通航水域自浮式裝配化CRF防船撞設(shè)施施工技術(shù)應(yīng)用探析

岳 洋 （安徽省路港工程有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230022）

1 前言

隨著社會(huì)的發(fā)展，通航水域也在緊跟時(shí)代飛速發(fā)展，大江大河上的各種橋梁建設(shè)讓公路、鐵路與水運(yùn)運(yùn)輸?shù)慕粎R點(diǎn)愈發(fā)增加，同時(shí)交通運(yùn)輸業(yè)也得以快速發(fā)展，為保障水運(yùn)船舶的通行安全和防止航道中橋墩被撞擊破壞，跨江河橋梁施工中一般設(shè)置橋梁防撞墩，但存在對(duì)撞擊船舶橋梁傷害高、水體運(yùn)動(dòng)造成二次撞擊、防撞要求增加提升改造難、改造過(guò)程通航影響大和水體污染嚴(yán)重等問(wèn)題。在原先施工的安徽省內(nèi)內(nèi)河航道橋梁防撞中，一般沒(méi)有自浮式裝配化CRF防船撞設(shè)施，由于航道上船舶數(shù)量不斷增加，作為一種新型的橋梁防撞設(shè)施用于跨越通航河流的橋梁橋墩防撞，有利于防止船舶撞擊而造成橋墩混凝土的損傷，對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)的使用安全性及耐久性造成影響；并能有效降低船舶撞擊力和減小船舶破損程度。在水位變幅較大且長(zhǎng)期處于水中的橋墩，選用自浮式，在航道隨著水位自動(dòng)進(jìn)行升降，自浮式裝配化CRF 防船撞設(shè)施可以確保船舶在航行過(guò)程中保護(hù)橋墩及船舶自身的安全性及穩(wěn)定性，是可以隨著水位變化而與船舶同步起伏的裝置。是既能滿足通行要求，又能滿足環(huán)保便捷的防撞設(shè)施。根據(jù)淮河干流航道橋梁防撞工程施工（FS-01）標(biāo)項(xiàng)目施工實(shí)踐，工程主要對(duì)通航水域自浮式裝配化CRF 防船撞設(shè)施施工技術(shù)進(jìn)行了探索以及研究，該工藝滿足了使用要求，可以為相似工程提供借鑒。

2 工法特點(diǎn)

①消減撞擊能力強(qiáng),質(zhì)量安全穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)整體材料柔性彈力好,可有效降低撞擊能量,外部采用圓角設(shè)計(jì)可調(diào)轉(zhuǎn)撞擊船舶角度,防止二次撞擊。

②裝配化程度高,施工便捷高效。由多個(gè)獨(dú)立單元模塊組成,各單元可工廠化生產(chǎn),現(xiàn)場(chǎng)采用插銷式連接,運(yùn)輸、安裝、維護(hù)、更換簡(jiǎn)便,減少施工期對(duì)通航船舶影響。

③多功能應(yīng)用，資源投入少。系統(tǒng)集立體浮動(dòng)、安全警示、撞擊緩沖等功能于一體，亦可根據(jù)需要安裝水體質(zhì)量、水文環(huán)境等監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)河流進(jìn)行長(zhǎng)期研究檢測(cè)。

④適應(yīng)能力強(qiáng),定制化應(yīng)用。可應(yīng)用于各種氣候環(huán)境水域,可根據(jù)各種防撞體型需要進(jìn)行組裝改造,外觀可定制成任何顏色、圖案、警醒顏色和反光形式。

⑤多功能應(yīng)用,資源投入少。系統(tǒng)集立體浮動(dòng)、安全警示、撞擊緩沖等功能于一體,亦可根據(jù)需要安裝水體質(zhì)量、水文環(huán)境等監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)河流進(jìn)行長(zhǎng)期研究檢測(cè)。

3 適用范圍

自浮式裝配化CRF 防船撞設(shè)施適用于跨越通航江河橋梁橋墩防護(hù)。

4 工藝原理

圖1 自浮式裝配化CRF防船撞設(shè)施

自浮式裝配化CRF 防船撞系統(tǒng)由纖維增強(qiáng)鋼覆復(fù)合材料外殼、內(nèi)部填充發(fā)泡聚氨酯+鋼加筋板及水密板、組件連接機(jī)構(gòu)、橡膠護(hù)舷組成。外部纖維增強(qiáng)鋼覆復(fù)合材料外殼采用圓弧面設(shè)計(jì)，為彈性復(fù)合材料，其內(nèi)部填充抗剪強(qiáng)度高、吸收撞擊能力強(qiáng)的聚氨酯，采用裝配化模塊構(gòu)件，整個(gè)系統(tǒng)外套至橋墩四周，當(dāng)船舶撞向橋墩時(shí)，外側(cè)防撞系統(tǒng)產(chǎn)生彈性變形減少對(duì)撞擊船舶橋梁的傷害，并自動(dòng)調(diào)撥船舶撞擊方向防止二次撞擊。

5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5.1 工藝流程

零件部件制作完成→工廠預(yù)拼裝→運(yùn)輸至橋區(qū)碼頭→卸貨、岸上預(yù)拼裝→浮運(yùn)至橋墩處→水上拼裝→浮態(tài)調(diào)整、緊固→完成安裝。

擬采用工廠分塊生產(chǎn)，然后運(yùn)輸至橋位處河岸或碼頭，繼而下水拖運(yùn)至橋墩處安裝。在橋區(qū)附近臨時(shí)設(shè)置工作區(qū)（如卸貨區(qū)、組裝區(qū)、下水通道）等服務(wù)設(shè)施。

圖2 自浮式防撞設(shè)施水上拼裝

5.1.1 節(jié)段運(yùn)輸

自浮式防撞設(shè)施由廠家運(yùn)輸至橋位附近碼頭。至碼頭后采用碼頭吊或汽車吊起吊裝船，其載重量及空間應(yīng)滿足所有防撞節(jié)段的擺放。裝船時(shí)防撞節(jié)段擺放位置應(yīng)合理，注重船體平衡，防止側(cè)斜和翻動(dòng)。防撞節(jié)段裝船完成后，應(yīng)派專人護(hù)航，后跟交通艇巡航，經(jīng)航道運(yùn)輸至大橋停靠。

5.1.2 防撞設(shè)施安裝

①工廠預(yù)拼裝

自浮式裝配化CRF 防船撞設(shè)施采用工廠預(yù)制，運(yùn)輸至橋墩進(jìn)行安裝的施工方案。進(jìn)行工廠預(yù)拼裝有利于發(fā)現(xiàn)防撞設(shè)施安裝存在的問(wèn)題，并及時(shí)修正。防撞設(shè)施預(yù)拼裝完成后，進(jìn)行適當(dāng)修正，然后將防撞設(shè)施拆解、打包，準(zhǔn)備運(yùn)輸。

②岸邊節(jié)段組裝

防撞設(shè)施運(yùn)輸至橋區(qū)后，在岸邊平整場(chǎng)地，進(jìn)行組裝，將各零部件組裝，對(duì)組裝部分進(jìn)行詳細(xì)檢查，避免零件漏裝、螺栓力矩漏打等。安裝時(shí)，只要在橋墩處實(shí)現(xiàn)兩個(gè)組裝件之間的拼接，即完成防撞設(shè)施的安裝。

③水上試拼裝

防撞設(shè)施組裝完成后，下水浮運(yùn)，在淺水區(qū)進(jìn)行水上試拼裝。由于防撞設(shè)施在岸上拼裝而成的各個(gè)組裝件結(jié)構(gòu)外形不同，可能導(dǎo)致組裝件出水高度、浮動(dòng)狀態(tài)各不相同，為調(diào)整組裝件的浮態(tài)，以方便在橋墩處拼裝，采用在淺水區(qū)水上試拼裝的方法，進(jìn)行組裝件浮態(tài)的調(diào)整。調(diào)整組裝件的浮態(tài)，并在淺水區(qū)試拼裝，然后拆解，保持組裝件調(diào)整后的浮態(tài)，浮運(yùn)至橋墩處進(jìn)行安裝。

④安裝就位

將組裝件由船舶拖運(yùn)至橋墩上游，順流而下，適當(dāng)調(diào)整其余橋墩的相對(duì)位置，安裝在橋墩上；由浮吊或頂推船將組裝件運(yùn)輸至橋墩下游，頂推至橋墩處，實(shí)現(xiàn)各組裝件的對(duì)接。調(diào)整各個(gè)組裝件的浮態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)接，通過(guò)檢修孔安裝法蘭螺栓，完成防撞設(shè)施的節(jié)段連接。

⑤防撞設(shè)施安裝完成后，進(jìn)行清除位于防撞設(shè)施上的工裝、雜物，清洗防撞設(shè)施表面油污、痕跡等，補(bǔ)涂螺栓連接處油漆等工作；施工船舶的油污水應(yīng)該暫時(shí)儲(chǔ)存在船舶自備的容器中，然后送到油污水接收單位或者油污水接收船上進(jìn)行處理。施工船舶上人員的生活污水應(yīng)該由有資質(zhì)的接收船舶接收處理。以上廢水均不向水體直接排放。

5.2 操作要點(diǎn)

①自浮式防撞設(shè)施在廠內(nèi)按標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段分段制作，出廠前必須對(duì)階段進(jìn)行試拼裝，檢查無(wú)誤后，確保設(shè)施的幾何尺寸在允許誤差以內(nèi)來(lái)保證后期安裝的精確性，同時(shí)也應(yīng)在廠內(nèi)完成相應(yīng)配套消能元件的安裝。

②防船撞設(shè)施各節(jié)段制作完成后，在工廠內(nèi)部騰出場(chǎng)地，對(duì)接拼裝，修正及解決安裝難點(diǎn)，并檢測(cè)安裝后防撞設(shè)施尺寸，合理調(diào)整，使之滿足設(shè)計(jì)要求。

③防船撞設(shè)施出廠運(yùn)輸時(shí),應(yīng)采取防止箱體防腐涂層的保護(hù)措施;同時(shí)安裝后應(yīng)檢查其處于水中的浮態(tài),并進(jìn)行調(diào)整。

④在進(jìn)行防撞設(shè)施安裝時(shí)，要做到分段的穩(wěn)定，固定要牢靠，防止隨水流而發(fā)生遠(yuǎn)離，加大施工難度。

6 質(zhì)量控制

①在岸上進(jìn)行預(yù)拼裝時(shí)，做好橡膠護(hù)弦的螺栓安裝牢固，以防下水經(jīng)碰撞脫落。

②噴灑涂料時(shí)保護(hù)色澤一致：外形美觀關(guān)鍵的因素之一是涂漆，既要達(dá)到圖紙上要求的厚度，又不能超厚，要求均勻一致。在工藝上采用高壓噴涂的工藝，通過(guò)噴漆來(lái)保證外形美觀，要求同一遍油漆時(shí)間間隔不宜過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)一氣呵成。

③施工過(guò)程中要做好拼裝的質(zhì)量控制工作，確保防撞設(shè)施的安裝精度。

④自浮式裝配化CRF 防船撞設(shè)施的制作應(yīng)符合相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)、焊接、材料性能等規(guī)定。

⑤當(dāng)防船撞設(shè)施加工時(shí)使用的原材料以及加工件進(jìn)場(chǎng)的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料進(jìn)行檢查，其中鋼材同一牌號(hào)、同一爐號(hào)的不超過(guò)30t 為一批，泡沫鋁及聚氨酯材料同一生產(chǎn)廠家、同一品種且連續(xù)進(jìn)場(chǎng)的材料為同一批，每批應(yīng)進(jìn)行抽樣檢查，每批抽樣達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

⑥自浮式鋼復(fù)合材料防撞設(shè)施外筒體使用噴涂純聚脲防腐，在噴灑時(shí)基面與純聚脲防腐層之間的涂料應(yīng)該是與純聚脲相配套的底涂，以此來(lái)確保純聚脲與基面的粘附性與整體性。在純聚脲中聚氨酯是作為純聚脲的主體，主要分為A、B 兩種物體，A 物體為特種異氰酸酯的預(yù)聚體，B 物體為氨基聚醚、氨基擴(kuò)鏈劑和其他助劑組合而成的物體。噴涂后經(jīng)過(guò)一定時(shí)間固化后該涂層具有很好的耐久性、穩(wěn)定性、耐磨性、耐沖擊性和較好的拉伸強(qiáng)度。

7 結(jié)語(yǔ)

浮式裝配式CRF 防撞船撞設(shè)施，方便安裝及更換、重量輕、撞擊力吸能好；使用自浮式裝配式CRF 防撞船撞設(shè)施不僅減少其維修費(fèi)用，而且可以改善橋墩及船舶的安全風(fēng)險(xiǎn)，確保因船舶撞擊導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)造成橋墩難以維修，并產(chǎn)生高額費(fèi)用的影響。浮式裝配式CRF防撞船撞設(shè)施施工技術(shù)新工藝的應(yīng)用，有效保障橋梁及船舶、人員財(cái)產(chǎn)生命安全；同時(shí)采用本工法方便安裝及更換、重量輕、撞擊力吸能好；使用自浮式裝配式CRF 防撞船撞設(shè)施不僅減少其維修費(fèi)用，而且改善橋墩及船舶的安全風(fēng)險(xiǎn)，確保因船舶撞擊導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)造成的橋墩難以維修，并產(chǎn)生高額費(fèi)用，另外自浮式裝配式CRF 防撞船撞設(shè)施防撞系統(tǒng)性能優(yōu)越，可多功能應(yīng)用，采用裝配化生產(chǎn)運(yùn)輸安裝維護(hù)，全程可根據(jù)需求調(diào)節(jié)，無(wú)污染，運(yùn)營(yíng)過(guò)程根據(jù)水位變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，可有效保護(hù)好撞擊船舶和水域橋梁安全，符合我國(guó)健康、安全、高效的可持續(xù)發(fā)展的交通運(yùn)輸機(jī)制。自浮式裝配式CRF 防撞船撞設(shè)施的整體外觀美觀、醒目，在類似工程中具有較為深遠(yuǎn)的意義，具有推廣的價(jià)值。