半潛駁出運(yùn)沉箱應(yīng)用研究

摘? 要：沉箱出運(yùn)采用氣囊搬運(yùn)重件工法出運(yùn)，其本質(zhì)是在沉箱的下面放置特制橡膠氣囊，通過充氣加壓頂升沉箱，再在需移動(dòng)的方向上使用卷?yè)P(yáng)機(jī)及滑輪組給沉箱施加足夠的牽引力，在牽引力作用下沉箱對(duì)氣囊產(chǎn)生摩擦力從而使氣囊產(chǎn)生滾動(dòng)，使之與沉箱共同向前移動(dòng)。在沉箱前進(jìn)的方向上，操作人員要及時(shí)跟進(jìn)氣囊的鋪設(shè)與充氣。基于此，在總結(jié)氣囊出運(yùn)沉箱施工工藝的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步規(guī)范氣囊出運(yùn)沉箱的施工工藝，保證工程質(zhì)量，同時(shí)指導(dǎo)施工和監(jiān)控管理。

關(guān)鍵詞：半潛駁撘駁;上駁水位;沉箱支墊;半潛駁離泊

中圖分類號(hào)：U655? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）12-0000-00

1工藝流程

半潛駁搭駁→沉箱上駁→沉箱支墊→半潛駁離泊。

2上駁平面布置

半潛駁通過出運(yùn)碼頭前沿的搭接段與出運(yùn)碼頭相連，在船尾拋設(shè)八字尾錨定，在船頭設(shè)兩條錨纜，系在出運(yùn)碼頭埋設(shè)好的兩邊地錨上，通過收緊錨纜即可將半潛駁固定位置，調(diào)整兩邊錨纜可對(duì)半潛駁的位置進(jìn)行微調(diào)。沉箱上駁時(shí)，牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)采用船尾兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)提供動(dòng)力，通過滑輪組進(jìn)行牽引。

3沉箱搭駁潮位驗(yàn)算

（1）“四航廣州號(hào)”半潛駁可搭駁水位 0.9m。即潮位達(dá)到+0.9m時(shí)半潛駁可以開始搭駁。當(dāng)本地潮位達(dá)到+0.9m時(shí)，半潛駁攜帶殘留水（不能排除），半潛駁靠近出運(yùn)碼頭，將搭接板跨上碼頭搭接鋼軌，半潛駁中心線對(duì)準(zhǔn)上圬構(gòu)件的圓心，開始加水壓載，保持搭接板自由地?cái)R置在鋼軌上。此時(shí)抓緊搬運(yùn)氣囊上圬，安放碼頭與半潛駁搭接板的連接鋼板，連接“四航廣州號(hào)”半潛駁與沉箱的牽引。

當(dāng)本地潮位達(dá)到搭接碼頭水位時(shí)，半潛駁靠緊碼頭，通過調(diào)節(jié)壓載水，使半潛駁左右基本相平，船艉高于船艏不超過30cm。

半潛駁可搭駁水位與離駁潮位的計(jì)算是根據(jù)出運(yùn)結(jié)構(gòu)來計(jì)算的。如果所選半潛駁搭接甲板高度小于0.9m，按以上計(jì)算進(jìn)行搭駁、離駁即可，如果搭接甲板超多0.9m，則超過多少，需要增加多少米潮位。

（2）“海洋石油262”半潛駁可搭駁水位：所提供的資料沒有空載吃水深度，空載吃水深度，按滿載吃水深度減去排水高度為2.7米。

H=4.1-（5.8-2.7）+0.2+（1.05-0.9）（半潛駁搭接甲板與出運(yùn)碼頭面的高差）=1.35m

即潮位達(dá)到+1.35m時(shí)半潛駁可以開始搭駁。

沉箱離駁潮位：

H=4.1-（5.8-2.7-G沉箱/（57.5*40））+0.2（預(yù)留高0.2m水位）+（1.05-0.9）

=4.1-（5.8-2.7-2385/（57.5*40））+0.2+（1.05-0.9）

=2.35m

當(dāng)本地潮位達(dá)到+1.2m時(shí)，半潛駁攜帶殘留水（不能排除），半潛駁靠近出運(yùn)碼頭，將搭接板跨上碼頭搭接鋼軌，半潛駁中心線對(duì)準(zhǔn)上圬構(gòu)件的圓心，開始加水壓載，保持搭接板自由地?cái)R置在鋼軌上。此時(shí)抓緊搬運(yùn)氣囊上駁，安放碼頭與半潛駁搭接板的連接鋼板，連接“海洋石油262”半潛駁沉箱的牽引。

當(dāng)本地潮位達(dá)到搭接碼頭水位時(shí)，半潛駁靠緊碼頭，通過調(diào)節(jié)壓載水，使半潛駁左右基本相平，船艉高于船艏不超過30cm。

4半潛駁壓載水調(diào)節(jié)計(jì)算：

根據(jù)力平衡原理：G船+G水+G沉箱=F浮+T反

沉箱上船過程中，只有船體自身重力G船不變，F(xiàn)浮力根據(jù)船體吃水高度改變，G沉箱隨著上船氣囊增多改變，G水通過操作人員控制船體平行而調(diào)整壓載水的改變，T反則由于G船、F浮、G沉箱、G水的變化而變化。

以船體中心為原點(diǎn)，作力矩受力分析，根據(jù)力矩平衡原理：

G前倉(cāng)×L前倉(cāng)+G沉箱×L沉箱= R反力×L反力+G后倉(cāng)×L后倉(cāng)

式中：G船、L船可由船體中心與T反距離確定，L水可由各壓載艙中心與T反距離確定，L沉箱可由沉箱進(jìn)入船甲板距離確定。

根據(jù)資料可知，受力平衡公式①G船+G水+G沉箱=F浮+R反

力矩平衡公式②G船×L船+G沉箱×L沉箱+G水×L水= F浮×L船

其中：G船為半潛駁自重;G水為半潛駁壓載水重量，根據(jù)沉箱上船程度進(jìn)行調(diào)節(jié); G沉箱為沉箱作用在半潛駁上的重量，根據(jù)沉箱行走氣囊條數(shù)來判斷，當(dāng)氣囊全部行走至半潛駁上時(shí)，沉箱重量即全部作用在半潛駁上;F浮為半潛駁受到的浮力。R反為出運(yùn)碼頭對(duì)半潛駁搭接端的作用反力;L船為船中心到出運(yùn)碼頭搭接端接觸點(diǎn)距離;L箱為沉箱對(duì)半潛駁作用力中心線至出運(yùn)碼頭搭接端接觸點(diǎn)距離;L水為半潛駁壓載水中心至出運(yùn)碼頭搭接端接觸點(diǎn)距離;現(xiàn)就廣州號(hào)輪和海洋石油262輪上駁水位及半潛駁壓水控制進(jìn)行對(duì)比，如表1和表2所示。

5沉箱上駁

啟動(dòng)半潛駁上的牽引系統(tǒng)，按潮位和船艙壓載水要求牽引沉箱上駁，當(dāng)沉箱底部的第一排氣囊上到半潛駁上時(shí)，半潛駁前艙開始排水，后艙加水，沉箱進(jìn)駁過程以船艉不高于艏30cm進(jìn)行控制，直到沉箱到達(dá)半潛駁中心處，沉箱距離中心偏差前后不超過0.2m，左右不超過0.2m，如圖1所示。

沉箱上駁過程中應(yīng)同時(shí)帶好后遛鋼絲繩①和②，在沉箱前移上駁過程中，同時(shí)慢慢松后遛鋼絲繩①和②，并保證后遛鋼絲繩①和②持續(xù)受力，后遛鋼絲繩①和②不得處于松弛狀態(tài)，半潛駁的卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引鋼絲繩③和④帶動(dòng)沉箱緩慢前移。在沉箱牽引到碼頭上駁前時(shí)，觀測(cè)下沉箱與半潛駁各自中心線是否對(duì)齊，如未對(duì)齊，應(yīng)通過調(diào)整沉箱走向或絞、松半潛駁錨纜，使半潛駁左右擺動(dòng)，使之與沉箱對(duì)齊，且偏差不超過0.2m。對(duì)齊后，半潛駁的卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引鋼絲繩③和④帶動(dòng)沉箱緩慢前移，直至沉箱完全上駁，中心偏差前后不超過0.2m。

沉箱上駁過程需嚴(yán)格計(jì)算潮位控制表，必須在確保潮位足夠的情況下才能行走氣囊，若潮水漲速較慢，必須等待潮水上漲到位后才能繼續(xù)行走。

6沉箱支墊

沉箱牽引到半潛駁中心位置后，采用0.16×0.22×1.25m的枕木做兩層支墊，所有枕木必須伸入沉箱恥部35cm以內(nèi)以墊住沉箱墻身。支墊采用兩步：首先，在氣囊空檔處用枕木墊滿底座，再將構(gòu)件前排和后排的氣囊放氣，抽出氣囊，（此時(shí)剩余氣囊氣壓增至0.168Mpa），增加支墊再次墊滿底座，全部氣囊放氣，將構(gòu)件坐落在枕木上，解除牽引后溜系統(tǒng)。

7半潛駁離開碼頭

沉箱全部進(jìn)入半潛駁且中心就位后，當(dāng)水位達(dá)到計(jì)算的離泊水位后（考慮與搭駁平臺(tái)之間的調(diào)節(jié)，已預(yù)留高0.2m水位），調(diào)節(jié)半潛駁搭接端高于出運(yùn)碼頭，與搭接平臺(tái)完全脫離后，松開纜繩，移船起錨，使半潛駁退出碼頭2m以外，保證退潮時(shí)，半潛駁的搭接板不擱在出運(yùn)碼頭上。

8收尾

（1）回收氣囊到坡頂上檢查維護(hù)，準(zhǔn)備下個(gè)沉箱的出運(yùn)。（2）將空壓機(jī)、供氣管、充氣嘴移到出運(yùn)通道坡頂做保養(yǎng)維護(hù)。（3）收好各個(gè)鋼絲繩、滑輪組，維護(hù)保養(yǎng)卷?yè)P(yáng)機(jī)。

收稿日期：2020-10-15

作者簡(jiǎn)介：楊玉強(qiáng)（1974—），男，遼寧大連人，研究生，工程師，研究方向：港航施工。