箱涵利用气囊技术下水技术方案
1. 箱涵基本技术参数
注:吃水深是指箱涵中填充了气囊后的。
2. 箱涵的助浮、填充气囊布局
表中的“助浮力”能使箱涵的吃水深度保持在3.5m位,在箱涵两侧分别用捆绑带固定住助浮气囊(见附图),箱涵两侧底部分别预埋8个拉环,其抗拉强度根据助浮力的大小设定在30T,可用于固定气囊,亦可用来牵引箱涵横移、纵移;捆绑带的抗拉强度不小于30kn,它可使多个气囊捆在一起,气囊充气后,气囊组会具有良好的刚性。
3. 箱涵横移
气囊规格:直径φ1.0m; 有效工作长度4.8m; 总长度:6.532m
工作压力: 0.3Mpa 试验压力:0.375Mpa
气囊起重高度为0.4m条件下,气囊承载宽度为0.942m,总宽度1.342 m
每条气囊承载能力=0.942*4.8*30.61=138.4T
4. 箱涵纵移
气囊规格:直径φ1m; 有效工作长度按箱梁宽度;
工作压力: 0.3Mpa 试验压力:0.375Mpa
气囊起重高度为0.4m条件下,气囊承载宽度为0.942m,总宽度1.342m
每条气囊承载能力=0.942*4.8*30.61=138.4T
注:表中“气囊数量”是指有效载荷的气囊数量,为满足移动需要,必须要有足够数量的接应气囊
气囊的排列:根据箱涵的线型和重心位置,采用单排气囊排列,这样有利于箱涵的左右稳定,防止侧倾;接应气囊亦作相应排列(见附图)。
5. 箱涵移运稳定性
箱涵的重心很低,地面积大,稳定性极好,不存在倾斜的可能。
6. 箱涵移运过程中的启动与制动
箱涵移运方向前用两部卷扬机牵引,其后用两部卷扬机牵制。
可通过调整气囊气压来达到箱涵启动时牵引力减小和制动的要求。前端气囊气压减小,箱涵前倾,牵引力就小,反之亦然;移运中减小气压,即可增加滚动阻力,实现减速;在箱涵前摆放充气的气囊达到制动的目的。
7. 移运中偏移的纠正措施
纠正物体移运过程中的偏移有多种方法,通常采用的方法有:A.调整两侧卷扬机的牵引速度和先后启动顺序;B.调整气囊摆放角度。
8. 牵引力
(1)平地牵引
Fd=Q·sinα+u·Q·cosα
式中:Fd—绞车牵引力,T;
Q — 重物自重,t;
α —坡道倾角,(°);
u —坡道摩擦系数。
箱涵是在平坦的地面上移运,坡道倾角α为零,阻力系数u取0.03
所以:Fd=Q·g·sinα+u·Q·g·cosα
=384.8×0.03
=11.54吨(max)
采用1台8吨卷扬机,使用单轮滑轮组,1根钢丝绳。
单台卷扬机拉力: 8*2*1=16T
(2)后牵引
Fd=Q·sinα+u·Q·cosα
式中:Fd—绞车牵引力,T;
Q — 重物自重,t;
α —坡道倾角,(7°);
u —坡道摩擦系数。
箱涵是在坡道上移运,坡道倾角α为7,为增加保险系数阻力系数u取0
所以:Fd=Q·sinα+u·Q·cosα
=384.8×0.03
=46.89吨(max)
采用2台10吨卷扬机,使用55T3轮滑轮组,4根钢丝绳。
单台卷扬机拉力: 10*4*2=80T
9. 地面承载力
地面承载能力为≥15t/m2
10. 箱涵下水
设平均潮位高1m。
修建下水坡道宽10m;长66.9m,其中水面以上长度约29.7m;坡度7°,坡底标高为-4.5m。
箱梁移到坡道上(见附图中第2步),摆放好接应气囊,调整适当的气压,将箱涵推下水。
由于箱涵长度较短,这种操作快捷、简便、安全。这是我公司成熟的下水技术。
11. 风险分析与安全保障
1. 气囊损坏
在箱涵移运时,气囊有被尖锐物扎破、划伤的可能,会因气囊漏气使箱涵失去平衡。
气囊的设计制造保证具有四倍的安全系数,一旦发生气囊受损漏气,其他气囊有足够的能力分担徒然增加的载荷,通过调整气囊位置和气压,可使箱涵恢复平衡。
2. 风力的影响
若在箱涵移运时遇到较强的风力,箱涵会发生摇摆。
气囊具有自稳性,箱涵倾斜时,倾斜边的气囊与箱涵底部的接触面积增大,气囊给底部的作用力随之增加,使箱涵恢复平衡。
12. 结论
综上分析,箱涵用气囊移运、助浮和下水是安全可靠的,且灵活、简便。
13. 说明
以上方案是在假设箱涵刚性和地面承载力足够的前提条件下设计的,采用最少数量气囊来完成移运下水工作,若地面承载力不足,可酌情增加气囊数量。