢圆筒制作技术
的 另 一 个 重 点
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文 章 编 号 ．１００２—０２５Ｘ（２０１ ８１０９—００４２—０４
人 工 岛 超 大 直 径 钢 圆 筒 制 作 技 术
大直径钢圆筒施工技术
大直径钢圆筒采用多台液压振动锤同步振沉设备与工艺的研究及应用中港一航局一公司1 概况1.1工程概况由广州番禺南沙开发建设有限公司为建设单位、南华建设监理所为监理单位合桁架；分别在-3.5m和-6.0m标高处增设用8mm～10mm钢板焊制工字型200mm泥、中粗砂、块石、淤泥、砾砂、淤泥质粘土、砂质粘性土（残积土）、全风化花岗岩和强风化花岗岩，见图1.3.1护岸立面图。
各土层叙述如下表1.3.1复杂，大致可分为三个区段：第一区段从原南沙联合码头端部开始起算，大约350m （1#~25#筒位）长范围，此部分地质土质一个显著特点就是中间有 1.6m~10.6m 不等的夹砂层。
夹层上分布有一层流泥-淤泥，淤泥层下为粗砾砂层，该层可作为持力层。
第二区段为第一区段向下游长度约为100m(26#~32#筒位)范围，此区段地质特点是淤泥层厚，中间含夹砂层，淤泥层底标高由-27.12m~-31.65m，持力层埋深较大。
第三区段为南端剩余部分（33#~40#筒位），长度约为120m，此部分地质特点是淤泥层直接过渡到强风化花岗岩，岩面由北向南坡度变化较大，顶面高程由-8.5m~-32.0m。
另外，在本工程范围Z16（6#、7#筒位）、Z45（17#筒位）、Z73（27#、28#筒位），Z110（40#筒位）和Z113（41#筒位）钻孔均显示有块石夹层分布，施工时应先进行清除。
1.3.2 设计水位设计高水位：3.27m;设计低水位：0.56m；极端高水位：4.35m；极端低水位：-0.15m；施工水位：1.29m。
1.3.3 潮位历史最高潮位：4.26m；历史最低潮位：-0.09m；平均高潮位：2.68m；平均低潮位：1.07m；平均潮差：1.64m；平均涨潮历时：5时45分；平均落潮历时：6时45分。
1.3.4 其他风、浪、降雨等自然条件较好，对施工影响不大，统计资料和数据略。
2 工程特点2.1采用多台大型液压振动锤，通过同步器组成振动系统，振沉直径13.5m，高13m~34m，重82.412t~181.714t的钢圆筒在国内是首创，全世界亦无先例，故无现成的施工经验可借鉴，尚无同类的施工规范、规程和标准可参考，有许多的施工技术问题需要在实践中发现、研究、解决和总结。
大直径钢圆筒技术在港珠澳大桥人工岛中的应用
5.15
7.25
9.11
5m
4、钢圆筒结构止水效果分析
基坑围护结构止水设计 周边止水:基坑四周通过钢圆筒、副格仓插入至不透水层 ，实现整岛止水。 底部止水：1）基槽挖泥至-16.0m，保留≥15m的淤泥质土不透水层；
壁厚12mm（采用类似钢 压锤联动振 稳定、位移都非常理想，
管桩防腐的技术）
动
插入式大直径圆筒技术应用历史概述
蒲洲海堤护岸全貌图
海堤护岸工程断面图 4台APE液压振动锤联动下沉
目录
Contents
插入式大直径圆筒技术应用历史概述
插入式大直径圆筒结构在港珠澳大桥 隧道人工岛工程中的应用
（1）人工岛的项目概况 （2）总体设计方案介绍 （3）人工岛筑岛关键技术
（2）外海软土厚达40m，隧道人工岛岸壁要提供4-5年施工期内高保障度止水环 境，外海筑岛止水深基坑建设难度极高。
（3）需要满足120年的耐久性要求和高标准越浪要求（极端工况<0.015m3/m.s）。
（4）东、西人工岛是隧道工期的关键环节，尤其西小岛必须尽早为隧道沉管提 供对接条件，工期紧。
1、项目概况
插入式大直径钢圆筒技术 在港珠澳大桥人工岛工程中的应用
让世界更畅通
目录
Contents
插入式大直径圆筒技术应用历史概述
插入式大直径圆筒结构在港珠澳大桥 隧道人工岛工程中的成功应用
推广及应用前景
插入式大直径圆筒技术应用历史概述
大圆筒结构通常是指直径在6～7米以上的无底、无内隔墙的薄壁圆柱壳结构， 多由钢筋混凝土材料或钢质材料制成。（最大直径32米）
挤密 砂 桩
2、人工岛筑岛方案介绍
挤 密 砂桩
现浇隧道结构
大直径圆筒结构概述
受力特点（拱结构）
1.筒内填料压力：有底圆筒采用杨森公式法，无 底圆筒则可采用竺存宏提出的经验公式，筒内填 料压力沿筒高可分三个区域计算（如图所示）。
BC段填料垂直压力：
杨森公式法
竺存宏经验公式
竺存宏认为，影响筒内填料压力 的主要因素有两个： 1.筒内外土体的高差 2.大圆筒的地基土性状
判断有无底
倾覆破坏
在实际工程中，大圆筒的设计是以筒底为转动点来设计的。 而转动点的上升导致负位移增大，基底拉应力增大，因此，传统的 以筒底为转动点的稳定计算方法其位移计算结果不符合实际。因此导 致一些已建的按传统方法设计的实际工程产生失稳破坏。 转动点高度一般位于筒底以上（0.15~0.25） 倍大圆筒筒高 处
抗震性好
使用特点
1.可以直接应用在软土地基上, 特别适用于基础软弱 的海域建造深水码头及其它海工建筑物 2.快速成岛需求(日本的关西机场）
工程实例
2002年长江口航道整治二期导流堤试验段4个直径 12m，高22.2m的混凝土结构的大直径圆筒工程实 践，是我国真正意义上大直径圆筒振沉工艺的典型 案例。
•大直径圆筒结构与传统的结构型式相比具有巨大的优越 性, 完全可以适用于大型深水靠船或防护建筑物, 特别是 在淤泥质河口、海岸地带具有不可替代性, 结合我国的具 体国情更具有重要的推广价值, 如果能对结构在各种工况 中与波浪相互作用的关系的研究进一步完善, 使得结构得 稳定及强度计算与实际相吻合, 并推出更加合理的圆筒上 波浪力的计算模式, 以期设计更加经济、合理, 则大直径 圆筒结构在港口工程以及其它的海岸工程中将有更大的 发展和应用前景。
筒内填料抗倾模式
填料抗倾模式随筒径的增大而变化, 抗倾能力与筒径大小密切相关。
大型35CrMo_圆筒的制作新工艺
大型35CrMo圆筒的制作新工艺李普阳 王玉柱 齐 李上海船舶设备研究所 上海 200030摘 要：升降设备的立柱通常选用低合金高强度钢板，制作时将钢板焊接成箱形梁或卷制成圆筒，以满足承载需要。
该方法工艺简单，成本较低。
特殊用途的升降设备需选用35CrMo材质，该材质常用的方式为锻件，对于大直径大长度大壁厚的圆筒采用整体锻造加工难度大，调质调不透，成本也非常高。
为了降低设备制作成本，文中采用薄钢板卷制成一个圆筒，再将若干个不同直径的薄圆筒套组成厚一个圆筒，最后将多段短圆筒用法兰连接成一个长圆筒。
这种制作工艺既可满足设备的特殊使用需要，又可大大降低制作成本，是35CrMo板材使用的新工艺。
关键词：圆筒；卷板能力；热膨胀系数；温卷；热套；工艺中图分类号：TG333.2+4: TG402 文献标识码：B 文章编号：1001-0785（2023）13-0071-06Abstract: Usually, low-alloy high-strength steel plate is selected as the upright post of hoisting equipment. In manufacturing, the steel plate is welded into a box beam or rolled into a cylinder to meet the bearing requirements with simple process and low cost. For special hoisting equipment, 35CrMo is selected, and the columns made of this material are mostly forgings. It is difficult to forge cylinders with large diameter, length and wall thickness as a whole, which is difficult to adjust quenching and tempering, and the cost is also very high. To reduce the manufacturing cost, a thin steel plate is rolled into a cylinder, then several thin cylinders with different diameters are sleeved into a thick cylinder, and finally multi-segment short cylinders are connected into a long cylinder by flanges. This manufacturing process can not only meet the special use needs of the equipment, but also greatly reduce the manufacturing cost, which is a new technology for 35CrMo plates.Keywords:cylinder; plate rolling ability; coefficient of thermal expansion; warm roll; hot jacket; process0 引言随着升降设备的快速发展，各种特殊用途的升降设备应运而生，根据不同使用工况升降设备的立柱各有不同，根据不同使用环境材质的选择也各不相同。
离岸人工岛超大直径钢圆筒结构十二锤联动振沉工法
离岸人工岛超大直径钢圆筒结构十二锤联动振沉工法离岸人工岛超大直径钢圆筒结构十二锤联动振沉工法概述：离岸人工岛超大直径钢圆筒结构是一种常见的离岸工程结构形式，广泛应用于海洋工程和桥梁建设领域。
而离岸人工岛的建设过程中，如何稳定地将超大直径钢圆筒结构沉入海底，一直是工程中的难点。
为了解决这个问题，研究人员提出了十二锤联动振沉工法。
工法原理：该工法的原理是利用振动波传递到岛体底座并形成循环载荷，从而实现岛体的自重沉井。
该工法主要包括三个环节：座底设备，振动来源和十二锤联动振沉。
具体步骤：1. 座底设备：座底设备用于安装在工地的施工平台上。
它的作用是支撑住岛体并将振动传递到岛体底座上。
座底设备通常由一个底座和一套支撑系统组成，能够承受超大直径钢圆筒结构的重量，并将振动能量传递给岛体底座。
2. 振动来源：振动来源可以通过多种方式提供。
目前主要采用的是液压松土器。
其工作原理是通过液压系统提供往复振动，产生振动波，从而将振动能量传递到岛体底座上。
液压松土器能够提供稳定的往复振动，以满足工程需要。
3. 十二锤联动振沉：十二锤联动振沉是工法的关键环节。
具体来说，振动波通过液压松土器传递到座底设备，再通过座底设备传递到岛体底座，产生循环载荷。
这种循环载荷能够稳定地将岛体往下沉降。
为了保证稳定和均匀的沉降，需要十二个液压松土器进行联动振沉。
振沉过程：振沉过程是一个复杂而关键的工程环节。
在实施振沉前，需要先进行精细的施工设计和选择合适的施工方案。
然后，将座底设备安装在施工平台上，将液压松土器正确连接到座底设备上，并进行检测和调试。
最后，通过远程控制系统启动液压系统，观察岛体的沉降情况并做出相应的调整，直到岛体沉到预定的位置。
优势和应用领域：离岸人工岛超大直径钢圆筒结构十二锤联动振沉工法具有以下优势：1. 高效：振动波传递的方式能够提供稳定和均匀的沉降，从而节省施工时间和成本。
2. 精确：振动波的传递和控制可以通过远程控制系统进行，实现对振沉过程的精确控制和监测。
大直径钢圆筒振动下沉工艺方法及使用的振动锤系统
大直径钢圆筒振动下沉工艺方法及使用的振动锤系统大直径钢圆筒是一种常用的建筑材料，广泛应用于各种工程领域。
然而，在一些特定情况下，大直径钢圆筒需要进行沉箱或基坑挖掘工作，这就需要使用振动锤系统进行振动下沉。
本文将介绍大直径钢圆筒振动下沉的工艺方法以及使用振动锤系统时需要注意的事项。
一、大直径钢圆筒振动下沉工艺方法1. 挖掘基础首先，在使用振动锤系统之前，需要先进行基础挖掘工作。
基础挖掘的深度和宽度需要根据实际情况进行确定，以保证大直径钢圆筒的下沉深度和稳定性。
2. 安装振动锤系统将振动锤系统安装在大直径钢圆筒上，调整振动锤的位置和角度，确保其能够够达到最佳的振动效果。
3. 启动振动锤系统启动振动锤系统并进行工作时，需要注意以下几点：（1）振动锤的频率和振幅需要根据实际情况进行调整，以保证大直径钢圆筒的下沉深度和稳定性。
（2）振动锤的工作时间需要控制在一定范围内，一般不超过30分钟。
（3）振动锤在工作时需要连续振动，不允许停止或间断。
4. 监测下沉情况在振动过程中，需要对大直径钢圆筒的下沉情况进行监测。
监测方法可以通过定期量测下沉深度或安装位移传感器等方式进行。
5. 结束振动过程当大直径钢圆筒下沉到设定的深度时，应停止振动锤系统，保持一定时间后，进行后续施工操作。
二、使用振动锤系统时需要注意的事项1. 声音振动锤工作时会产生噪声。
在使用振动锤系统进行下沉时，需要注意周围环境及邻近居民，尽量减少其噪声产生影响。
2. 震动振动锤系统的工作会产生一定的震动，在振动过程中需要注意周围建筑物及地下管道的安全。
3. 电源供应振动锤系统需要稳定的电源供应，应确保其电源的安全性和稳定性。
4. 作业人员使用振动锤系统进行作业时，需要由专业人员进行操作，确保施工质量和安全性。
综上所述，大直径钢圆筒振动下沉工艺方法及使用的振动锤系统需要结合实际情况进行灵活调整，保证其操作过程的安全、稳定和高效。
填海造岛超大直径薄壁钢圆筒制作技术
ｄｅｔａｉｌ． Ａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｕｎｉｔ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ａｎｄ ｏｎ—ｓｉｔｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ａｎｄ ｉｔ ｈａｓ ｔｈｅ
ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｒａｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ，ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｍｏｄｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｅｄ—ｊｉｇ ａｎｄ ｌｉｆｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ
１ 工 程 概 况 三亚人 工 岛处 于 海南 红 塘 湾 ，采 用 超 大 直径 钢
圆筒 植入 海底 做钢 围堰 方 案 ，施 工水 域 离岸 约 １０海 里 ，位于 复杂 洋流 的外 海海 域 。钢 圆筒 不仅 规格 、体 或质 量 、数量接 连 突 破 ，同时 增 加 功 能 模 块 ：筒 间连 接结 构 、临海侧 预 制混凝 土 包覆 结构 、海 洋重 防 腐蚀 涂 层 。
ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｉｓｌａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｓｅｈｅｍｅｓ ａｎｄ ｄｉｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒ ｌａｒｇｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ（３０ ｍｅｔｅｒｓ） ｔｈｉｎ—ｗａｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｔｉ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｒｏｕｔｅ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ
大直径圆筒结构概述课件
03
大直径圆筒结构的制造与施工
制造工艺
无损检测
制造完成后，应对大直径圆筒结构进行无 损检测，以确保其质量和安全性。
制造流程
大直径圆筒结构的制造通常包括材料准备 、卷板、焊接、无损检测、防腐处理等步 骤。
材料选择
制造大直径圆筒结构时，应选择具有高强 度、耐腐蚀、稳定性能的材料，如不锈钢 、碳钢等。
02
它是一种常见的压力容器和储罐 结构情势，广泛应用于石油、化 工、制药、食品等领域。
特性
01
02
03
04
承受压力
大直径圆筒结构能够承受较大 的内压或外压，因此能够存储
和输送高压流体。
稳定性
由于其圆筒形状，大直径圆筒 结构具有较好的稳定性，能够 承受较大的重量和侧向力。
制造方便
大直径圆筒结构易于制造，可 以通过焊接、铸造等方式加工
新材料的应用
高强度钢
高强度钢具有较高的强度和韧性 ，能够提高大直径圆筒结构的承
载能力和使用寿命。
复合材料
复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀 等优点，可用于制造大直径圆筒结 构的内衬或增强层。
智能材料
智能材料能够感知和响应外部刺激 ，在大直径圆筒结构中应用智能材 料可以提高结构的自适应能力和安 全性。
先进制造技术的探索
类型
01
02
03
实心圆筒结构
由整体材料构成，无内部 支撑。
空心圆筒结构
由内外两层钢板组成，中 间为空气层。
复合圆筒结构
由内外两层钢板和中间的 混凝土组成。
设计原则
强度要求
满足结构承载能力，确保结构 在各种工况下的稳定性。
刚度要求
保证结构的刚度，防止过大的 变形和振动。
大直径钢圆筒技术讲解
沉管隧道
跨海大桥
珠海 澳门
西人工岛
澳门机场
东人工岛
香港机场
香港
港珠澳大桥工程地理位置图
困难！！！
波向
SSE SSW
★ 波浪水位（m）
波浪重现期
H1%(m)
H13% (m)
中科10院00年南一海遇所高水和位华4.1南9 理工于 200170年00年4月-2008年3月 6.18在桥址偏东现4场.54临时观测
（3）地基处理：利用整岛止水条件，采用“ 局部开挖换填、插打塑料排水板、井点降水联合堆载 ” 的方案，实现了大超载比（ 1.4~2.1 ）预压，加速固结，减少工后残余沉降。
3、人工筑岛关键技术分析（节选）
1）钢圆筒稳定分析
? 钢圆筒稳定分析采用日本的 OCDI和插入式圆筒的施工工法 ? 同时采用Plaxis 3D Foundation 岩土有限元软件复核 。
15
推广及其应用前景
深插大直径钢圆筒结构在大水深、厚软基环境中具有开挖少、稳 定好、工期快、环保优等优势， 具备对不均匀土层纠偏能力，尤其是具 有可靠的止水防漏砂功能，采用类似钢管桩的防腐措施，可满足 50年的 使用寿命要求， 在防波堤、护岸、码头、人工岛等结构的建设中具有广 阔的使用前景。
END
钢圆筒沿人工岛前沿线布置： 西人工岛61个钢圆筒（西小岛17个）
东人工岛59个钢圆筒
钢
钢
圆
圆
筒
筒
（1）基坑围护：采用大型起重船将预制的钢圆筒沿人工岛振沉至不透水层 ，构筑安全、可靠的隧 道施工期止水围护结构，实现快速整岛止水 ，人工岛内外两侧可以同步施工。
（2）岛壁结构：将 永久的抛石斜坡堤 和临时钢圆筒结构相结合 ，海侧护坡结构基础 采用局部开挖 换填+挤密砂桩复合地基 。
新型工法钢圆筒结构施工技术
新型工法钢圆筒结构施工技术概述新型工法钢圆筒结构施工技术是一种高效、可持续的建筑技术，能够满足越来越高的建筑要求。
本文将介绍这种施工技术的原理和特点，并探讨其在建筑行业中的应用。
一、新型工法钢圆筒结构施工技术概述新型工法钢圆筒结构施工技术是一种通过将钢圆筒作为主体结构的建筑技术。
相比于传统的混凝土结构，这种技术具有更高的强度和稳定性，能够承受更大的荷载。
钢圆筒结构施工技术通常包括以下几个步骤：1. 钢圆筒制作：通过使用高强度钢材，将圆筒制作成所需的形状和尺寸。
2. 圆筒的安装：将制作好的钢圆筒安装到预先准备好的基础上，并进行固定。
3. 钢圆筒的连接：通过焊接或螺栓连接，将不同的钢圆筒连接在一起，形成整体结构。
4. 圆筒的加固：根据需要，在钢圆筒内部加入一些加固措施，以提高结构的强度和稳定性。
5. 圆筒的防腐处理：为了延长钢圆筒的使用寿命，对其进行防腐处理，以防止腐蚀和损坏。
二、新型工法钢圆筒结构施工技术的特点新型工法钢圆筒结构施工技术具有以下几个特点：1. 灵活性：钢圆筒可以按照不同的需求进行设计和制作，因此可以适应各种建筑形式和用途。
2. 高强度：由于采用高强度钢材，钢圆筒结构能够承受更大的荷载和力学要求，具有较好的抗震性能。
3. 节省时间和成本：相比传统的建筑工法，钢圆筒结构施工技术需要的时间更短，并且在施工过程中能够减少材料浪费，从而降低成本。
4. 环保可持续：钢圆筒结构可以通过回收再利用实现可持续发展，同时也减少了对环境的影响。
5. 可移动性：由于钢圆筒结构是模块化的，在需要移动或改变用途的情况下，可以方便地进行拆卸和重新组装。
三、新型工法钢圆筒结构施工技术的应用新型工法钢圆筒结构施工技术在建筑行业中有广泛的应用，涉及各个领域，包括住宅、商业建筑和工业设施等。
下面列举几个示例：1. 高层建筑：由于钢圆筒结构的高强度和抗震性能，它被广泛应用于高层建筑的核心筒、框架和支撑结构中。
2. 桥梁和隧道：钢圆筒结构可以用于桥梁和隧道的支撑结构，提高其承载能力和稳定性。
大直径圆筒结构
倾覆破坏
在实际工程中，大圆筒的设计是以筒底为转动点来设计的。 而转动点的上升导致负位移增大，基底拉应力增大，因此，传统的 以筒底为转动点的稳定计算方法其位移计算结果不符合实际。因此导 致一些已建的按传统方法设计的实际工程产生失稳破坏。 转动点高度一般位于筒底以上（0.15~0.25） 倍大圆筒筒高处
3.筒前土抗力
深度h1段以下采用矩形分布，其值与建筑物入土部分的水平位移和地基 土密度有关，可按下式计算：
计算筒前土抗力时，假定以与圆筒 外缘相切的平面为计算平面。
4.筒周土压力
简化计算法：切瓦列夫公式
较为精确的计算法：
从两个相邻圆筒之间的土体微分单元的平衡进行分析研究，推导出计算 大圆筒土压力平面分布的一组新公式：
大直径圆筒结构
主要内容
结构分类 结构特点 使用特点 工程实例 受力特点 结构稳定性分析 研究趋势与展望
结构分类
基床式
浅埋式
深埋式（插入式）
结构特点（空间薄壳结构）
1.材料：多为钢筋混凝土或钢 用钢量较少 2.尺寸：①径高比大于0.5，直径D应大于3m, ②厚径比小于0.03，壁厚t可取200mm—400mm, 圆筒高度H取决于筒顶和筒底高程。 3.工作原理：依靠其自身重量以及内部和上部填料 的重量来承受外部荷载的作用, 维持其稳定性。
大型薄壁圆筒旋压成形技术介绍
图１ 有模旋Ⅱ与对轮旋Ｅ变＊自对比图
目１２稻旋Ⅱ精旋后白勺产￡Ｒｔ
４结论 通过对有模旋压成形技术现状和大型超高强度薄壁钢圆筒对轮旋压成形工艺的发展情况进行了分析
和对比，显然无模旋压成形技术在大型薄壁圆筒成形上具有独特的优势和特点。虽然我国在“对轮旋压” 方面的工艺研究较少，但有必要拥有并掌握此项大型薄壁旋压圆筒制造所特需的、关键的技术，不断提高 我国旋压技术的发展和进步。
Ｌａｕｎｃｈ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ．Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｐａｃｅ＆Ｍｉｓｓｉｌｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ．Ｊｕｎｅ ２６．２００７． 【４】Ｕ．Ｈ．Ｃｌｏｒｍａｎｎ，ｗ．Ｋｏｐｐｅｌ，Ｂ．Ｂｄ，Ｓ．Ｅ．Ｐ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆｔｈｅＡＲＩＡＮＥ ５ Ｂｏｏｓｔｅｒ Ｃａｓｅ．ＡＩＡＡ９４·３０６６．
【５１王向阳．阿里安５的结构材料与工艺的新进展叨．宇航材料工艺第４期，１９９７年． 【６］Ｅｃｋｅｒｔ．Ｍ：Ｍａｎｕｆａｔｕｒｉｎｇ ＭＰＳ－ＣＰＮ Ｓｅｇｍｅｎｔｓ ｂｙ Ｃｏｕｎｔｅｒ－Ｒｏｌｌｅｒ Ｆｌｏｗ Ｆｏｒｍｉｎｇ．ＭＡＮ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＡＧ．
大型薄壁圆筒旋压成形技术介绍
作者： 作者单位：
３大型超高强度薄壁钢圆筒对轮旋压成形工艺
３．１对轮旋压的概念 “对轮旋压“在国外被称为“Ｃｏｕｎｔｅｒ—ｒｏｌｌｅｒ ｆｏｘｉｎｇ”。它是旋压成彤人直径薄壁圆筒十分有效的
工艺方法，由于我嗣并没有此类大直径薄壁圆筒产品的牵引作用，国内少有人对此种工艺进行深入研究， ｒ作原理如图０所示。
圈８ “对轮旋Ⅱ’Ｉ作Ⅲ４ 旋轮的组对数根据圆筒体积可以是阿对、二对域四对。显然，“对轮旋压”成形Ｔ艺完全不受大尺寸 圆筒直径、壁厚以及ｋ度的限制，据德国ＭＴ公司申请的专利技术介细：年』Ｊ川“对轮旋压”可成形的圆筒 直径范围是ｍ４００～０８０００Ｉ＿＿【¨，毛坯壁厚范嗣足４～ｌＯＯｍｍ，旋压后Ｌ件妊度最大可达到］６０００胁，但实
大直径圆筒及沉箱安装工法
圆筒预确制定场作地业出窗运口驳船。 ◆ 大圆选筒择振配动套下施沉工作作业业的辅助船舶：拖轮、工作船、交通船等
施工流程
4台 APE 400 型 液 压 锤 振 沉 砼 大 圆 筒
长江口河床需采用软体排护底结构
水运工程一级建造师继续教育课程 工法 介绍
大直径圆筒振动下沉工法
(SYGF-1-001-2010)
中交四航局 2012年11月
目录
一、概论 二、工艺原理 三、施工流程 四、配套设备 五、施工要点
工法产生背景
◆ 大型深水码头、水工建筑物的需要
插入式大直径圆筒结构对深厚软土地基环境具有更好的适应性，因此一直受到国内 外业界人士的广泛关注。
谢 谢！
大圆筒结构简单、受力明晰、基础基本无需处理、施工工序少，吸引 了工程技术领域的广泛关注和研究，并在早期进行了大量的试验性工程的 研究和探索。
作为一种永久性的水工建筑的结构研究，早已取得了可喜的成果。但 任何一个设计出的“实体结构”，必然要有与之相适应的施工技术、工艺 装备相结合，才具有实现设计目的的条件。否则“设计”本身就可能超越 了现实、或者实施条件还不成熟。
2008年07月02日于珠海桂山岛海域拍摄的海豚戏水的照片
结构与工艺特点
◆ 主体结构为无底、中空的大型圆筒—— 钢结构、砼结构 ◆ 工艺配套设备大型化——大型工程船舶、大型振沉装备 ◆ 施工作业机械化、自动化程度高 ◆ 施工效率高、安全性好 ◆ 工艺流程简、操作容易 ◆ 施工质量控制比较容易
适用范围及效益分析
◆ 适用于淤泥或砂质地质条件下的防波堤、导堤、护岸、码头以 及深水区的水工结构物。
大型钢筒的切割与焊接方法
大型钢筒的切割与焊接方法摘要在我国越来越多的设备走向规模化和大型化，在大型化过程中由于部分部件过大而在生产制造对部件的质量和生产效率造成了一定的影响，本文就大型钢筒在生产中的制作给出了一些方法和分析。
关键词半自动；小车架；软轨道；自动埋弧焊0引言大型钢筒半自动小车活动气割架是用于制造大型钢筒中切割预弯量而设计的自动活动架。
钢筒的制造必须得留有一定的预弯量，一张钢板要卷制成为一个圆筒要按其所需理论周长再加上预弯量（根据压辊数量的不同预弯量有所不同）才可以制作，此预弯量是用于钢板再卷制过程中压辊压住板料头部，使整个板料处于压辊之中不脱落所用，整个钢筒来回卷制后达到所需的弧度，而钢筒两头处的部分为了不使钢筒脱落并未达到所需弧度，形成一定的硬弯，在卷完钢筒后将其割去，而且打成对接坡口，有利于圆筒的焊接，在以往我们卷制完钢筒后都是由人工来进行第一遍预弯量的切割和第二遍开坡口的操作，而钢筒半自动小车活动架的发明创造改变了原有的制造方法，由人工手动操作改为半自动小车操作。
1大型钢筒半自动小车活动气割架1.1老、旧工艺之缺陷下面就几个主要方面来表述此前状况：安全上：每次卷制完钢筒后都需要人工进行断料，一不小心就会被割下的废料砸伤，或被飞溅烫伤。
实用性上：人工操作时焊工手端着气割枪一点一点往前移动，气割枪尽量要端平，且要保证一条直线，在炎热的夏季对工人来说可谓痛苦。
效率上：钢筒的制造中，卷制完毕后要进行断料和打坡口两道工序，人工要进行需要1个小时。
工、料使用上：卷制一个2000mm以上钢筒需要消耗氧气、乙炔多半瓶，人工使用上必须是一个铆工配一个焊工加一个力工。
精准性、美观上：人工开的坡口很难一条直线高低不平，焊瘤较多。
1.2分析缘由创新思路由原先手工操作改为机械操作，让机械为人工服务。
钢筒卷制完，将钢筒对接处转到方便人员操作位置，将活动架架在钢筒接口处（在所需去掉的预弯量处用粉线弹出一条直线，将小车架于离所划线弧长大于200mm处，活动架两边安装必须在同一直线上），利用其夹具（图中件3，将钢板插进件3的开口处，利用焊在其上的螺丝件2的升降将钢板夹紧）夹紧，通过活动架下方的螺杆进行调平，将半自动小车轨道置于活动架上，通过小车的调整，设定好所需打的坡口度数，然后点火进行切割。
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3）钢圆筒结构振沉分析及施工振沉技术
一航局研发打设精度管理系统
原理： 1、定位驳上安装 2台GPS接收机， 获得定位驳实时三维数据； 2、定位驳上 2台自动跟踪全站仪 和振动梁上 4个反射棱镜实时测量钢圆 筒的平面位置、高程、扭转角； 3、振动梁上 4个液位计实时测量 钢圆筒纵横方向倾斜率。 所有测量数据实时传输至计算机 处理系统，从而实现钢圆筒打设的测 量定位和精度管理。
插入式大直径圆筒技术应用历史概述
插入式大直径圆筒结构在港珠澳大桥 隧道人工岛工程中的应用
（1）人工岛的项目概况 （2）总体设计方案介绍 （3）人工岛筑岛关键技术
插入式大直径钢圆筒
大圆筒结构通常是指直径在6～7米以 上的无底、无内隔墙的薄壁圆柱壳结构， 多由钢筋混凝土件，采用“ 局部开挖换填、插打塑料排水板、井点降水联合堆载 ” 的方案，实现了大超载比（ 1.4~2.1 ）预压，加速固结，减少工后残余沉降。
3、人工筑岛关键技术分析（节选）
1）钢圆筒稳定分析
? 钢圆筒稳定分析采用日本的 OCDI和插入式圆筒的施工工法 ? 同时采用Plaxis 3D Foundation 岩土有限元软件复核 。
插入式大直径钢圆筒
日本关西机场
2.快速成岛需求 (日本的关西机场） 3. 深厚软土地基有较好的适应性 4.制造业的发展——大型船机装备的诞生
1.项目概况
港珠澳大桥是世界上迄今为止规模最大的跨海大桥， 6km长隧道和两个隧 道人工岛是当今世界同类工程中综合技术难度最大的工程。 人工岛呈椭圆蚝贝形，长 625m，横向最宽处约 183m（东岛218m）
插入式大直径钢圆筒
1.大型深水码头、水工建筑物的需要。
插入式大直径圆筒结构对深厚软土地基环境具有更好的适应性， 因此一直受到国内外业界人士的广泛关注。
上世纪 60 ～ 80 年代，前苏联以及乌克兰黑海海运设计院曾开展了大量科学研究 和工程实践。
2002 年长江口航道整治二期导流堤试验段 4个直径 12m，高22.2m 的混凝土结构 的大直径圆筒工程实践，是我国真正意义上大直径圆筒振沉工艺的 典型案例 。
? 对东、西人工岛六种工况组合分析，结果表明位移、地基承载力安全系数、滑动安全系数、剪切变形 安全系数等都满足要求。
2）钢圆筒结构设计
为了满足钢圆筒振沉期间的强度要求，分别对钢圆筒筒顶、 筒底、横向和纵向进行了加强
（1）钢圆筒顶部1.0m范围内，采用壁厚25mm的钢板加强。 （2）沿环向间隔100，焊接T型钢作为纵向加强肋共36条。 （3）在钢圆筒下沉面以上，焊接横向加强钢板间距3.2m～3.5m （4）钢圆筒底部0.5m高范围内，采用25mm壁厚钢板加强。
50年
4.88
3.5
5年
2.74
1.90
2年
2.17
1.49
100年
4.67
3.41
设计低水位 -0.78
5年
2.52
1.76
2年
1.96
1.35
100年低水位 -1.33
100年
4.60
3.38
200年低水位 -1.38
200年
4.64
3.42
周期 （s） 11.1 10.5 10.4
10.2
9.8 10.2 9.8 7.8 7.2 10.2 7.8
15
推广及其应用前景
深插大直径钢圆筒结构在大水深、厚软基环境中具有开挖少、稳 定好、工期快、环保优等优势， 具备对不均匀土层纠偏能力，尤其是具 有可靠的止水防漏砂功能，采用类似钢管桩的防腐措施，可满足 50年的 使用寿命要求， 在防波堤、护岸、码头、人工岛等结构的建设中具有广 阔的使用前景。
END
沉管隧道
跨海大桥
珠海 澳门
西人工岛
澳门机场
东人工岛
香港机场
香港
港珠澳大桥工程地理位置图
困难！！！
波向
SSE SSW
★ 波浪水位（m）
波浪重现期
H1%(m)
H13% (m)
中科10院00年南一海遇所高水和位华4.1南9 理工于 200170年00年4月-2008年3月 6.18在桥址偏东现4场.54临时观测
谢谢观看
一年波30浪0年玫高水瑰位图3.82
300年
6.07
4.38
年最大20波0年高高水2位.538.6m9，年最大有效波20高0年1.43m，均出5.现89 在 8月。 4.24
100年高水位 3.47
100年
5.47
3.92
50年高水位 3.26
50年
5.10
3.64
100年
5.38
3.90
设计高水位 1.65
钢圆筒沿人工岛前沿线布置： 西人工岛61个钢圆筒（西小岛17个）
东人工岛59个钢圆筒
钢
钢
圆
圆
筒
筒
（1）基坑围护：采用大型起重船将预制的钢圆筒沿人工岛振沉至不透水层 ，构筑安全、可靠的隧 道施工期止水围护结构，实现快速整岛止水 ，人工岛内外两侧可以同步施工。
（2）岛壁结构：将 永久的抛石斜坡堤 和临时钢圆筒结构相结合 ，海侧护坡结构基础 采用局部开挖 换填+挤密砂桩复合地基 。
7.2
10.2 10.4
困难！！！
★工程地质：具有软土厚、含水量高、抗剪强度低、压缩性高、渗透 性差，土体不稳定，沉降大等特点。 圆筒落在三大层（粉质粘土、粉 质粘土夹砂层） -37.0m ～ -47.0m ，平均标贯约为 10击
2.总体设计方案介绍
西人工岛钢圆筒布置平面图
东人工岛钢圆筒布置平面图