沉箱出运、安装专项方案

沉箱出运、安装专项方案

(1)沉箱出运方案

一、概述

本工程的沉箱型号有3种，A型沉箱高度9m共15个，Ⅰ型沉箱高度9m共8个，Ⅱ型沉箱高度6.2m共5个，总共28个，砼总方量为5029方。

各种沉箱尺寸如下表所示：

本工程沉箱计划采用气囊水平移运至出运码头,500t起重船起吊后直接放到海上进行浮拖运安装。

气囊水平移运时需先顶升沉箱，再把气囊放在需要移动的沉箱下面，气囊充气后将沉箱顶升，然后用小牵引力拉动沉箱，即可完成沉箱的水平运输。

二、设备选择

沉箱出运使用设备一览表

三、施工方法

1、施工流程

2

①、准备工作

维修保养、供气系统和牵引系统，并经检验合格。清扫出运通道及检查、清理沉箱底部的尖锐物。

②、将沉箱底部清除，放入高压气囊，在工字钢的间距之间放置一条，相互平行，连接供气管路。

③、顶升沉箱：

顶升工艺：采用3根Φ80cm胶囊同步顶升沉箱，顶升高度25~30cm；因顶升高度考虑为25cm，（沉箱单件重考虑为465 t/件）；所以计算简图如下所示：（顶升高度h=25m，气囊高度H =25cm）

计算：

1)：取H=25cm时：

胶囊接触地面宽度：B=(80π－Hπ)/2=π(80－25)/2=86.35cm

(按单个气囊接触地面面积为8.85m×0.864m计算)

胶囊内的工作气压值为：Q=4650KN/(3×8.85×0.864)m2=203KN/ m2=0.203MPa

胶囊内气压Q<0.21MPa

2)：取H= 30cm时：

胶囊接触地面宽度：B=(80π－Hπ)/2=π(80－30)/2=78.5cm

(按单个气囊接触地面面积为8.85m×0.7855m计算) 胶囊内的工作气压值为：Q=4650KN/(3×8.85×0.785)m2=223KN/ m2=0.223MP

胶囊内气压<0.23MPa

所以，胶囊内的工作气压值为：0.21~0.23 MPa，偏大

在高压φ800mm气囊放入沉箱底部工字钢顶升位置后，用风压机打冲满气囊，力表提升到0.23mpa，即可升高到30㎝高标（在砼面位置计起），检查所有气囊的压力是否一致，不一致时可向单个气囊充气，使压力基本一致。再将支承垫木（50×20×15）㎝垫到沉箱底部，分开8个顶点平行布置，然后拆除所有的输气管，再打开各个气囊的排气阀，进行缓慢放气，慢慢让沉箱压在支承垫木上，拉出气囊。

④、沉箱出运：

地锚及卷扬机房

地锚沉箱

沉箱由气囊经过卷扬机牵引后混动移动。首先计算沉箱混动时的摩擦力F。沉箱重：G=187.9m3*25KN/ m3=4697.5 KN。

活荷载：取500 KN（包括钢丝绳、沉箱内积水、气囊自重等）。

总重量：5197.5KN。

沉箱气囊混动摩擦系数取0.05，则F=5197.5*0.05=260 KN。

A、捆绑沉箱钢丝绳采用6*37钢丝绳，直径为27.5mm。采用三点牵引，每条钢丝绳受力为260/3=87 KN。

验算钢丝绳：

钢丝绳的容许拉力：[F g]=αF g /K=402.5*0.8/3.5=91.8 KN＞87 KN。

安全系数K取3.5，钢丝绳破断拉力总和为402.5 KN计算。

B、沉箱移动采用4组滑轮组进行分散牵引，则每条钢丝绳所受的牵引力为：260/8=33 KN，所需要的卷扬机为5t，选用6*37钢丝绳，直径为19.5mm。

验算钢丝绳：

钢丝绳的容许拉力：[F g]= αF g /K=197*0.8/3.5=45 KN＞33 KN。

安全系数K取3.5，钢丝绳破断拉力总和按197 KN计算。

C、卷扬机验算：

卷扬机采用前方固定，后面用地锚进行后拉，5t的卷扬机的参数：功率为4KW，d=150mm，绳速35m/min，转速为1440r/min。受拉力为33 KN。

牵引力计算：

S=1.02（P Hη/V）=1.02*4*0.93/0.083=45.72 KN>33 KN

其中：P H——电动机的功率（Kw），为4Kw。

η——卷扬机传动机构总效率（%），取93%。

V——钢丝绳的速度（m/s）,V=0.083m/s，沉箱按每分钟5m/min的移动速度计算。

D、地锚受拉计算：

（1）连接滑轮组牵引地锚计算

连接滑轮组的牵引地锚的受力与沉箱移运时的摩擦力260kN平衡，采用固定式的方块结构，尺寸为长1.2m*宽1.2m*高1.5m。直接把方块预埋于1.5米的土层中，并在混凝土方块中预埋φ32mm拉环。前方土为被动受压，采用被动土压力进行计算：

P P =1/2*γH2t g2 (φ/2+ 450)

=1/2*16*1.5*1.5* t g2 (200/2+ 450)

=36kN。

作用点位于埋深的1/3h处，即在埋深于1m处。

其中：γ——为回填土的比重，取16 kN/m3；

H——地锚埋深，为1.5m；

φ——土的内摩擦角，取200；

摩擦力：F

摩=G*f=1.3*1.3*1.5*25*0.4=25 kN

= 0.7u P q si l=0.7*(1.2+1.2)*2*2*15*1.5=151 kN

抗拔力：F

拔

其中：T d——抗拔力；

u P——地锚破坏表面周长；

q si——地锚摩擦力标准值，kpa，按回填粘性土取15 kpa；

混凝土的抗拉力折算为土压力进行计算：

P p' =GH t g2 (φ/2+ 450)= 1.3*1.3*1.5*25*1.5* t g2 (200/2+ 450)

=193 kN

水平分力为：

F土=P p' *cos (φ/2+ 450)=193*cos550=111.2 kN

P P + F摩+ F拔+ F土=36+25+151+111.2=323 .2kN>260KN

满足要求!

（2）卷扬机后拉地锚计算

卷近扬机牵引地锚的受力与卷扬机的自重摩擦力的和与牵引钢丝绳的拉力33kN平衡，采用固定式的方块结构，尺寸为长0.5m*宽0.5m*高1.0m。直接把方块预埋于1.0米的土层中，并在混凝土方块中预埋φ22mm拉环。前方土为被动受压，采用被动土压力进行计算：